CNBC-2026年6月12日-随着美国限制中国购买用于人工智能开发的先进半导体,北京正将希望寄托在华为等国内替代方案上。
美国的限制措施不仅抑制了中国获取全球最先进芯片的渠道,还限制了构建人工智能芯片生态系统所需的关键技术,这使得相关任务更具挑战性。
这些限制覆盖了整个半导体价值链,从用于生产 AI 芯片的设计和制造设备,到存储芯片等支撑元件。
据专家称,中国已调动数百亿美元试图填补这些空白,尽管通过 “brute force”(强行推进)在某些领域取得了突破,但仍有很长的路要走。
咨询公司 DGA-Albright Stonebridge Group 的合伙人兼中国业务高级副总裁保罗・特里奥洛(Paul Triolo)表示:“美国对英伟达先进 AI 芯片的出口管制,既激励了中国行业开发替代方案,也让国内企业的研发难度加大。”
以下从构建 AI 芯片所需的四个关键领域,分析中国与全球其他地区的实力对比。
人工智能芯片设计
涉及:寒武纪(688256.SH)、海光信息(688041.SH)、壁仞科技、燧原科技、摩尔线程、华为海思、华为公司
英伟达被视为全球领先的人工智能芯片公司,但需要明确的是,该公司实际上并不制造用于人工智能训练和计算的物理芯片。
相反,这家公司专注于设计人工智能芯片,更准确地说是图形处理单元(GPU)。其获得专利的 GPU 设计订单随后会被送往芯片代工厂 —— 即专门批量生产其他公司半导体产品的制造商。
尽管超微半导体(AMD)和博通(Broadcom)等美国竞争对手提供了不同的替代方案,但英伟达的 GPU 设计仍被广泛视为行业标准。由于市场对英伟达芯片的需求极为旺盛,中国客户一直在想方设法购买该公司的任何可用芯片。
不过,英伟达正面临美国政府日益严格的限制措施。该公司于 4 月披露,新增的出口管制使其无法向中国客户出售 H20 处理器。
英伟达 H20 处理器是 H100 处理器的简化版本,其专门设计初衷是规避此前的出口管制。然而专家指出,即便如此,H20 仍比中国国内现有任何芯片都更为先进。但中国希望改变这一局面。编辑分享
将这段文本中提到的H20处理器和H100处理器的特点进行总结。
中国希望改变什么局面?
美国政府对英伟达的限制措施会对中国的人工智能发展产生什么影响?
为应对限制措施,越来越多的中国半导体企业纷纷入局人工智能处理器领域。其中包括燧原科技、壁仞科技等众多新兴企业,它们正试图承接英伟达留下的数百亿美元 GPU 需求。
不过,在提供英伟达真正替代品方面,似乎没有哪家中国企业比华为的芯片设计部门海思更接近这一目标。
华为目前大规模量产的最先进 GPU 是昇腾 910B。据报道,下一代昇腾 910C 最早预计于 5 月开始批量出货,但目前尚未有最新进展。
SemiAnalysis 创始人、首席执行官兼首席分析师迪伦・帕特尔(Dylan Patel)对 CNBC 表示,尽管昇腾芯片仍落后于英伟达,但这表明华为已取得显著进展。
“与英伟达受出口限制的芯片相比,华为与 H20 的性能差距已不足一代。华为与英伟达获准对华销售的产品差距并不大。” 帕特尔称。
他补充道,截至去年,910B 落后英伟达两年,而昇腾 910C 仅落后一年。
尽管这表明中国的 GPU 设计能力已取得重大突破,但设计只是构建具有竞争力的 AI 芯片生态系统所面临的诸多挑战之一。
人工智能芯片制造
涉及公司:中芯国际(688981.SH)、长江存储
为制造 GPU,英伟达依赖全球最大的芯片代工企业台积电,后者生产了全球大部分先进芯片。
台积电遵守美国芯片管制政策,且被禁止承接任何美国贸易黑名单企业的芯片订单。华为于 2019 年被列入该名单。
这促使华为等中国芯片设计企业寻求本土代工厂支持,其中规模最大的是中芯国际(SMIC)。
中芯国际与台积电差距显著 —— 公开信息显示其能够生产 7 纳米芯片,所需技术先进程度低于台积电的 3 纳米制程。更小的纳米尺寸意味着更强的芯片处理能力和效率。
有迹象表明中芯国际已取得进展。2023 年,华为 Mate 60 Pro 搭载的 5 纳米 5G 芯片被怀疑由中芯国际代工,这一事件曾动摇外界对美国芯片管制的信心。不过,中芯国际要实现先进 GPU 的低成本规模化生产仍有很长的路要走。
独立芯片与技术分析师王雷(Ray Wang)指出,中芯国际已知的产能与台积电相比相形见绌。
“华为是非常优秀的芯片设计公司,但他们仍然缺乏优秀的本土芯片制造商。” 王雷表示,并提到据报道华为正在自研芯片制造能力。
但关键制造设备的缺失成为两家企业共同面临的障碍。
先进芯片设备
涉及:中科信电子装备集团、上海微电子装备(集团)股份有限公司
中芯国际满足华为 GPU 需求的能力受到出口管制这一常见问题的制约,但在这种情况下,管制来自荷兰。
尽管荷兰可能没有任何知名的半导体设计商或制造商,但它是阿斯麦(ASML)的所在地 —— 这家公司是全球领先的先进芯片制造设备供应商,其设备利用光束或电子束将复杂图案转移到硅片上,构成微芯片的基础。
根据美国出口管制要求,荷兰已同意阻止阿斯麦最先进的极紫外(EUV)光刻设备的销售。这些工具对于规模化、低成本制造先进 GPU 至关重要。
SemiAnalysis 分析师杰夫・科赫(Jeff Koch)表示,EUV 是中国先进芯片生产的最大障碍。他对 CNBC 称:“他们拥有大多数其他可用的工具,但光刻技术限制了其向 3 纳米及以下制程节点规模化生产的能力。”
中芯国际已找到方法,利用阿斯麦限制相对较少的较不先进的深紫外(DUV)光刻系统来规避光刻限制。
科赫称,通过这种 “强行推进” 的方式,生产 7 纳米芯片是可行的,但良率不佳,且这一策略可能已接近极限。他补充道:“从当前良率来看,中芯国际似乎无法生产足够的国产加速器来满足需求。”
据报道,致力于光刻技术的中国企业中科信电子装备集团(SiCarrier Technologies)已与华为建立联系。
但科赫表示,模仿现有光刻工具即便不需要数十年,也可能需要数年时间才能实现。他补充称,中国更可能追求其他技术和不同的光刻工艺来推动创新,而非单纯模仿。
涉及:长鑫存储技术有限公司、长江存储科技有限责任公司、通富微电(002156.SZ)
虽然 GPU 通常被视为人工智能计算中最关键的组件,但它们远非唯一的组件。为了运行 AI 训练和计算,GPU 必须与存储芯片协同工作,这些存储芯片能够在更广泛的 “芯片组” 内存储数据。
在 AI 应用中,一种被称为高带宽存储器(HBM)的特定类型存储器已成为行业标准。韩国 SK 海力士在 HBM 领域占据行业领先地位,该领域的其他公司还包括三星和美国美光。
分析师王雷表示:“在当前 AI 发展阶段,高带宽存储器已成为训练和运行 AI 模型的核心要素。”
与荷兰一样,韩国正配合美国主导的芯片限制措施,并于 12 月开始遵守对中国出售某些 HBM 存储芯片的新限制。
据路透社报道,作为回应,中国存储芯片制造商长鑫存储(CXMT)正与芯片封装测试企业通富微电(002156.SZ)合作,处于 HBM 生产的初期阶段。
据王雷称,长鑫存储(CXMT)在 HBM 研发方面预计落后全球领先企业 3 至 4 年,而且面临包括芯片制造设备出口管制在内的重大障碍。
SemiAnalysis 在 4 月估算,长鑫存储距离实现任何合理规模的量产仍需一年时间。
据报道,中国代工厂武汉新芯集成电路制造有限公司正在建设一座生产 HBM 晶圆的工厂。《南华早报》的一篇报道称,华为技术有限公司已与该公司合作生产 HBM 芯片,不过两家公司均未证实这一合作关系。
SemiAnalysis 在 4 月的一份报告中指出,华为在昇腾 910C AI 处理器中依赖从三星等供应商处获得的 HBM 库存,并提到尽管该芯片为国产设计,但仍依赖限制措施实施前或无视限制获取的外国产品。
SemiAnalysis 表示:“无论是三星的 HBM、台积电的晶圆,还是美国、荷兰和日本的设备,(中国)都高度依赖外国产业。”
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