日前,有媒体报道称,拜登政府正考虑针对面向中国的人工智能(AI)芯片出口实施新的限制,其中包括禁止英伟达和其他芯片制造商在事先未获得许可证的情况下,向中国和其他关注国家的客户出口芯片。
随后,美国国务卿布林肯就芯片产业和供应链问题,与英特尔、高通、英伟达等美国芯片公司高管举行会面,“直接听取这些公司如何看待供应链问题,如何看待在中国开展业务”。
一时间,中美芯片之争话题再度引起舆论关注。
在这背景下,我们有必要追溯中美芯片之争的“前世今生”,尤其是美国为何会不惜代价,在损害美国本土科技公司利益的情况下,仍然坚持发动这场旨在阻遏中国科技崛起的“芯片战争”。
01美国技术竞争策略的巨变
20世纪80年代,美国科技巨头向里根政府施压,要求其与日本对手展开竞争。时移世易,今天拜登政府却在推动不情愿的美国半导体巨头对抗中国。
2018年7月,特朗普政府对从中国进口的半导体征收25%的关税。华盛顿第一次利用其对半导体供应链的影响力作为地缘经济武器,也是从特朗普任内开始,通过拒绝向中国科技巨头华为公司提供主导全球5G电信网络所需的尖端芯片,非常成功地限制了世界上最重要的科技公司之一:华为不得不剥离部分智能手机和服务器业务,而其5G推出则因芯片短缺而被推迟。
不过这只是一次非常有针对性的否定活动,旨在削弱一家据称对美国的国家安全已构成巨大威胁的特定公司。撰写了开创性著作《芯片战争》(Chip War)的克里斯·米勒 (Chris Miller)坦率地承认,针对华为的攻击与美国政府声称的网络安全无关,实际上是为了阻止中国主导 5G 等关键新兴技术。
由于华为等公司绕过美国供应商从台湾和韩国购买半导体,2018年的关税未能达到预期效果。当然华为猛然警醒,与中国所有其他公司一样,自己严重依赖台湾提供的芯片(中国70%的芯片由台积电生产)。
美国人也同样认识到了这一点。在华为之后,美国发现自己在半导体供应链中的主导地位是一个尚未利用起来的强大杠杆。这就是为什么白宫现在试图利用联盟来控制整个半导体生态系统。
2021年初,拜登政府表示计划推进特朗普政府提出的规则,以“保护”信息技术供应链。实际上,类似目标是奥巴马政府发起,由特朗普白宫制定,现在经拜登团队执行。
有关美国政策延续性的一个验证,是谷歌前首席执行官、民主党竞选的多年资助者埃里克·施密特(Eric Schmidt)的活动,它们反映了新的半导体地缘政治。
在就任美国人工智能国家安全委员会(National Security Commission on Artificial Intelligence)主席之前,施密特领导五角大楼的国防创新咨询委员会(Defense Innovation Advisory Board)两年,将硅谷与五角大楼联系起来。施密特敦促:“美国及其盟国应该对高端半导体制造设备实施有针对性的出口管制……以保护现有的技术优势并减缓中国半导体行业的进步。”
2022年10月7日,拜登政府宣布了一系列新的、单方面实施的出口管制,旨在冻结中国的先进芯片生产和超级计算能力。在国家安全顾问杰克·沙利文(Jake Sullivan)宣布美国技术竞争战略发生重大变化后不到一个月,加强的规则就出台了。
9月16日,沙利文在特别竞争力研究项目全球新兴技术峰会上演讲表示,“我们必须重新审视在某些关键技术上与竞争对手保持‘相对’优势的长期前提”。以前美国采用的是一种“滑动尺度”方法,即只需保持几代人的领先优势。然而, “这不是我们今天所处的战略环境。鉴于某些技术的基础性质,如先进的逻辑和存储芯片,我们必须保持尽可能大的领先优势”。
2020年5月,特朗普政府动用出口管制法律中的“外国直接产品规则”(FDP, Foreign Direct Product),让华为受制于一项条款:使用美国技术或软件生产的外国产品都要受到美国的管制。通过援引外国直接产品规则,美国禁止全球任何半导体制造公司向任何寻求制造人工智能或超级计算高端芯片的中国芯片设计公司提供服务。外国直接产品规则提供了两个手段来阻止中国芯片设计公司制造芯片:EDA 软件和美国制造的设备。
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使芯片设计人员能够为芯片创建极其复杂的蓝图的软件称为电子设计自动化(EDA,electronic design automation)。就半导体 EDA 而言,市场上有3家领先公司:Mentor Graphics、Cadence Design Systems 和 Synopsys。这三个公司的总部均位于美国,并且大部分员工都在美国(尽管 Mentor 实际上是欧洲西门子的子公司)。美国在EDA软件市场的主导地位是扼杀中国芯片设计业的一个阻塞点(chokepoint)。
美国制造的半导体生产设备(SME,semiconductor manufacturing equipment)则构成了另一个阻塞点,它们是世界各地每个半导体制造中不可替代的一部分。任何想要实现中国芯片设计的芯片制造企业都将面临失去美国半导体制造设备的风险。这是治外法权的全面实践:这些规定对于半导体供应链的深刻影响堪称前所未有。
中国不仅无法进口最先进的芯片,还无法获得自主研发先进半导体和超级计算机所需的投入,甚至不能获取可用于生产半导体制造设备的美国原产零部件、技术和软件。《纽约时报》形容说,“这是‘一锅端’的策略”。
2022年8月9日,拜登签署《芯片与科学法案》(以下简称《芯片法案》),它被描述为一项价值 520 亿美元的一揽子计划,旨在促进美国半导体制造业的发展,但其根本的战略目标是地缘政治。
美国商务部在它的战略文件中概述了《芯片法案》的四个目标:投资于在美国生产具有重要战略意义的芯片,特别是尖端芯片;使全球供应链更加可持续,特别是出于国家安全目的;支持美国研发;令美国的半导体劳动力更加多元化和充满活力。
本着确保美国在先进技术领域(从半导体开始)领先于中国的精神,《法案》包含了一项“防护栏”(guardrails)条款,具体规则由美国商务部于2023年3月底提出。任何接受《芯片法案》资助的实体都要保证不会参与任何“重大交易”来促进在相关国家“半导体制造的实质性扩张”,这些国家包括中国、朝鲜、俄罗斯和伊朗。
商务部对防护栏的解释建立在前一年10月7日半导体出口管制规定的基础上。10月管制措施的重点是人工智能芯片设计、电子设计自动化软件、半导体制造设备和设备组件等。除了限制美国人从事生产集成电路的活动(禁止美国公民、居民和绿卡持有者在中国芯片公司工作)和扩大外国直接产品规则下的受限物品范围以外,还将这些物品添加到《出口管理条例》(EAR,Export Administration Regulations)的“商业管制清单”中,并对超级计算机和芯片生产中的使用提出了新的许可要求。
美国国家标准与技术研究院(NIST,National Institute of Standards and Technology)表示,防护栏比10月7日对先进半导体的管制更加严格,这已经构成美国政策的巨变。
所有这一切都符合有关美国对华战略和新兴技术的新国家安全学说。按照沙利文的认识,与计算相关的技术、生物技术和清洁能源技术是整个科技生态系统中真正的“力量倍增器”,而在这些领域的领先地位都是国家安全的当务之急。
美国政府正加快将国家安全考虑纳入经济和贸易政策。增加供应多样化,减少依赖,尽其所能地扩大美国和中国之间的能力差距,符合经济安全与国家安全无法区分的新说法。拜登政府的国家安全战略也不吝使用经济工具来治国,例如加强投资审查和出口管制。
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02从制高点到阻塞点
一种常见的说法是,芯片是“新石油”,尽管前者从原材料到最终用途的过程要复杂得多。作出这样的类比是有多重原因的。
首先,芯片是一种稀缺资源,就像石油一样。石油的稀缺,可能造成消费者的电力消费价格上涨,此外还有依赖化石燃料(包括石油、天然气和煤炭)的行业的价格上涨。而芯片的短缺影响范围甚至更大,据估计,2020年的“芯片荒”影响了超过 169个行业,其中汽车和消费电子行业受到的冲击最大。
由于物联网(IoT)的快速发展,半导体有潜力取代石油成为世界增长的主要商品投入。而伴随着2022年以来人工智能市场的惊人增长,世界已经面临GPU的严重短缺。
第二,稀缺性的独占会导致垄断。石油输出国组织控制的全球石油市场份额约为40%,而台湾和韩国合计占全球芯片制造能力的近40%。
然而与可以从许多国家购买的石油不同,计算能力的生产从根本上取决于一系列的阻塞点:工具、化学品和软件,它们通常只能由少数公司提供——有时仅有一家公司生产。用米勒的话说:“经济的任何其他方面都不会如此依赖这么少的公司。”
第三,石油和芯片因其既稀缺又重要,双双成为地缘政治格局的主要动力。拥有大量石油储备的国家可以在很大程度上决定全球政策。像沙特阿拉伯这样的国家之所以赢得了像美国这样强大的盟友,正是因为它们的土地下面埋藏着黑金。俄罗斯近年来也利用其化石燃料资源来展示国力。它停止了对乌克兰和欧洲多个国家供应天然气,而欧盟消费的天然气近四分之一来自俄罗斯。
与石油一样,谁控制半导体产业具有地缘政治意义。华盛顿技术策略转变的根本就在于,希望通过主导全球半导体生产以及该生产所依赖的复杂供应链来维持其帝国权力。正如战略与国际研究中心(Center for Strategic and International Studies)研究员、前美国国防部人工智能策略主任格雷戈里·艾伦(Gregory Allen)所评论的,拜登“正在以令人难以置信的规模行使技术和地缘政治权力”。
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然而,石油与芯片的地缘政治角色并不尽然相同。国际石油市场足够多样化,流动性相对较高,因此不存在单一的控制点。在缺乏网络不对称的情况下,很难形成专家所称的“武器化的相互依赖”(weaponized interdependence)。
“武器化的相互依赖”这一术语是政治学家亨利·法雷尔(Henry Farrell)和亚伯拉罕·纽曼(Abraham Newman)2021年提出的。他们指出,各国的日益紧密的相互依赖并没有化解冲突和鼓励合作,而是创造了新的竞争场所。例如,通过利用全球信息和金融交换网络来获得战略优势。
职此之故,美国政府得出结论,美国拥有将半导体供应链武器化的独特力量。这是因为,半导体供应链具有不对称的网络结构,使得某些国家能够利用相互依赖关系来胁迫其他国家。半导体供应链由不同输入的多个网络组成,在多个不同的国家产生阻塞点。而美国可以说是这些网络中最具影响力的节点,占 2021年全球5280亿美元半导体市场的 46%。如前所述,美国在电子设计自动化软件方面处于全球主导地位,而这类软件是为最先进芯片设计复杂电路所不可或缺的。美国与荷兰和日本一起控制着制造半导体所需设备的供应,该行业被称为“工具”(tooling)。
很有意思的是,过往的石油竞争,看重的是“制高点”(commanding heights)。列宁1922年以“制高点”这个概念表示国家控制经济中最重要成分的必要性,而石油一向是国家掌控的战略性产业中的重中之重。裴松梅(Margaret M. Pearson)将中国产业分成三个层级,顶层是制高点产业,由国家高度管制,非自然竞争所形成,而是管制性的、垄断的或国家所有的,包括重工业、粮食供应、金融部门,例如能源、石油、航空、电信服务、制造业、银行、保险等。
而到了芯片这样的战略新兴产业,竞争的着力点由制高点变成了阻塞点,中国人俗称为“卡脖子”。由于生产成本高昂,半导体供应链每一层内的经济活动趋于集中,一两个不同的公司在半导体生产过程的每个特定部分占据全球市场的主导份额。
这种趋势造成了美国和其他国家可以在短期内利用的离散技术阻塞点。创建一家生产晶圆(wafer)的工厂的成本在100亿至200亿美元之间。设计和开发新设备的研发成本高昂,交付周期漫长,这会鼓励行业整合。
例如,荷兰制造商阿斯麦(ASML)使用的极紫外光光刻机花了三十年的时间才开发出来,需要多家企业的并购、数千名高技能工人以及技术供应商的密切合作。该行业的高固定成本、技术复杂性和对人才的需求促进了专业化和市场细分,造成只有少数供应商得以控制供应链的许多关键部分。为了保持供应链中的控制地位,企业必须投资于持续的创新和研发。为了跟上,企业和国家必须持续激烈的竞争,如果落后,它们仍然很容易被取代。
这就是为什么沙利文在有关美国国家安全战略的演讲中,谈到了关键技术的“小院子、高围栏”。他说:“基础技术的阻塞点必须在那个院子里,而且栅栏必须很高,因为竞争对手不应该做到利用美国和盟国的技术来破坏美国和盟国的安全。”
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03供应链武器化令世界更加不平
利用半导体行业来强调服务于地缘政治的供应链控制,美国政府处于这一新供应链学说的最前沿。
以半导体为主要目标,美国的供应链控制旨在利用中国在供应链阻塞点上最明显的弱点,从而阻碍这个新兴的技术大国及时且经济高效地获得领先的半导体制造设备、芯片设计和关键半导体材料。
从现实来看,供应链现在被定位为战略影响力工具;随着中美两国及其盟友的目标变成控制越来越多的关键供应链,这些供应链将成为地缘政治竞争的地缘经济工具。
美国正在积极展开一系列外交努力,“四边安全对话”(美国、日本、印度和澳大利亚之间的非正式战略对话,英文缩写为Quad)在 2021 年 3 月和 9 月的会议上重申:“我们正在绘制包括半导体在内的关键技术和材料的供应链,并确认我们对关键技术弹性的、多样化的和安全的供应链的积极承诺,认识到透明和以市场为导向的政府支持措施和政策的重要性。”
印度、日本和澳大利亚三国于2020年9月提出提出供应链弹性倡议 (SCRI,Supply Chain Resilience Initiative),并于2021年4月进一步扩大,目的是在印度太平洋地区建立弹性供应链,减少对中国的依赖。
七国集团(G7)在 2021 年 6 月的峰会上也表达了对提高供应链弹性的总体重视,特别是涉及关键技术和材料的供应链(因此从地缘政治和安全角度来看很敏感)。七国集团包括美国、英国、加拿大、日本、德国、法国和意大利,是世界上最著名的高收入工业化国家集团。6月峰会还包括澳大利亚、印度、韩国和南非。因此,Quad和 SCRI 的所有成员都参加了这次会议。
透过地缘政治的棱镜来看,Quad、SCRI和G7反映了围绕供应链正在形成的全球政治联合的新兴模式。该联盟拥有显著的技术能力——无论是现有的还是新兴的——并且处于有利地位来承载新的供应链。
关键问题在于,这些代表美中技术霸权之争和供应链武器化冲突的一方的联盟是否能够在经济上维持供应链的转变。这一点至关重要,因为地缘政治从来都不是供应链的驱动力。
全球半导体供应链正变得越来越长、越来越深,将规模、商业模式、市场力量、地理位置和国别截然不同的公司聚集在一起。参与者绕过美国技术限制的域外影响的能力也有所不同。
由于机器学习/人工智能技术的激增,这些供应链的架构和治理不断变化,几乎没有什么是固定的,而且有大量的实验。随着复杂性的增加,对中国实施有效的供应链监管将变得更加困难和成本更高。
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为了克服这些限制,美国政府寻求加强与伙伴国家的合作。然而,这种合作始终面临局限性。欧洲在制定对华政策时,商业考虑比美国更占主导地位。欧洲也不像美国那样感受到来自中国的安全威胁。因此,美国与欧洲在中国问题上合作的前景需要长期观察。
或者以台湾和韩国所面临的挑战为例,它们是美国最亲密的地缘政治盟友之一。迄今为止,这两个国家和地区也是美国先进半导体的主要供应商。因此,与美国合作是台湾台积电和韩国三星的首要任务。但与此同时,两家公司都多年依赖中国市场,它们并不想陷入美中技术战,因此不太可能毫无保留地接受针对中国的联合供应链控制。
美国对中国的供应链控制也给美国和伙伴国家的工业界、公共研究实验室和大学造成了巨大的附带损害。它削弱了半导体供应链多个层面的信任。缺乏信任,知识共享和创新就会窒息。因此,美国歧视性的供应链控制很可能会侵蚀全球半导体创新体系。
另一方面,供应链的武器化必须在中美冲突的背景下理解,而中美冲突的前提是争夺技术霸权。这场冲突是围绕技术民族主义原则来解释的,该原则将国家技术能力与国家安全和经济进步联系起来。
在这方面,主导关键技术及其全球供应链的竞赛是不可避免的。冲突的结果是需要保留对关键技术供应链的控制权,这些供应链对两国的国家安全利益(包括扩大对世界秩序的战略影响力的努力)具有重大影响。
这场全球权力斗争中最重要的竞争轴心之一是先进技术,而没有什么先进技术比半导体和人工智能更重要。如果没有这些高度专业化的芯片,现代人工智能根本不可能实现。神经网络(从AlphaGo到AlphaFold到Midjourney到ChatGPT)在过去十年中为每一个重要的人工智能突破提供动力的基本算法架构都依赖于这些芯片。如果没有它们,当前风靡全球的人工智能软件取得的任何惊人进步都是不可能实现的。
长期来看,民族国家正寻求利用相互关联的全球市场中的阻塞点来投射力量并推进关键安全目标。通过国际合作来使所有主要创新者受益已经不再是政策目标。半导体,作为对人类未来如此攸关的产品,其普遍的公共产品的功用正在被侵蚀,而化身垄断者谋取利润和强国采取地缘政治策略的工具。
胡泳|半导体的武器化:以地缘政治取代竞争力
作者:胡泳 来源: 头条号 100908/17
日前,有媒体报道称,拜登政府正考虑针对面向中国的人工智能(AI)芯片出口实施新的限制,其中包括禁止英伟达和其他芯片制造商在事先未获得许可证的情况下,向中国和其他关注国家的客户出口芯片。随后,美国国务卿布林肯就芯片产业和供应链问题,与英特尔、
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