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中國的史普尼克危機？

　

　

2020年1月23日，中國武漢面對來勢洶洶的新冠疫情，開始封城，並面臨了疫情期間最嚴苛、持續最久的一些限制措施。當時，新冠病毒及其引發的疾病仍鮮為人知。一開始，中國政府一直壓抑病毒的討論，後來病毒不僅席捲武漢，也傳播到中國與世界各地。中國政府太晚封閉進出武漢的交通、在城市的周邊設置檢查站、關閉企業，並命令全市近千萬名居民在封城結束前不得離開住所。以前從來沒有如此龐大的都市直接遭到封鎖。封城後，高速公路空無一人，人行道杳無人跡，機場與車站都關閉了。除了醫院與超市以外，幾乎所有的商家都大門深鎖。

只有一家廠商例外。總部位於武漢的長江存儲（YMTC）是中國NAND記憶體的領先業者。NAND記憶體是一種隨處可見的晶片，從智慧型手機到USB隨身碟等消費裝置中都有NAND記憶體。目前有五家公司生產有競爭力的NAND晶片，沒有一家公司的總部設在中國。不過，許多業界專家認為，在所有類型的晶片中，中國想要達到世界級製造能力的最佳機會，就是在NAND這個領域。長江存儲除了獲得國家晶片基金及省政府的資助，在全球大肆投資晶片公司的紫光集團也提供了至少240億美元的資金。

日媒《日經新聞》對中國晶片業做過一些非常精彩的報導，它指出，中國政府極力支持長江存儲，該公司即使在封城期間仍獲准繼續營運。行經武漢的火車上，有專門為長江存儲的員工所準備的專用車廂，讓他們在封城下依然可以進入武漢。即使是2020年2月底與3月初，當中國的其他城市仍處於封城狀態時，長江存儲仍持續為武漢的工作1招募人力。中國領導人為了對抗新冠病毒，幾乎願意採取一切手段，但他們還是把打造半導體業列為首要之務。

一般普遍認為，中美不斷升溫的科技競爭，對中國政府來說有如「史普尼克危機」。這是指中國現在的情況有如1957年蘇聯發射史普尼克衛星後，美國擔心自己落後競爭對手而大舉投資科學與技術領域。在美國禁止業者向華為等公司銷售晶片後，中國確實面臨著類似史普尼克那樣的衝擊。研究中國科技政策的頂尖專家王丹（音譯Dan Wang）*1認為，美國的限制催生了政府支持晶片業的新政策，「促使中國政府追求2技術上的主導地位」。他認為，如果美國沒有推出新的出口管制，《中國製造2025》會像中國以前的產業政策一樣，只是浪費大量資金罷了。但現在由於美國施壓，中國政府可能會為中國的晶片廠商提供更多的支持。

爭論點在於，究竟哪種做法比較明智：美國應該想辦法破壞中國日益壯大的晶片生態系統（因此無可避免地引發中國反擊）？還是直接在國內投資，同時希望中國晶片業的發展動力逐漸消失？美國的禁令無疑刺激了中國政府對中國的晶片廠商挹注了新一波的支持。習近平最近任命他的重要財經智囊劉鶴擔任3「晶片沙皇」，來主持中國的半導體發展大計。中國無疑花了數十億美元補貼晶片公司，但這些資助是否會促成新技術的誕生，4還有待觀察。例如，武漢不僅是長江存儲的所在地（長江存儲是中國最有希望創造NAND晶片平等地位的公司），也是中國最近一樁半導體大騙局的發生地。

武漢弘芯（HSMC）這個案例顯示，沒有提出足夠的問題，就一口氣把資金投入半導體業的風險。據一篇已經從網路上消失的中國媒體報導，一群騙子創立了武漢弘芯，他們拿著印有「台積電副總裁」的假名片，散布自己親戚是中共高層的謠言。他們騙了武漢的地方政府來投資武漢弘芯，然後用那些資金去聘請台積電研發部門的前負責人來當執行長。有他加入以後，他們再從ASML公司買來一台深紫外線微影設備，然後藉此又向投資者募集了更多資金。但武漢的工廠其實是台積電老廠的劣質翻版，武漢弘芯仍試圖產出第一塊晶片時，公司就破產了。

失敗的例子不止限於這種地方性的實驗。紫光集團在全球大肆收購後，現金告罄，導致部分債券違約。連紫光執行長趙偉國的高層政治人脈也不足以拯救紫光，雖然它擁有的晶片公司可能毫髮無損地度過難關。中國國家發展和改革委員會（簡稱「發改委」）的一位官員曾公開哀歎，中國的晶片業5「沒經驗、沒技術、沒人才」。這雖然是誇大其詞，但顯然中國在半導體專案上浪費了上百億美元，那些專案有的不切實際，有的就像武漢弘芯一樣，根本是公然的詐欺。如果中國的史普尼克危機是激發出更多這種國家支持的半導體專案，那麼中國永遠也達不到技術獨立。

在這樣一個供應鍊橫跨多國的產業裡，技術獨立一直是痴心妄想，即使是對美國這個全球最大的半導體生產國來說也是如此。對中國這個在供應鏈的許多環節（從機械到軟體）都缺乏競爭力的國家來說，想要追求技術獨立就更困難了。為了完全獨立，中國需要取得頂尖的設計軟體、設計能力、先進的材料和製造技術，以及其他措施。中國無疑將在一些領域有所進展，但中國想在國內複製某些領域的成本實在太高、也太難了。

以複製ASML的EUV機台為例，那會需要什麼？這種機台花了近30年的時間才被成功開發出來並商業化。EUV機台是由許多部分組成的，那些組件本身就是極複雜的工程挑戰。光是複製EUV系統中的雷射，就需要辨識及組裝457,329個部件。單一缺陷就足以造成嚴重的延遲或可靠性問題。中國政府無疑已經派出一些最頂尖的間諜去研究ASML的生產流程。然而，即使他們已經駭入相關的系統並下載了設計規格，那麼複雜的機器也無法像電腦檔案那樣直接複製貼上。即使間諜取得了專業資訊，他們也需要光學或雷射方面的博士學位才看得懂——就算他們真的有那些專業知識，他們也沒有研發EUV的工程師累積的30年經驗。

也許10年後，中國真的可以成功製造出自己的EUV曝光機。如果成真，將會耗資數百億美元，但等到成品完工，也已經不是頂尖技術了——這個真相肯定令人沮喪。到時候，ASML將推出新一代的設備，名為高數值孔徑EUV（high-aperture EUV），預計在2020年代中期登場，每座機台6造價3億美元，是第一代EUV機台的兩倍。即使未來中國的EUV曝光機和ASML的現有設備運作得一樣好（這其實很難想像，因為美國會努力限制中國從其他國家獲取零組件的能力），中國的晶片製造商也很難靠它生產有利可圖的產品，因為到了2030年，台積電、三星、英特爾已經使用他們的EUV曝光機10年了，這10年來他們已經精進了機台的運用，也回收了這些機台的成本。相較於中國公司用中國製的EUV曝光機所生產的晶片，他們將能以更便宜的價格，出售用ASML的EUV曝光機所生產的晶片。

EUV機台只是透過跨國供應鏈生產的眾多機台之一。把供應鏈的每個環節都轉到國內，成本會高到不可思議。全球晶片業每年的資本支出超過1000億美元。中國除了要建立目前缺乏的專業知識與設施基礎外，也必須複製這種規模的支出。建立一個完全在國內的先進供應鏈需要花10年以上的時間，而且這期間的花費遠遠超過一兆美元。

所以跟表面上的說詞不同，中國其實並沒有追求一個完全在國內的供應鏈。中國政府知道那根本不可能。中國想要的是「非美國的」供應鏈，但由於美國在晶片業有強大的影響力，再加上其出口法規的治外法權，想打造一個非美國的供應鏈也是不切實際（除非是在遙遠的未來）。對中國來說，可行的做法是減少在某些領域對美國的依賴，並增加自己在晶片業的整體權重，盡可能擺脫各種鎖喉技術。

如今中國面臨的核心挑戰之一是，許多晶片不是使用x86架構（用於個人電腦與伺服器），就是使用ARM架構（用於行動裝置）。x86是由英特爾與AMD兩家美商主導；授權其他公司使用其架構的ARM則是總部設在英國。不過，現在有一種新的開源指令集架構，稱為RISC-V，任何人都可以免費使用。開源架構的概念吸引了晶片業的許多領域。目前必須向ARM支付授權費的任何業者，都希望有免費的替代方案。此外，開源架構也可能降低安全缺陷的風險，因為開放意味著有更多的工程師可以驗證細節及找出錯誤。基於同樣的理由，創新的步調也可能比較快。這兩個因素解釋了為什麼DARPA資助許多與開發RISC-V有關的專案。中國企業也積極接納RISC-V，因為他們認為RISC-V在地緣政治上是中立的。2019年，負責管理該架構的RISC-V基金會就是為了中立，而把總部7從美國遷到瑞士。阿里巴巴等公司已經在設計以RISC-V架構為基礎的處理器。

除了採用新興架構以外，中國也把焦點放在用舊有的工藝技術來打造邏輯晶片。智慧型手機與資料中心需要最先進的晶片，但汽車與其他的消費設備通常使用較舊的工藝技術，舊有技術已經夠強大，而且便宜多了。中國新晶片廠的投資（包括像中芯國際那樣的公司），大多是投向落後節點的產能。中芯國際已經證明，中國有勞力生產有競爭力的非先進邏輯晶片。即使美國加強出口限制，也不太可能禁止出口有數十年歷史的製造設備。此外，中國也大舉投資碳化矽、氮化鎵等新興半導體材料，這些材料不太可能取代多數晶片中的純矽，但可能在電動車的電力系統管理方面發揮更大的作用。在這方面，中國可能也擁有必要的技術，所以政府補貼也許可以幫忙壓低價格，8搶生意。

其他國家擔憂的是，中國的連串補貼可能使中國在供應鏈的許多環節搶到市占率，尤其是那些不需要最先進技術的環節。除非未來又出現禁止中國取得外國軟體與機台的嚴格新規定，否則中國看起來可能會在生產非先進的邏輯晶片方面，扮演更大的角色。此外，中國為了幫電動車開發省電晶片，投入了大量資金。與此同時，中國的長江存儲確實有機會在NAND記憶體市場搶到可觀的市場。據估計，在整個晶片業，中國製造占全球產能的比例，將從2020年代初期的15％增至92030年的24％，在產量上超過台灣與南韓。幾乎可以肯定的是，中國在技術上仍將落後。但如果更多的晶片業轉移到中國，中國將有更多的籌碼可以要求技術轉移。到時候，美國與其他國家要實施出口限制的成本會變得更高，中國將會有更多的勞力可以取用。幾乎所有的中國晶片公司都依賴政府的支持，所以對他們來說，國家目標與商業目標一樣重要。一位高管告訴《日經新聞》，在長江存儲，「獲利及上市不是首要之務」。該公司是專注在「打造中國自己的晶片，10實現中國夢」。