朱頭山
無意邀眾賞，一心追殘陽
去年10月，美國工業與安全局（Bureau of Industry and Security，簡稱BIS）發布了一相當於向中國發起經濟戰的宣戰文書的文件，這份139頁的文件裏充斥著繁瑣官僚術語和詳盡的技術細節。這樣重量級的行動因其來源相對不為人知而變得更加引人注目。BIS規模很小，是美國商務部的13個局之一，也是資金規模最小的聯邦部門：2022年的預算略高於1.4億美元，約為一個愛國者防空導彈連成本的八分之一。該局雇用了大約350名特工和官員，他們共同監控世界各地在進行的價值數萬億美元的交易。
在冷戰最激烈的時期，對蘇聯陣營的出口管製最為嚴格，BIS作為西方國防的重要樞紐，每年處理多達10萬個出口許可證。在1990年代相對和平穩定的時期，BIS失去了一些存在的理由，也失去了一些人員和資金，許可證數量減少到每年大約1萬個。如今，這一數字已達到4萬，並且還在不斷增加。BIS比以往任何時候都更加忙碌，它有一份龐大的貿易黑名單——即實體名單（目前有662頁，並且還在不斷增加）、眾多先前存在的多邊出口管製協議以及針對俄羅斯和中國的持續行動。“我們把100%的時間花在對俄羅斯的製裁上，另外100%的時間花在中國上，還有100%的時間花在其他事情上，”負責出口管理的商務部副助理部長馬特·博爾曼表示。
最近幾年，半導體芯片已成為BIS工作的核心。芯片是現代經濟的命脈，也是從iPhone到吐司機、從數據中心到信用卡等所有電子設備和係統的大腦。一輛新車可能有一千多個芯片，每個芯片管理車輛操作的不同方麵。半導體也是量子計算和人工智能等有望在下個世紀徹底改變生活的創新技術背後的驅動力。例如，據報道，OpenAI對ChatGPT的訓練是在1萬個目前最先進的芯片上進行的。
美國政府在10月7日通過出口管製宣布其意圖削弱中國生產甚至購買最高端芯片的能力。該措施的邏輯很簡單：先進芯片及其驅動的超級計算機和人工智能係統可被用於生產新的武器和監視設備。然而其影響範圍極廣，意義極大，目標是遠不僅限於中國的諸多安全國家。“這裏的關鍵是要明白，美國想要影響中國的人工智能產業，”華盛頓戰略與國際研究中心瓦德瓦尼人工智能和先進技術中心主任格雷戈裏·C·艾倫說。“半導體這方麵是實現這一目標的手段。”
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盡管10月7日的管製措施是以更新出口規則的低調形式實施，但本質上是為了根除中國整個先進技術生態係統。“10月7日體現的新政策是：我們不僅不會允許中國在技術上取得任何進展，我們還將積極扭轉他們目前的技術水平，”艾倫說。EvercoreISI的高級半導體分析師C·J·繆斯這樣說道：“如果你五年前告訴我這些規則，我會告訴你這是一種戰爭行為——我們肯定是在戰爭狀態”。
如果這些控製措施成功，可能會影響中國一代人的進步；如果失敗，可能會產生驚人的適得其反的結果，美國在極力避免的那個未來會更快發生。這一結果可能會影響未來幾十年的中美競爭以及全球秩序的未來。“從2022年開始，有兩個日期將被曆史銘記，”艾倫說。“第一個是2月24日，俄羅斯入侵烏克蘭；第二個是10月7日。”
盡管半導體的設計非常複雜，但從某種意義上說也非常簡單：在微小矽片上雕刻大量的電路。被稱為晶體管的開關控製著電路的通斷。當電路接通時是1；當電路斷開時是0。第一批芯片於1950年代末發明，隻包含少量晶體管。如今，新型智能手機中的主要半導體擁有100至200億個晶體管，每個晶體管隻有病毒大小，像層疊蛋糕一樣雕刻在矽結構中。
著名的摩爾定律描述了過去60年的進步速度，該定律指出，芯片上可安裝的晶體管數量大約每兩年增加一倍。《芯片戰爭》(Chip War)一書的作者、塔夫茨大學弗萊徹學院國際曆史副教授克裏斯·米勒常常指出，如果飛機的改進速度與芯片相同，那麽它們現在的飛行速度會是光速的好幾倍。人類文明史上沒有任何技術能夠與計算能力的驚人提升相媲美。
半導體製造工廠——晶圓廠——是世界上最昂貴的工廠，進行著有史以來最複雜的製造，其生產規模是任何其他設備都無法達到的。與此同時，更廣泛的芯片行業是一個相互依存的網絡，高度專業化的地區和公司遍布全球，極長和複雜的供應鏈實現了這種壯舉的可能性——換句話說，這是全球化的產物。米勒說：“很難想象，如果沒有世界上最聰明的人共同努力，他們如何能夠達到這樣的能力。”然而，正是這種相互關聯性使得該行業非常容易受到拜登政府正在推行的這類法規的影響。
隻有少數公司能夠在前沿競爭，而突破需要花費數十億美元和數十年的研究。這就造成了一個由一係列瓶頸構成的行業。最著名的例子是荷蘭製造集團阿斯麥(ASML)製造的極紫外光(EUV)刻機，用於打印芯片的各層。1997年，阿斯麥聘請了擁有物理學博士學位的年輕工程師喬斯·本肖普，率先創製出一個新係統，將幫助阿斯麥半導體行業的客戶打印比以往更小、更快和更密集的芯片。單單是為了論證分配一個小團隊從事該項目的必要性，就進行了四年的概念驗證，然後該團隊又花了五年時間來建造一台原型機。2010年12月，在一個韓國研究設施內，原型機的更新版TWINSCANNXE:3100終於首次成功試運行。距離第一批支持極紫外的產品上市還需要近十年的時間。
最新版本的機器可以製作小至10納米的結構；相比之下，人類紅細胞的直徑約為7000納米。它使用激光產生比太陽表麵溫度高40倍的等離子體，發出人眼看不見的極紫外光，通過一係列反射鏡折射到矽芯片上。該激光器來自德國一家公司，共有457329個部件；一個完整的EUV光刻機有超過10萬個複雜程度類似的組件。
EUV隻是整個工藝的一部分：一個尖端的晶圓廠可能包括500多台機器和1000個步驟。然而，單是EUV就幾乎是一項奇跡般的人類成就，它能以難以想象的規模和精度工作。“我真的相信，我們的機器是人類製造過的最複雜的東西，”現任阿斯麥公司技術副總裁的本肖普說。今天，在TWINSCAN首次試運行十多年後，沒有其他公司能夠重現阿斯麥的成就。
通過擠壓該行業的天然瓶頸，拜登政府的目標是阻止中國進入芯片技術的未來。其影響將遠遠超出削弱中國的軍事進步，還將威脅到中國的經濟增長和科學領導地位。“我們說過，中國不應該在一些關鍵技術領域取得進展，”新美國安全中心高級研究員、前美國貿易官員艾米麗·基爾克雷斯表示。“而這些領域恰好是未來經濟增長和發展的動力所在。”今天，科學進步通常是通過模擬和分析大量數據來實現，而不是通過反複試驗。模擬被用於發現新的救命藥物，模擬氣候變化的未來，探索星係碰撞的行為，以及高超音速導彈和核爆炸的物理學。
田納西大學創新計算實驗室的創始主任傑克·唐加拉告訴我：“擁有最好超級計算機的人可以從事最好的科學研究。”唐加拉運行著一個名為TOP500的項目，每兩年對世界上最快的超級計算機進行排名。截至今年6月，中國占據134個席位，而美國占據150個。但這不反映全貌：在2020年左右，中國提交的計算機數量大幅下滑，這在唐加拉看來是希望避免引起不必要的關注。關於新型超級計算機的傳言在科學論文和研究公告中泄露出來，引發觀察人士猜測競爭的真實狀態——以及假定的中國領先優勢的規模。“這很驚人，因為2001年中國的計算機還沒有上榜，”唐加拉說。“現在他們已經成長到占據主導地位的地步。”
然而，在中國強大的背後是一個關鍵的弱點：為中國最先進的項目和機構提供動力的幾乎所有芯片都與美國技術密不可分。“整個行業隻有在有美國參與的情況下才能運轉，”米勒說。“在每個接近尖端技術很近的設施中，整個過程都有美國的工具、美國的設計軟件和美國的知識產權。”盡管中國政府幾十年來一直在努力，並在“自主創新”方麵投入了數以百億計的美元，但這個問題仍然很嚴重。2020年，中國國內芯片生產商隻供應了全國總需求的15.9%。就在今年4月，中國進口半導體的花費還超過了進口石油。
美國對全球半導體市場進行完全掌控是在2019年，當時特朗普政府將中國主要電信製造商華為列入實體名單。雖然表麵上看，將華為列入實體名單是對其違規行為的懲罰——華為曾被發現向伊朗出售受製裁的材料——但戰略利益立即變得顯而易見。由於無法獲得美國的半導體、軟件和其他必需品，華為這家全球最大的電信設備生產商隻能艱難生存。“對華為的製裁立即拉開了帷幕，”卡內基國際和平基金會研究中國科技生態係統的研究員馬特·希恩說。“中國科技巨頭使用的芯片都是美國製造的，或者含有大量美國部件。”
長期以來，出口管製法律一直被視為塵封已久的神秘領域，不太可能被施用於美國國力投射的實踐中。但在華為之後，美國發現自己在半導體供應鏈中的主導地位是一個尚未利用起來的強大杠杆。三家位於美國的公司主導著芯片設計軟件市場，該軟件用於為新芯片配置數十億個晶體管。先進芯片製造工具的市場也同樣集中，隻有少數幾家公司能夠有效地壟斷重要的機器或工藝，而這些公司幾乎都是美國公司或依賴美國零部件的公司。供應鏈的每一步都貫穿美國、美國的條約盟國或台灣，所有這些國家都在美國主導的生態係統中運作。“我們是偶然發現的，”希恩說。“在我們真正知道如何使用這些武器之前，我們就開始使用它們了。”
2020年5月，特朗普政府進一步收緊政策，這次是讓華為受製於“外國直接產品規則”，這是一項出口管製法律中曾被認為晦澀難懂的條款。在該條款下，使用美國技術或軟件生產的外國產品都要受到美國的管製。這是對治外法權的全麵實踐：即便一件商品在美國境外製造和運輸，從未進入過美國國界，其最終成品並不包含美國原產零部件或技術，但它依然可以被視為美國產品。
對華為而言，該條款的實施意味著公司的半導體來源基本被切斷。“這一規則讓全球所有半導體都受製於美國法律，因為全球所有芯片代工廠都至少在一定程度上使用了美國的設備，”曾在BIS負責出口管理事務的前助理商務部長凱文·沃爾夫表示。“哪怕你的代工廠裏隻有一種美國設備，而其他非美國設備有一百種，但整條生產線上的晶圓就跟美國沾了邊。”
根據市場分析公司Canalys的數據，華為在2020年是全球最大的智能手機銷售商，占據市場份額達18%，甚至超過蘋果和三星。2021年，華為的營收下降近三分之一，靠出售旗下一個智能手機品牌才得以維持。到2022年，華為全球市場份額已降至2%。
10月7日法規代表了美國政策製定者對半導體、供應鏈以及美國國力問題的全麵認知。這些措施被宣布為“暫行最終規則”，意味著它們將立即生效——這是在對控製華為的問題中覺察到的一個弱點做出直接應對。“在華為規定生效前已經發出了很多通知，讓華為有了提前儲備的時間，”參與製定10月7日法規的前國家安全委員會國際經濟高級主任彼得·哈勒爾表示。“這是戰術上的教訓——出其不意是必要的。”更重要的是，美國發現拖垮一家公司——不管規模有多大——隻會為新的競爭對手創造捷足先登的空間。美國需要采取更為全麵的手段。“特朗普政府針對的是企業，”CSIS專家艾倫表示。“拜登政府打擊的是行業。”
這些規定對於半導體供應鏈的深刻影響堪稱前所未有。中國不僅無法進口最先進的芯片，還無法獲得自主研發先進半導體和超級計算機所需的投入，甚至不能獲取可用於生產半導體製造設備的美國原產零部件、技術和軟件，這些設備本可讓中國最終建成自己的晶圓廠，造出自己的芯片。“這是‘一鍋端’的策略，”前BIS官員沃爾夫說。部分規定是全新創舉，比如任何“美國人”——包括企業、個人以及綠卡持有者和永久居民——的行為都將受到限製。10月7日之後，美國人不再被允許從事任何支持在中國生產先進半導體的活動，無論是維修中國晶圓廠設備、提供建議、甚至連授權向中國半導體製造交付產品也不行。
采取單方麵行動的決定是一場外交賭博。盡管美國掌控了半導體全球供應鏈上的諸多關鍵瓶頸，但其他國家——特別是台灣、日本與荷蘭——在製造過程中同樣關鍵的部門也占據了主導地位。如果這些國家和以前一樣繼續向中國出售產品，那10月7日的管製措施基本等於形同虛設。但在1月底，拜登政府與日本及荷蘭達成協議，將對半導體或半導體製造設備實施類似的管控。
台灣在此前幾個月管製措施剛宣布的時候就簽署了協議。該島嶼是芯片製造巨頭：每年半導體產量占到全球的三分之二，其中90%都是最先進的半導體。台灣的大部分半導體產出都來自台積電這一家公司，它是全亞洲市值最高的上市企業，也是全球最先進的半導體製造商。光是台積電一家企業就已占據全球芯片代工製造市場總量的三分之一。（相較之下，石油輸出國組織控製的全球石油市場份額約為40%。）
對美國來說，在全球芯片製造中發揮核心作用的台灣是不可或缺的。如果這座島上的晶圓廠被中國占據，或是在被入侵期間關停，將會給全球經濟帶來災難性後果。台灣在芯片產業中掌握的命門有時被稱為“矽盾”，這是該島嶼對抗中國攻擊最為有力的震懾，也是它在被中國入侵時得到美國幫助的終極保障。
但美台之間的夥伴關係並不對等。盡管台灣的芯片製造水平無可比擬，但按營收計算，其全球市場份額還不到10%。大部分銷售額（在2022年達到40%）都流向將芯片製造出口到台灣的美國企業，這與美國服裝設計師通過實際上在海外縫製的產品銷售而獲利的方式非常相似。在戰略上，美國政策製定者將美國對台灣的依賴視為一種不可接受的風險。他們一直在推動台積電在美國建造更多晶圓廠，這是讓更多半導體製造靠近美國海岸的更廣泛戰略的一部分。
由於擔心惹惱這個最強大盟友兼最大武器供應國，台灣別無選擇，隻能順從；但隨著美國不斷采取削弱該島嶼優勢地位的舉措，台灣正在讓自己的處境愈發岌岌可危。在最壞的情況下，台灣在芯片上的主導優勢可能隻會招致更多破壞：一些美國評論人士和戰爭叫囂者曾提出設想，如果中國入侵台灣，美國應摧毀台積電的晶圓廠，以防其落入中國之手。
試圖控製半導體全球流通的一個難點在於，半導體非常小、重量輕、價值又高。“走私者就喜歡這樣的貨品，”艾倫說。但中國需要大量芯片來驅動大型數據中心及配備尖端計算機的設施，這讓采購麵臨極大困難。“那都是不能移動的大型建築，”米勒說。“非常利於美國情報機構探查。”半導體市場的構成也給試圖規避管製的所有人製造了阻礙：有能力生產尖端芯片的企業數量極為有限，而在這些企業有芯片購買記錄的買方也不多。
但執行管製的係統也存在漏洞，已經引來中國企業的試探。今年3月，活躍於雲計算和服務器製造領域的中國企業浪潮集團被列入實體名單。但據《華爾街日報》報道，該公司至少有一家子公司未被列入名單，美國企業向其出售產品依然不受阻礙。
芯片在中國流通的路線也更加迂回。上個月，路透社報道了深圳高端芯片黑市繁榮的情況，許多零售商都宣稱可以供應A100芯片，這是美企英偉達製造的一款功能強大的芯片。美國政府探查並阻止這種實體交易的能力是有限的：BIS在中國僅有三名執法人員。但黑市的存在其實正是管控奏效的早期結果。路透社采訪的零售商聲稱，這些芯片隻能小批量供應，可能是禁令生效前運往中國的庫存。“這凸顯了管製措施正在發揮作用，”一位要求匿名以便坦率評估美國政策的行業高管告訴我。“如果芯片可以自由流通，他們就不會這麽做了。”
可以將芯片控製權之爭看作一場對規範的考驗。在西方，合規的責任將主要落在私營企業身上。“產業是我們的主要防線，”BIS出口管理助理部長西婭·羅茲曼·肯德勒表示。“我們政府機構會盡可能出台清晰、簡明且有效的規定，但遵守和踐行這些規定的責任在於行業。”為保證管製措施取得成效，美國的產業至少得在短期內采取自損八百的舉措，與一部分利潤豐厚的中國市場進行切割。美國企業將有充分的理由在合法邊緣試探，而中國企業也有充分的動機來鑽製度空子，為美國企業提供批準出售所需的信息。
對中國來說，科技自主爭奪戰可能為其帶來前所未有的挑戰。中國能夠取得成功的特質——堅固的政治意誌、源源不斷的資金和圍繞關鍵目標的全社會動員——可能會成為其致命的弱點。過去幾年，就在發展國內半導體產業的努力變得更加緊迫之時，至少有六個耗資數十億美元的芯片項目宣告失敗，大批高管因涉嫌腐敗接受調查。與此同時，無數企業湧入半導體行業，其中一些幾乎完全是芯片外行，僅僅是為了拿到唾手可得的政府撥款。
“政治領導人或企業高管很容易認為，隻要投入足夠的資金和技術人員，就能解決這個問題，”前白宮科學和技術政策辦公室副主任傑森·馬西尼表示。但極度複雜的科學問題和遍布全球的供應鏈是很難移植的。“某種程度上，那是要複製整個人類文明，”馬西尼說。
但若要說有哪個國家能夠克服這樣的挑戰，那很可能非中國莫屬。10月7日的出口管製雖然在可預見的未來對中國的先進芯片製造能力造成重大打擊，但最後卻可能刺激其實現長期的增長。當中國企業能夠接觸到先進西方芯片和供應商，國內製造商是找不到什麽業務的。現在，中國企業不團結起來實現創新，下場就是一起覆滅。“我們消除了選項，”基爾克雷斯說。“以前他們可以在國家韌性和商業發展之間做選擇，現在這個選擇已經不複存在。”如果中國每年用於芯片進口的4000億美元有很大一部分轉而用於國內，其國內芯片企業可能最終將得到迎頭趕上的手段和動力。
華為的案例可能會再一次帶來啟發。在美國製裁和中國嚴格疫情防控的雙重打擊下，華為在2022年的利潤比上一年銳減70%。但仍能看到絕處逢生的跡象：盡管利潤大幅下降，但營收卻略有增長，而且華為在被禁止使用安卓係統後開發的鴻蒙操作係統已有超過3.3億裝機量，其中大部分在中國。華為仍是全球研發投入最大的企業之一，去年的研發預算為240億美元，研發團隊規模超過10萬人。
對創新的重視勢在必行。沒有了美國的芯片和技術，華為被迫重新設計和製造了所有旗艦產品，以確保這些產品不包含美國零部件。該公司正在以一己之力帶動整個國內供應鏈的發展，派遣自家工程師幫助培訓和提升中國供應商的水平，華為曾不願與這些供應商合作，轉而選擇外國供應商。最近，華為宣稱在用於生產先進半導體的電子設計軟件上取得了重大突破，盡管這種半導體的體積與美國比仍有幾代的差距，但仍讓華為進一步拉開了領先其他中國企業的身位。如果華為能夠成功，它可能會突破美國製裁，比以往任何時候都更加強大和堅韌。
這些管製措施不能一勞永逸地遏製中國。即便在最理想的情況下，它們也隻是一種拖延戰術，旨在為美國及其盟友提供擴大關鍵技術領先地位的空間。問題在於，BIS能為西方爭取到的時間到底有多少。“在這個行業，一擊即中不等於成功，”負責出口執法的助理部長馬特·阿克塞爾羅德表示。“我們的目標是能阻止多少算多少。”
我在商務部大樓的辦公室與阿克塞爾羅德和負責出口管理的羅茲曼·肯德勒見麵，這裏能夠俯瞰華盛頓特區中心的橢圓形草坪。隻需幾分鍾時間就能走完幾乎整個BIS總部。哪怕清楚這些規定不要求滴水不漏的執行，但我依然懷疑，讓工業與安全局對抗整個中國政府的力量恐怕是不公平的。BIS哪有什麽勝算呢？它的行動速度如何趕得上對方呢？BIS怎麽可能像中國那樣關注芯片，並為此投入那麽多資金呢？對中國來說，芯片的未來是關乎國運的大事。
短暫沉默之後，羅茲曼·肯德勒輕聲做出了答複。“這可能也關乎我們的存亡，”她說。
