星期六, 10 月 1, 2022

自由共和國》林修民/晶片四方聯盟首次對中反制

美國商務部工業與安全局宣布基於國家安全的需要,將實施4項新興和基礎技術的出口管制。也是Chip 4 首次對中軍事擴張與對內專制的最大反制。(取自網路)

林修民/東吳大學講師

美國商務部工業與安全局(Bureau of Industry and Security/BIS)宣布從本(二○二二)年八月十五日開始,基於國家安全的需要,將實施4項新興和基礎技術的出口管制。四項技術包括,可承受高溫電壓的半導體材料金剛石、氧化鎵(Ga2O3)、設計GAAFET電子輔助設計(ECAD)軟體、用於火箭、高超音速系統的壓力增益燃燒技術。而這四項也是「瓦聖那協議」(The Wassenaar Arrangement)在二○二一年十二月會議中成員達成的共識。也是Chip 4 (晶片四方聯盟,除台灣無法參加外)首次對中軍事擴張與對內專制的最大反制。

其中高超音速壓力增益燃燒技術用於火箭或超音速飛彈的引擎,很明顯就是屬於軍用等國家安全因素,兩項新半導體材料金剛石、氧化鎵(Ga2O3)主要應用於高溫高電壓,在軍民兩用物品協定中,高低溫通常是分別軍用民用的關鍵,故也被列為管制並不意外。唯一另外界議論紛紛的就是GAAFET電子輔助設計(ECAD)軟體,雖然BIS與瓦聖那協議並沒有針對某國家,但衡量目前世界半導體產業與地緣政治,中國IC設計產業將是最大的受害者,短期無影響,因為主要是攻擊未來,而且是有如遭受核彈般的攻擊。

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「瓦聖那協議」全名為《關於常規武器與兩用產品和技術出口控制的瓦聖納協定》(The Wassenaar Arrangement on Export Controls for Conventional Arms and Dual-Use Good and Technologies),總共四十二國家參加,不只美國BIS,歐盟軍民兩用清單也是以瓦聖那協議作為基礎,我國雖遭受中國打壓不能參與此等國際組織,但仍以此標準作為出口管制基礎,而且很多科技都來自美國,根據美國規定,只要製造設備或是使用美國技術,即便不是從美國出口,也需受美國管制。

此案可視為去年喧騰一時的中國飛騰公司案的後續效應,去(二○二一)年四月八日《華盛頓郵報》報導指出,中國利用美國晶片技術發展超高音速飛彈。中國飛騰公司利用美國技術製造超級電腦,並用於中國解放軍開發超音速飛彈的模擬極音速導彈穿越大氣層時的高熱與阻力,該飛彈「未來可能會瞄準美國航母或台灣」。報導中也提到飛騰所使用的晶片是由台積電製造、世芯進行部分晶片設計,美國商務部隨後即宣布,將天津飛騰信息公司(Phytuim Technology)等七家中企列入出口管制黑名單。

筆者去年曾指出上述事件凸顯戰略性高科技貨品輸出規定有需再思考,而美國也把未來可能遇到的危險在瓦聖那協議中補起來,考量參與國家本身的產業環境,上述會議共識可稱為Chip 4首次合作,出口管制半導體先進技術。GAAFET被視為下一代取代目前FINFET最新的半導體技術,目前全球只有三家公司(台積電、英特爾與三星)預計將推出此技術,全部都預計在三奈米製程以下使用,故也被外界視為三奈米的管制技術。

對中國半導體業影響

由於目前尚未三奈米產品在市場上亮相,故以中國IC設計產業營業額排名而言,將不會有任何影響,而在中國前十大IC設計公司內,除了紫光與比特大陸以外,其餘八家甚至沒有未來使用三奈米技術的需要,短期而言,對中國廠商幾乎少有影響,真正造成影響只有上述兩家、以及目前還在初期準備階段的眾多中國企業大廠。而這些廠商正是中國政府視為中國製造二○二五達成晶片自製率的主力,也是中國提升科技武力最大支柱。

手機晶片、挖礦晶片與伺服器雲端晶片將是主要受管制對象

手機晶片由於同時需要考量效能和節能,通常會使用最新製程的技術,例如華為底下的海思半導體在沒受到美國政府管制前二○二○年就已經使用當時台積電最新五奈米製程,而華為雖然受到出口管制,但中國仍有紫光展銳生產手機晶片,而OPPO與VIVO也紛紛加入晶片自製世界,未來也可能會推出自己的手機晶片。

挖礦晶片也是少數需要最大運算力的應用之一,美國Nvidia所生產的最高效能的晶片就是這波全球挖礦潮最主要受惠對象即可證明,而中國生產礦機的廠商眾多,許多中國挖礦晶片廠商因運而生,前陣子號稱首次使用中芯自製七奈米技術的廠商即為中國挖礦晶片,而韓國三星電子自稱GAAFET 三奈米已經有客戶商業下單,據韓媒推測也可能是來自中國的挖礦晶片廠商。

而伺服器雲端晶片則是中國近年來官方主力發展的最重要專案。因為伺服器晶片對外可以如飛騰事件一樣發展模擬超音速彈道飛彈攻擊美國航母與台灣,對內可以發展精準社會信用評分,作為中國官方眼中反恐維穩,和諧社會的最大助力。

目前雖然市占率極小,甚至許多還在招兵買馬階段,但加入的中國民間企業每個都赫赫有名,例如阿里巴巴的平頭哥,百度以及騰訊都成立自己的IC設計公司,除此之外,中國官研如美國商務部二○二一年制裁的超級計算機中心也是和中國飛騰等IC設計公司也是此管制的直接影響對象。

美國此管制生效之後,由於公告使用ECAD(電子電腦輔助設計) software tools(軟體工具),所以限制應該不只是目前許多評論的EDA(電子設計自動化)軟體,而是包含周邊相關軟體都受管制,台積電、三星未來或是目前已經有的GAA cell library(單元元件庫)也將無法提供給受美國商務部管制的對象,以上述三星GAAFET 3nm 謠傳首發中國挖礦晶片客戶為例,未來將先受到美國商務部的審查。

記憶體與先進封裝將是下一步?

美國除了宣布此管制外,根據許多半導體供應鏈設備廠商證實,已經收到美國通知未來出口到中國的半導體設備管制將從十奈米提高到十四奈米。美國一步一步收緊管制,目前主要以邏輯製程為限,未來是否有機會延伸到記憶體值得觀察,如果如此,長鑫存儲的DRAM與長江存儲的NAND將會受到影響。此外、先進封裝也被視為下一代積體電路技術,透過先進封裝結合小晶片(Chiplet)可以提高晶片性能,美國未來是否對此設限也將是半導體業界注目因素。

烏俄戰爭的實例以及我國精準預測中國最近在台灣周邊試射十一顆飛彈軌跡,再次證明晶片在國際戰略中的重要性,即便是成熟晶片在戰爭中也是極具重要性,ASML的執行長就曾經說過俄羅斯為了解決在烏俄戰爭中被禁的晶片荒還從冰箱中拆下晶片使用。

晶片可以載舟也可以覆舟,同一顆晶片在民用可以放在冰箱,也可拿去放在軍事設備。此為這次「瓦聖那協議」管制軍商兩用物品的目的,而越先進的晶片運算力越高打擊越精準,未來全球統一的晶片技術發展與貿易確定將分為兩區︰自由與奴役區。

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