在半導(dǎo)體等先進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域，美國(guó)頻繁用行政手段干預(yù)正常的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。前幾天，拜登剛簽署了2800億美元的芯片法案，限制半導(dǎo)體巨頭們對(duì)華投資，轉(zhuǎn)眼美國(guó)商務(wù)部又對(duì)幾項(xiàng)新技術(shù)進(jìn)行出口管制。

　　當(dāng)?shù)貢r(shí)間8月12日，美國(guó)商務(wù)部工業(yè)和安全局（BIS）發(fā)布公告，稱出于國(guó)家安全考慮，將四項(xiàng)“新興和基礎(chǔ)技術(shù)”納入新的出口管制。這四項(xiàng)技術(shù)分別是：能承受高溫高電壓的第四代半導(dǎo)體材料氧化鎵和金剛石；專門用于3nm及以下芯片設(shè)計(jì)的ECAD軟件；可用于火箭和高超音速系統(tǒng)的壓力增益燃燒技術(shù)。

　　盡管BIS并沒(méi)有直接提到中國(guó)，但匯業(yè)律師事務(wù)所高級(jí)合伙人楊杰向觀察者網(wǎng)指出，中國(guó)現(xiàn)在屬于被美國(guó)列為國(guó)家安全管控的國(guó)家之一，只要技術(shù)和物項(xiàng)被美國(guó)政府列入出口管制目錄，大概率就會(huì)對(duì)中國(guó)的出口設(shè)置限制，比如美國(guó)企業(yè)對(duì)華出口需要許可證等，這實(shí)際上會(huì)造成中美在半導(dǎo)體領(lǐng)域里進(jìn)一步脫鉤。

　　圖源：BIS

　　美國(guó)商務(wù)部副部長(zhǎng)艾倫?埃斯特韋斯（Alan Estevez）在公告中宣稱，美國(guó)進(jìn)行出口管制是為了讓“全球各地的公司能在一個(gè)公平的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中運(yùn)行”。他提到，科技進(jìn)步使得半導(dǎo)體和發(fā)動(dòng)機(jī)等技術(shù)運(yùn)行的更快、更高效和更耐用，甚至可以在更惡劣的條件下運(yùn)作，這可能使它們成為商業(yè)和軍事領(lǐng)域“游戲規(guī)則”的改變者。

　　BIS在公告中聲稱，將四項(xiàng)支持生產(chǎn)先進(jìn)半導(dǎo)體和燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)納入出口管制，是《瓦森納協(xié)定》42個(gè)參與國(guó)在2021年12月全體會(huì)議上達(dá)成一致的結(jié)果。此外，美國(guó)還在管控更多的技術(shù)，包括用于半導(dǎo)體生產(chǎn)的設(shè)備、軟件和技術(shù)，這些管控已超出《瓦森納協(xié)定》中商定的項(xiàng)目。

　　盡管美國(guó)打著42個(gè)國(guó)家的旗號(hào)，但俄羅斯衛(wèi)星網(wǎng)等外媒早就揭露過(guò)，《瓦森納協(xié)定》實(shí)際上完全受美國(guó)控制。當(dāng)協(xié)定中的某一國(guó)家擬向中國(guó)出口某項(xiàng)高新技術(shù)時(shí)，美國(guó)甚至直接出面干涉。如捷克擬向中國(guó)出口“無(wú)源雷達(dá)設(shè)備”時(shí)，美國(guó)便向捷克施加壓力，迫使捷克停止這項(xiàng)交易。

　　“出口管制是美國(guó)在與他國(guó)競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程中的一種手段，”楊杰向觀察者網(wǎng)指出，考慮到中國(guó)正加大力度投資半導(dǎo)體，美國(guó)為了維持自身優(yōu)勢(shì)，正想法設(shè)法阻礙中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度。

　　對(duì)于美國(guó)動(dòng)不動(dòng)就使用制裁大棒的做法，國(guó)外學(xué)者曾撰文抨擊，如果美國(guó)想要保持其在電子行業(yè)的世界領(lǐng)導(dǎo)者地位，可以加大力度投資未來(lái)的技術(shù)知識(shí)，進(jìn)而與中國(guó)相匹敵。那么，美國(guó)為什么要走制裁路線呢？因?yàn)橹撇酶菀讓?shí)施，建立一個(gè)重視知識(shí)的社會(huì)更困難。這是晚期資本主義的病態(tài)。

　　在公告中，BIS介紹了四項(xiàng)最新被管制技術(shù)的詳細(xì)信息（觀察者網(wǎng)有所補(bǔ)充）。

　　氧化鎵（Gallium Oxide，Ga2O3）和金剛石（diamond）

　　BIS公告稱，氧化鎵和金剛石是可以在更惡劣條件下工作的半導(dǎo)體材料，能承受更高的電壓或更高的溫度，采用這些材料生產(chǎn)出來(lái)的設(shè)備具備更高的軍事潛力。

　　按照材料性質(zhì)劃分，半導(dǎo)體襯底目前大致可劃分為四代：

　　第一代以硅（Si）、鍺（Ge），為代表，主要應(yīng)用于低壓、低頻、低功率的部分功率器件、集成電路；

　　第二代以砷化鎵（GaAs）、磷化銦（InP）等為代表，被廣泛應(yīng)用于光電子和微電子領(lǐng)域；

　　第三代以碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）等寬禁帶半導(dǎo)體為代表，在介電常數(shù)、導(dǎo)熱率及工作溫度等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，目前已逐步應(yīng)用在5G通信、新能源汽車、光伏等領(lǐng)域；

　　氧化鎵、金剛石等被視為第四代半導(dǎo)體材料。

　　北京科技大學(xué)教授李成明曾介紹，氧化鎵是一種新型超寬禁帶半導(dǎo)體材料，與碳化硅、氮化鎵相比，氧化鎵的禁帶寬度達(dá)到了4.9eV，高于碳化硅的3.25eV和氮化鎵的3.4eV，確保了其抗輻照和抗高溫能力，可以在高低溫、強(qiáng)輻射等極端環(huán)境下保持穩(wěn)定的性質(zhì)；而其高擊穿場(chǎng)強(qiáng)的特性則確保了制備的氧化鎵器件可以在超高電壓下使用，有利于提高載流子收集效率。

　　從市場(chǎng)調(diào)查公司富士經(jīng)濟(jì)2019年6月對(duì)寬禁帶功率半導(dǎo)體元件的全球市場(chǎng)預(yù)測(cè)來(lái)看，2030年氧化鎵功率元件的市場(chǎng)規(guī)模將會(huì)達(dá)到1542億日元（約人民幣92.8億元），這個(gè)市場(chǎng)規(guī)模甚至超過(guò)氮化鎵功率元件的規(guī)模（1085億日元，約人民幣65.1億元）。

　　目前，針對(duì)氧化鎵展開(kāi)研究的各大企業(yè)、高校和研究所都對(duì)氧化鎵的性能寄予厚望，但距離真正實(shí)際應(yīng)用還需要解決很多關(guān)鍵的瓶頸問(wèn)題。研發(fā)上遇到的障礙主要有兩方面，一是大尺寸高質(zhì)量單晶的制作，目前僅有日企研發(fā)出6英寸單晶，但還未實(shí)現(xiàn)批量供貨。二是氧化鎵材料大功率、高效率電子器件還處于實(shí)驗(yàn)室階段的研發(fā)，在大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用方面還有欠缺。

　　中國(guó)科技部今年已將氧化鎵列入“十四五重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃”。而美國(guó)目前正從前沿軍事技術(shù)布局的角度大力發(fā)展氧化鎵材料。美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室、美國(guó)海軍實(shí)驗(yàn)室和美國(guó)宇航局，積極尋求與美國(guó)高校和全球企業(yè)合作，開(kāi)發(fā)耐更高電壓、尺寸更小、更耐輻射的氧化鎵功率器件。

　　需要指出的是，盡管在半導(dǎo)體襯底材料中有代際劃分的說(shuō)法，但并不能籠統(tǒng)地認(rèn)為“后一代優(yōu)于前一代”。第二代、第三代半導(dǎo)體并不能取代第一代半導(dǎo)體，而是根據(jù)不同材料的特性，在不同領(lǐng)域應(yīng)用。

　　電子計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件（Electronic Computer-Aided Design，ECAD）

　　ECAD是一類用于設(shè)計(jì)、分析、優(yōu)化和驗(yàn)證集成電路或印刷電路板性能的軟件工具。

　　BIS公告稱，此次被納入管制范圍ECAD軟件，是專門被用于開(kāi)發(fā)具有全柵極場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (GAAFET) 結(jié)構(gòu)集成電路的軟件。

　　GAAFET晶體管結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)3nm及以下技術(shù)節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵。該技術(shù)使生產(chǎn)更快、更節(jié)能、更耐輻射的集成電路成為可能，可以用于推進(jìn)許多商業(yè)和軍事應(yīng)用，包括國(guó)防和通信衛(wèi)星。

　　今年6月，三星已使用GAAFET技術(shù)量產(chǎn)3nm制程芯片，尚未公布具體客戶名單。而臺(tái)積電已宣布，3nm制程仍將采用FinFET晶體管結(jié)構(gòu)，最早到2nm制程時(shí)才會(huì)使用GAAFET結(jié)構(gòu)。

　　曾有半導(dǎo)體行業(yè)媒體撰文指出，采用GAAFET晶體管結(jié)構(gòu)制造的芯片，性能有望提升25%，功耗降低50%。而使用FinFET結(jié)構(gòu)，性能和功耗的改善大致都在15%到20%的范圍內(nèi)。但兩種技術(shù)的難度和成本應(yīng)該并不相同。

　　元達(dá)律師事務(wù)所資深顧問(wèn)詹凱向觀察者網(wǎng)指出，用于開(kāi)發(fā)GAAFET晶體管結(jié)構(gòu)的ECAD軟件將被美國(guó)添加到新的出口管制分類編號(hào)3D006下的商業(yè)管制清單（CCL）中。對(duì)于在NS列中帶有“X”的國(guó)家/地區(qū)，出于國(guó)家安全 (NS) 和反恐 (AT) 的原因，這將需要出口許可證，包括中國(guó)也屬于受限國(guó)家。

　　他認(rèn)為，美國(guó)嚴(yán)格限制EDA領(lǐng)域是比較困難的，這將給當(dāng)前已經(jīng)面臨嚴(yán)重不確定性的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)帶來(lái)巨大傷害。本次美國(guó)采取的臨時(shí)禁令和之前判斷一致，主要針對(duì)的是“3nm及以下”先進(jìn)制程的ECAD，而不是全產(chǎn)品線和產(chǎn)業(yè)鏈均需要使用的EAD產(chǎn)品。從這個(gè)角度看，美方“小院高墻”的出口管制政策并沒(méi)有改變。

　　目前，國(guó)內(nèi)已涌現(xiàn)出華大九天、廣立微、概倫電子、芯和半導(dǎo)體等多家EDA廠商。但被視為國(guó)產(chǎn)EDA龍頭的華大九天去年曾在招股書中透露，該公司既有模擬電路設(shè)計(jì)及驗(yàn)證工具尚不支持16nm及以下先進(jìn)工藝設(shè)計(jì)。

　　圖源：華大九天招股書

　　壓力增益燃燒技術(shù)（Pressure Gain Combustion，PGC）

　　BIS公告稱，壓力增益燃燒技術(shù)在陸地和航空航天領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用潛力，涉及應(yīng)用包括火箭和高超音速系統(tǒng)等。2020年，美國(guó)國(guó)家科學(xué)院曾把壓力增益燃燒等技術(shù)列入先進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)十大優(yōu)先研究領(lǐng)域。該技術(shù)利用多種物理現(xiàn)象，包括共振脈沖燃燒、定容燃燒和爆震，導(dǎo)致穿過(guò)燃燒器的有效壓力上升，而消耗的燃燒量相同，有潛力把燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)效率提高10%以上。不過(guò)，BIS目前尚無(wú)法確認(rèn)任何正在生產(chǎn)中的發(fā)動(dòng)機(jī)使用了這項(xiàng)技術(shù)，但已經(jīng)有大量研究指向潛在生產(chǎn)。

　　根據(jù)BIS公告，對(duì)氧化鎵、金剛石以及壓力增益燃燒技術(shù)的出口管制將自今年8月15日生效，對(duì)ECAD軟件的出口管制將在自今年8月15日起60天后生效。

　　楊杰告訴觀察者網(wǎng)，這四項(xiàng)技術(shù)被美國(guó)納入新的出口管制后，美國(guó)政府可能會(huì)設(shè)定新的許可證和要求。而B(niǎo)IS所提到的對(duì)美國(guó)國(guó)家安全造成嚴(yán)重影響，往往是對(duì)美國(guó)的軍事優(yōu)勢(shì)存在一定威脅。未來(lái)也不排除美國(guó)把更多自身掌握一定優(yōu)勢(shì)的新技術(shù)和新物項(xiàng)納入出口管制，從而加強(qiáng)對(duì)中國(guó)的打壓。

　　他分析指出，美國(guó)的出口管制是針對(duì)不同的物項(xiàng)和不同的最終用戶設(shè)置不同的管制要求。比如同一個(gè)半導(dǎo)體材料，如果向英國(guó)出口可能就不需要特別的許可證，但如果出口到中國(guó)，可能就需要特殊的許可證。甚至也有可能禁止對(duì)華出口，像一些被列入實(shí)體清單的中國(guó)企業(yè)，很可能就無(wú)法拿到許可證。

　　“對(duì)中國(guó)企業(yè)而言，如果未來(lái)美國(guó)在半導(dǎo)體領(lǐng)域加速與中國(guó)脫鉤，中國(guó)企業(yè)一方面可能要加速去美化，也就是說(shuō)在半導(dǎo)體領(lǐng)域里，要盡量減少對(duì)美國(guó)的依賴。另一方面也要注意，供應(yīng)商中有沒(méi)有受到美國(guó)制裁的企業(yè)，一旦與受到美國(guó)制裁的企業(yè)進(jìn)行相關(guān)交易的話，可能自己也會(huì)受到美國(guó)制裁。”楊杰分析稱。

　　對(duì)于美國(guó)頻繁動(dòng)用出口管制等手段打壓中企，中國(guó)外交部早就表明過(guò)態(tài)度：美國(guó)動(dòng)用國(guó)家力量，泛化國(guó)家安全，不斷濫用出口管制等措施，對(duì)他國(guó)特定企業(yè)進(jìn)行打壓遏制，這是對(duì)自由貿(mào)易規(guī)則的嚴(yán)重破壞，對(duì)全球產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全的嚴(yán)重威脅，也是對(duì)包括美國(guó)在內(nèi)的各國(guó)人民福祉利益的嚴(yán)重?fù)p害。

　　盡管在目前的大環(huán)境下，美國(guó)繼續(xù)出手打壓中國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的概率很大，但也有業(yè)內(nèi)人士向觀察者網(wǎng)指出，美國(guó)能夠使用的手段其實(shí)比較有限，不可能像美商務(wù)部長(zhǎng)雷蒙多所說(shuō)的那樣，輕易就能讓某家企業(yè)“關(guān)門”。

　　首先，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)離不開(kāi)中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的配合。荷蘭光刻機(jī)巨頭阿斯麥就曾直言，如果美國(guó)迫使該公司停止向中國(guó)大陸銷售其主流光刻設(shè)備，全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈將面臨中斷，美國(guó)企業(yè)也將成為受害者。當(dāng)前，半導(dǎo)體制造業(yè)在東亞的聚集，不僅是美國(guó)產(chǎn)業(yè)的選擇，也是全球化資源配置最高效的辦法。

　　第二，美國(guó)政府試圖重建本土半導(dǎo)體制造業(yè)，不見(jiàn)得符合全部美國(guó)資本的立場(chǎng)，甚至也不符合美國(guó)勞動(dòng)者的立場(chǎng)。特朗普?qǐng)?zhí)政時(shí)期，試圖施壓讓制造業(yè)回流美國(guó)，但他們很難說(shuō)服普通人前往汽車制造業(yè)、鋼鐵業(yè)以及技術(shù)含量更高的半導(dǎo)體制造業(yè)就業(yè)。一是因?yàn)榘雽?dǎo)體制造需要高強(qiáng)度工作，二是人才培訓(xùn)不可能短期完成。

　　“美國(guó)的干擾會(huì)一直存在，但具體作用沒(méi)有那么夸張。”前述業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，半導(dǎo)體對(duì)整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和工業(yè)發(fā)展起著至關(guān)重要的作用，中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)要做好長(zhǎng)期艱苦奮斗的打算，不能急功近利。

　　“我認(rèn)為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)并不是人和人的競(jìng)爭(zhēng)，甚至也不是企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)，而是國(guó)家間的競(jìng)爭(zhēng)。”他指出，國(guó)內(nèi)政策對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的支持力度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有到頭，“比起當(dāng)年對(duì)高鐵、光伏等行業(yè)的支持，政策方面還有很多牌可以出，還有很多工作可以做，中國(guó)半導(dǎo)體未來(lái)還是充滿希望的。”

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