芯片無疑是近期話題的中心。

從美國多項芯片相關政策落地，到近日有消息傳出部分芯片價格雪崩。缺芯至今，關于芯片的話題一直牽扯著大眾的神經。

價格雪崩的芯片包括部分PC和手機等消費電子芯片，以及部分車載芯片。據稱，意法半導體某款電子控制芯片從2021年高位的3500元降至600元。

此外，疫情之下，經濟衰退，由于消費預期下降，英特爾、英偉達和AMD等巨頭也紛紛調低了預期。

而同時，美國對中國高端芯片產業的限制政策卻層層加碼。作為最精細最復雜的科技產品，芯片關乎整個科技產業的發展，在各國產業中均占據著重要的位置。

這也并不是美國首次對他國半導體產業實施打擊。上世紀80年代，美國就通過《美日半導體協議》對彼時處于鼎盛時期的日本半導體產業進行了打擊，進而取而代之成為全球半導體行業老大。

而自2019年起對華為的制裁也導致華為如日中天的手機業務出現斷層。

這一次，美國對半導體行業的干預是從光刻機到EDV，再到通過法案變相迫使芯片企業二選一乃至試圖聯合日本、韓國、中國臺灣成立Chip-4，將中國孤立于供應鏈之外。

01.

美國的制裁組合拳都有哪些？

7月，彭博社消息報道，美方知情人士透露，美國正在向荷蘭政府施壓，要求阿斯麥公司（ASML）禁止對華出口深紫外光刻機DUV。此前，由于無法獲得荷蘭政府的出口許可，ASML已經無法向中國出售其最先進的極紫外光刻機EUV。

隨后，北京時間8月9日晚，美國總統拜登正式簽署《芯片與科學法案》（The Chips and Science Act），簡稱芯片法案。

這項前后僵持近三年的法案主要內容包括：

而對于接受補貼的公司，禁止其在會對美國產生威脅的國家擴大一定制程先進半導體的產能。同時，為確保該禁令與半導體技術和美國出口管制的發展保持同步，商務部長、外交部長和國家情報局總監可能將定期審核，需要對哪些技術進行出口管制。禁令期限為十年。

8月12日，美國商務部工業和安全局（BIS）又發布一項新增的出口限制臨時最終規定，對四項技術進行出口管制，其中涉及半導體的包括：

設計GAAFET（全柵極場效應晶體管）結構集成電路所必需的EDA /ECAD軟件，

金剛石和氧化鎵為代表的超寬禁帶半導體材料。

關于金剛石和氧化鎵的禁令于8月15日生效，關于EDA軟件的禁令則于8月15日后60日內生效。

此外，從今年三月起，美國就積極拉攏韓國、日本、中國臺灣地區組成Chip-4聯盟，力圖將中國排除在產業鏈之外。

那么，這些政策到底意味著什么？相關芯片企業，包括中國公司與美國公司會受到怎樣的影響？而芯片巨頭們又將對此如何反應？

我們采訪了部分中美芯片企業，并嘗試基于產業進行簡要解讀。

02.

EDA和光刻機之于芯片

首先，我們來簡單了解一下相關的芯片產業鏈。

芯片的生產制造流程包括芯片設計、制造、封裝和測試。

EDA全稱Electronic design automation，電子設計自動化軟件。即用于設計芯片的軟件工具，涵蓋邏輯設計、電路系統設計、系統仿真、性能分析到設計PCD版圖等一系列芯片設計流程，其貫穿集成電路產業設計、制造、封測等各個環節，被譽為“芯片之母”。

而此次被美國商務部列入出口管制的是設計GAAFET結構集成電路所需的ECAD工具。

GAAFET全稱Gate-All-Around FET，全柵極場效應晶體管，最早由三星于2019年提出，以解決FinFET在5nm以下制程遇到的問題。

FinFET為鰭式場效應晶體管，也是曾經英特爾公司為了適應更小制程的芯片制造而提出的結構。

如今，當芯片制程來到5nm以下，FinFET也開始無法適應，因而需要更先進的GAAFET結構。

目前，三星已經在3nm制程上使用GAAFET，臺積電則準備在2nm制程中引入GAAFET。

在制造環節，將晶圓制造成集成電路非常重要的一個環節就是在硅晶片涂上光致抗蝕劑，蓋上遮光物模版，利用紫外光使模版之外的部分溶解，再用溶劑洗去溶解部分，剩下的便是模版的形狀。

此處需要用到的就是光刻機。

根據光刻機的發展歷程和光源，可分為紫外光源（UV）、深紫外光源（DUV）和極紫外光源（EUV）。一般而言，目前制造7nm及以下制程芯片需要EUV，14nm及以下制程則需要用到DUV。

數據顯示，ASML占據90%的光刻機市場份額，而在單價過億的高端EUV光刻機市場，ASML更是實現了100%壟斷。

03.

芯片法案及跨國芯片巨頭的反應

公開數據顯示，上世紀90年代，美國占全球半導體制造業份額的37%。但隨著全球產業分工的細化，美國半導體企業逐漸將芯片制造環節轉移到東亞等地區，目前美國所占全球芯片制造份額只有12%，與之相對的是臺積電、三星等芯片代工企業的崛起。目前，東亞在芯片制造領域占75%的份額。

從設計環節來看，據IC Insights發布的芯片市場研究報告顯示，去年總部在美國的設計公司產值全球占比68%，中國臺灣占比21%，中國大陸占比9%。

從銷售環節來看，美國也以54%的份額穩居首位，韓國排名第二，占22%，日本占6%，中國臺灣占1%。

可以看出，制造環節是美國想要實現產業鏈自給自足最大的痛。因而，美國政府希望通過補貼與稅收減免等政策吸引企業和人才回到美國國內。

但目前，制造業的主要集中地在東亞。

因而也有觀點認為，美國試圖通過向企業發放補貼遷移產能并沒有那么容易。制造產業鏈長期集中在東亞，無論是人力還是成本方面，東亞都有明顯的優勢。

關于這點，美政府就公開承認過在美生產成本較其他地區高出四到七成。而臺灣《經濟日報》社論認為，這應該還是刻意壓低的數字。而且，芯片法案目前分配給制造投資的預算僅有390億美元，僅臺積電一個廠的投資就超過百億美元，對于赴美建廠而言，美政府的補貼基本屬于杯水車薪。

另外，美國本土不僅人力成本高昂，同時也缺乏芯片制造相關的人才。據稱，此前臺積電計劃在亞利桑那州建廠，就因為招不到足夠的工程師和技術人員而延期了好幾個月。

而且，要想拿到美國政府的補貼，芯片企業十年內不得在威脅美國國家安全的國家進行先進制程的投資，已經投資的，也不能再擴大產能。當然，此處主要是指中國大陸。

這也是該法案會引起如此轟動的原因。

對于在中美兩地均有業務的跨國企業來說，拿到美國政府的補貼，就意味著要停滯其中國業務。這顯然需要權衡。

為此，智駕網采訪了包括Mobileye、賽靈思、高通等芯片巨頭。

Mobileye表示其芯片由臺積電代工，芯片法案的落地對其并無影響。

由于話題比較敏感，賽靈思與高通表示不方便作官方回應。

英特爾CEO帕特·蓋爾辛格（Pat Gelsinger）則出席了拜登簽署芯片法案的儀式，并在其成為法律后發表聲明：

據外媒報道，英特爾一直是該法案的支持者，并多次呼吁政府提供更多的補助，以幫助美國芯片企業與競爭對手抗衡。

英特爾希望能獲得120億美元補貼，用于其在亞利桑那州和俄亥俄州的晶圓廠建設。

帕特·蓋爾辛格認為，該法案可能是二戰以來美國“最重要的產業政策”。

但英特爾自身其實在中國有諸多布局，包括對地平線等中國半導體企業的投資。如果接受美國政府的補貼，受限制條件約束，對其在中國境內的業務會有何影響目前暫未有所披露。

英特爾中國并未對此事進行回應。

此前，臺積電與三星也已確定赴美建廠，分別設址亞利桑那州和德克薩斯州，預計2024年投產。臺積電美國工廠為5nm制程工廠。

04.

EDA與光刻機是對先進制程的限制

不同于芯片法案旨在推動美國本土的芯片制造，美國商務部BIS出臺的EDA禁令以及對14nm以下先進設備的禁令則旨在抑制競爭對手的先進制程芯片發展技術。當然，此處的競爭對手主要也是指中國大陸。

如前文所述，由于此次美國商務部出口禁令限制的是用于GAAFET架構的EDA，也即3nm以下制程芯片，而目前國內芯片制程大多停留在6nm，7nm級別。因而，短期來看，美國斷供用于設計GAAFET結構芯片的EDA對中國芯片產業影響并不明顯。

但長遠來看，如果中國不能解決3nm以下先進制程芯片的設計問題，這條禁令就會直接阻礙中國芯片產業向下一代更先進制程發展。

目前，國內EDA市場主要由海外三巨頭統治。數據顯示，美國新思科技（Synopsys）、美國楷登電子（Cadence）和西門子EDA市場份額合計超過77%。

中國自己還沒有可用于3nm及以下先進制程芯片設計的EDA工具。

國內廠商中，華大九天在國內市占率為5.9%，排名第四，居本土企業首位。而據華大九天上市招股書披露，其數字電路仿真EDA工具技術支持5nm工藝，其他模擬電路EDA工具支持28nm制程。

另外，思爾芯的相關EDA產品可以支持10nm制程芯片的設計。

但三巨頭的產品均已能支持2nm制程。

而且，華大九天是目前唯一能提供模擬電路設計全流程EDA工具系統的本土企業。其余國內企業均還無法提供全套工具鏈。

因此，從長遠來看，要避免在芯片產業上卡脖子，中國著力發展自己的EDA企業勢在必行。

目前，國內有五十多家EDA企業，包括華大九天、國微集團、芯愿景、芯華章、廣立微、概倫電子、思爾芯、芯和半導等，約占總市場份額的11%左右。

另外，此次被列入出口管制的金剛石和氧化鎵是新型超寬禁帶半導體材料，可以在高低溫、強輻射等極端環境下保持穩定，抗輻照和抗高溫。而其高擊穿場強的特性則確保了制備的氧化鎵器件可以在超高電壓下使用，有利于提高載流子收集效率。

為此，我們也咨詢了包括芯馳科技、宸芯科技在內的幾家本土芯片企業，從目前來看美國的出口管制對國內芯片公司暫無影響。

而在光刻機方面，目前國產光刻機的已經實現22nm級別的研發，但尚無法用于商業生產。

另一種被視為能解決制程問題的方案是Chiplet，即小芯片，又稱芯粒。

Chiplet是一種芯片“模塊化”設計方法，也是異構集成的封裝技術。

不同于傳統的SoC，Chiplet能將不同工藝節點、不同功能、不同材質的Chiplet，通過先進封裝技術集成在一起，從而形成一個SoC，以平衡芯片計算性能與成本。

其優勢是設計靈活，成本低，上市周期短。

而且，Chiplet可實現不同工藝節點的芯片產品搭配，并通過添加或刪除Chiplet，來創建具有不同功能集的不同產品。

例如，一顆芯片可以集成28nm，14nm，7nm的節點，通過I/O die互連，從而創造出與7nm芯片一樣的性能和作用，在一定程度上減少美國對先進制程的管制。

05.

美國想孤立中國芯片產業并沒有那么容易

短期來看，美國的這些政策對中國芯片企業并沒有太大影響。但從長遠來看，先進制程EDA與光刻機的斷供必然會影響中國芯片企業向更先進制程的發展。對中國的產業鏈來說，在設計發展到需要用到3nm制程以前，找到可以替代的方案至關重要。

芯片法案雖然本意是為美國本土芯片企業提供補貼，支持美國本土產業鏈的發展，更多的是一種防守策略。由于美國芯片設計公司大都由臺積電、三星代工，對美國而言，在風云詭譎的國際局勢下，試圖將制造企業遷回國內的嘗試也無可厚非。但由于其存在排斥性條款，限制美國企業在他國生產芯片，又是一種強行轉移產業鏈的行為，會導致全球分工出現混亂。

而對中國市場來說，美國的Chip-4聯盟如果真的成立，對中國大陸芯片產業必然造成深遠的影響。美國、日本、韓國、中國臺灣涵蓋了設計、制造、封測等多領域的龍頭企業，如中國臺灣的聯發科、臺積電、日月光，韓國的三星、SK海力士，日本的東芝、瑞薩、東京威力科創等，美國的美光、英特爾、博通、高通等。

但另一方面，中國大陸作為全球最大的半導體市場，一年的半導體消費量為2991億美元，約占全球一半。對于在華業務占有量較大的企業來說，無論是拿美國政府的補貼，還是加入所謂的Chip-4聯盟，可能都不是好的選擇。

以韓國為例，三星電子、SK海力士等韓國半導體企業在華業務均占較大比重。而且，三星電子唯一的海外存儲芯片工廠位于西安。SK海力士則落戶無錫生產DRAM芯片，占SK海力士DRAM芯片總產量的47%。

此次佩洛西訪韓時韓總統避而未見亦透露出一定信號。

對美國來說，要想孤立中國的芯片產業和其期望將產業鏈全部遷回國內一樣，都沒有那么容易。

科技的發展需要產業的通力合作，尤其是芯片這樣精細復雜的產品，本該是凝聚全人類智慧結晶的成果，卻在地緣政治驅使下成為一種籌碼。作為行業觀察者，對此未免感到痛心。

但另一方面，芯片牽涉國家整個科技產業的發展，在多次被卡脖子的教訓后，中國建立起自己完整的產業鏈也迫在眉睫。這或許亦是一種悖論。