美國禁令再升級，國產半導體的挑戰與新機遇

前言

2022年10月7日，美國商務部工業與安全局（BIS）公布了《對向中國出口的先進計算和半導體制造物項實施新的出口管制》，這是自2018年以來，美國對中國半導體產業制裁的再次升級。

此次出口管制新規中，美國商務部以國家安全為由，對向中國出口的芯片和相關生產工具增加了限制，內容主要包括：

（1）限制中國企業獲取高性能芯片和先進計算機。

（2）限制美國人為涉及中國的特定半導體活動提供支持。

（3）限制中國獲取先進半導體制造物項與設備。

（4）新增31家中國實體公司、研究機構列入UVL（未經核實清單）名單等。

消息傳出后，部分媒體將此次禁令解讀為所謂的“一刀切”、“全面鎖死”，輿論嘩然，行業巨震，唱衰中國半導體的言論一時甚囂塵上。然而，事實是否真的如此令人悲觀？高鵠半導體團隊在仔細研讀相關法案，并與境內外律師、芯片從業者充分溝通后發現，此次禁令雖然影響重大，但并非如網傳一般，是對中國芯片的全面打擊。

總的來說，本次禁令主要針對以下三類對象：

（1）先進計算芯片：國外大廠的先進計算芯片受禁令管制，基本無法再進口到國內企業；而國內的先進計算芯片設計公司，此后也很難再尋求國際晶圓加工廠商的流片和代工服務。

（2）先進制程設備：生產制造先進邏輯芯片和先進存儲芯片的半導體加工設備遭到禁運。

（3）從事先進芯片和先進制程的美國實體：美國籍、美國綠卡、美國法律下的法人甚至身處美國的個人/公司都被禁止從事中國境內的先進芯片相關工作。

下面，高鵠半導體團隊將從本次禁令主要針對的三個方向，具體分析其范圍和影響。

01

先進計算芯片

《美國出口管理條例》（以下稱EAR）本次修訂添加了包括3A090、4A090兩個編碼，分別涵蓋了先進計算芯片和超級計算機產品：

對于3A090“先進計算芯片”的定義或范圍是同時滿足：

       基礎計算單元算力之和超過4800TOPS

       I/O傳輸接口的傳輸速率大于600GB/s”

       對于4A090“超級計算機”的定義則是滿足：

       一個計算“系統”，在41,600立方英尺或更小的范圍內，具有100或以上雙精度（64位）每秒千萬億次浮點運算

       或200或以上單精度（32位）每秒千萬億次浮點運算的集體最大理論計算能力

       凡是3A090和4A090編碼下的芯片或計算機產品，在出口（包括直接出口和再出口）到中國時都需要申請許可證，且基本都是推定拒絕（Presumption of Denial，指除非申請人提供足以推翻該推定的證據，否則BIS拒絕簽發許可證）。

具體到實際產品上來看，英偉達公司超算和云端訓練產品A100和H100均滿足3A090對于“先進計算芯片”的定義，在禁令生效后，國內的用戶將無法再進行采購；同樣，根據上述規則，AMD公司的MI250和MI250X也將遭到禁售。

不過，英偉達自動駕駛產品線的Orin系列、常用于AI推理和視頻編解碼等場景的T4、T100芯片則由于算力和帶寬性能并未達標而尚未受到此次管制波及，還可以正常出貨。且據多家自動駕駛廠商和主機廠稱，他們也已經提前儲備了足夠的芯片存貨，足以滿足未來訂單需求。

禁令不僅僅止步于對中國企業采購外國芯片的管制。根據EAR本次新添加的“先進計算外國直接制造產品規則”，外國的晶圓加工企業，如果為中國生產加工滿足3A090、4A090的芯片和計算機產品，也要受到EAR的管制，即需要申請許可證，而許可證的批準規則也依然是推定拒絕。

也就是說，這次美國不僅要切斷先進芯片的海外供給，更要通過對晶圓代工產能的管控遏制中國自己的先進計算芯片發展。芯片加工制造一直是中國大陸半導體行業的薄弱環節，尤其在先進制程上與國際及中國臺灣代工廠的工藝水平相差甚遠。目前，國內芯片公司在研的GPU、GPGPU、AI芯片基本依賴臺積電的先進制程代工，其產品一旦滿足條件、觸發禁令，臺積電需要申請許可證才能為其提供流片和代工服務。

盡管頭部國產計算芯片廠商的成熟產品算力尚在百TOPS級（只看紙面峰值），但根據公開信息，大部分計算芯片設計公司的下一代或下下代產品已經逼近甚至超過了英偉達A100的性能，即將進入美國的管制范圍。此次禁令使得國產大芯片們的流片和量產變得非常困難。即使可以犧牲部分成本和功耗，通過Chiplet技術和先進封裝解決一部分問題，重新修改設計耗費的時間和成本也是繞不過的。如果已經花費巨額的流片費用，現在卻無法量產，經濟損失將更大。

值得一提的是，除針對先進芯片以外，此次禁令對較低級的計算芯片、計算機產品（如部分FPGA、微處理器等）也相應新增了對于3A991等編碼最終用途的限制。目前整個3A991編碼對應的產品都不對華實行全面禁運（除非用于超級計算機的制造），但美國是否會進一步升級管控、擴大管制范圍仍然令人擔憂。

從投融資和資本市場的角度，產品出口與代工管控雙重壓力下，高鵠半導體團隊認為先進芯片相關的禁令將會有以下影響：

（1）情緒側：市場會出現對國產芯片（尤其是CPU、GPU、GPGPU、AI專用芯片等大芯片）設計公司的發展不確定性產生一定程度的擔憂。即使不受本次禁令影響，也很難保證美國不會有進一步的封鎖和禁運。中美脫鉤的大環境下，先進芯片一天不徹底脫離美國供應鏈的“卡脖子”，這種擔憂就難以徹底消失。因此，此類創業公司在融資過程和最終估值上，都會受到比較大的壓力。

（2）需求側：英偉達、AMD幾款被禁芯片每年對應近10億美元的國內市場，禁售后必然出現需要填補的缺口。此時芯片性能比國外巨頭有差距但已經有成熟產品和商業化經驗的半導體公司，會有不小的競爭優勢。

（3）產品側：英偉達可能會通過對產品的一些定制調整嘗試繞過管制，比如推出算力或帶寬性能閹割的中國特供款。而對于瞄準高算力芯片市場的國內芯片公司而言，短期內可能也需要修改設計、降算力、降I/O傳輸速率、甚至重新流片的方式推動產品迭代。

（4）政策側：此次禁令會進一步給國企和政府采購敲響警鐘，國產芯片在信創項目上的采購比例有望進一步提升。另外，國內會出臺相應的鼓勵和扶植政策，比如深圳日前就推出了《深圳市關于促進半導體與集成電路產業高質量發展的若干措施（征求意見稿）》，以重點支持領域高端芯片、化合物半導體芯片等芯片設計、硅基集成電路制造、化合物半導體制造、高端電子元器件制造、先進封裝測試技術、EDA工具、關鍵IP核、先進半導體裝備及關鍵零部件生產，以及核心半導體材料研發和產業化。

（5）技術側：回歸到技術本身，這次禁令將會加速中國先進芯片前沿技術的發展，新技術受收到越來越多的關注：

       Chiplet和先進封裝：通過芯粒互聯、3D堆疊封裝等方式提升芯片性能，彌補部分制程上帶來的算力劣勢，近年來已經開始受到資本市場的重視；

       新芯片架構：發展新的芯片架構以彌補制程差異帶來的性能差異則是另一條潛力巨大的路徑：清微智能利用CGRA可重構計算打造的通用計算芯片，能效比可以做到遠超傳統架構GPU，目前該領域尹首一老師團隊已經遙遙領先國外；高鵠客      戶——后摩智能則發力于存算一體這一新的芯片架構，同樣能在相對更低的制程下，實現高制程芯片的算力性能，領跑國內存算一體賽道；

       下一代計算：光子芯片、量子計算等技術將迎來快速發展，中國有希望通過下一代計算徹底實現芯片和計算機領域的彎道超車。

       02

       本次EAR新規針對中國的先進制程設備新增了多條管控政策：

（1）新增ECCN 3B090編碼，編碼涵蓋14nm先進制程下晶圓拋光、光刻、化學刻蝕、薄膜沉積等全流程的設備，編碼內的設備出口到中國需申請許可證，許可證實行推定拒絕。

（2）新增“最終用途和最終用戶規則”，禁止了滿足以下條件先進制程設備、零部件、元器件、軟件技術的出口：

       用于生產16/14nm以下制程的非平面晶體管結構（即FinFET和GAAFeT）邏輯芯片；

       用于生產128層或以上NAND；

       用于生產18nm以下制程的DRAM。

       半導體加工制造能力，尤其是先進制程能力一直是美國制裁和遏制的核心。此前曾多次通過芯片法案、實體清單等方式，對14nm以下制程的晶圓加工設備、GAAFET EDA等進行過管制。本次禁令進一步擴大了管控的范圍，不僅新納入了存儲芯片的先進制程，更是將用于生產這些設備的零部件、元器件和軟件技術統統禁運，以期對中國先進制程芯片生產制造進行全方位封鎖。

目前，半導體行業設備國產化率尚不足15%，依賴AMAT、KLA、LAM等美系設備供應商，55nm以下制程甚至很建設一條純國產的產線。不論是邏輯芯片還是存儲芯片，國產晶圓廠都正處于快速擴產并加速研發更先進制程的關鍵節點， 高鵠半導體團隊認為，這次先進制程禁令將會帶來以下影響：

（1）短期內，國內頭部邏輯和存儲芯片代工公司先進制程產線的擴建將會很難推進，成熟制程產線則不受影響；除非之前下單的設備已經到位，否則需要找到短期內的替代方案，比如日韓設備廠商、甚至是國外淘汰的二手設備。

（2）長期來看，美國封鎖下的中國半導體產業鏈完成完整的國產替代，既是必須也是必然。半導體設備和材料、關鍵零部件、設計軟件等將會越來越受到投資人的重視、政策的支持，將利好包括薄膜沉積設備、光刻機及其零部件、掩膜版、CMP設備、例子注入設備、硅片生產設備/材料、先進封裝設備及EDA軟件等領域的中國公司。

       03

       本次EAR新增了對“美國主體”支持在中國的 “符合特定標準”的集成電路的管制限制。

首先，“美國實體”的定義相對比較模糊和寬泛，既包括美國公民、美國綠卡持有者，也包括美國法人（及其分支機構）、甚至任何地理位置在美國的主體，具體是否屬于EAR定義的美國實體，還需要結合具體情況來分析。

其次，“支持”既包括直接的銷售、轉運行為，也包括協助促成銷售、轉運，還包括為中國境內相關公司提供服務。

最后，禁令也非一刀切地禁止美國人從事所有和中國有關的半導體活動，而是只針對滿足“特定標準”的行為。“特定標準”包括：

       先進制程的半導體生產行為，也即上述14/16nm以下邏輯、128層及以上NAND和18nm以下DRAM芯片的生產制造；

       涉及先進芯片的設備、軟件和技術工作，先進芯片即上述滿足3A090、4A090的高性能計算芯片和超級計算機。

       值得注意的是，雖然此次新規對“美國人”的限制主要圍繞半導體制造相關的活動，但考慮到半導體制造的特點，與制造緊密相關的其他環節，如設計、工具設備、封裝測試、軟件等也都有可能受到影響。

這項規定主要會帶來三個影響：

（1）國內半導體行業美籍專家、高管眾多，而美國對此次禁令“美國主體”的定義并不清晰，存在使用“自由量裁權”的可能，會嚴重影響行業情緒。

（2）對于明確觸發了禁令、有美國人或美籍專家技術團隊的中國先進芯片設計公司而言，相關人員恐怕無法再繼續穩定提供服務，可能導致公司關鍵技術或產品開發受阻甚至停滯，對公司持續吸引高質量的國際人才也有影響。

對于部分已經采購了禁運先進制程設備的晶圓加工公司而言，即使已購買到位的設備不再受影響，設備供應商提供的技術服務可能也無法維持，影響類似當年的“蘇聯撤走專家”。

       04

       從內生發展來看，加大在中國半導體產業的資源投入是大勢所趨。半導體產業是信息化時代下最重要的核心產業，是支撐經濟社會發展的戰略性、基礎性、先導性的產業，也是引領新一輪科技革命和產業變革非常重要的產業。中國擁有全球最廣泛的電子制造、終端品牌和市場需求優勢，下游需求帶動上游供應鏈轉移是順應歷史潮流的表現。

面對外部壓力，加快中國半導體獨立自主發展，供應鏈安全可控更是勢在必行。當前正處于全球半導體供應鏈的大變革階段，包括美國、歐盟、日本、韓國在內的全球各國經濟體加大對本土半導體產業鏈扶持力度，逆全球化分工趨勢明顯。美方對我國半導體產業鏈的打壓由來已久，雖為我國半導體行業發展帶來了諸多不確定性，但同時也進一步推動了我國半導體產業發展的步伐：加快構建自主可控的半導體產業鏈，增強上下游產業鏈企業的互動，逐步構建完善的芯片產業鏈生態體系，加速在國產設備、零部件、材料、設計、封測等全產業鏈的進步。

雖然短期內面臨一些不確定性因素，但高鵠半導體團隊仍堅定看好中國半導體行業的發展，且正在服務眾多半導體行業諸多優秀的民族企業家。大雪壓青松，青松挺且直，短期的外部打壓無法真正限制中國半導體的長期向好發展。高鵠將持續深耕半導體領域，助力產業鏈上下游的投融資工作，致力于為中國半導體事業的發展添磚加瓦。