正確的美國晶片戰略如何讓台灣保持自由

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正確的美國晶片戰略如何讓台灣保持自由

德米特里·阿爾佩羅維奇 (Dmitri Alperovitch) 是國家安全智庫西爾維拉多政策加速器 (Silverado Policy Accelerator) 的主席。這篇文章改編自他的新書《邊緣的世界》。

毫不誇張地說，在 21 世紀，沒有電腦晶片就沒有任何事情發生，而電腦晶片是一種既具有重要技術成分又具有地緣政治成分的商品。要了解未來半世紀的地緣政治，就需要了解這個簡單的事實：中國雖然幅員遼闊、經濟實力雄厚，但尚不具備製造製造最先進晶片所需的精密機械的能力或知識。

這就是為什麼中國一直在盡可能儲備西方製造晶片的設備。由於拜登政府的出口管制，中國基本上無法獲得製造先進晶片所需的機械設備，它一直在向較舊、更成熟的晶片設計注入資金，同時進行價格傾銷，以提高中國企業的全球市場份額。但它的野心不止於此。中國最終尋求追隨晶片製造巨頭台積電的領導，建立國內先進半導體製造能力。

改編自德米特里·阿爾佩羅維奇(Dmitri Alperovitch) 和加勒特·M·格拉夫(Garrett M. Graff) 撰寫的《瀕臨崩潰的世界：美國如何在二十一世紀的競賽中擊敗中國》 。版權所有 © 2024。

這樣的技術突破將成為一個重要的地緣政治里程碑，消除中國經濟對西方進口半導體的依賴，從而不可逆轉地改變中美之間正在展開的新冷戰中的力量平衡。

先進的半導體製造工具是人類有史以來建造的最精密的設備——蝕刻 300 毫米矽片的過程非常複雜。大規模且成功率高（業界稱為「產量」）的做法更具挑戰性。

到目前為止，儘管中國向該行業投入了數千億美元，並導致經濟間諜活動和智慧財產權盜竊活動猖獗，但中國仍無法在國內複製大部分最先進的設備。這些晶片製造設施的系統（簡稱「晶圓廠」）是世界上最精密的製造流程之一。製造半導體的化學品、設備和無塵室設施構成了一場複雜的機器人芭蕾，中國很難複製。

美國避免全球影響力和實力輸給中國的任何戰略都需要確保中國既不會在半導體生產手段方面實現國內獨立的臨界點，也不會奪取台灣及其寶貴的晶圓廠，從而使世界其他國家在經濟上依賴中國。

因為，晶片對當今世界同樣重要，明天它們將變得更加重要。

先進半導體對於四大類產品至關重要：先進武器系統，例如精確彈藥導引系統； iPhone、筆記型電腦和電腦等高階電子產品； Xbox 和 PlayStation 等遊戲系統；以及亞馬遜網路服務和谷歌雲端等巨頭營運的大型雲端運算資料中心。最後一類是整個互聯網賴以生存和呼吸的地方，世界上最複雜的人工智慧模型正在比普通桌面強大數千倍的電腦系統上進行訓練。

為了在未來四分之一世紀保持對中國的影響力，美國需要確保中國不會實現其渴望已久的「晶片突破」。幸運的是，美國在這裡擁有巨大的力量。阻止中國實現晶片突破需要四管齊下：

1. 透過針對製造設備的聯合出口管制政策，阻止中國建造和運作更多的國內晶圓廠並維持現有晶圓廠。

該戰略首先是阻止中國獲得營運晶圓廠所需的設備和工具。從某些方面來說，這是美國可以採取的最簡單的一步，因為最先進晶片製造設備的供應鏈非常小。

如今製造任何電子產品都需要六家公司，我的意思是全部六家公司。六分之五，你就離一個正常運作的設備很遠了，無論是 iPhone 還是飛彈，就像你只有一個一樣。

對西方來說幸運的是，世界上只有三個國家能夠生產現代化晶圓廠所需的先進設備：美國、荷蘭和日本。僅這三個國家的聯盟就可以阻止中國購買建造和維護自己的國內晶片工廠所需的設備。

此流程始於生產設計晶片所需的電子設計自動化軟體的美國公司（Cadence Design Systems 和 Synopsys）。然後是那些生產製造晶片所需的關鍵零件和化學品的公司（例如日本的 JSR、信越化學公司和東京應化工業公司，簡稱 TOK）。其次是製造晶片所需設備的公司（荷蘭的 ASML；美國的應用材料公司、Lam Research 和 KLA；以及日本公司 Nikon 和 Tokyo Electron）以及實際設計晶片的公司（Apple、Nvidia、Qualcomm）。 ）。然後是製造晶片的公司（英特爾、台積電、三星、美光等）。

最後，生產需要公司將晶片封裝成最終產品，並將其組裝成電路板以用於電子產品。這些公司包括富士康以及中國、越南、馬來西亞和其他地方的其他公司，以及領先的所謂印刷電路板公司（稱為PCB），其中包括中國的振鼎科技集團和DSBJ、台灣的欣興電子和華通製造、日本Nippon Mektron。

這些設計和製造階段中的每一個階段都存在一個關鍵的瓶頸，特別是考慮到這些行業大多數規模都很小。


但並非每個瓶頸都是平等的。

真正重要的瓶頸是在第四階段。事實上，中國不太可能取得重大進展的一個領域是裝備製造，尤其是在美國及其盟國加強出口管制的情況下。

ASML 生產的極紫外光刻機等設備旨在在比人類頭髮絲細數萬倍的矽晶圓上蝕刻晶體管，並且每一次迭代都會變得更小。這些機器的設計、製造和維護非常複雜。此外，幾乎整個關鍵零件的供應鏈都位於西方。

對中國來說，複製整個供應鏈，以及設計和製造這些機器，是一項比載人登陸火星更複雜的任務。也許有一天，經過巨大的努力和至少十年或更長時間的嘗試——在歷史上前所未有的以電子方式竊取西方知識產權的運動以及通過老式招募工業間諜和竊賊的推動下——它可以實現這一目標。但只有當美國及其盟友在開發更先進的半導體技術方面取得進一步進展時，中國才會迎頭趕上。

幸運的是，美國政府已經認識到這一關鍵因素，並在2022年和2023年對美國半導體設備製造商實施了迄今為止最全面的出口管制。它也成功地說服荷蘭和日本對其公司採取同樣的做法。

用行業術語來說，晶片分為三類：“傳統”、“成熟”和“先進”，後者是不斷發展的尖端技術的首選術語。儘管沒有標準定義，但業界普遍認為任何小於 20 奈米的晶片都是「先進」的，任何大於 40 奈米的晶片都是「傳統」的。介於兩者之間的一切都被認為是「成熟的」。

但「成熟」和「傳統」這兩個詞卻低估了這些技術對我們現代世界的重要性，聽起來它們就像是昨天的新聞——光纖世界中的撥號數據機——儘管它們仍然是現代世界的核心。 「基礎」是一個更好的術語，因為這些晶片對於我們的日常數位生活仍然很重要，就像鋁在飛機製造中一個世紀以來的重要性一樣。

當然，許多人不再認為鋁是尖端技術，但嘗試在沒有鋁的情況下製造飛機。

鑑於中國傾向於實施大規模工業補貼，並以較低成本向已開發經濟體傾銷產品，以奪取市場份額並消滅競爭對手——中國在稀土金屬、太陽能電池板、鋼鐵、紡織和其他行業反覆使用這一個策略——毫不奇怪，中國人現在顯然正試圖在基礎晶片上做同樣的事情，試圖佔領大部分市場。

如果它成功了，就好像我們阻止了中國生產先進的碳纖維材料，但卻允許它壟斷世界鋁市場——這仍然是一個災難性的結果，因為它為北京提供了對美國和全球的巨大影響力。

為了防止這種情況的發生，出口管制必須擴大到涵蓋所有半導體製造設備，禁止中國建造、營運和維護任何規模的晶圓廠，此舉將進一步增加中國對西方的依賴，並為我們提供對其經濟的影響力例如，阻止東海的敵對行動。

2.將晶片製造多元化，遠離台灣，投資美國、韓國、日本和歐洲的業務，以減少美國經濟在台灣發生戰爭時的脆弱性。

該戰略的第二個組成部分涉及晶片製造的多元化，遠離台灣。全球晶片生產極端集中在一個大約馬裡蘭州大小的島嶼上，這不僅對美國而且對全世界來說都是一個嚴重的脆弱性。

中國可能會封鎖或入侵台灣，並透過阻止台積電生產的半導體來劫持美國和世界其他國家，這是我們不能冒險的致命經濟威脅。正如減少美國經濟對中國晶片產業的依賴一樣，答案是增加國內和盟國投資。

《2022 年晶片法案》的主要目標是提高美國晶片生產的市場份額，該市場份額從 1990 年代的 37% 下降到2022 年的12%。 ，為了在美國建造晶圓廠，我們透過兩種方式確保供應鏈的安全，即流程的頂部和底部。儘管我們不會很快完全獨立於台灣晶片，但《晶片法案》有助於確保我們的半導體供應慢慢多元化，遠離脆弱的台灣，同時為美國晶片製造工具公司提供更大的國內市場，可以抵銷任何進入台灣市場的損失。

此外，《晶片法案》還助推了一場新的“晶片競賽”，韓國、日本、新加坡、以色列、德國和法國等國家紛紛向全球晶片公司提供本國補貼和激勵措施，在其境內建造工廠。儘管考慮到僅一座現代化先進晶圓廠的成本就高達100 億美元，《晶片法案》中760 億美元的營收數字只是九牛一毛，但美國及其國際合作夥伴在2030 年之前宣布和計劃在該行業的投資總額根據我在 Silverado Policy Accelerator 的研究分析師的計算，公共和私營部門的投資估計超過 1.2 兆美元。
這一水平的投資將改變該行業，使其多元化，並以兩年前難以想像的速度向前發展。

3.向中國明確表示，如果中國試圖奪取台灣，就永遠無法獲得台積電的技術和專有技術。

該戰略的第三部分是確保中國政府了解台灣並不是中國晶片突破計畫的答案。雖然中國共產黨和習近平主席個人都有許多想要入侵台灣的歷史、政治和經濟原因——這些原因完全早於電腦時代，更不用說台積電的崛起了——但我們需要確保台積電工廠、技術、設備和人員的吸引力並沒有成為習近平用來證明入侵合理性的轉捩點。

美國及其盟國外交官必須悄悄地向習近平明確表示，如果中國使用武力入侵台灣，在任何情況下都不會允許中國控制台積電工廠。無論美國是否選擇在台灣問題上與中國開戰，一旦中國接管，它都會有多種方法來削弱晶圓廠——從與台灣合作摧毀現場設備，到與西方製造商合作遠程禁用台積電運營或實施禁運，阻止中國佔領的實驗室獲得化學品和其他重要成分。

4. 明確指出，正如美國和西方其他國家在俄羅斯入侵烏克蘭後迅速而果斷地聯合起來一樣，中國針對台灣採取的任何行動都將導致西方對中國的半導體封鎖，從而削弱其經濟。

最後，作為額外的威懾，中國必須意識到如果決定入侵台灣將對其經濟造成的後果。
這就是這項策略的各個線索結合起來產生更大力量的地方：美國可以傳達出，任何針對台灣的行動都將受到與俄羅斯襲擊烏克蘭後針對俄羅斯實施的製裁類似的嚴厲制裁。如果我們的出口管制措施成功地阻止中國建設自己的晶片工廠，而中國單獨確信它不能用武力奪取台灣工廠，那將是一個更強大的威脅。

俄羅斯透過從中國採購黑市晶片（包括美國製造的晶片），成功擺脫了美國半導體出口禁令的一些最嚴重影響，但中國沒有這樣的選擇。而且其對晶片的需求比俄羅斯高出幾個數量級：根據全球貿易追蹤報告的官方統計數據，俄羅斯在2021 年僅進口了價值20 億美元的電腦晶片——這一數量較低，在黑市上相對容易採購——中國每年進口價值 3,760 億美元的晶片，是這個數字的近 200 倍。您根本找不到從眾所周知的卡車後部掉落的如此驚人數量的切屑。

利用強大的外國直接產品規則，使商務部能夠擴大其出口管制權限，以限製或禁止轉讓在世界任何地方製造的任何晶片，因為所有晶片都是採用大量美國技術、軟體或設備製造的，如果中國入侵台灣，美國可以阻止盟國向中國供應晶片，此舉將摧毀中國經濟。

至關重要的是，入侵後晶片封鎖的任何現實威脅都取決於中國對西方晶片的持續依賴。

因此，重要的是限制美國目前對設備和零件的出口管制措施，而不是晶片本身——當然，訓練和運行人工智慧模型所需的一小類非常先進的晶片除外，這些晶片應該繼續被禁止向中國出口。

其目標是阻止中國製造自己的晶片，而不是讓它完全缺乏晶片——至少只要它不入侵台灣。事實上，這項策略（我稱之為「單向糾纏」）的最終目標是讓中國更加依賴西方，同時減少對中國大陸和台灣的依賴。

如果運用得當，西方對電腦晶片的影響力儘管很小，卻可能成為台灣未來幾年保持自由和民主的關鍵。