作者:智sir
來源:智先生(ID:zhixs10)
哪怕不怎么關注新聞的讀者,也知道這幾年美國抓著中國半導體行業窮追猛打的樣子,從制裁清單、芯片法案到限制出口設備,將能用的手段幾乎都用上了。
前段時間美國還試圖說服荷蘭和日本,三者組建一個更大的芯片產業聯盟來圍堵中國,這番態度可以說相當謹慎。輿論也在持續發酵,不少人懷念起中美曾經的蜜月時期,因為那時候全世界的目光還停留在東歐和中東,中國則將自己裹了起來不聞窗外事,一直低調發育,充當世界工廠的門面。確實如此,在民用消費領域中國的發展勢頭一直很猛,無論低端密集型產業、資金密集型產業,還是高端技術型產業都有所建樹。但這里許多人忽略了一個前提,那就是這些領域要么利潤薄弱,要么已經處于夕陽行業,在新老技術的交替時期急需找一個性價比高的接盤俠。還有一種情況是,這個領域的廣袤市場前景是在中國,而別的國家需求量不算大,所以分支科技樹也被中國點完了,比如盾構機。當年我們為了打造西康鐵路,得先挖通秦嶺,于是從國外花了6億元進口2臺盾構機。后來自行研發盾構機,一臺的成本只需要5000萬元,很快占領全世界70%的份額,因為絕大部分都用于國內的隧道開鑿、建水電站和地鐵等等……也只有中國才有如此龐大的基建需求。另一個是特高壓輸電技術,這領域中國也很強勢,關鍵裝備已經實現100%國產化,累積建成28條特高壓線路,特高壓設備的專利申請量占到全球總申請量的41.41%。
要點亮這個科技樹并不容易,它必須具備幾個前置條件,比如國土面積廣袤并且全部國有化,市場需求量大,人口和煤炭資源分布不均,財政實力雄厚。換句話說,俄羅斯有這樣的國土面積,但經濟條件支撐不起那么多條特高壓線路;美國有這樣的經濟條件,但資源均衡,各州可以自行發電;歐洲各國約等于中國一省面積,根本用不到特高壓線路,需求也不高。
另外特高壓設備重達500噸,哪怕用液態氮氣來換掉變壓器油,重量也達到350噸,普通運輸車根本吃不消,必須要由256個輪子支撐的85米平板運輸車才能勝任,同時路橋承載能力和寬度也得考慮進去,每個環節缺一不可。所以無論是西電東送,南水北調還是西氣東輸,或者像大型水電站,能跨越天塹的橋梁等等,先是有了龐大的需求前景,中國才能在大基建中持續優化升級自己的技術,將這一領域的專利都完全吃透了,順勢而為打破了國外的技術封鎖。但不是每個領域都能人定勝天、依靠集中力量就能辦大事的,過去折戟沉沙的項目數不勝數,浪費了無數人力物力研發,到頭來才發現落后了別人好幾代。
這就是為什么在90年代末會出現貿工技和技工貿的路線爭端,當時最前沿的科技端確實看不到希望,畢竟過去整整70年,美國在高科技領域對中國始終保持著封鎖常態,而且幾乎紋絲不動。早在新中國成立不久,就恰好趕上了巴統的制裁,全名叫「巴黎統籌委員會」。
當時美國總統杜魯門雄心壯志,提出一個稱霸世界的戰略,并且要和蘇聯硬剛到底,于是在1950年1月9日拉來幾個國家召開會議,成立「多邊出口管制統籌委員會」,里面一共有17個成員國,除了日本和澳大利亞外,其它全是北約成員國。巴統最初針對的是以蘇聯為首的社會主義國家,限制出口戰略物資和高技術產品。
在最嚴格的時候,禁運單包括全世界國際貿易商品項目的一半,巴統成員國出口清單內的貨物時,都要向巴統提出申請,經同意后才能簽發出口許可證,并且發貨后還要隨時核查。這么一個非正式的國際組織,而且還要受美國的單方面經濟管制和操縱,這件物品禁止進口,那件物品需要審查……并不是每個國家都受得了擺布。很快,經過1954年和1958年兩次修訂,禁運貨單的項目逐漸減少,在重新分類后,只要是制造武器的設備,一些尖端技術產品,或者稀有的戰略物資都會被限制出口。巴統建立初期,中國其實不在管制范圍內,到1952年,巴統為了顯示對中國的重視程度,成立了專門的中國委員會機構,對中國實行嚴格的封鎖和禁運政策,三大類一共有上萬種產品,比蘇聯和東歐國家的清單項目還要多500種。
這個其實很好理解,正因為新中國百廢待興,沒有一丁點自己的技術,所以被封鎖的清單項目才會比蘇聯等東歐國家還要多,越弱就越追著揍。在這種高壓封鎖下,別說重工業,就連輕工業的生產設備都沒法進口,所以新中國的前幾年過得非常困難,只能一邊減少對資本主義市場的依賴,一邊將對外貿易的重點轉向蘇聯和東歐國家,從這些國家進口工業設備和原料。1950年,我們和蘇聯的貿易額是3.38億美元,到1955年上升到17.9億美元,占中國對外貿易總額的56.9%。整個一五計劃期間,蘇聯幫中國確立優先發展重工業的戰略,援建156項重點工程,里面囊括了一個現代國家所需要的大部分工業門類。蘇聯還提供了3億美元的低息貸款,派遣3000多名專家和顧問到中國指導,幫中國培養7000名技術人員和管理干部,建立許多學校和研究所。這就是當時稱蘇聯為老大哥的原因,直到中蘇關系破裂前,我國已經順利從一個農業國轉變成工業國,打好了研究兩彈一星的工業基礎。但巴統鐵幕依然影響到中國的經濟發展,在和蘇聯分道揚鑣后,此后余生只能自力更生了,要研究原子彈就得進行核爆試驗計算,而當時國內沒有高級計算機,那就拼人力,一個個拿著手搖計算器悶著頭算。當時我國最高級的計算機,是每秒1萬次的104機,數量極少,各單位都要排隊使用。鄧稼先只能在計算所算最重要的部分,然后剩余的其它運算,都用簡陋的機子來完成,甚至要動用算盤,條件十分簡陋。要開展石油勘測,中國石油工業部花天價購買了一臺IBM大型機,不過美國提出一個非常苛刻的附加條件,要中方建立一個玻璃屋子,讓計算機放在里面,而中國人不能進去,并且由美國專家24小時監控,對機器進行功能限定,監控日志還要定期上交給美國政府審查。在如此高壓的封鎖下,巴統變成了一柄雙刃劍,在對等反制下其實沒有任何贏家,它不僅對社會主義國家造成損害,也同樣反噬了美國,這么多年管制以來,美國每年承受47億美元的損失。還有一個麻煩點是,巴統內部充滿了分歧,大家都想擺脫貿易管制的束縛,加上美國的霸權地位在70年代被嚴重削弱,西歐也不愿意聽命美國,總是陽奉陰違,嘗試著突破禁運限制,和蘇聯等東歐國家開展貿易。這里面沒有多少陰謀論,純粹是蘇聯出手太大方了,盡情地揮霍能源來換取西方的資金、技術和設備,比如向西德提供廉價的核燃料,條件是讓西德過來修建核電站。如果有哪個國家不愿意出口糧食和設備給蘇聯,蘇聯完全可以開更高的價格從日本、西德或者瑞典等國家進口,畢竟大家都是在國際上做生意,彼此也都是競爭對手,所以最后造成了你禁你的,我買我的局面。法國、意大利和西德都曾向蘇聯出售過精密機床,美國口頭嚷嚷幾句也就消停了,不敢怎么嚴厲制裁,畢竟美國自己也這么干過,因此巴統的貿易管制標準始終在靈活變動。日本當然也希望擺脫巴統的束縛,東芝集團在1982年向蘇聯分批出口多臺五軸聯動機床和9軸聯動機床,蘇聯借此可以研發低噪音的精密潛艇螺旋槳。
這一次美國沒有選擇忍耐,先是以產業間諜罪的名義逮捕日立和三菱員工,指控他們涉嫌竊取IBM技術,還指責日本竊取知識產權,向美市場傾銷商品,最后迫使日本于1986年簽訂《日美半導體保證協定》。6月30日,數名美國議員在國會大廈前面對電視鏡頭輪番舉起長柄大錘砸向一臺東芝牌收音機,成為了經典名場面。這一砸下來,東芝制裁法案開出150億美元的天價處罰,東芝董事長和總經理在內的數名高管辭職,還要投入1億日元在美國主流報紙刊登謝罪廣告,同時禁止幾年內東芝的所有產品出口到美國。背后的原因,一方面日本的確是軟柿子可以隨便捏,另一方面也是日本半導體行業的迅速發展,東芝和日立的崛起給美國同行帶來巨大壓力,只好通過制裁名義來打壓日本的高科技競爭力。巴統對中國禁運標準也一直在變,50年代特別嚴,到尼克松訪華后,中美關系正式解凍,稍微放寬了一點禁運,中國可以從歐共體引進一批不算先進的大型計算機、電子、信息設備技術及核電站,努力地往現代化轉型。1991年蘇聯解體后,世界格局重塑,巴統徹底失去了存在意義,于是在1994年,巴統17個成員國達成共識,一致同意解散巴統,要建立新的多邊機制。94-96年對中國來說是貿易禁運的唯一空窗期,只可惜當時中國沒有意識到這個空窗期的重要性,大家都認為鐵幕時代結束了,全球化來臨,類似的禁令不會再出現,因此也沒有花大價錢購買珍貴的技術和設備。1996年7月,在美國的牽頭下,以西方國家為主的33個國家在奧地利簽署了《瓦森納協定》。這個協定算是巴統的優化升級版本,囊括了民用領域的九大類:先進材料、材料處理、電子器件、計算機、電信與信息安全、傳感與激光、導航與航空電子儀器、船舶與海事設備和推進系統。和僵化的巴統體系不一樣,《瓦森納協定》懂得與時俱進,每一年都會召開會議,并根據新技術的發展趨勢及時調整清單。現在,《瓦森納協定》擁有42個成員國,并且將中國、伊朗和利比亞排除在協定之外,中國更是最核心的封鎖對象,被猛烈集火壓著揍。雖然《瓦森納協議》同樣不是什么國際公約,也不受法律基礎保護,只是大家達成一個共識而已,但實際上沒有美國的批準,成員國是無權出口敏感產品和技術的。也因此,《瓦森納協定》等于直接封死了中國的現代工業強國道路,這就是為什么過去十幾年來,國內總是盛行造不如買的風氣,畢竟中國只要繼續呆在世界工廠的低端位置,繼續做臟活累活,努力成為規模最大的芯片消費國,那這個協定不會對中國的發展有任何阻礙,中美甚至可以在能源、環境和可持續發展等領域繼續展開合作(比如進口固態垃圾)。這也是2000年到2012年,中國經濟突飛猛進的原因,基礎薄弱提升起來飛快,而且聽話懂事,還順道承擔了美國次貸危機的大雷,扛下來所有,讓國內的房價迎來第一波猛烈拉升。但中國要想擺脫世代貧窮的怪圈,想在航空、航天、信息、生物技術展開高技術的國際合作,想自己設計和生產芯片,打破半導體領域的技術限制,那這個問題就嚴重超綱了。2004年,捷克準備向中國出售10部總價值為5570萬美元的「無源雷達設備」時,交易直接被美國終止。2006年,我國與意大利阿萊尼亞空間公司簽署發射意衛星的合作協議,但由于美國干預,意方最終取消了合作協議。中集集團的冷藏箱產量名列全球第一,因為它只需要負責制造技術含量不高的箱體,而冷藏箱的最核心裝備是海運冷機,這個玩意必須要向外采購。2021年,為了補齊自己的產業鏈短板,中集集團決定收購丹麥的馬士基MCI,最后美國司法部以「反壟斷」之名干涉,交易直接黃了,中集集團還要支付和解費用8500萬美元。除了《瓦森納協定》組織,還有核供應集團、桑格委員會、澳洲集團和導彈技術管制組織,它們全方位管制軍民兩用技術的流通,防止落到中國手里。在這種嚴格的技術封鎖下,中國根本沒法買來核心技術,買的的要么是完整閹割技術的車標使用權,要么是破爛不堪的瓦良格號航母,最終逼著自己去創新搗鼓,去集體攻關。所以說,中國的全產業鏈非常完整,這真的不是什么好大喜功,什么民族工程好面子,是過去70年西方對中國的持續封鎖,硬生生給逼成一個全產業鏈國家。
當前《瓦森納協定》對中國造成的最嚴重威脅還是半導體產業。從芯片設計到生產等多個領域,中國很難買到最先進的制造設備,一般都是要熬到外國的研究中心使用設備超過五年了,才會轉賣給國內企業,導致我們半導體制造技術始終落后國際工藝2-3代,根本追不上三星和臺積電。2019年,美國先是禁止華為使用EDA軟件和谷歌GMS框架服務,后來又命令臺積電、英特爾、聯發科和高通等美國公司,禁止給華為代工和供貨,禁止所有美國企業對華為云提供產品設備。2021年3月,所有使用美國技術的企業均不可以對華為公司提供半導體、電池、天線、電容元器件等。
現在,美國政府直接明牌,直接考慮切斷美國供應商和中國華為的所有聯系,這確實挺讓人疑惑,華為作為一家中國企業,這幾年為什么能讓美國如此忌憚?無論如何,華為這些年的業務發展并不算順利,手機業務基本停滯,縱然有著龐大的專利技術,苦于國內的高端芯片代工遲遲沒法國產化,更沒能力制造7nm以上的精度芯片。所以在短時間內,我們依然只能使用ASML公司出售的DUV光刻機,它雖然沒辦法像EUV那樣直接制造高端的手機芯片,不過在絕大部分應用場景里,DUV光刻機也足夠應付了。過去芯片企業走的傳統路線是SOC模式,也就是將各種功能,比如CPU、GPU、運行內存、5G基帶和ISP等集成到一起。這條路線在以前性價比最高,也是最方便的,尤其適合手機這種狹窄密閉空間。但在摩爾定律放緩的當下,芯片工業幾乎到達了極限,要設計一套先進芯片的成本越來越高,這也是蘋果iPhone14的CPU被人吐槽擠牙膏的原因。另一種研發模式是Chiplet,翻譯過來叫「小芯片模式」,也就是不再追求高度集成,而是將不同形狀、不同功能的芯片直接組裝到一起。比如兩個不同制程的芯片,一個28nm,另一個14nm,通過Chiplet技術集成在一起,在性能上可以勉強接近7nm芯片,而且研發時間和成本都能大幅降低。用通俗的比喻來理解,以前的SOC芯片相當于單打獨斗,要求一個人掌握十八般武藝才能應付任何極端情況。而在Chiplet模式下的芯片,等于五六個普通人組成一個小團隊,這個人負責棍棒,那個人負責刀槍,分工合作,共同進退。這樣的小團隊雖然能力良莠不濟,不過在齊心合力下還是可以匹敵一個超級高手的。確實如此,去年蘋果公司自研的M1 Ultra芯片,就是通過Chiplet封裝方案,直接將兩個M1 Max芯片互連……我們所熟知的絕大部應用場景,都用不到如此先進的芯片,甚至許多軍用戰機使用的芯片45nm就足夠了,因此現階段我們通過Chiplet模式封裝的芯片能追平7nm,就足以突破一小部分封鎖,然后穩定培育自己的市場,不要太好高騖遠。從長遠來看,也別指望Chiplet模式可以幫助我們彎道超車,說到底它只是一種集成技術,就好比廚師的廚藝再好,也不可能將劣質過期的食物做成一道頂級的美味大餐,食客或許可以被忽悠一陣子,但只要意識到自己上當受騙,原本岌岌可危的信任鏈條將徹底破產。
更糟糕的是,這個廚師還沒有自己的供應鏈,空有廚藝卻沒法保證食材的新鮮程度,甚至隨時會被斷供,連鍋鏟都被拿走……這就是Chiplet產業鏈的困境,哪怕企業有設計能力,也是基于國外的制造和繼承工藝,用的還是美國技術和生產設備。
正是出于這種考慮,美國已經實行釜底抽薪的方案,也就是要連鍋鏟都端走。2022年8月9日,美國總統拜登簽署《芯片和科學法案》,這項法案的主要內容是,美國政府會給國內的半導體產業提供528億美元的補貼,還有240億美元的投資稅抵免,并且未來幾年提供2000億美元的科研經費支持。
大前提是,只要拿了美國政府的補貼,10年內這家美國公司都不能在中國大陸投資先進水平的芯片。這項法案的真正用意是逼迫企業在中美之間站隊,一步步將中國從全球半導體產業鏈剔除出去,降低中國在國際上的話語權,最終淪為最大的半導體銷售市場。這個方案對美國來說當然不是最優解,但寧愿拼著逆全球化和經濟損失的代價,也要動用舉國體制來干預國際市場,提高貿易和技術壁壘,它的核心思想是兩敗俱傷,只要中國傷得更多,傷到躺在地上起不來,那站到最后的美國也就贏了。短期內,這項法案對中國肯定會有影響,甚至可能傷筋動骨,所以我們更得抓主次矛盾。美國通過《瓦森納協定》來封鎖中國,是在強調國際對抗,是拉著其它國家自損一千殺敵八百的代價,本身已經破壞了全球貿易的合作規律,也破壞各國和企業的利益鏈,況且中國始終是全球化的最大玩家,意味著這里有許多漏洞可以鉆,潛在的合作伙伴依然有很多。中國是全球最大的芯片設備市場,也曾是ASML的最大客戶,后來由于美國的干涉,ASML才忍痛減少對中國的光刻機供應。它眼睜睜看著中國企業在2022年下半年招標了27臺光刻機,還將21臺劃給日本,現在忍不住站出來,說自己是一家歐洲企業,應該擁有自主出貨的權利。它能研發落地,背后離不開龐大的中國市場,也因為有著足夠強的全球供應鏈配套,和各大頂級航空制造企業展開合作,拉攏海外歐美廠商的支持,形成一個穩定的利益鏈條。至于在國際學術的合作方面,天宮空間站歡迎任何國家參與進來,首批名單已經有俄日印墨沙特等國,因此美國拒絕進來,甚至游說學了兩年中文的歐洲航天局取消和中國空間站的進一步合作,這些都沒有關系,后面路還長著呢。等國際空間站在2024年服役期滿后,希望它還能延壽一點時間,能讓歐美國家坐下來冷靜思考一下。
總的來說,面對《瓦森納協定》的鐵幕封鎖,我們得把握一個尺度,既要加強全球的貿易聯系,共享產業和科研成果,拉攏更多盟友站在自己這邊,也得發展屬于自己的核心科技,減少更多卡脖子領域。
我記得在一年前,ASML的CEO彼得·維尼克曾公開表示:「中國(大陸)不太可能獨立復制出頂尖的光刻技術,我的意思并不是絕對不可能,他們肯定會嘗試的。」
當時曾引發了國內輿論的震動,雖然大家都覺得他的這番態度有點倨傲,但說得也是事實,光刻機能蟬聯「工業皇冠上的明珠」這么多年,難攻克是肯定的。
不過難不代表沒有希望,光刻機不是來自未來的外星產物,在整體大方向已經確定的情況下,要做的無非是實驗和試錯,需要耗費的時間多一點。時隔一年,彼得·維尼克在接受采訪時表示:「中國的物理定律和這里一樣,你越是給他們施加壓力,他們就越有可能加倍努力,制造可以與ASML相媲美的光刻機。」
確實,中國的物理定律本來就和西方一樣。
崔丕:《美國的冷戰戰略與巴黎統籌委員會、中國委員會 (1949—1994)》
陸嬌:《“技術封鎖”——美歐日如何對華實施高技術出口管制》
馮潔,王健,郭明:《瓦森納安排管制清單分析及啟示》
張倩:《瓦森納協定調整下中國半導體產業發展的思考》
周勵:《精進鑄就半導體芯片檢測大國重器》
許曄,孟弘:《瓦森納協議對我國高技術的出口限制》
其它資料:商務部出口管制信息網、中國網、國史網、中國日報網、瞭望智庫