中国芯片被卡的程度

朱头山 (2025-06-13 09:39:38) 评论 (6)

芯片是电子集成电路块,是现代社会的心脏。美国对中国芯片产业的打压已经快十年了,那现在中国的发展到了什么程度了,这场芯片战的前景如何呢?



笼统地说美国不卖芯片给中国,也不是实话。其实美国只是不卖民用芯片给华为,也不许台积电,三星为华为代工,但其它中国电子公司,如小米,腾讯都可以购买和代工,最近小米宣布开发3纳米芯片,国内不知情的还三呼万岁。美国的芯片公司投资巨大,而中国是全世界最大的电子产品生产商, 每年花费比石油进口更多的钱进口芯片,如果禁止任何芯片出口到中国,那美国芯片产业也完蛋了。这个道理美国懂。

美国全面对中国禁售的,是AI相关芯片。AI被认定为下一个技术高地,如当年的电力,电脑,互联网技术一样,谁掌握这些高地,谁就掌握了未来。本来,美国认为自己比中国遥遥领先,但Deep Seek的腾空出世,让美国意识到,其实差距只有几个月。而中国由国家牵头,先在国内开展充分竞争,由那些竞争的胜出者冲向世界,这一套策略在电动汽车,电池,新能源设备取得了伟大成功,也可能在AI领域复制,美国在AI方面的领先地位遇到了空前挑战。

Nvidia的GPU芯片,被认为是AI业不可或缺的关键设备,Deep Seek只是证明了通过改变算法,可以减少Nvidia的数量和质量要求,但还是离不开其芯片。在特朗普上台前,中国大量囤货低配版的Nvidia中国特供芯片H20。但特朗普上台后,把这个也给禁了。华为开发了自己的AI的芯片,但要取代Nvidia, 还是任重道远。以下从四个方面来分析一下中国在AI芯片发展方面的现状!

一,芯片设计

英伟达被视为全球领先的AI芯片公司,但它实际上并不制造用于AI训练和计算的实体芯片。相反,该公司只是设计AI芯片,或者更确切地说,是图形处理器(GPU)。英伟达专利GPU设计的订单随后被发送给芯片代工厂——这些制造商专门为其他公司大规模生产半导体产品。

虽然像AMD和博通这样的美国竞争对手提供了各种替代方案,但英伟达的GPU设计被广泛认为是行业标准。市场对英伟达芯片的需求如此强劲,以至于中国客户持续购买他们能获得的任何该公司的芯片。

但英伟达正面临华盛顿日益收紧的限制。该公司在四月份透露,额外的限制措施已阻止其向中国客户销售H20处理器。

英伟达的H20是其H100处理器的一个低配版本,专门设计用于规避先前的出口管制。然而,专家表示,它仍然比中国国内现有的任何产品都更先进。但中国希望改变这一点。为应对限制,越来越多的中国半导体企业已进入AI处理器领域。其中包括了众多新兴公司,例如壁仞科技(Biren Technology)和燧原科技(Enflame Technology),它们正寻求填补英伟达留下的数十亿美元的GPU需求空白。

然而,在提供英伟达真正替代方案的中国公司中,似乎没有哪家比华为的芯片设计部门海思半导体更接近。

华为目前量产的最先进GPU是昇腾910B。据报道,下一代昇腾910C原预计最早可能在五月份开始大规模出货,但目前尚未有最新消息。

SemiAnalysis的创始人、首席执行官兼首席分析师Dylan Patel告诉CNBC,尽管昇腾芯片仍落后于英伟达,但这表明华为正在取得显著进展。

Patel表示:“与英伟达受出口限制的芯片相比,华为和H20之间的性能差距不到一代。华为并没有远远落后于英伟达被允许销往中国的产品。”

他补充说,截至去年,昇腾910B落后英伟达两年,而昇腾910C仅落后一年。

但这虽然表明中国在GPU设计能力上取得了巨大进步,但设计只是构建有竞争力的AI芯片生态系统所面临的一个方面。

二, AI芯片封装

为了制造其GPU,英伟达依赖全球最大的合同芯片代工厂台积电(TSMC),后者生产了世界上大多数的先进芯片。

台积电遵守美国对芯片的管制,并且也被禁止接受来自美国贸易黑名单上任何公司的芯片订单。华为于2019年被列入此清单。

这导致像华为这样的中国芯片设计公司不得不寻求本地芯片代工厂的帮助,其中最大的是中芯国际(SMIC)。

中芯国际远远落后于台积电——它目前官方已知能够生产7纳米芯片,这比台积电的3纳米生产所需的先进技术要少。更小的纳米尺寸意味着更高的芯片处理能力和效率。

有迹象表明中芯国际已经取得了进展。该公司被怀疑是2023年华为Mate 60 Pro手机中5纳米5G芯片的幕后推手,这款芯片曾动摇了美国芯片管制的信心。然而,该公司若想以成本效益高的方式大规模生产先进GPU,还有很长的路要走。

根据独立芯片和技术分析师王锐(Ray Wang)的说法,中芯国际已知的运营能力与台积电相比相形见绌。

王锐表示:“华为是一家非常优秀的芯片设计公司,但他们仍然没有好的国内芯片制造商。”他指出,据报道,华为正在努力发展自己的芯片制造能力。

但关键制造设备的缺乏阻碍了这两家公司(指华为和中芯国际)的发展。

三,先进芯片生产设备

中芯国际满足华为GPU需求的能力受到熟悉的出口管制问题的限制,但在这种情况下,限制来自荷兰。

虽然荷兰可能没有任何知名的半导体设计商或制造商,但它是阿斯麦(ASML)的所在地,阿斯麦是全球领先的先进芯片制造设备供应商——这些机器利用光束或电子束将复杂的图案转移到硅晶圆上,从而构成了微芯片的基础。

根据美国的出口管制,荷兰已同意阻止阿斯麦最先进的极紫外(EUV)光刻机的销售。这些工具对于大规模、经济高效地生产先进GPU至关重要。

SemiAnalysis分析师Jeff Koch表示,EUV是中国先进芯片生产面临的最大障碍。他告诉CNBC:“他们拥有大多数其他可用工具,但光刻技术限制了他们向3纳米及以下制程节点扩展的能力。”

中芯国际已经找到了规避光刻限制的方法,即使用阿斯麦技术含量较低的深紫外(DUV)光刻系统,这些系统受到的限制相对较少。

Koch表示,通过这种“暴力突破”的方式,生产7纳米芯片是可行的,但良品率不高,并且这种策略可能已接近极限。他补充说,“以目前的良品率来看,中芯国际似乎无法生产足够的国产加速器来满足需求。”

据报道,中国一家致力于光刻技术的公司——上海微电子装备(SiCarrier Technologies)——与华为有联系。

但Koch指出,模仿现有的光刻工具可能需要数年甚至数十年的时间才能实现。他补充说,相反,中国可能会寻求其他技术和不同的光刻方法来推动创新,而不是一味模仿。

四,AI存储组件

虽然GPU常被认为是AI计算中最关键的组件,但它们远非唯一。为了进行AI训练和计算,GPU必须与存储芯片协同工作,这些存储芯片能够在更广泛的“芯片组”中存储数据。

在AI应用中,一种名为**高带宽内存(HBM)**的特定类型存储已成为行业标准。韩国SK海力士(SK Hynix)在HBM领域处于行业领先地位。该领域的其他公司包括三星(Samsung)和美国的美光(Micron)。

分析师王锐表示:“在AI发展的现阶段,高带宽内存对于训练和运行AI模型已经变得至关重要。”

与荷兰一样,韩国也在配合美国主导的芯片限制,并于去年12月开始遵守对向中国出售某些HBM存储芯片的新限制。

据路透社报道,作为回应,中国存储芯片制造商长鑫存储(CXMT)正与芯片封装和测试公司通富微电(Tongfu Microelectronics)合作,处于生产HBM的早期阶段。

王锐表示,长鑫存储在HBM开发方面预计落后全球领先者三到四年,尽管它面临包括芯片制造设备出口管制在内的重大障碍。

SemiAnalysis在四月份估计,长鑫存储距离实现任何合理规模的量产还需要一年时间。

据报道,中国代工厂武汉新芯半导体制造有限公司(Wuhan Xinxin Semiconductor Manufacturing)正在建设一家生产HBM晶圆的工厂。据《南华早报》报道,华为技术有限公司已与该公司合作生产HBM芯片,尽管两家公司均未证实此合作关系。

SemiAnalysis在四月份的一份报告中指出,华为一直依赖三星等供应商的HBM库存,用于其昇腾910C AI处理器。报告称,虽然这款芯片是在国内设计的,但它仍然依赖于在限制之前或尽管有限制而获得外国产品。

SemiAnalysis表示:“无论是来自三星的HBM、台积电的晶圆,还是来自美国、荷兰和日本的设备,都存在对外国产业的巨大依赖。”

最近,美国商业部官员回答议员质询时,认为华为国产芯片最多只能满足中国四分之一的AI市场需要,因此客观上必然需要Nividia等美国厂商的产品,这构成了美国对中国的巨大筹码。因为中国也握有稀土这一重大筹码,是用芯片来交换稀土呢,还是继续握着芯片不放,用其它次要筹码来交换芯片,美国国内有两派意见。

英伟达老板黄仁勋强烈建议开发其产品给中国市场,占领市场,使得美国芯片成为世界潮流,就像Windows,Intel芯片成为PC主流构件一样,在市场上淘汰中国不成熟的产品,让它们永远也不得发育,这样才能打败中国,占领AI的高地。如果对中国进行芯片禁运,那么华为等国内厂家就得到了市场,巨大的中国市场会给予它们足够的利润,而且发展出自己的一套AI生态环境,包括硬件和软件,以后中国式样的AI成为主流,美国的AI就完了。

在中美竞争的世界里,芯片业成为一个前线,今后的发展将对世界的未来产生深刻的影响!