中国芯片雄心仍受制于一堵技术“高墙”

AI总结

  • 核心结论:华为通过“韬定律”(芯片电路向上堆叠技术)尝试绕过EUV光刻设备限制,但分析师认为其与行业尖端水平存在6-8年的实际差距,该技术并非根本性突破。

  • 结构逻辑:

    • 背景:华为早期的自信与当前受美国制裁后的生存现状对比。
    • 技术解析:解释“韬定律”通过电路堆叠提升密度,但受限于良率和核心工艺壁垒。
    • 政治叙事:分析华为技术发布背后的战略意图(对美释放管制失效信号,对内提振信心)。
    • 结论:华为创新虽令人印象深刻,但仍被困在无法翻越的技术“高墙”之下。
  • 关键信息:

    • 技术概念:韬定律(通过电路向上堆叠缩短信号传输路径)。
    • 关键数据:芯片良率仅约20%;与台积电技术水平有6-8年差距。
    • 行业/公司:华为、台积电、英伟达、阿斯麦(ASML)。
  • 关键问题:

    • 问题:中国芯片追赶速度是否超出了外部预测?
    • 回答:华为通过巧妙改进在成熟制程上有所突破,但无法突破EUV限制,且在良率和性能迭代上仍显著落后于全球顶尖水平。

正文

位于深圳的华为总部。

位于深圳的华为总部。

位于深圳的华为总部。 图片来源:Qilai Shen/Bloomberg News

(本文来自《华尔街日报》每周三发送的中国洞察新闻简报,该简报由本报首席中国记者魏玲灵主笔,她在同事Zhao Yueling的协助下与您分享她关于中美竞争动态的独家解读。 点击此处 订阅,即可从下周起免费享阅这份简报。)

2019年,在为 一本关于美中竞争的书 进行调研期间,我参观了华为(Huawei)在东莞新建的庞大研发园区。这里距离华为的深圳总部约有一小时车程。该园区景象令人叹为观止:占地300英亩,容纳了2.5万多名员工,建有12个仿照巴黎、卢森堡等城市的欧洲风格“小镇”,这些小镇由一列仿照深圳地铁打造的小火车连接。一位华为高管一本正经地向我解释这一设计:“我们在欧洲发展得很好。”

这座园区无处不彰显着该公司的自信。在当年11月 接受《华尔街日报》专访 时,华为创始人任正非邀请时任美国总统特朗普前去参观,并以其一贯的豪言壮语对美国的制裁不以为意。他在谈到这些制裁时表示,他们尽可以一直制裁我们,“我们没有美国是能生存得下来的。”

本文作者在华为东莞园区留影,摄于2019年。

本文作者在华为东莞园区留影,摄于2019年。

本文作者在华为东莞园区留影,摄于2019年。 图片来源:Lingling Wei/WSJ

六年多过去了,华为依然屹立不倒,也依然自信满满。上周,华为半导体业务负责人何庭波在上海举行的一场芯片会议上登台,宣布“摩尔定律”有了“继承者”。自1960年代以来,芯片性能大约每两年增长一倍的规律一直是该行业遵循的经验法则。被誉为华为“芯片女王”的何庭波将这一“继承者”称为“韬定律”。

然而,仔细研读该公司的技术论文就会发现,其中传递的讯息与华为想表达的并不一致。

这种工程技术确实成立。可以将传统芯片想象成一个单层建筑——几十年来,要提升其“容量”,唯一的方法就是缩小内部的一切东西。华为的技术则另辟蹊径:不再致力于缩小尺寸,而是往上堆叠,将两层电路堆叠在一起,从而缩短信号传输距离。该公司表示,这种方法将使其下一代芯片的晶体管密度比上一代提升55%,并有望到2031年实现尖端性能。

“这种工程技术确实令人印象深刻,”评估了该论文的独立半导体分析师吉米·古德里奇(Jimmy Goodrich)指出,“但将其称为‘突破’则并不成立。”他说,这是因为华为是在利用现有的工具做一些巧妙的改进——这才是实际情况。

向上堆叠并不算新想法——台积电(TSMC)、英特尔(Intel)、AMD和三星(Samsung)也在这么做。古德里奇说,不同之处在于,这些公司的设计都是在采用极紫外光刻(EUV)技术制造的芯片上堆叠:EUV是过去十年推动该行业取得最大进步的制造工艺。EUV光刻机几乎完全由荷兰的阿斯麦(ASML)制造,而自2019年以来,美国主导的出口管制已禁止向中国销售此类设备。

中国目前还没有本土的替代技术。华为正将堆叠技术宣传为传统芯片演进的替代方案,而非补充手段,原因恰恰在于:能让其成为补充手段的那项关键技术,正是华为求而不得的。

华为关于“韬定律”的论文基本上承认了这一点。该论文在开头指出,对于那些“使用最先进光刻技术受到限制的组织来说,这种限制更早地变得具有约束力,并且更加严重。”几页后又写道:“假设另一个节点将解决该问题,则不再成立。”

古德里奇称,这是“迄今为止来自华为内部最清晰的表态,表明他们已经接受了在可预见的短期内都无法突破EUV壁垒。”

现在来看看差距。华为的目标是通过在成熟制程硅片上进行堆叠,到2031年比肩尖端芯片性能。古德里奇指出,台积电将在2028年达到这一性能水平——并且到2031年将再领先一代,在更先进的芯片上应用同样的堆叠技术。该分析师表示:“到2031年,实际差距是六到八年,而不是华为的公告所暗示的三年。”

古德里奇说,还有一个现实问题。据估计,华为工厂生产的芯片良率只有约20%——这意味着每五颗芯片中就有四颗是有缺陷的。堆叠技术需要将两颗芯片以极高的精度键合在一起。如果单颗芯片的良率本就不高,那么当你需要两颗芯片同时都合格,整体良率只会更加堪忧。

华为的公告很可能是同时传达给两类受众的。对华盛顿而言,它传递的讯息是出口管制并未奏效——这为任何希望放宽管制的人提供了有用的理由。对北京而言,它为拒绝购买更先进的英伟达芯片提供了理由:我们不需要美国的技术,我们已经走出了自己的路。换句话说,你们不如取消所有出口管制措施。特朗普最近批准英伟达向中国出售此类芯片,但 中国尚未采购 。

然而,对照该论文本身的内容,这两点都站不住脚。 出口管制确实发挥了作用 ——但存在许多漏洞。一个典型的例子是:周日,负责监督此类限制的美国工业和安全局(Bureau of Industry and Security)发布指导意见澄清,许可证要求一直适用于中国公司的海外业务——这是在间接承认总部位于中国的企业绕过了相关规定,通过海外业务 获取高性能芯片 。

华为东莞园区内的骏马雕塑,摄于2019年。

华为东莞园区内的骏马雕塑,摄于2019年。

华为东莞园区内的骏马雕塑,摄于2019年。 图片来源:Lingling Wei/WSJ

华为正在围绕这些管制进行创新——在某些方面的表现确实令人印象深刻——但它是在一堵“高墙”下寻求解决途径,而华为已在其论文中承认这堵高墙是无法翻越的。

回到2019年,站在东莞的那个园区里,看着法式新古典主义风格建筑前扬起前蹄的汉白玉马雕塑,华为不服输的态度令人感到那是真实的实力宣言。而正如古德里奇和其他人所指出的那样,关于“韬定律”的公告读起来更像是在承认受制于人的现实——只是出于政治原因,它被粉饰成了另一种叙事。

本周我想与各位探讨: 中国在芯片领域的追赶速度,比华盛顿想象的更快吗,或者比北京宣称的更慢吗? 回复本期新闻简报,或发送邮件到 lingling.wei@wsj.com 与我交流。请附上您的全名和所在地,我可能会在下一期新闻简报中刊登您的见解。


本周要闻


本周图解

联合国正面临严重的流动性危机 ,预计到8月中旬将陷入“加速走向破产”的境地。这主要归因于成员国拖欠巨额款项,其中包括美国拖欠的逾40亿美元以及中国拖欠的4.55亿美元。为应对这一资金困境,联合国实施了史无前例的开支削减,裁撤了3,000个秘书处职位,并大幅削减了维和经费。


读者来信

上周,我们问读者,美国对华政策是否会在特朗普任期结束后发生实质性改变,还是说,其背后的深层博弈态势已非任何一届政府所能左右。一些读者分享了他们的看法:

“这些深层态势将贯穿历届政府长期存在。台海局势、中国在关键矿产领域的筹码、人工智能与半导体领域的领跑之争,以及更广泛的经济与军事竞争议题,都不会随着特朗普卸任而消散。其中一些挑战远在特朗普上台前便已存在,而AI等新兴议题则几乎注定会长期延续。尽管如此,未来几届政府在处理这些对华议题的方式上,很可能会有实质性不同。无论是对盟友关系、对外援助和多边机构的重新重视,还是与伙伴国展开更具可预见性的互动,都意味着美国对华政策将与特朗普时期截然不同,哪怕底层的博弈逻辑依然如故。” ——Isaiah Barber,华盛顿特区

“这取决于下一届政府。如果共和党胜选,我认为现行政策将会延续,只是方式上或许不会那么激进。如果民主党上台,考虑到他们近来对社会主义的接纳,我预计会走向绥靖。他们希望能借此表达:‘看,我们和你们一样,大家和睦相处吧。’” ——Bill Lechner,纽约

“美国政府的更迭大概率不会改变美国在台湾问题上的对华政策。历经民主、共和两党总统,‘战略模糊’始终在发挥作用,且效果显著,足以让两党继续沿用。中国同样应该希望维持台海和平现状,毕竟任何政策变动,都可能引发某种形式的政治或经济动荡。鉴于当前的经济状况,中国或许已无力在境外继续推进其咄咄逼人的扩张态势。美国遏制中国的手段将极有可能集中在关税层面,进而冲击中国的出口经济和海外影响力。” ——Eugene P. Grace,宾夕法尼亚州

(读者来信的内容经过精简和编辑。)


本周人物

郑丽文

郑丽文 图片来源:Ritchie B Tongo/EPA/Shutterstock

台湾的国民党主席 郑丽文 即将开启为期两周的访美之行,此行被冠以“和平使命”之名。她所传递的讯息与北京偏好的叙事相契合,而此时正值美国对台北的安全承诺态度模糊之际。

发表回复

您的邮箱地址不会被公开。 必填项已用 * 标注

相关文章

开始在上面输入您的搜索词,然后按回车进行搜索。按ESC取消。