芯聲：靠“海島奇兵”迅速奪取台積電產能？不如重新造個新的

6月8日至13日，中美經貿磋商機制首次會議將在倫敦舉行。

繼5月12日中美日內瓦經貿會談之後，中美關税戰進入90天的休戰期後，然而美國並沒有就此罷手，中美科技戰又重新成為焦點。就在會談後的第二天，5月13日美國商務部正式發佈文件，撤銷拜登簽署的《AI擴散規則》，同時宣佈採取額外措施加強對全球芯片出口管制，包括禁止全球範圍內使用華為昇騰AI芯片等。從表面上看，這幾乎是前所未有的對華芯片制裁。

但是到5月15日，外界發現美國商務部工業與安全局又悄悄修改了此前新聞稿中的一句話，修改後的表述則變為：“發佈針對產業界的指南，提醒注意使用來自中國的先進計算芯片（包括特定的華為昇騰芯片）所帶來的風險。”而不是之前的“在全球任何地區使用華為昇騰芯片都違反美國出口管制規定。”

針對中國半導體，尤其是高端半導體產線的未來發展前景以及美國對華半導體制裁的影響，觀察者網連線了復旦大學網絡空間國際治理研究基地特邀研究員、B站知名半導體up主芯聲，就相關問題展開細緻討論。

【文/芯聲，對話/觀察者網 唐曉甫】

光刻機有後門嗎？

觀察者網：我們目前在半導體研發領域的發展程度如何？外國公司是否能夠遠程控制我國的光刻機？

**芯聲：**根據我掌握的消息和個人分析，我們應該能在2028年完成28nm工藝的安全化。所謂安全化，並非將所有設備和工序一律國產化，而是確保28nm工藝所需要素可持續供應，並部分以國產材料替代。到2030年，我們有望同樣實現14nm工藝的安全化。

這意味着，到2028年，我們可在基站等關鍵基礎設施領域實現芯片全面國產化。到2030年，若成功實現14nm製程生產安全化，就能徹底跨過AI芯片的門檻，為我們的AI芯片生產提供一個基礎的安全保障，儘管可能到時候這條產線上生產的AI芯片不會太先進。

至於ASML是否可能遠程控制我們的光刻機這一問題其實很敏感。我之前曾參與過與ASML的談判，對方曾明確希望將我們的光刻機接入外網，理由是便於他們提供更優質的服務——只要將機器連接到互聯網，ASML預裝的遠程運維繫統即可即時傳回所有數據。一旦出現故障，便可隨時遠程處理，無需人工收集後再上傳。

光刻機

所以在這個背景下，你覺得它是否會留下後門、能否被遠程關閉？畢竟ASML方面自己都説了，只要聯網，就能處理一切問題。

“海島奇兵”迅速奪取台積電產能？

觀察者網：從您的角度看，我國台灣地區和日本半導體產業在歐美半導體產業體系中佔據怎樣的地位呢？有多麼重要呢？

**芯聲：**我們需要從兩個維度來衡量台灣的重要性：一是半導體制造產業鏈的上下游，二是半導體制造的供應鏈。半導體上下游環節主要包括設計、製造、封裝，之後經過處理才能形成完整的電子產品。

在設計方面，台灣設計領域的領頭羊聯發科可排在全球第二梯隊，僅次於高通、博通與華為海思等第一梯隊；在封裝方面，台灣地區在先進封裝技術領域領先於大陸，但其整體產能佔比與中國大陸相當，同為約20%。但是在芯片製造領域，台灣地區的芯片製造能力相比於全球其他地區處於斷檔式領先地位，其中台積電佔據全球代工產能近60%。

再從半導體制造供應鏈的角度看，台灣島內自主性明顯不足：絕大多數在台半導體供應企業都是日本集團的分公司，相關耗材的供應鏈嚴重依賴日本產業鏈。在製造方面，台灣企業以台積電為代表，極端依賴荷蘭的光刻機以及其提供的維護服務。

至於日本本身，其本土公司在半導體制造領域已極度落後。事實上，日本本國的半導體產業在經由美國扶持的台灣地區和韓國半導體產業多年打擊後，其老舊產線基本退出，僅剩少數設備仍在運行。在台積電大規模投資日本工廠之前，日本連量產40nm製程芯片都難以實現，在製程領域甚至落後於中國大陸。其封裝能力同樣遜色，畢竟如果上游都缺位，下游環節還剩什麼呢？在芯片設計領域，日本幾乎沒有新興設計公司，潛在的一些初創企業在美國和中國大陸海量先進設計企業的夾擊下難以立足。

但是如果僅僅聚焦在製造供應鏈層面，台灣島內擁有強大能力，日本現在除先進光刻機外，各類生產設備和材料均能自主供應。

製造芯片的產業鏈長度遠超絕大多數人想象

在我之前的直播中，有很多激進彈幕説我們應該早日推進“海島奇兵”迅速奪取台積電產能，這樣就可以補全現有的半導體制造業了。但是從產業鏈供應鏈角度看，我們現在缺少的不是台灣晶圓廠的產能，而是讓現有及未來工廠能夠穩定運營、持續生產的能力。

實現高端芯片量產所需的大多數設備、零部件、耗材、材料和軟件，其原產地均不在台灣地區。以一家月產能約3萬片的晶圓廠為例，可能就需要配備數十種核心設備、數百種工藝材料，以及數以萬計的備品備件和耗材，而且這些東西常年需要儲存在公司倉庫中。材料方面，它不僅需大量化學試劑和金屬氧化物等材料，還要囤積各類特種氣體。此外，幾乎每台設備都離不開管路、閥門、真空泵等配件儲備，而光刻機更是需定期更換光刻模組、工件台等專用組件。

這些材料的更換週期通常為數月到一年，而正是這些設備與耗材構成了晶圓廠持續運營的命脈，其重要意義遠遠大於拿下幾個晶圓廠。而在上述備品備件與耗材生產領域，日本企業無疑佔據了主導地位。如果我們能搞定這些問題，那獲得的戰略收益將遠大於擴建更多受外國控制的新廠房。

搬走台積電不如重造

觀察者網：我記得您説過，半導體廠無法搬走。發展到現在，用於製作芯片的半導體產業真的與文明中的奇觀建築類似嗎？您認為台積電向日本和美國的轉移會是什麼結果？

**芯聲：**一個半導體廠的精密程度遠超想象，常人以為建廠不過是打好地基、搬進設備安裝即可。而實際上，對於台積電那些所有的先進製程半導體廠而言，廠內所有設備都必須單獨打地基，因為半導體的芯片加工製造精度要求已經達到nm甚至Å級別（埃米，1Å＝0.1nm），經不起任何風吹雨打，任何微小振動都將導致製造出芯片無法正常工作。

假設我們要將一台設備從台灣搬到中國大陸的南京，由於緯度、海拔、温濕度與氣壓的差異，裝備拆卸和重新安裝完成後我們都需要重新調試。無論多先進的光刻機，也只能等待那些在廠裏工作十餘年的“光刻機仙人”團隊花數月甚至一年時間將光刻機重新調試至最優狀態後，才能進行正常工作。

所以即便美國人希望台積電把現有產能搬往日本或美國，整個搬遷的成本和時間和新建一家工廠沒有區別。哪怕他們省下購機時間與成本，但是相關方面仍需長時間“調教”與聯動各項生產要素，這幾乎無異於重造。

而且半導體制造業對供應鏈集成度的要求極高，尤其是無法離開穩定的材料與服務，包括氟化氫、光刻膠、特種氣體和靶材等耗材必須隨時備用，這需要半導體產業中心周圍配置有技術領先的化工產業作支撐。

台灣島與日本距離接近，許多日本化學品企業便在台南、新竹等台積電廠區附近設立前體加工廠，將進口的前體化學品轉化為半導體所需材料。而台積電廠區本身靠海，便於海運大宗化學品，也使得供應鏈成本可以得到有效控制。

反觀美國，台積電亞利桑那州工廠位於內陸，既不靠海，運輸成本較高；也缺乏成型的化工配套產業園。所有化學品成品只能先漂洋過海運抵聖地亞哥港，再以大卡車長途跋涉六小時才能送達廠區。這會導致該廠區運輸成本和運營成本大幅上升。

根據我的估算，綜合設備折舊、物流與材料高價等因素，該廠的生產成本約為台南新竹園區的三倍左右，我預計該工廠出廠的芯片成本將徹底失控。

當然美國也在強壓台灣企業將技術向日本轉移，但日本本身沒有那麼大的需求。台積電前往日本，很大程度上是受到日本公司的邀請，本質上仍是給索尼“打工”。整體產業鏈的上下游配套齊全，可以在一個“舒適區”內完成生產，但是最終產能也僅僅能覆蓋日本市場需求。相比之下，短期內台灣仍憑藉其完整的產業鏈上下游與供應鏈優勢，保持其高效、連續運營“最佳戰場”的地位。

成熟製程芯片已經飽和

觀察者網：在現在看來，隨着中國的加入，成熟製程的半導體產能似乎即將迎來飽和，這對於歐美半導體產業衝擊有多大？對全球半導體格局有多大影響？

**芯聲：**其實在我看來，成熟製程的芯片目前產能並非即將走向飽和，而是已經徹底飽和了。如今你會常聽到歐美媒體指責中國存在“產能過剩”問題，這是從全球視角對產能問題做出的評判。然而，我們還必須考慮極端情形，比如在極端情況下，我國的半導體設備與原材料都無法從外部獲得。

那麼在這種極端條件下，即使是成熟製程的產能，在中國大陸是否足夠？我們也需要做出評估。若條件不那麼極限，那麼競爭就回歸到技術和成本實力本身。相對而言，成熟製程技術門檻並不高，誰擁有產能、誰有優勢，各憑本事。屆時，落敗方很可能被迫裁撤落後或過剩產能，從而緩解產能過剩。

從現在的情況看，歐美企業在成熟半導體領域幾乎沒有進一步發展的空間。過去幾年裏，無論是德州儀器、微芯科技，還是歐洲的恩智浦、英飛凌等公司，其在成熟製程領域的虧損高達20%到50%不等。如此持續虧損，遲早會迫使它們削減產能。

它們若轉向尖端製程，又要面對台積電與英偉達等企業形成的強大競爭壁壘。對於這種新一輪競爭，我們既希望也衷心祝福這些歐美廠商能夠脱穎而出，挑戰台積電和英偉達的領先地位。

短時間看，西方公司AI芯片領域投入暫時不會受到成熟製程芯片飽和的衝擊。英偉達本身並不擁有成熟製程的晶圓廠，它主要通過委託代工完成產品設計與製造；因此，成熟產能的波動對其影響相對有限。

華為部分芯片示意圖

而英特爾則以14nm為主營盈利節點，並將10nm產能用於PC和服務器芯片的生產，所以同樣不太受成熟製程飽和的衝擊。真正受到影響的，則是那些以成熟製程為主業的傳統半導體廠商——當它們的主力盈利來源受到擠壓，就會率先承壓。未來只能“祝他們好運”了。

中國半導體發展的上限和下限

觀察者網：近年來，關於碳基芯片在內的新芯片路徑討論相當火熱，從您的角度看，包括碳納米管等路線的前景如何？我們與國外相比，差距有多大？

**芯聲：**碳納米管技術未來之所以至今未成為主流，是因為現在的芯片價格還不夠高。我個人估計，碳納米管路線和硅基半導體路線的盈虧平衡點會出現在硅基芯片製程達到等效1nm的時候，也就是大概在2030年前後。所以我也認為2030年是一道坎。

北大的彭練矛院士是我國碳基芯片的領軍人物之一

在我們搞定14nm安全化路線後，我們可以加速推進兩條腿走路，不能在碳納米管路線上延緩研究進度。等到2035年的時候，我們可能會採用別的架構乃至別的材料去替代目前的硅晶圓了，避免陷入西方半導體產業的高成本路線。

而且由於美國對我們碳納米管相關方面的管控並沒有硅基半導體方面那麼嚴，我會認為，相比於光刻機相較於先進水平落後約20年的現狀，我國在碳納米管方面落後世界先進水平大約3年左右。

觀察者網：展望未來，您如何看待中國半導體發展的上限和下限？

**芯聲：**以2035年為時間節點，對中國而言，這個“上限”意味着要徹底啃下幾乎整個半導體產業鏈，實現從成熟製程到3nm、5nm製程芯片的量產。這樣到2035年，我們可以在芯片領域實現像在造船和集裝箱領域那樣產業優勢，如洪水過境般勢不可擋。

而“下限”則是大陸半導體產業在保有一定尖端能力的同時，讓消費級產品徹底平民化，屆時即便我們一時無法量產最先進的3nm、5nm芯片，只要保持充足的7nm產能，並大量維持14nm節點，就能逼迫歐美廠商將資源投入極尖端領域。

在這種情況下，歐美繼續往2nm以下製程推進將對中國國家安全影響寥寥，而且那個時候他們會遇到一個困境：高投入、高售價，而願意買單的消費者寥寥無幾。

在2022年Marvell公司的報告中提到了各個工藝下芯片開發成本，其中28nm工藝只要4280萬美元，22nm工藝需要6300萬美元，16nm工藝需要8960萬美元。而更先進工藝的開發成本則呈直線上漲趨勢，7nm需要2.486億美元，5nm需要4.487億美元，3nm需要5.811億美元，而2nm工藝需要的開發資金是7.248億美元。未來再進一步，芯片開發成本上百億人民幣不是夢。

到時候，手機加上潛在關税，可能就不是一萬人民幣左右買一台蘋果了，而是一萬美元買一台蘋果了。

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