中国急需攻克3项技术,一旦攻克,任何国家都不敢欺负我们

精密机床、芯片、航空航天,是衡量一个国家科技与工业实力的三块“硬骨头”。从两弹一星到北斗导航、蛟龙探海,中国科技已经打下坚实基础。但近年来围绕芯片展开的一场激烈博弈说明,关键技术一旦受制于人,发展就可能被人卡住脖子。

美中之间的贸易摩擦从未真正结束。前一年秋天,美方宣布停止向中国出售先进半导体芯片,也停止出售制造这类芯片的技术。

此后,中方开始限制镓和锗两种半导体原料的出口。芯片几乎无处不在,人工智能更离不开它。美方甚至有人直言,要“切断这一整个生态系统”。

《纽约时报杂志》特约撰稿人亚历克斯·W·帕尔默曾撰文剖析美国对华的“硅封锁”。他认为,限制镓和锗出口,是中国在这场芯片对抗中的最新一轮反击。要理解这轮交锋,先要看清美方究竟封锁了什么,又想借此达到什么目的。

帕尔默介绍,2022年10月7日,美方采取了当时最极端、最激烈的措施。它通过多种手段限制芯片和芯片部件,几乎覆盖供应链上一切可能被中国用于制造先进半导体的环节。美方给出的说法是,这些半导体能够驱动人工智能、未来武器系统和监控系统,所以必须切断。

措施出台后,中方起初回应并不激烈。中方发表声明,指出这是“技术霸权”,美国不应滥用其地位,并向世界贸易组织提起诉讼。

不过,提出“磋商请求”只是漫长程序的第一步。帕尔默说,有一段时间,美方以为自己判断正确:中国在芯片上手牌很弱,美国可以凭借供应链主导地位施压。

美国政府把封锁说成纯粹出于国家安全考虑。美方称,先进芯片会被用来驱动人工智能模型、推进中国军事现代化,还援引监控和所谓“人权”问题作为理由。

美方声称,不愿看到本国企业花费数十年、数百亿美元研发的工具被用来对付美国。这些都是美方的单方面说法,却成了其加码限制的依据。

帕尔默认为,这背后是美方对美中关系判断的根本变化。过去几十年,只要美国保持领先,它大体能容忍中国的技术进步。

白宫国家安全顾问杰克·沙利文在措施出台前曾表示,美国一直有一项不成文政策,即在先进技术上领先对手两代。他还说,这些优势“必须珍视、保护和不断更新”。

这套限制措施相当技术化,层层叠加。芯片的最终用途、最终用户、生产地点,以及是否使用某类美国技术,都会对应不同的限制。

美方声称要做到“外科手术式”的精准,只切断驱动人工智能、支撑ChatGPT一类产品的最先进芯片。帕尔默估计,真正受影响的大约是市场最顶端百分之一到二的产品。

但美方把芯片视为“力量倍增技术”。人工智能、超级计算、量子计算仍处于起步阶段,潜在影响难以估量。

按照帕尔默的解读,美方想要的已不只是领先几代,而是尽可能大的领先优势。它不仅要在中国通往先进技术的路上“砍断其膝盖”,还要迫使中国倒退。

帕尔默称芯片是“技术奇迹”。它的基本结构并不复杂,就是一小片硅,上面刻着晶体管。

晶体管相当于微小的开关,打开时有电子流过,关闭时没有,由此形成二进制计算中的1和0。20世纪50年代末芯片刚问世时,晶体管靠手工刻制,一块芯片上只有几个,肉眼就能看到。

仅仅六十年左右,最新款iPhone中最大的那块芯片已集成约200亿个晶体管,每个只有病毒大小。如今的生产线每年能产出数以十亿计这样的芯片。

芯片早已进入计算机、手机、汽车和家电,也是人工智能、大数据、5G通信的关键部件,现代生活正是靠它不断向前推进。

芯片的材料和工序来自世界各地。帕尔默指出,半导体产业的成就恰恰得益于全球化,是一项“举全世界之力”的事业,不同地区乃至不同公司之间高度专业化分工。

中国台湾地区的台积电是全球最大的半导体制造商之一,日本供应商则占据蚀刻气体全球市场七成以上的份额。

荷兰的作用同样关键,台积电离不开荷兰阿斯麦公司一台价值1.5亿美元的机器。全球最先进的EUV极紫外光刻机由阿斯麦独家生产,涉及极紫外光源、精密透镜、精密轴承等大量部件,每一项要求都极为严苛。

独立攻克这种设备堪称挑战工业极限,而它目前对我国禁运。

美国则是整条链条的“关键枢纽”。芯片在美国发明,美国在多个环节握有“卡脖子”节点。

帕尔默指出,最先进芯片设计软件的三大主要公司都是美国公司或总部设在美国。业内所称的“EDA三巨头”,即新思科技、铿腾电子和西门子EDA,都具备支持7纳米及以下制程芯片设计的能力。

国产EDA企业华大九天在人才储备、技术实力和工艺支持上,与三巨头仍有较大差距,不少国内芯片设计企业依然选择国外工具。一旦设计软件被禁用,先进芯片连设计都难以完成。

芯片架构也是如此,ARM架构和英特尔x86架构占据主导,国内大量产品仍建立在别人的底层框架之上。

制造环节更考验长期积累。帕尔默说,各方设计好的芯片会送到中国台湾地区制造。

那里能做到别人做不到的事,因为芯片制造很大程度上依赖几十年积累下来的隐性工艺知识。用他的话说,这些东西“不能画成一张蓝图,一开机就能运转”,必须真正懂机器,长期与它打交道。

这番话也点出了精密机床的分量。精密加工在航空航天、精密仪器、光学通讯、新能源等领域不可替代,载人航天、探月工程乃至光刻机都与之息息相关。

精密机床是实现精密制造的关键,被称为“工业母机”。这一领域长期由美、德、日领先,背后同样是几十年工艺知识的沉淀。

1984年,美国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室研制出大型光学金刚石车床,长期代表超精密加工设备的顶尖水平。德国企业与大学科研部门紧密合作,对机电、刀具、数控等部件要求极高。

日本吸收美德两国之长,1978年精密机床产量达到7342台,超过美国的5688台。

我国从上世纪50年代开始研发精密机床。2002年,我国成为全球机床最大消费国,同时也是精密机床进口最多的国家。

2008年12月,国务院通过《高档数控机床与基础制造装备科技重大专项实施方案》,但关键技术很快遭到欧美日封锁。沈阳机床、秦川机床等企业仍在追赶,与国际先进水平差距明显。

帕尔默认为,正因为各个环节分散在全球,形成了一连串“卡脖子”节点,美方才拥有了力量:只要在这些小空间上用力挤压,就能获得巨大杠杆。中方的回应则表明,我们也有自己的节点,也可以挤压。

光刻机、设计软件、精密装备,是对方手中的筹码,也是我们必须补齐的短板。

帕尔默介绍,镓和锗对半导体制造十分重要。几十年来,中国在稀土及相关材料产业上持续发力,锗约60%、镓约90%由中国生产或加工为成品,再出口到日本、荷兰、德国等国,进入半导体供应链。

这类材料有时并不那么稀有,但生产成本高、污染大,中国为此付出了长期努力。

在他看来,中方限制镓和锗是一次“警告射击”,向美国及后来加入限制的其他西方国家表明:如果继续施压,中国也有自己的工具。可见,只有长期投入、形成别人绕不开的能力,才能在博弈中掌握话语权。

与此同时,光刻胶、硅片、电子气体等半导体材料主要由日本掌控,我国仍处于弱势,这一环节同样需要补齐。

美中为何不能各造各的?帕尔默解释,半导体是高度全球化的产业。

美国提供专业知识和技术,中国提供巨大的市场和需求,双方原本是一种共生关系。过去,经济往来被视为双赢,如今双方都在重新评估能否依赖对方。

在芯片问题上,这种重新评估似乎是从美国政府开始的。

他认为,美方的封锁既是安全举措,也是经济举措。芯片是基础性技术,人工智能不只用于军事。

ChatGPT并不是武器,但驱动它的芯片已被禁止输往中国。他打比方说,假如一个产油国以石油用于战斗机和坦克为由,切断对美国的全部石油出口,实际上就等于切断了所有人的供应。

芯片的情况也是这样。先进芯片能让导弹打得更准,也能用于更快识别癌症、研发新药、培育新作物。帕尔默认为,这正是中方最不满的地方。

美方则刻意淡化这一点,把焦点放在武器和其所称的人权问题上,同时强调此举并非为了让美国企业获利。

中方的反制并不只限于材料。中国网络安全监管部门对美国存储芯片企业美光开展审查,约两个月后认定其存在问题,并限制其网络和基础设施相关存储芯片的使用,这对美光营收是沉重打击。

帕尔默认为,镓和锗出口管制是迄今力度最大的一步,因为全球目前还找不到替代来源。

不过,这场博弈对双方都很棘手。就这两种矿物而言,中国挤压得越狠,自身受损也越多,因为出口收入同样支撑着本国产业。

美国向中国施压,最终也可能反伤自己。产业高度相互依存,每伤害对方一次,自己也会受伤,各方都在权衡如何施加最大压力而不伤及自身。

帕尔默强调,各方都在推动产业回流、寻找替代来源,但要达到真正的最前沿,需要数十亿再数十亿美元的投入和数十年的研究,不可能一夜之间做到。这一规律同样适用于航空航天。航空航天是当今最活跃、最具影响的科技领域之一,也直接体现一个国家的综合实力。

我国于1970年4月24日成功发射第一颗人造地球卫星,此后神舟、嫦娥、天宫、长征系列不断取得突破,北斗导航系统于2020年6月完成组网。但差距依然存在。

截至2022年上半年,美国拥有卫星2944颗,中国为499颗;在航空发动机领域,我国花了三十年才吃透涡扇-10。

重型运载火箭同样是短板。“胖五”近地轨道最大运载能力约25吨,美国SpaceX公司的猎鹰重型火箭近地轨道运载能力为63.8吨。从北斗到空间站的发展经验看,航空航天的每一步跨越都离不开长期持续投入,与芯片、精密机床一样,没有捷径可走。

美国政府内部确实在讨论与中国“脱钩”。帕尔默说,几个月前“脱钩”的说法更热门,后来转向“去风险”,中方是否认为二者有区别还有待观察。

他认为,美方推出这些措施,部分是为了压住主张全面“脱钩”的极端声音,因为全面“脱钩”会给美国消费者和全球经济带来极大痛苦。

美方试图表明自己可以做得更“精准”,划清哪些方面能依赖中国、哪些不能,而芯片被其列入不能依赖的领域。无论措辞怎样变化,对中国来说,核心技术领域的外部风险已经真实存在。要把发展主动权握在自己手里,只能在关键环节形成自主能力。

从10月7日的芯片封锁,到镓和锗的出口管制,这场较量表明,在高度相互依存的全球产业中,谁掌握关键节点,谁就拥有更大筹码。芯片、精密机床、航空航天都需要巨额投入和数十年积累。把这些短板补齐,中国才能在博弈中掌握更多主动,不再轻易被人卡住脖子。

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更新时间:2026-11-14

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