摘要:美国的北约盟国里有18个国家也“降级”到该组,包括:葡萄牙、立陶宛、卢森堡、捷克、冰岛、匈牙利、爱沙尼亚、斯洛文尼亚、斯洛伐克、克罗地亚、保加利亚、罗马尼亚、拉脱维亚、希腊、阿尔巴尼亚、土耳其、黑山和北马其顿。
美国时间本周一,BIS将发布“人工智能扩散出口管制框架”对GPU出口全球做出三级规范,这对中国有何影响?
本文为 《24回顾展望25全球半导体行业发展分析》系列文章之一,以下为全文。
2024年已经收官,回顾今年的整个半导体行业,与往年一样精彩纷呈,跌宕起伏。
2024年的全球半导体行业最重要的看点,笔者总结为四。
1. 芯片制程进入3nm节点,后摩尔定律时代正式开启。
2. AI继续主导整个半导体行业增长与创新。
3. 中美半导体竞争进入白刃战,双方脱钩加剧。
4. 中国半导体突破如火如荼,赌上国运奋力一击。
以下就针对上述各点展开聊聊
一. 芯片制程进入3nm节点,后摩尔定律全新时代正式开启。
二. AI继续主导整个半导体行业增长与创新。
*先进封装篇 *HBM篇*CPO/OIO篇*GPGPU与ASIC未来格局推演,以上均已发布知识星球,独享内容
三. 中美半导体竞争进入白刃战,双方脱钩加剧。
2025年1月,美国总统即将交接的最后一刻,拜登政府将出台“人工智能扩散出口管制框架”,作为老登谢幕前的最后一舞。
预计受管制的GPU出口到全球数据中心,将按照国家和地区分成三组,每一组有不同的管制水位。
根据国内CSP大厂海外政策研究大佬,,相关规定为下
第一组:盟友国家(AI 20 Club)
包含:澳大利亚、比利时、加拿大、丹麦、芬兰、法国、德国、爱尔兰、意大利、日本、荷兰、新西兰、挪威、韩国、波兰、西班牙、瑞典、瑞士、英国和中国台湾地区。
这些国家与地区均是美国视为最亲密、可信赖的盟友。企业在这些区域可以自由部署算力,但必需要遵守美国政府的各类认证和半年一次的报告。
第二组:非“AI 20 Club”,也非禁运的国家
这些国家的数量最为庞大,多达140多个,包括新加坡、墨西哥、马来西亚、阿联酋、以色列、沙特阿拉伯和印度等国。
美国的北约盟国里有18个国家也“降级”到该组,包括:葡萄牙、立陶宛、卢森堡、捷克、冰岛、匈牙利、爱沙尼亚、斯洛文尼亚、斯洛伐克、克罗地亚、保加利亚、罗马尼亚、拉脱维亚、希腊、阿尔巴尼亚、土耳其、黑山和北马其顿。
这组国家的企业,适用低处理性能LPP许可豁免。LPP是估算其合理的总算力(以“总处理性能”Total Processing Performance/TPP计算),可以这些国家的GPU总量上限/配额,从2025年到2027年每个国家最多能拿到约 5 万块。
第三组:全面禁运GPU芯片的国家
《美国出口管理条例》(EAR)规定的全部23个D:5组国家,再加上不属于D:5组的澳门。这24个国家/地区基本上是没跑了。美国将全面禁止向这些国家或地区的数据中心出口受管制GPU。
D:5组国家全部是美国武器禁运国,包括中国、古巴、伊朗、朝鲜、叙利亚、俄罗斯、白俄、缅甸、柬埔寨、委内瑞拉、阿富汗、中非、刚果(金)、塞浦路斯、厄立特里亚、海地、伊拉克、黎巴嫩、利比亚、索马里、南苏丹、苏丹、津巴布韦)。
针对这些国家唯一看点就是所谓“管制GPU”是管制到什么层度,比如H20这类中国特供版是否为管制范围,目前了解特供版的GPU不属于管制范围,基本还是可以供应的,只是管制更为严格,扩散到更多国家。
其实美国想要围堵的国家只有一个,那就是我们中国,这三组的等级划分,主要是堵上透过盟友以及中间国家将GPU转入中国的途径。这有点像为了围堵花厂把跟他有关联的企业采取连坐方式都纳入实体清单的作法类似,也是美国这类滥用长臂管辖,限制企业或国家的惯用伎俩。
当然美国要不要升级或加强围堵限制,完全视被制裁对象(企业或国家)的应对,制裁效果不好就加强,效果好就维持或放松,面对我们以举国之力的强力运作,美国自然是得不断的加强限制,双方你一步我一步的升高对抗,这个趋势不会有改变。
BIS在2023年的1017规则把管制范围扩展到了所谓的D:1、D:4或D:5组国家,并在2024年3月底增订新规则,澳门和D5推定拒绝;D:1、D:4境内公司推定批准,但是中国公司的海外子公司则推定拒绝,希望能堵住利用英伟达NCP资质企业通过新加坡、阿联酋等第三国走私到国内的受管制GPU,比如H100/200等。
针对上述规则,除了销售区域受到限制这类明面上的规则以外,BIS还需要防止从第一组国家流入中国的可能,还要限制中国利用马甲在第二组国家建立的数据中心,这些限制不仅仅是对英伟达或者AMD,更要防止利用代理商或NCP资质的下游企业,英伟达跟AMD好管控,下游代理商可不好限制,Supermirco这两年大量服务器的帐对不上,被查的差点下市,也是美国对试图协助中国的国内企业杀鸡儆猴的惯用手段。但Supermirco好歹是美国企业,非美国的NV代理商,可就没那么好管辖了。
同样是半导体禁令的案例,2023年试图将禁运设备从第三方国家转入国内的美国最大半导体设备商AMAT,被以诈欺罪刑事立案,这一招下去,现在国内被限制的制程比如7nm,别说相关的美国设备,连零部件一个也拿不到,效果还是有的,毕竟这些设备或零部件都很好追踪,要调查一个都跑不掉。
对于做全球生意的美国或海外企业,违法成本太高,犯不着为了小利益去杠BIS,他们与国内被制裁或者朝鲜伊朗这类完全不需要全球供应链的企业完全不同。
对于即将出台的“人工智能扩散出口管制框架”有个细则市值得探讨的,其针对第一组AI 20 Club要求,企业所部署的算力必须主要集中在这些国家或地区,同时在部署在第二组国家的算力不能超过全球部署总算力的 25%,在第二组的单个国家算力不能超过总量的7%。
也就是某CSP厂,在第一组国家可以拿到不受限制的GPU数量,自由部署算力,但须每半年汇报,同时他们也可以在三到四个不同的第二组国家部署全球算力7%的GPU,直到达总算力的25%。
上述可以在第二组国家部署的GPU多寡取决于这家CSP的全球总算力水平,但同时又受到第二组国家总数5万张的限制。
笔者认为,BIS从2022年到2025年,多年以来每一次的限制的结果必然是漏洞越来越少,我们中国奉行上有政策下有对策,更何况还有举国之力在全力协助这个“下有对策”,所以到目前为止,所有美国的上有政策都被我们强而有力突破,制裁效果不大,但有一点是可以肯定的,BIS这个政策的漏洞将越来越少,我们不计代价的对策效果也将越来越差。
如果我们还要依赖美国技术,用这种台面下甚至外媒说的偷鸡摸狗的办法,长期来说自然是越来越困难,这也会让依赖美国技术的我们陷入越来越难的境地,破局之道唯有国产自主,别无他法。
这个逻辑被国内投资者非黑即白的渲染,因为几乎所有媒体所有分析,各种国产替代厂家即将大爆发,却只字不提一个大问题,这个即将大爆发的“即将”是多久?
我们还得利用美国技术却被围堵封死,没有可运作的空间后,且还无法做到完全国产自主的这段时间,我们应该怎办?
当然这问题,行业内不可能坐以待毙,现在行业内的办法就是,不计代价获取美国技术同时全力发展国产替代,这两条路线同时发力。
所谓国产替代,涉及范围太大,从零部件到设备,从各种设备到各式各样的原材料,在到制造原材料的各种检测与分析仪器,到fab的先进制造能力,又从芯片前段设计的EDA到IP,从架构到通信,回到存储芯片以及先进封装上,又得从设备材料仪器设计再重新攻关一遍,范围从基础材料,精密化学,精密仪器,精密制造,软件等等,如此长的产业链,攻关时间必然不短。
所以即便举国之力全力以赴也需要很长时间,很庆幸的是美国的制度与法律,只能是一次次的补漏洞,一次次去完善没有规范的漏洞,因为只要美国法律没有明确说明,美国企业就能去干,要完全没有漏洞,在具体操作层面上是不可能的,更何况有钱能使鬼推模,杀头的生意有人做,美国的问题全部出在内部,他们没有上行下效的举国体制。
这两年看下来,用举国体制去打别人的法治体制,整体上效果还是不错的。这两年利用我们想尽办法拿到的进口设备制造出7nm先进手机芯片,正是最好的例子。
无论如何,中美博弈就是一个时间差的博弈,美国的一次次补漏洞的过程中会慢慢提高限制,与我们逐步完成国产替代的时间是不是有差距?如果我们在某一个限制完全堵死之前,没办法完成国产替代,那将会有一段黑暗期。
是否会有这个黑暗期,则取决于美国政策是否还有漏洞可利用以及国产替代是否如期完成。国产替代完成之前就必须不计代价去找甚至挖出美国的漏洞。
这就是真实的中美博弈,双方博弈的多样性与精彩层度程度远超历史上任何一个阶段任何国家与美国的对抗,有别于美苏冷战时期的军备竞赛强对抗,中美科技战是我中有你,你中有我,互相贸易又互相攻讦,互相依赖又互相排斥,明面上的,背底里的,精彩纷呈。
政策相关的分析,笔者有句话必须先说,就是别带立场更别用道德来阐述,很多朋友会以我们就是正义,老美就是邪恶的道德层面来看事情,这类道德审判无济于事,国与国的博弈没有道德可言。
再来就是立场问题,大部分同学习惯用我们必须站稳立场,打倒美国一切的逻辑来思考,很显然这样的思考只会越思考越错。
又或者用美国不搞某大厂也会搞其他中国公司,这类非黑即白毫无逻辑的辩证法来看事情,美国必然是要搞我们中国,但这里面有很多应对办法,比如笔者文后会提到的切割法,这办法不会阻止美国针对中国,但可以有效减缓被连坐纳入清单企业数量与速度,尽可能的利用并获取美国技术达到我们要的效果,这完全是可以做的,所以总是用美国不搞某大厂也会搞其他中国企业,来说明我们必须强硬,这类非黑即白的诡辩,不符合逻辑与常识。
笔者想说明的是,分析文章必须站在两者各自的角度,思考美国为啥会如此做的时候,就要站在他们的角度去看,要不然永远无法理解他们,不去理解他们永远以立场说事,那最后只能成为祥林嫂,无尽的指责与抱怨,于事无补。
所以笔者这类阐述中美的文章,很多无法跳脱立场思考的朋友就会感觉到不愉快,笔者与国内中文媒体先得喊两嗓子万恶的美帝那般叙事完全不同,这部分还请大家见谅与理解,我也能写符合大家胃口的文章,让读者看得很舒服,但对事实与对读者没有任何帮助。
题外话就说到这,还望大家多多海涵。
从2022年的1007法案开始,美国对中国半导体行业首次采取以国家为单位的制裁,在这之前是以个别企业为制裁对象。
2017抓捕miss孟,2019年某大厂被纳入实体清单,2020年台积电以及全球半导体企业断供某大厂,2020年SMIC进入实体清单,被限制10nm以下技术。
这段时间某大厂进入黑暗期,但也正式宣告,我们以举国之力全面推进半导体的大时代,这几年我们可以看到,大厂被check之后,与其有关的企业也被波及 ,到2022年底之前,美国的主轴就是某大厂与其有关的企业必须被连带。
为啥我们进入举国体制的半导体国产替代大时代的主因与导火索均是某大厂,这是显而易见的,因为在此之前数年,美国的多次制裁只针对某大厂,ZTE当时也被指控,立马到美国认罪罚款,至今没有啥事,大量在台积电投片,
也就是说这阶段,美国佬表面上还能就事论事,并没有针对所有中国企业甚至全行业,在这个阶段,我们还有切割的空间,采取两个发展路线,先做好切割,被限制的好好发展国产替代,没有被限制的在明面上好好利用海外技术,在台面下不断反哺国产替代所需的技术。
但很可惜,这一个阶段,我们没有做切割,没有将损失控制在可控范围,而是all in拉上全行业一起,或许当时的判断是我们有机会在限制完全堵死之前完成全环节国产替代,但这样的判断不论可行与不可行,根本不妨碍先做好切割,并非全部都得下水,自然这样的做法只能说只有某大厂乐见,毕竟如此一来他可以获得完全无条件的一切支持,而不是明暗两条路线,但对行业全体而言并非完全有利。
简单来说,中美的博弈无可避免,美国对我们打压也不可能停止,但在那个阶段做好切割,尽量拖延时间给切割出的企业更多空间,这压根不是难事,笔者认为或许政治层面不允许吧,爆棚的民族情绪容不下任何缓颊或如ZTE那般操作。
2022年针对整个中国半导体行业限制的1007法案就是在这样的背景诞生,BIS针对大厂的制裁与打击被一步一步攻破,BIS制裁越大,我们举国全行业的支持越多,供应链上牵连的企业就越多,自然BIS只能继续加大力道,以他的角度来看,并没有就此放弃的理由。
2022年1007法案的另一个要点是AI,当时美国的OpenAI利用英伟达的A100 GPU悄悄地开始顺利石破天惊的ChatGPT-4,1007法案之前一个月BIS对A100芯片进行限制,降规为A800才能供应中国。
如果我们来看看某大厂在1007之前做了什么,自然会了解为啥会有1007法案。
2000年大厂被台积电断供后就决定自己搞芯片,规模之大,魄力之大,完全超乎笔者想像,2021年完成东莞某湖自研线,福建,宁波,青岛收购三座既有工厂,上海嘉定一座全新工厂,深圳龙华、龙岗与坪山三座全新工厂,除了这些fab工厂以外,做设备与零部件的si carrier也横空出世,旗下投资包含光k机与半导体9大设备的研发。上述布局全部在2021年成立,这些企业因早已被外媒多次曝光以及进入实体清单,所以笔者就提出来,还隐藏的笔者就不便公布,主要是把这些已曝光的全部整合出来,让大家有一个直观的认识,用笔者原本20多年的行业的认知,这一切是无法想像的。
既然大厂有如此大的动作,全行业以及官方全力在协助,那美国自然就只能出台针对全行业的限制,BIS 1007法案针对全中国的半导体行业做出14nm以下的全部禁止的规则,不再以个别企业为单位,至此中美科技大战进入新的篇章。
从2021年某大厂如此大阵仗的布局,到2022年1007法案的出台,几乎可以确定BIS对整个国内半导体在搞什么几乎是了如指掌,为什么会如此,很简单,因为这些产线没有一个可以离开美国设备与技术,每一个工厂里近一半是美国设备,美国设备商大量工程师要到这些工厂去装机与调适,设备生产后还得连线,所以美国政府要查,自然是可以查得一清二楚。
1007出台后两个月与大厂有交集的YMTC以及ICRD还有国产光k机攻关单位SMEE,三家与大厂有关的被check,在此之前YMTC总裁Simon在大会上语带哽咽感谢大厂的支持,自然是决定不做切割,但殊不知,1007的影响如此之大,没有人事先猜测到BIS会对整个中国半导体做出限制,回想1007公布当时,YMTC二期准备move in的设备全部终止,所有field service工程师也全部撤出的震撼,YMTC完全是矇逼状态。
当然经过两年YMTC也开始慢慢步上正轨,但厂里运行的决大部分还是进口设备,进口设备的维护与运行问题在这两年利用国产替代与马甲获取多重办法也基本解决。
虽然此时此刻,YMTC的NAND下降到只能生产1yy产品,比制裁前推出的232层下降不少,但目前也进入国产攻关核心设备的阶段,今年或者最慢明年,利用进口与国产的搭配,YMTC可以回到2022年的水平,整体看来蹉跎了三四年重回2xx层技术并没进步,但内容却完全不同,国产替代实力大增,这方面是绝对值得的,只是当初用笔者所谓切割的方法,这个三四年是否会缩短又或者这个过渡期能平缓许多。
2022年底的1007法案,禁止14nm以上逻辑,18nm以上DRAM,128层以上NAND相关技术输入中国,但由于法案规则粗糙,只以节点作为限制,28/14nm甚至7nm共用的设备,成了美国设备商钻漏洞的理由,毕竟BIS没有能力知道一款设备能做到多少nm,更不知道哪款28nm的设备可能也能做7nm ,所以相关技术审核权下放到设备商,而设备商只要有end user certification,由end user自证拿到这些设备只做28nm,并提供切结证明,那设备商即可免责,自然也乐意出货。
整个2023年的阶段,国内end user与美国设备商基本用这方法来出货,但无奈由于新设备制造时间比较久,先进制程设备交货期一般需要12个月以上,再加上BIS的强力监督,2023年底一批计划由韩国转入国内的先进制程设备被发现,美国政府以商业诈欺的刑事犯罪立案AMAT公司,至此所有美国设备商们不在利用规则模糊空间做生意,而是完全放弃,只做法律允许的,毕竟法律漏洞已经堵上,违法成本太高。
2023年1月美日荷在华盛顿密会输中限制,因为美国发现我们正在打造所谓非美线,也就是利用日本与荷兰加上国产去拼凑没有美国设备的产线,要知道日本有取代美国AMA以及Lam的实力,荷兰ASML更是光刻机的龙头,只要日荷的漏洞没堵上,BIS对中制裁自然是白费力气。
同時在2023年初,CXMT合肥二期设备开始向海外设备商询价,由于BIS 1007规则的18nm限制,但18nm的限制过于笼统,且业界存在二种不同CD值算法,用 STl Half Pitch, 还是IEEE基于per bit 面积求根号的算法,最终美国设备商们尤其是Lam向BIS游说成功,采用更为友善的IEEE算法,反覆确认到第二季度CXMT二期设备顺利把PO下出去,等待2024年下半年交付。
2023年5月美日荷三方会议后的日本率先出台半导体输中限制法案,规格甚至略高于美国,采取审批制,从日本设备商TEL的了解,当时日本产经省的批文很快就能拿到,影响不大。
同年9月,荷兰的立法姗姗来迟,做出限制2000i以上光刻机输中的限制,并于2024年1月1号开始实施。
为何一月份美日荷谈好了,5月日本出法规,而荷兰却拖到9月,其中最主要的原因是利用正式立法前夕,荷兰政府掩护ASML把之前积压的光刻机订单全部出货,其中包含20台左右的2050以及2100的最顶尖浸没式光刻机,被国内几家核心fab厂瓜分。
一直到2024年1月1号正式截止日前,有少数几台来不及交付,不了了之。2024年开始荷兰ASML正式对输中2000i以上光刻机限制,2024年ASML光刻机大量交付中国,超60台以上的浸没式全部都是1980i级别的光刻机,2000i以上全面禁止不再出货。
2023年同为某大厂的深圳PXW、PXX、SWX也陆续move in设备,在此之前他们就有少量设备到位,1007法案之后PXW修改设备需求,从14nm改为28nm,下了一批订单,2023年底开始交付,与此同时外媒不断报导这三家公司与某大厂的关系,某大厂不得不在东莞成立全新工厂,因为1007法案,即便是干净的全新马甲也只能下28nm订单,14nm一台也拿不到了。
从2023年下半年到2024年,海外设备商们在中国市场大量交付就是上述几个工厂,再加上SMIC分别在上海、北京、深圳、天津四地新工厂的28nm进口设备交付,2024年海外设备商在中国市场迎来创纪录营收。
但很可惜的是,因为1007法案的限制,这批大量设备全部集中在28nm,造成28nm这个节点严重的产能过剩,S目前还未国产招标,只是把到货的进口设备先囤起来,是市场情况再进行国产招标开产能。
截止2025年初,全国核心的先进fab厂只有CXMT没有被check,这是我们目前需要小心保护的唯一独苗,当然某大厂这类资源无限的企业可以不断搞马甲,不差钱,但同样由于1007限制也是只能拿28nm设备。
从目前美国的态度来看,28nm设备对中国可以随便卖,即便是某大厂有关系也没所谓,笔者从美国设备了解有这样的情况,但涉及到14nm的就没有任何模糊空间,严格禁止,包含维护以及零部件更换。
这也是我们目前面临比较严峻的情况,美系设备商对14以及7nm设备与零部件严格限制,这不仅让我们无法取得设备,连之前取得已在生产线上运行的设备也不再维护。
现在产线上运行的14或7nm的先进制程设备,所有国内fab已采用off line离线生产,不再与原厂有任何连结,这意味着失去原厂的维护。
失去原厂的维护,主要是零部件问题棘手,毕竟人员问题,我们从原厂在中国区的分公司已经挖了的很多人,会装机会调适会维修的人都有,但却没有原厂零部件,目前国内先进的7nm工厂,美系设备已开始进入拆机阶段,也就是拆这台的零件也别台设备,未来被拆当成备件机的美系设备会越来越多。
日系与荷兰系设备目前利用第三方维修公司,原厂只提供零部件交由第三方维护的方式,目前运行没有太大问题。
很多不懂的同学会纳闷,原厂不是可以远程关机?其实这很难,而且国内fab这些设备的运行都已经off line,自然原厂也管不到,放弃原厂维修便是。
以上,大概是国内半导体行业在制造端的一个现况,当然目前产业还是有很多应对办法,具体详情,在第四章说明,这一篇章主要阐述中美科技竞争的一个脉络,让大家对整个宏观有一个了解。
总结中美科技竞争的脉络,在2018~2022年上半是围绕某大厂进行,2022年下半年开始至今是以AI为主轴,某大厂为辅线,对整个中国有关AI供应链全部进行限制与制裁,其中最突出的就是芯片制造能力。
美国目前主打就是AI,未来也会是。
AI的限制会分为两个主线,第一是限制中国获得美国技术的GPU,第二就是限制中国自制能力。
半导体制造能力作为AI芯片的基础,包含先进制程能力,先进封装中CoWoS与HBM堆叠技术,HBM前段DRAM制造技术都是自制AI芯片不可或缺的必要技术,同时还衍伸上游的芯片制造设备,零部件与原材料,EDA软件。
最终的结果就是我们现在看到的,BIS对上述笔者提到的产业链条上的中国公司全部进行制裁,这是限制中国AI发展的一个结果。
2025年1月13号最慢15号,BIS或可能发布上述“人工智能扩散出口管制框架”也就是将可获得美国GPU的国家分成三组的规则。
观察重点是所谓管制GPU是什么,笔者认为H20这类中国特供版应该是属于非管制,也就是我们中国还是可以买到,这样的话短期对中国市场影响就没那么大,毕竟原本就是只能拿H20,其他靠走私,这个法规主要影响就是拿H100/200难度提高了,海外数据中心的建设也受到总量限制,大概是在这两方面。
第四章,我们就进入中国半导体如何破局的篇章,会详细描述我们目前先进产能,以及如某大厂,韩王等厂家如何分片配的推演,以及大量囤积的28nm设备如何应对。最后在阐述目前国产设备各核心环节的攻关情况。
由于第四张篇幅很长,会分段公布,有兴趣的请拭目以待
4. 中国半导体突破如火如荼,赌上国运奋力一击。
未完待续,因相对敏感,第四章只发布在知识星球,有兴趣请自行前往了解。
5. 2025年全球以及中国半导体投资建议。
未完待续
来源:走进科技生活