作者：李根（韓國國立首爾大學經濟學傑出教授，加拿大高等研究院研究員）
距離美國拜登政府通過《芯片與科學法案》已經過去兩年了。該法案撥款520億美元（約2262億令吉）以鼓勵半導體製造商在美國境內擴大產能，在此期間美國還出台了針對芯片相關技術對華出口的廣泛限製措施。
這些措施都是為了讓美國能在微芯片方面實現自給，並阻止中國達成同一個目標。那些它們達到目的了嗎？
美國限製中國獲取芯片製造技術的努力，主要集中在那些占據全球半導體80%以上市場的三種最先進集成電路上：邏輯芯片（用於手機和個人電腦的數據處理）、DRAM（一種隨機存取存儲器，通常用於個人電腦和服務器）和NAND（閃存）。
這三種芯片中國都能生產，其中邏輯芯片來自中芯國際，DRAM來自長鑫存儲，而閃存芯片則來自長江存儲。雖然這些企業都不是行業領導者，但它們正在技術和市場份額方面追趕競爭對手。
但中國企業瞄準的是低端市場，而進軍高端市場正變得日益困難。畢竟芯片製造的成本和複雜性都在迅速上升，而美國製裁導致中國企業極其難以獲取生產最先進半導體所需的技術——特別是製程節點尺寸小於14納米的邏輯芯片、小於18納米的DRAM，和堆疊128層或以上的NAND存儲芯片。
以荷蘭ASML公司獨家生產的最先進極紫外光光刻係統——價值2億美元、用於轉移芯片設計圖樣的“複印機”——為例，台灣芯片巨頭台積電擁有200多台這類設備（其最先進的3納米邏輯芯片製造就需要50多台），韓國巨頭三星電子擁有約50台，而受美國製裁的中國一台都沒有。
先進的邏輯和DRAM（12-14納米）芯片，都需要極紫外光光刻係統來生產，而NAND芯片（由數百個具有相同幾何形狀的層堆疊而成）則不需要。
中國企業正在這個領域追趕三星等全球領先企業。長江存儲與競爭對手產品性能相近的128層3D NAND產品，已於2021年推出。人們在2023年10月發現全球最先進的3D NAND存儲芯片，就搭載在該公司於同年7月悄然推出的固態硬盤中。
中國企業奮起直追
中國或許很快就能在DRAM市場取得類似的深入進展，從而推進其微芯片自給進程。
製造高帶寬存儲器芯片（一種先進DRAM芯片）的過程並不一定需要最先進的光刻技術，而且這類芯片通常比節點小於10nm的傳統DRAM芯片更易生產，意味著中國無需最新設備即可生產自己的版本（17-19納米）。
中國在各類先進封裝技術（比如高帶寬存儲器芯片所需的矽通孔）方面已經非常成熟了。
當前高帶寬存儲器芯片的市場需求很大。該技術克服了內存傳輸速度的限製，提高了能效，因此成為人工智能模型和高性能計算的首選解決方案。韓國SK海力士公司目前生產最先進的這類芯片並借人工智能熱潮獲利甚豐。
但中國企業正在奮起直追：雖然該國在傳統DRAM和邏輯芯片相關的在美注冊專利方面落後於韓台，但在高帶寬存儲器芯片專利方面則處於領先地位。
據報道，中國領先企業寒武紀科技和華為，已經在人工智能處理器方面取得了長足進步。
為了加快這方面的進展，中國政府正勸阻企業購買英偉達為應對美國製裁而專供中國市場的H20芯片。
中國政府推動芯片自給的政策，也促使本國芯片製造商轉向本地企業購買所需設備。
因此，北方華創科技集團和中微半導體等設備生產商的收入和利潤均出現大幅增長。與此同時，中國芯片設備和零部件的國產化率也急劇上升，從2021年的21%上升到了去年年底的40%以上。
短期內難扭轉姿態
目前，主導芯片市場的韓國和台灣對上述舉措做出了回應，它們在增加國內（尤其是高端芯片）產能的同時，壓低了海外產能。三星在韓國生產其核心產品——DRAM芯片，在中國運營一家NAND工廠，還正在美國建設一家邏輯芯片代工廠。
台積電在中國為當地客戶生產較低端的邏輯芯片，在台灣為美國企業（如蘋果、AMD和英偉達）生產高端芯片——其四座“超大晶圓廠”均位於此地。
該公司正在美國、歐洲和日本興建代工廠，但每個工廠的產能僅相當於其超大晶圓廠的3至5%。就算這些工廠按計劃於2028年全部建成，其總產能仍然隻會占企業全體產能的20%。
台積電海外工廠也將比其國內工廠落後一至兩代。比如盡管台積電在亞利桑那州建造的工廠將生產2納米芯片，但等到投產時，它們就已經落後於前沿技術了。
因此，美國在微芯片方面仍然遠遠無法實現自給，且短期內也不太可能扭轉這一態勢。而盡管中國正努力克服重大阻力以鞏固自身行業地位，它也處於同樣處境——尤其是在最先進芯片方面。
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