美国禁令失算?　3大原因华为仍能开发出追赶NVIDIA的AI芯片

中国的华为（HUAWEI）是全球屈指可数的通信设备制造商，去年9月发布了搭载7奈米5G芯片的新款旗舰手机“Mate 60 Pro”。

文：津上俊哉（现代中国研究者，咨询公司津上工作室代表，凭《中国崛起，日本该怎么办？》获三得利学艺奖）

此消息一出，让美国的相关人士受到很大的冲击。因为前年10月7日美国公布半导体限制措施，禁止芯片及技术转移中国（以下称“10月7日禁令”），照理说中国应该无法取得如此先进芯片。

岂止如此，华为正在开发的AI专用芯片和相关软体也有长足进步，和以AI领先全球的美国辉达（NVIDIA）之间的技术差距已明显缩短。

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美对中半导体禁令失算

美国极为严格管制中国取得及利用半导体，是因为担忧这些先进半导体，甚至是运用半导体推动AI技术发展，会直接对国家安全保障构成威胁。

正因为如此，美国对中国的半导体技术以超乎想像的速度进化一事抱持危机感，这些中国制造的芯片何以能生产，包括它的产量及其所耗费的成本，目前正在积极进行分析。（参考CSIS的分析报告可窥知一二）。

专家认为，这款芯片是中国的半导体制造大厂中芯国际（SMIC）采用管制项目外的上一代曝光设备。透过制程改良，虽然生产良品率等的经济效益差，但是仍成功制造出7纳米级的芯片。

要制造半导体芯片，除了曝光以外，形成薄膜、蚀刻、离子注入等，在制程上需要用到很多的制造设备。然而，西方制造商持续向中国贩售管制项目外的制造设备，被认为也能够用来生产7纳米级的芯片。

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另一方面，这款芯片设计可以确定是使用了美国企业贩售的EDA设计工具。依据美国扩大半导体禁令，照理说中国企业取得的授权已经失效，至今却仍然被使用。

根据美国华府智库战略暨国际研究中心（CSIS）的报告显示，10月7日禁令发布初期，确实对中国的芯片厂商造成重大打击，不过来自政府的巨额补助金，赶在禁令发布前紧急采购美国的产品及技术，采购日本和荷兰等国的制造设备和零件，以及中国当地企业的技术水平提升等的重要因素，让中国的半导体产业迅速恢复。

该报告甚至分析了10月7日禁令为何不如美方所盘算，无法防止中国技术提升的原因：

1. 目前为止的禁令设置豁免期，让中国企业有机会大量紧急采购，以及耗费太多时间说服日本与荷兰跟进美国，对中国实施半导体限制。

2. 无法彻底封锁中国以冒名公司名义等手段进口管制项目的产品、技术，以及使用管制项目外的设备也能够制造出管制项目产品之类，西方企业也有钻漏洞向中国出口之嫌。

3. 缺乏足够的情报能力（intelligence capacity）及时察觉出中国透过上记2的手段取得产品、技术等──列举上述原因，要求强化对策。

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漏洞百出的美国政策

该报告除了透露出“无法阻止中国在技术上进歩”的紧迫感，同时也凸显出美国政策本身的根本问题。

第一，中国得以在技术上取得长足进歩，最大的驱动力正是美国禁令，陷入自相矛盾。

对中国而言，目标不是盗用或模仿美国技术，而是在不依赖美国的前提下，确立独立技术。中国到目前为止推动的〈中国制造2025〉（中国政府于2015年5月发布为期10年的制造业发展计划）全力扶植半导体产业发展，但是自美国加强限制以后，促使该政策快马加鞭前进。从专利和论文分析中国技术进展程度的专家也提出警告，在美国采取禁止出口措施以来，中国的技术进展正在加速中。

第二，该报告指出“太晚实施相关限制措施（尤其是日本、荷兰、韩国等盟国的跟随），以及设置豁免期等，内容过于宽松”，明确对此表达不满。

即使是以“国家安全保障”为由，要让西方的半导体相关业界采取措施，放弃一直以来作为重要收益源的中国市场，不是一晩就能够成功导入。正因为我们不是专制主义国家，所以游说和协调都是必要程序，为了让企业放弃收益源，设置豁免期作为条件。更何况，要让第三国跟随美国脚步对中国实施限制是非常耗时的，这也是无可奈何的事。

要说“耗费太多时间”的话，让人不禁想问“日本多次表达出对中国扩大军事威胁的担忧，但是直到2014、15年左右为止，美国却完全不当一回事。所以，美国有资格那样说吗？”

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第三，这类的限制本来就无法期待有十全十美的效果。

美国要实施10月7日禁令之际，标榜了“小院高墙”（small yard, high fence）的概念。意思是把经济利益也列入考量，限缩像是与国家安全保障直接相关的技术和产品范围（即“小院”）。另一方面，尽可能地防止中国取得范围内的技术和产品（即“高墙”）。

不过，使用管制项目外的设备制造出管制项目的产品，这项事实在标语的执行上说明了知易行难。因为中国的进歩超乎想像地快速，扩大范围的话，会使得西方相关业界处于摇摆不定的处境。

以结果来说，本来就无法阻止中国技术的进步，以此为前提，我们只能够让我方的技术加速进展，努力拉开与中国的技术差距。

关键是维持“摩尔定律”

实际上，我们的政策不只无法成功让中国减速，对于我们提高自身速度的这一点也产生问题。

象征著半导体技术进展的“摩尔定律”（Moore’s law）相当有名，是由英特尔共同创办人摩尔 （Gordon Moore）于1965年提出的经验法则，其内容为“积体电路上可容纳的电晶体密度，约每隔1年半～2年便会增至2倍”。

说到这个电晶体密度，目前在最先进的芯片上已经到了可容纳几百亿个电晶体的阶段，而近年来支撑电晶体密度不断向上提升的重要驱动力，可以说正是来自在先进芯片供应上占有压倒性地位的台湾TSMC等龙头大厂赚取的丰厚利润。

自从高唱国家经济安全保障以后，美日及欧洲各国陆续开始推出致力于在国内生产、供应半导体芯片的“产业政策”，恐怕会造成半导体工厂的四处设立、供过于求的现象。

此外，为了抗衡美国抵制中国制产品，中国也以安全保障为由，开始限制国内使用苹果公司推出的iphone手机。如果未来华为公司的高阶智慧手机畅销，而iphone手机在中国的销售停滞的话，也会连带影响到TSMC公司的先进芯片出现滞销。如此一来，半导体产业的利润欠佳，依循摩尔定律提升电晶体密度以及技术进展速度也会变得迟钝，与中国的技术差距就会被拉近吧。

另一个担忧是，中国为了反击西方盟国对先进芯片的封锁，似乎打算利用前几代的技术，即所谓的“传统芯片”（legacy chips）投入生产来席卷全球市场。运用在家电和汽车上的传统芯片数目相当可观，即使是高阶机种的手机零件，最先进芯片仅有1～2个，剩下的几十个芯片都是传统芯片。也就是说，半导体厂商的收益来源主要来自传统芯片，在巨额补助金的支撑下便宜的中国制造芯片一旦席卷市场，不只是摩尔定律变得难以维持，除了少数例外，甚至可能会危及到西方半导体企业的自身生存。

针对美中之间的半导体大战，恐怕会导致从根基阻碍半导体产业及技术发展的结果。依照过去的经验法则“政府透过补助金或禁令直接介入经济的产业政策，往往效果不彰”，希望10年后的我们不必重蹈覆辙。

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