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[FULL] '엔비디아 칩 안 써' 오히려 중국 반도체가 배짱부리는 이유 (권석준 교수)
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“不用英伟达芯片”:中国半导体为何反而更有底气了?

一场关于中国半导体产业真实实力与独特发展路径的深度解析。

核心观点

美国对华半导体出口管制,意图遏制中国AI与高端芯片发展,却意外地促使中国走上了一条独特的“替代+创新”之路。从存储器到代工,从设备到AI芯片,中国产业正在外部压力下构建一套更具韧性的内循环生态。

1. 存储器:CXMT的突围与HBM野心

尽管全球DRAM市场由三星、SK海力士和美光三大巨头主导(合计份额超90%),但中国的长江存储(CXMT)已悄然攀升至全球第四,与美光的市场份额差距缩小至2-3%。

在技术层面,CXMT仍落后美光约2-3代,落后三星/海力士约3-4代。但其重要性在于,它已被确立为中国实现半导体自给自足的核心企业之一,尤其在DRAM领域。

关键动向:CXMT计划于今年下半年开始量产HBM2(高带宽存储器),并于2025年量产HBM3,2027年上半年计划量产HBM3e。HBM是AI芯片的关键瓶颈之一,美国严格限制三星、SK海力士向中国出口先进HBM,这使得CXMT成为中方突破制裁的关键前线。

生存逻辑:CXMT有中方背景的机构投资,其生产的军用规格(Mil-Spec)DRAM对国家安防至关重要,这使其获得了持续的国家支持,避免了成为“僵尸企业”。

2. 代工(Foundry):中国势力的快速崛起

相比存储器,中国在芯片代工领域的追赶速度更令人警惕。全球代工市场排名正发生剧烈变化:

  • 第一位:台积电(TSMC)
  • 第二位:三星电子(Samsung Foundry)
  • 第三位:中芯国际(SMIC) ← 取代了联电(UMC)
  • 第四位:联电(UMC)
  • 第五位:GlobalFoundries
  • 第六位:华虹半导体(HuaHong Group)
  • 第七位:力积电(PSMC)
  • 第八位: Nexchip(合肥晶合)

这意味着中国的二、三线代工厂正在全球排名中急速上升,同时中国台湾地区的二、三线代工厂份额则在下降。

3. 成熟制程的“虹吸效应”与设备国产化

由于无法获得EUV等尖端设备进军先进制程,中国将巨额资金和产能转向了成熟制程(Legacy Node)和特色工艺(Middle-End)。

这产生了两大效应:

  • 规模经济:大量投资涌入成熟制程,快速扩张产能,以成本优势挤压台系代工厂的传统优势市场(如通信、功率、车载、IoT芯片)。
  • 设备沃土:庞大的产能建设为国产半导体设备厂商(如北方华创 Naura、中微公司 AMEC、盛美半导体 ACMR)提供了绝佳的试验场和迭代机会。政府通过“三重补贴”激励代工厂采购国产设备。

与此同时,美国设备商(如应用材料 Applied Materials、泛林 Lam Research)面临困境。制裁不仅限制了设备销售,更切断了利润丰厚的售后维护和软件升级服务,这反而加速了中国设备商的自主替代进程。

4. “野路子”创新:二手设备、逆向工程与生态养成

无法获得新设备,中国转而大量采购全球二手设备进行“魔改”(改装和逆向工程)。

典型案例:上海微电子(SMEE)最初通过收集并改造147台老旧的ASML光刻机,最终成功调试出23台可用的设备。在此过程中,他们不仅积累了维修经验,更开始逐步替换自主研发的部件(如XY工作台、光源系统),并带动了上游零部件和材料供应商的测试与迭代。

这种“土法炼钢”的方式,在庞大的试错样本和政府默许下,意外地催生出了一个充满活力的本土设备生态链。

5. AI芯片的“替代”生态:从CUDA到MUSA

在AI芯片领域,制裁同样引发了反向创新。一个经典的“匮乏悖论”案例是:

DeepSeek(深度求索)在面对性能被阉割的英伟达芯片(如H800)时,并未屈服于性能差距,而是通过极端优化在夹缝中找到了出路:

  • 降低计算精度:将FP32/64浮点运算降至FP8甚至FP4,大幅降低对内存带宽和容量的需求,等效于“用MP3的音质满足大多数人的听觉需求”。
  • 优化互联拓扑:自研通信协议,极致优化数千颗GPU间的数据传输延迟,弥补了无法使用NVLink和InfiniBand的劣势。
  • 开源生态:DeepSeek将其技术细节和训练框架全面开源,旨在吸引开发者构建一个围绕其技术的替代生态,而非闭门造车。

软件生态的突破:中国的沐曦集成电路(Moore Threads)开发了与英伟达CUDA抗衡的并行计算平台MUSA(Metaverse Universal Computing Architecture)。其目标是为国产AI芯片提供一套能兼容CUDA应用生态的开发环境,试图打破CUDA的软件护城河。

通信技术的降维打击:华为利用其在通信网络领域积累的顶级技术(如拓扑优化、光连接技术),将其应用于解决万颗级AI芯片集群的互联问题,这成为了替代英伟达InfiniBand技术的可行方案。

结论与反思:制裁与创新的悖论

美国的制裁本意是制造“匮乏”,使中国技术永久落后。然而,历史给出了两种结局:

  • 苏联模式(失败):在无法获得硅基芯片技术后,转向另起炉灶的化合物半导体,最终因技术路径错误而彻底落后。
  • 中国模式(进行中):在无法获得最先进技术的情况下,对现有技术进行极端条件下的深度优化和替代创新,反而在特定领域催生出独特的竞争力。

英伟达CEO黄仁勋曾警告,完全禁止芯片销售只会迫使中国培育自己的替代供应链。如今,中国正在AI芯片、代工、设备和软件生态等多个层面,验证着这一判断。

对韩国的启示

面对中国依靠“工程师规模”和“内循环生态”的快速追赶,韩国半导体产业面临严峻挑战:出生率下降导致本土工程人才基数萎缩,最顶尖的学生涌向医法领域而非工科,大学科研经费拮据难以吸引世界级人才。

可能的出路:借鉴美国模式,大力吸引全球顶尖人才(包括对中国竞争内卷感到厌倦的年轻工程师),利用K文化等软实力优势,构建全球化的人才管道,或是保持竞争力的关键。

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