两大巨头突然宣布,拜登四年布局崩盘

小夏 科技 更新 2024-02-16

在白宫,在椭圆形办公室左边的房间里,白宫科学技术委员会正在向奥巴马提交他担任总统的最后一份报告。

哈佛大学物理系首席科技顾问霍尔德伦教授在详细解释报告内容后,向民众发出警告,他强调,中国芯片技术的发展威胁到了美国的安全。

然而,由于当时正处于关键阶段,奥巴马和国务卿兼候选人希拉里·克林顿都没有把这一警告放在心上。

只有作为吉祥物的拜登听得津津有味,不时点头表示赞同。

五年后,当拜登再次走进这个房间听取报告时,除了两个最明显变化的地方外,其他一切都没有改变。 一是他完成了从副**到白宫老板的华丽蜕变,二是他比五年前的中国芯片制造行业还要强大。

根据波士顿咨询集团**:

到2030年,中国大陆计划将全球芯片产能提高40个,并有望成为全球最大的芯片生产基地。

相比之下,美国芯片制造在全球市场的份额从1990年的37%下降到2020年的12%,成为所有高端产业中最薄弱的一环。

拜登很清楚,中美之间的芯片战看似是美国一边倒的**,但实际上是一场双方各占一半优势的生死竞赛。 中国拥有芯片产能优势,需要在技术层面弥补短板,这是自下而上的突破; 美国拥有技术专利的优势,但缺乏将技术转化为实物的产业链,这是一种自上而下的重构。

未来十年,中国可以赢; 美国可以玩,美国赢了。

2024年1月31日,美国国防部以与中国人民解放军合作为由,将十几家从事芯片和人工智能的中国公司列入中国公司名单,并宣布保留对这些实体采取进一步措施的权利。 在此之前,华为也被添加到列表中。

五角大楼的举动看似高高在上,但内心却充满了焦虑,而这种焦虑的根源,就是要向别人的过去学习:中国走上了美国如神之路。

美国芯片的发展到现在,很大程度上要归功于军队在起步阶段的精心培育。

1947年,当贝尔实验室偶然发现半导体时,刚刚经历过二战洗礼的科学顾问团敏锐地意识到,假以时日,这个小工具将不可避免地改变世界,但问题是如何让它生存到那个时候。

于是,在科学顾问团的强烈建议下,五角大楼很快将半导体列为军民融合支撑的战略项目,同时适用于合同竞争法中的第二来源机制。

第二种来源机制,具体是指国防部在采购关键部件时至少使用两个不同的供应商的做法,以防止过度依赖单一供应商。

由于鸡蛋不放在一个篮子里的原则,国防部采购的任何薯片都至少由两家公司生产。

另一方面,第二个来源也连接了采购和技术转让,要求贝尔实验室等大型研发部门根据研发流程公布技术细节,并根据专利转让法许可其他公司使用这些新技术。

对于贝尔实验室来说,在美苏争夺前线霸权和财政相对紧张的情况下,第二货源为他们提供了超越第一层的财政支持。 但更重要的是,随着越来越多的公司生产半导体,丰富的数据为科学家迭代技术指明了方向。

对于国防部来说,第二货源不仅保证了第一链条的稳定,又避免了资金浪费和垄断滋生。

对于公司来说,左手技术共享和右手加强反垄断的第二来源,让新技术在短时间内普及了整个行业,后世很多知名芯片公司都是在这个野蛮扩张的时期诞生的,比如模拟器件巨头德州仪器。

对于行业来说,国防部对第二货源的稳定采购,让行业不再需要估计市场经济规律的影响,几乎所有企业都把重点放在了创新上,从而再次刺激了芯片半导体产业的繁荣。

双赢的局面已经奠定,然而,即使第二货源的福利好,军队的胃也总是有限的,当吃不完的筹码堆积得越来越多时,民营市场就成了决定性的赢家和输家。

美国芯片朱楼梦破灭的祸根,源于此。

二. 二.第二

东京,羽田国际机场。

一名35岁的中年男子在舷梯上挥手告别,如果现场有人是摄影师,他会认出他就是著名的索尼前总裁岩间一夫,人称CCD Kid,但此时的他只是东京电信工业录音机制造部门的负责人。

1951 年,岩间一夫在董事会接到一项艰巨的任务,在美国贝尔实验室学习半导体晶体管技术。

作为服务于美方的顶级实验室,贝尔具有非常高的保密性,不允许在现场做笔记、拍照或提出主题以外的问题。

岩间一夫只能打出不如坏笔的好记忆力,白天在实验室里把东西学得透彻,晚上回去在笔记本上一点一点的写下来。就这样,岩间一夫花了四年时间写了一篇256页的手稿,却没有意识到,他那本几乎被纸浆化的笔记本,已经为日本电子工业谱写了一条广阔的道路。

1955 年 8 月,东京交通省根据岩间一夫的手稿开发了世界上第一台以晶体管为组件的 TR55 录音机。

录音机爆炸后,不仅振兴了私营部门的半导体市场,也开启了美国负责创新技术、日本负责制造产品的新时代。

从那时起,在美国和日本有很多类似的岩间一夫的例子。

上世纪六十年代,当低功耗芯片CMOS在新泽西州的半导体公司蓬勃发展时,日本工程师佐佐木忠(Tadashi Sasaki)设想将CMOS工艺应用于集成电路,为他的公司夏普(Sharp)生产袖珍计算器。

但只有一家美国公司接下了订单,其他公司都拒绝了,因为民用市场CMOS订单的利润率很低,而且会挤压军用芯片产能。

后来,CMOS芯片的应用数量增加,日本在70年代通过产业政策彻底掌握了这项技术。 当CMOS工艺在节能和小型化方面的潜力得到充分发挥时,日本在技术和生产能力上完全碾压美国。 1990年,世界排名前四的CMOS公司中有三家是日本公司,只有一家在美国。

无独有偶,上世纪50年代,全球最大的电视机制造商RCA率先推出了LCD技术,但由于难以应用于电视机,以300万美元的价格将所有技术专利卖给了夏普。

秉承先易后难的原则,夏普首先在不需要高显示,只需要几个字符更改即可维持产能和收入的计算器上使用LCD,然后结合技术进步开发大尺寸LCD显示器。

到本世纪初,日本已成为世界上最大的面板生产国,每年创造高达1000亿美元的盈余。

成功也是萧何,失败也是萧何。

军工采购不仅为芯片创新铺平了漫长的舞台,也因为缺乏市场竞争,美国厂商逐渐失去了产能优势和技术意识。

正因为如此,在第一次世界大战的存储芯片中,美国存储芯片制造商几乎被日本同行一边倒。 到八十年代初,当战争结束时,美国至少有百分之八十的存储芯片公司已经永久退出市场。

与此同时,美国预料到的CPU逻辑芯片,在变道超车的过程中,无意中造成了芯片生产模式的大幅背离,让本来就血流成河的美国芯片制造产业直接倒在了中间。

台北,台湾,中国。

冒着12月冰冷的冬雨,三星掌门人李坤熙趁着时间吃了早饭,与台积电创始人张忠谋进行了深入交流,此行的目的也十分明确:挖走这位曾经带领德州仪器崛起成为世界制造商的芯片巨头。

尽管台积电成立不到两年,三星已经在青瓦台和美国的支持下在半导体行业发表了声明,但张忠谋坚决拒绝了李的邀请。

因为他认为,越是精细的事情,越要交给专业的人去做,只有这样,产品才能更具竞争力,企业的利润才会最大化。

芯片分工的时代即将到来,成为专业的芯片代工很有前途。

在张忠谋精心规划的十年里,随着家用电脑的畅销,CPU等逻辑芯片的产能与日俱增。 于是,已经从存储芯片上撤退的美国半导体厂商纷纷将赌注押在逻辑芯片上,希望它能完成对日本的超越。

但让美国没想到的是,当逻辑芯片遭遇全球化浪潮时,持续了40多年的IDM模式正在逐渐衰落,美国芯片制造业仅存的高层建筑在轻资产的概念和几乎不设防的产业转移中坍塌。

所谓IDM,是指半导体生产的三大核心环节:设计、制造、封装和测试,全产业链负责模型。

这种模式的优点是产能强,能全面实施自己的战略,而缺点是企业生产战线长,投资成本大,如果最终产品在市场竞争中败诉,就会拖累整个产业链。

日本制造业崩溃的原因,本质上是采用类似IDM模式的日本企业在终端产品输给中国和韩国后无法赚钱。

在半导体或存储芯片为王的时代,晶圆设计相对简单,真正的难点在于生产工艺,需要依靠晶圆厂的技术优势,所以早期的存储芯片厂商都有自己的工厂,无论是设计、制造还是封装。

逻辑芯片兴起后,难点已经转移到设计方面,不同的设计和布置会导致性能上的绝对差距,晶圆厂的产能只会影响功耗和频率性能,这在大层面上是无害的。

比如澎湃系列的性能远不如麒麟系列,这足以说明,影响芯片性能的决定性价值不是生产工艺,而是设计安排。 因此,大多数制造处理器的品牌根本不需要自己的工厂。

这种生产模式的巨大分化,加上当时国际产业转移的惯性,给了美国从一端到企业端消除冗余的充分动力。

在白宫会议厅里,克林顿作为战后最热衷于科技事务的人,正津津有味地听着科技咨询委员会的报告。

三个月前,能源部长向他报告说,英特尔打算一劳永逸地打破193nm波长限制。

九十年代初,由于基础理论和材料的局限性,光刻机光源的波长停留在193nm上20多年。

英特尔计划使用高功率 CO2 激光器发射波长为 13 的波长5nm极紫外光彻底解决了这个问题。

该波长仅为氟化氩激光器的十四分之一,能够雕刻7nm以下的芯片。

然而,它涉及大量的基础科学研究和精密零件匹配,英特尔无法独自完成,因此它拉来了尼康、摩托罗拉、ADM等大型制造商,以及当时还默默无闻的台积电和ASML一起研究。

这个项目是可行的,但风险和成本太大,他们无法共同承受。 英特尔只好找上能源部,希望美国能带头这样做,而这次会议是最后的战栗。

听完报告后,克林顿当场做出决定,动员劳伦斯·利弗莫尔、劳伦斯·伯克利和桑迪亚三个国家实验室前往一线进行研究,并从科技部和能源部拨出2亿美元,用于EUV光刻机的研发。

但他有一个条件:他不想要尼康,毕竟美国正在全力押注EUV光刻技术,以便从日本手中夺回对全球半导体产业链的控制权。

在国运面前,尼康出局了。

被业界视为半导体山顶城市的EUV LCC联盟诞生了。

这次会议对后世产生了一些特别深远的影响,例如ASML和台积电在自己的轨道上崛起为世界领导者; 另一个例子是日本,它错过了EUV技术,半导体行业已经陷入崩溃。

当然,对于美国来说,最重要的是芯片产业的去制造化进程大大加快。

1981年,里根启动新政改革,倡导市场原教旨主义新自由主义,而不是主张国家干预的凯恩斯主义,取消了对先进技术和关键产品外商投资的限制和规定,一批高端制造企业在轻资产概念的指导下,开始将制造业环节转移到其他劳动萧条地区。

特别是在芯片行业,就连公司出台的行业政策的重点,都是要消除行业的重复和冗余,实现投资价值最大化,节约企业成本,提升半导体企业的竞争力。

因此,企业自然会认为,将大量工人集中在一个环节是浪费和低效的,如果能够将制造过程外包,缩小公司的规模,他们的竞争力将大大增强。

以EUV LCC联盟闻名于世的台积电,为美国的这一需求提供了完美的解决方案,因此芯片制造向东亚转移的帷幕已经开始。

尽管有人对自愿放弃芯片制造表示担忧,但克林顿并不为所动。

芯片制造的前提是设备,美国三大国家实验室的专利技术支撑着EUV的运行逻辑,来自美国和欧洲40个国家的数万个零件支撑着EUV的成品组成。

另一方面,美国的技术决策充满了地缘政治思想。 在克林顿看来,半导体制造虽然不在中国,但仍然在美国的势力范围内,所以问题不大。

但是,当中国这个美国势力范围之外的国家开始展示其强大的半导体制造能力时,一切都发生了微妙的转变。

2024年1月31日,英特尔突然宣布,原定今年在俄亥俄州建造的晶圆厂,由于长期缺乏财政补贴,将推迟到2026年。 在此之前,台积电在亚利桑那州的两家3nm工厂也因补贴和人才问题被迫推迟。

毫无疑问,这是对拜登推动本土芯片制造计划的进一步打击。

重建本土芯片产业是拜登的第一国策。 数字化和人工智能的广泛应用,改写了产业的底层结构。

在机械时代,谁控制石油,谁就控制了所有国家,而在人工智能时代,这句话的主语变成了芯片。 美国绝对不会将可能影响全球产业趋势的芯片制造业拱手让给中国。

为此,拜登不仅用行政手段逼迫三星和台积电在美国建厂,还在2022年出台了《芯片与科学法案》,专门拨款520亿美元支持英特尔等美国传统厂商重建晶圆生产厂,但结果适得其反。

台积电和英特尔项目的推迟,让美国从幕后重建本土芯片产业的两道不可逾越的障碍,而英特尔就是钱的问题。

先进晶圆厂的TCO(总投资成本)由两部分组成,前期资本支出由土地、建筑物、设备和发电设施组成,运营成本由劳动力、公用事业、材料和税收组成。

美国半导体协会(American Semiconductor Association)计算出,由于人工、材料、配套设施成本高,美国晶圆厂的TCO比台湾、中国大陆或新加坡的同一家晶圆厂高出约25至30倍,比激励政策最好的中国高出50%, 而这笔费用对于企业来说简直是无法承受的。

例如,到2030年,英特尔将在俄亥俄州的晶圆厂项目上投资超过1000亿美元,而英特尔去年的利润刚刚超过100亿美元。

虽然新法案表明拜登愿意为芯片企业提供激励,但发布政策是一回事,能否实施又是另一回事。 英特尔和台积电都强调,他们曾多次向**申请补贴,但从未收到任何回应。

至于为什么没钱,答案很简单,债务快要掏空联邦财政了,一萝卜一坑,拜登要先把强制支出的账目从其他地方搬走。

但问题是,算上强制性开支的账目,芯片补贴还能剩下多少钱?

台积电是人为问题,工厂找不到熟练的技术人员来安装关键精密设备,EUV光刻机后期运行和支持人才短缺。

就连张忠谋也曾警告说,美国增加国内芯片产量是昂贵、浪费、徒劳的,美国制造芯片的成本比台湾高出50%,因为美国芯片制造行业没有扩张和成功所需的人才库。

难过山,伤心迷路。

而比迷路的人更可悲的是,他知道路在**,却永远走不过去。

当美国用权力打开芯片产业回流的最后一道屏障时,发现真正的关山不是在关山外,而是在关山内。

资金和人才的问题就像两条不可逾越的护城河,阻挡了美国重塑本土芯片产业的雄心壮志。 攻城需要勇气,攻城也要有死活的决心。

刮骨头愈合伤口,不要折断或站立!

在中美长期芯片制造产业的生死竞赛中,谁会死还不得而知。

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