硅片上的较量 全球芯片竞争战况如何?

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芯片是数字经济的引擎,其日益增强的能力正在推动诸如生成式人工智能(AI)等技术的发展,这些技术有望改变多个行业。当疫情导致亚洲芯片中断生产时,全球技术供应链陷入混乱,它们的关键作用得到了凸显。

这些设备如今成为世界各经济强国家/地区之间激烈竞争的焦点。美国已经推出了一系列限制措施,旨在遏制中国大陆半导体雄心并确保美国在关键领域保持领先地位。芯片很可能会继续成为即将上任的特朗普政府的关注重点,该政府旨在巩固美国的实力和制造业。

为什么芯片如此关键?

它们是处理和理解海量数据所必需的,这些数据已经与石油一样,成为经济的命脉。芯片——半导体的简称,或称集成电路(IC),由沉积在硅片上的材料制成,能够执行多种功能。

存储数据的存储芯片相对简单,且像其它大宗商品一样交易,运行程序并充当设备大脑的逻辑芯片则更为复杂和昂贵。获取像英伟达H100 AI加速器这样的组件,已经与国家安全以及谷歌和微软等巨头公司的命运紧密相连,因为后者正在竞相建设大型数据中心并在被视为计算未来的领域取得领先。

即使是日常设备也越来越依赖芯片。在一辆满是电子设备的汽车上,每次按下按钮都需要简单的芯片将触摸转换为电子信号。所有电池供电的设备都需要芯片来转换和调节电流。

为什么会在芯片制造上发生争夺战?

世界上大多数领先的半导体技术起源于美国,但如今中国台湾和韩国主导着芯片制造。中国大陆是电子元件的最大市场,并且越来越希望自行制造更多自身使用的芯片。这使得该行业成为美国的关注焦点,因为美国试图限制其亚洲对手的崛起并解决所谓的国家安全问题。

美国正在部署出口管制和进口关税来遏制中国大陆的芯片雄心,还拨出巨额政府资金以恢复这些芯片的国内生产,减少其对东亚少数设施的所谓危险依赖。德国、西班牙、印度和日本等其他国家/地区也在效仿其做法。

12月2日,拜登政府发布新一轮出口管制,对向中国大陆销售半导体设备和AI存储HBM(高带宽存储器)芯片实施额外限制。


谁控制着芯片供应?

芯片制造已经成为一个越来越危险和排外的行业。新工厂的成本超过200亿美元,需要数年时间才能建成,并且需要全天候不间断运行才能盈利。所需的规模已经将拥有尖端技术的全球公司数量减少到仅三家——台积电、三星和英特尔。台积电和三星充当代工厂,为世界各地的公司提供代工制造服务。

全球最大的科技公司依赖台积电获取最佳制造能力,其中大部分先进制造位于中国台湾。英特尔过去专注于制造自用芯片,但现在也在试图与台积电和三星竞争代工制造业务。在供应链的下游,有一个庞大的产业专门制造所谓的模拟芯片。

德州仪器(TI)和意法半导体(ST)等公司是模拟芯片的主要制造商,这些组件可以调整智能手机内的功率、控制温度并将声音转换为电脉冲。中国大陆正瞄准这一领域,大举投资以提高产量并抢占市场份额。

芯片争夺战战况如何

尽管中国大陆大举支出,但芯片制造商仍然依赖美国和其他外国技术,并且获取海外设计和制造的芯片设备的途径正在减少。

  • 美国在2023年对最尖端芯片和芯片制造设备实施更严格的出口管制,以阻止中国大陆发展美国认为可能构成军事威胁的能力,如超级计算机和AI。它还敦促合作伙伴限制中国大陆获取较成熟的浸润式深紫外(DUV)光刻的芯片制造技术,同时采取措施限制其自身对中国大陆半导体的进口。

  • 在对中国大陆出口限制生效之前,中国大陆设法囤积大量浸润式DUV设备。

  • 中国大陆部分领先科技公司已被列入所谓的美国实体清单,这意味着美国芯片技术供应商必须获得政府批准才能向这些被列入黑名单的公司销售。

  • 美国政客们决定他们需要做的不仅仅是遏制中国大陆。2022年的《芯片与科学法案》拨出390亿美元用于直接赠款,以及价值750亿美元的贷款和贷款担保,以重振美国芯片制造业。

美国以外其他地区在做些什么?

欧盟制定了463亿美元芯片补贴计划,以扩大本地制造能力。欧盟委员会估计,该领域的公共和私人投资总额将超过1080亿美元。目标是到2030年将欧盟的产量翻一番,达到全球市场的20%份额。

日本和韩国正在制定计划,花费数十亿美元来提升自己的芯片产业。日本公司在设计芯片制造设备方面位居世界前列,而韩国巨头三星电子和SK海力士是全球存储芯片的领导者,尤其是那些用于英伟达开发的AI芯片。

印度在几年呢2月批准了价值152亿美元的半导体制造厂投资,包括塔塔集团提出的建设该国首个主要芯片制造设施的提案。

在沙特阿拉伯,公共投资基金正在考虑一项未指明的“巨额投资”,以启动该国对芯片的涉足,因为它寻求使依赖化石燃料的经济多样化。

日本经济产业省已经为2021年启动的芯片计划筹集约253亿美元。项目包括在南部熊本的两个台积电代工厂和北部北海道的Rapidus代工厂,日本本土企业Rapidus计划在2027年大规模生产2nm逻辑芯片。

全球芯片生产面临的最大风险是什么?

潜在的地域冲突,中国台湾生产了世界上大多数先进的逻辑半导体和大量的成熟工艺芯片。

台积电几乎单枪匹马地创造了晶圆“代工”商业模式——制造他人设计的芯片。像苹果公司这样的大客户给了台积电巨大的产量来建立行业领先的专业知识,现在全世界都依赖它。该公司在2022年的收入超过英特尔。其他企业要赶上其规模和技能需要数年时间并花费巨额资金。

全球芯片人才争夺战,韩国遇战略困境?

随着各国/地区采取各种策略来巩固其在半导体行业的影响力,这场竞赛的结果最终将取决于谁能获得领导该领域所需的熟练劳动力。

例如,预计到2029年,美国劳动力短缺将达到14.6万人,而每年只有1500名半导体工程师进入该行业。技术工人的短缺引发全球芯片人才争夺战,在这种竞争格局中,市场对韩国芯片人才的需求激增。

韩国半导体工程师在确立韩国尖端制造业领先地位方面发挥了重要作用,特别是在HBM和半导体代工业务等领域,后者已成为后疫情时代半导体竞争的最关键领域。随着人才争夺战愈演愈烈,各国/地区对韩国人才的竞争也更加激烈。

中国公司认识到韩国工程师的专业知识对于弥补先进芯片生产的差距至关重要,为实现半导体制造的自给自足,因此一直提供丰厚的薪水来吸引这些技术专业人员。因此,近年来许多韩国工程师转而为中国半导体公司工作;美国方面,美光在存储芯片生产方面一直落后于韩国竞争对手三星和SK海力士,该公司最近从这两家韩国公司聘请了数名关键工程师,旨在获得竞争优势。同样,英特尔一直在积极招募以半导体代工业务专业知识而闻名的韩国工程师和研究人员。这些工程师中有几位曾在三星代工业务工作,现已被英特尔聘用,这引发了韩国对人才流失和技术泄露风险的极大担忧;日本先进半导体制造公司(JASM)是日本公司和台积电在日本政府支持下成立的合资企业,在经历了国内技术工人短缺之后,该公司已开始通过韩国面向年轻人的求职门户网站招募韩国人才。

而韩国也开始努力留住本国劳动力。该国计划在龙仁市建设世界上最大的半导体集群,以招募更多人才。韩国政府正在审议新法律,努力防止人才和技术外流。韩国也在积极培养新的本地人才,以满足未来的需求。

全球芯片人才争夺战才刚刚开始,谁能获得人才,谁就能赢得半导体争夺战的胜利。(校对/孙乐)

参考链接:

https://www.bloomberg.com/news/articles/2024-11-28/nvidia-tsmc-huawei-how-us-china-others-are-fighting-for-chip-dominance

https://thediplomat.com/2024/09/the-global-battle-for-chip-talent-south-koreas-strategic-dilemma/

责编: 李梅
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