近日，独立智库Katehon在其网站刊载了题为《半导体战》的文章，文中详细分析了全球芯片生产和供应的现状及未来发展前景。我们编译了此文，以飨读者。文章观点不代表欧亚新观察工作室立场。

　　半导体危机已经持续了四年。消费者因买不到PlayStation 5游戏机和游戏显卡叫喊连天，工业界则苦于无法及时获得用于制造汽车、机床等的处理器。

　　事实证明，2020年代的主要技术不是区块链或神经网络,而是硅半导体，恰恰是硅半导体推动了现代工业向前发展。如今，芯片几乎被用于从重工业到农业乃至人类生活的所有领域。

　　以汽车行业为例。据专家估计，该行业电子产品和软件的成本超过40%，而这两者都是由微处理器驱动的。因此，在2021年，由于芯片短缺，汽车制造商被迫部分或完全关闭工厂。汽车制造业只是整体环节的一部分。总体而言，包括云计算、神经网络和5G技术在内的所有现代化成果都是以某种方式依赖于微芯片供应和半导体的生产。

　　半导体是一种特殊的物质，在低温下充当绝缘体，在高温下充当导体。这些物质包括硒、砷、锗等。但我们首先对硅最感兴趣——它是制造内存芯片、微处理器和其他芯片的主要材料。

　　还值得一提的是纳米级微处理器。如果能做到非常细小的话，则纳米越小，微芯片的效率越高，速度也就越快，但另一方面，设计和生产成本也会随之增加。

　　迄今为止，最先进的5纳米处理器只有台积电和三星能够生产。掌握10纳米（以前的技术等级）技术的是英特尔、台积电和三星这三家大公司。需要指出的是，现代半导体工业分为两个过程。有一部分公司专门从事芯片设计、销售专利等业务。这些公司被称为Fabless公司（无晶圆厂半导体公司）。此类公司的典型代表是美国AMD半导体公司和英伟达（NVIDIA）。对我们来说，更重要的是只专注于芯片制造和生产的Foundry公司。

　　芯片的制造过程非常复杂，分为几道工序，这使得生产成本相当高昂。主要生产设施位于亚洲地区。排名前四的微芯片生产国（地区）包括中国台湾地区、中国、日本和韩国。

　　实际上，唯一的技术领导者是台积电，到2021年底其在全球市场份额约为53%。相比之下，台积电的竞争对手三星（韩国）仅占市场的16%。

　　因此，我们看到，西方世界实际上依赖于太平洋地区的产能b体育。对于大公司来说，这种生产模式总体而言是有益的，但它也造成了美国和欧洲的地缘政治和经济脆弱性。

　　我们注意到，微芯片市场的这种情况早在2018年到2019年就已经被预测到了，美国和中国之间的对抗正在迅速展开，此话题我们后面还将提及。

　　华盛顿清楚地意识到，中国制造业正在迅猛发展。阻止这种情况的方法之一是限制微芯片及其软件的供应。作为回应，中国宣布苹果公司的产品。

　　然而，主要原因仍然是由于新冠肺炎疫情的大流行，直至现在我们仍能感受到其影响。首先，由于工作人员、中小学生和大学生转向在线操作，对智能手机、平板电脑、笔记本电脑等设备的需求增长了好几倍。根据俄罗斯对外贸易银行的数据，2021年初，俄罗斯人在电子和家用电器上的支出比2020年增加了70%。

　　第三，全球范围内的封锁切断或阻滞了大部分供应链。例如，2021年，因为“Ever Given”号船搁浅，苏伊士运河发生了拥堵。在美国，情况也并不乐观：其港口也滞留了大量船只。半个世纪以来最严重的干旱也影响了台湾的芯片生产。干旱为什么也会造成影响呢？事实上，水被用来制造芯片，特别是用于金属提纯。最大的芯片制造商之一是台积电公司，全球一半以上的产品都是这家公司生产的，消费量超过15万台，每天消耗的水超过15万吨。

　　需要指出的是，近年来技术事故频繁发生。2021年3月，日本瑞萨电子（Renesas）公司的一家企业发生火灾。业主们三个月后才重新开始工作。瑞萨电子是第三大电子产品制造商。与此同时，,世界各地的“采矿业”蓬勃发展。为了“挖掘”比特币，不仅需要高功率电力,还需要大量高性能处理器和显卡。

　　如前所述，半导体危机首先冲击了汽车行业。到2021年，汽车产量下降了25%。医疗设备和电力系统市场也受到影响。

　　欧盟领导人决定制定解决这一问题的方案。早在2021年就有传言称，10年后欧洲生产的芯片将占全球市场的20%。当时这一比例不超过10%。

　　2022年，欧盟出台了《欧洲芯片法案》，该法案旨在通过政府补贴、对中小企业的投资以及与“志同道合的伙伴”结成国际联盟等方式，将工业芯片产量增加四倍。这些合作伙伴包括美国、日本、韩国和新加坡。英特尔（美国）、STmicroelectronics（瑞士）和GlobalFoundries（美国）等大型公司计划在德国和法国建立工厂。此外，还计划总投资约430亿美元发展微电子。其中大部分投资（170亿欧元）划归英特尔。台积电和三星也将获得大量投资。

　　2022年拜登签署了一项法案，向半导体工业提供520亿美元的补贴。欧洲和美国项目的唯一区别是，美国的补贴只适用于公共部门。白宫指出，亚洲地区生产了所有微芯片的75%，而美国只有10%(欧洲也是如此)。美光科技（（Micron））、英特尔、洛克希德马丁、惠普和先进微型设备等IT公司的高管也出席了签署仪式。

　　有趣的是，与此同时，美国科技行业也宣布增加投资。美光科技在美国创造了400亿美元的就业机会。高通（Qualcomm）公司和格罗方德半导体股份有限公司（GlobalFoundries）达成了合伙伴协议，共同投资420亿美元用于制造微芯片和扩大现有企业。IT巨头英特尔此前只为自己生产芯片,但表示愿意与外部客户合作,包括第三方集成电路架构。新订单将由英特尔Foundry服务部门负责。公司高层还计划在欧洲和美国建立新的工厂。美国政府还正在试图与台积电达成协议，在亚利桑那州建设两个工厂，并为此拨款150亿美元。这是一个巨大的挑战。但台湾人并不着急于达成协议。“有些条款是不可接受的，我们正在努力减少其任何负面影响，并将继续与美国政府谈判，b体育”该公司董事长刘德音说。

　　但美国的芯片法并非如此简单半导体，它不仅扩大了投资机会，还限制了与中国和俄罗斯公司的合作。也就是说，那些获得补贴的公司（英特尔、高通等）被禁止与中国大陆和俄罗斯的企业进行任何形式的合作。

　　回想一下,美国与中国的贸易摩擦始于2018年左右。这一切都始于加拿大政府对华为首席财务官孟晚舟的挑衅性逮捕。她被指控违反了美国对伊朗的制裁制度。华为与美国政府的关系相当紧张。孟被指控从事间谍活动和窃取数据。可事实上从来没有人为此提供过确凿证据。2019年，英国ARM公司应美国政府的要求，禁止与华为合作。这限制了中国麒麟芯片（Kirin）处理器的生产能力。后来出于同样的原因，谷歌暂停了与中国的合作，并关闭了对其软件和服务的访问。

　　2020年,华盛顿政府实际上迫使台积电停止向华为供应芯片。不久之后，特朗普政府还对中国大陆最大的微电子公司——中芯国际集成电路制造有限公司（SMIC）实施了制裁。美国投资者被禁止交易该公司股票。在这一决定之后，市场上的股票价格立即下跌，给生产商造成了巨大的损失。

　　由此我们可以看出，中国是美国和欧盟在技术领域的主要对手。例如，据代表半导体行业的美国半导体产业协会（Semiconductor Industry Association）估计，从2014年到2030年电路板，中国在半导体领域的投资将超过1500亿美元。科学研究与试验设计工作投资从2010年的1060亿美元增加到2022年的4630亿美元。2015年，中国政府发布了“中国制造2025”（MIC2025）技术发展计划。该项目计划实现70%的半导体自给自足。然而，该方案的实施尚存在问题b体育，目前中国半导体的供应量略高于15%。这个数字受到了包括新冠肺炎疫情和美国制裁在内的影响。

　　值得注意的是，中国内地在处理器生产方面仍然落后于中国台湾地区。例如，内地最大的半导体制造公司中芯国际比台积电落后了整整6年。然而，不能说中国正在输掉技术竞争。2022年，中国新技术支出增至3780亿美元。研究和开发支出以每年7%的速度增长。此外，为了摆脱对ARM处理器的依赖，阿里巴巴和腾讯等中国最大的公司结成联盟，共同开发新芯片。中国开发人员表示，他们使用开放的RISC-V处理器体系结构，这是ARM系统的替代品。

　　2022年2月，俄罗斯因发起特别军事行动而受到一系列制裁，包括处理器生产领域——台积电停止生产“贝加尔”、“厄尔布鲁士”处理器和其他俄罗斯研发的芯片。

　　“俄罗斯开发的所有高性能微处理器都是在台积电生产的”，电子设计和制造商协会执行董事说。这是对俄罗斯技术领域的严重打击，因为“贝加尔”和“厄尔布鲁士”都被应用于关键信息基础设施中，对国家机构、银行、国防工业等的正常运作至关重要。

　　俄罗斯只有五家大型微处理器开发公司：莫斯科SPARC技术中心、贝加尔、“模块”科技中心、埃尔维斯研究发展中心和Milandr。每一家公司都在为PC用户和超级计算机（网络和云服务）开发技术。大多数俄罗斯开发者都是无晶圆厂（Fabless）公司，也就是说，他们只从事CPU的设计和架构。

　　此外，台积电是90、65、45、40、28、20、16/12、10、7、5纳米处理器的全球领导者。俄罗斯工厂的最高标准只有65纳米。简而言之，这在技术发展方面大大落后了15年。

　　上述关键信息基础设施设备的情况更糟。大部分部件仍来自外国制造商。例如，俄罗斯总理米哈伊尔米舒斯京表示，俄罗斯软件和芯片在工业企业中的份额仅为23%。

　　但俄罗斯IT领域并不像看起来那么糟糕。例如， 国内正在解决现代化处理器生产滞后的问题。2020年制定了电子产业发展计划。根据设想，在泽列诺格勒市开始兴建工厂，将生产28纳米处理器。工厂将于2024年建成。2022年9月，政府向Mikron公司提供了70亿卢布的贷款。

　　该项目的资金投入已超过3万亿卢布。资金投放分为四个方向：基础设施发展、国内电子产品、新技术广告、培训和创造就业机会。此外，2022年，俄罗斯政府禁止关键信息基础设施主体购买外国软件和零部件，即使他们没有国内同类产品。所有技术产品都必须使用俄罗斯或欧亚软件统一登记购买。

　　此外，根据相关文件，俄罗斯计划到2022年底将国产工艺和软件的比重提高10%，到2023年底再提高40%。到2024-2027年，所有工艺都必须全部由俄罗斯生产。同时也不能忽视外国零部件的平行进口。例如，在2022年，英特尔处理器出货量增长了9%。相比之下，竞争对手美国AMD半导体公司的出货量减少了一半。此外，分销商的配件价格上涨了6%。当时价格是稳定的。但现在价格又开始上涨了。零售商表示，过去6个月，CPU价格上涨了30%，内存芯片价格上涨了37%。这对PC用户来说是个坏消息。

　　总体而言，全球微芯片和半导体的危机尚未结束。此外，这种情况在可预见的将来不太可能发生。新冠肺炎疫情最终切断了大部分供应链，这一过程始于美国和中国的贸易摩擦。在这种情况下，世界主要大国不得不决定在其国内生产微处理器。在IT领域投入大量资金，创建新的工厂，提供就业机会。

　　将所有工厂迁至亚洲是行不通的。此外，台积电所在的台湾周边局势愈发敏感。台积电很可能在该领土爆发军事冲突后完全停止运营。如果在俄中和北约集团对抗的背景下谈论芯片生产问题，那么谁将成为这场冲突的赢家，前景仍不明朗。双方都拥有强大的生产能力和技术能力。

　　这里要特别提一下俄罗斯。尽管在苏联时代在技术领域处于领先地位,但今天俄罗斯远远落后于竞争对手(几十年)。为了解决这个问题,需要非标准的解决方案,以及大量的IT专业人员。这些问题应该成为政府近期的优先事项。