《電子技術(shù)應(yīng)用》
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5G和半導(dǎo)體之外,美國(guó)還怕中國(guó)搶走什么

2020-04-15
來(lái)源: 芯三板

    在這個(gè)地緣政治力量與技術(shù)進(jìn)步關(guān)聯(lián)愈發(fā)緊密的世界里,美國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)一直領(lǐng)先于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。美國(guó)公司制造出了一些世界上運(yùn)算速度最快的計(jì)算機(jī)、威力最大的噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)以及能力最強(qiáng)的機(jī)器人。

    但當(dāng)前全球第二大經(jīng)濟(jì)體中國(guó)的經(jīng)濟(jì)正持續(xù)增長(zhǎng),加上該國(guó)政府在技術(shù)上的巨額投資,美國(guó)的這一優(yōu)勢(shì)受到前所未有的侵蝕。

    

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    這樣的發(fā)展形勢(shì)促使美國(guó)總統(tǒng)川普與中國(guó)展開(kāi)全面的貿(mào)易戰(zhàn)和經(jīng)濟(jì)戰(zhàn),包括對(duì)華征收關(guān)稅、進(jìn)行出口管制和制裁涉嫌竊取美國(guó)公司機(jī)密的中國(guó)科學(xué)家。

    目前還不清楚新冠疫情造成的經(jīng)濟(jì)破壞將如何改變這種競(jìng)爭(zhēng)格局,但有一點(diǎn)是肯定的:疫情對(duì)于緩和緊張局勢(shì)沒(méi)有起到太大作用。據(jù)知情人士透露,川普政府正在考慮新的限制措施,旨在遏制中國(guó)在半導(dǎo)體方面的尖端制造能力。中國(guó)通訊設(shè)備巨頭華為技術(shù)有限公司的董事長(zhǎng)上個(gè)月警告稱,如果美國(guó)繼續(xù)推進(jìn)遏制計(jì)劃,那么中方也將實(shí)施自己的限制措施。

    最顯著的技術(shù)爭(zhēng)奪戰(zhàn)圍繞5G展開(kāi),5G是一種超高速蜂窩網(wǎng)絡(luò),有望成為未來(lái)技術(shù)的基礎(chǔ)。美國(guó)政府認(rèn)為蜂窩技術(shù)的領(lǐng)軍企業(yè)華為會(huì)威脅網(wǎng)絡(luò)安全,已采取異乎尋常的措施,試圖挫敗華為。

    

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    這場(chǎng)戰(zhàn)斗還擴(kuò)大到了其他技術(shù)領(lǐng)域,像5G一樣,這些技術(shù)現(xiàn)在并沒(méi)有改變?nèi)藗兊纳?,但在不久的將?lái)可能會(huì)改變?nèi)藗兊纳?、工作和?zhàn)爭(zhēng)方式。人工智能常被宣揚(yáng)為新工業(yè)革命的關(guān)鍵,可用于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和遠(yuǎn)程手術(shù)等應(yīng)用。量子計(jì)算可幫助發(fā)現(xiàn)新藥,并解密曾被認(rèn)為是無(wú)法破解的加密數(shù)據(jù)。自動(dòng)駕駛汽車可從根本上改變交通系統(tǒng)、基礎(chǔ)設(shè)施以及人們的出行方式。先進(jìn)的計(jì)算機(jī)芯片充當(dāng)數(shù)字大腦,協(xié)調(diào)著上述所有技術(shù)。

    以下將論述美中兩國(guó)在一些最重要的創(chuàng)新領(lǐng)域展開(kāi)的技術(shù)戰(zhàn)。

    5G在5G領(lǐng)域,中國(guó)占優(yōu)勢(shì)。

    今年2月,美國(guó)司法部長(zhǎng)威廉·巴爾表明了美國(guó)在5G領(lǐng)域的立場(chǎng),他建議美國(guó)及其盟友應(yīng)當(dāng)考慮入股華為的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手諾基亞公司和愛(ài)立信。諾基亞和愛(ài)立信總部都在歐洲。

    白宮后來(lái)駁回了入股這兩家公司中任何一家的想法,但巴爾的言論仍然凸顯出美國(guó)沒(méi)有能與華為抗衡的大公司。華為是全球最大的通訊設(shè)備制造商,產(chǎn)品包括安裝在蜂窩基站上的無(wú)線電硬件。

    美國(guó)昔日龍頭企業(yè)朗訊和摩托羅拉在押注失敗后,剩余的資產(chǎn)分別被芬蘭的諾基亞公司和瑞典的愛(ài)立信收購(gòu)。后兩家公司在與華為競(jìng)爭(zhēng)的同時(shí),已陷入裁員和無(wú)利可圖的困境。華為憑借尖端產(chǎn)品和低廉價(jià)格獲得了大量市場(chǎng)份額,幾乎相當(dāng)于其歐洲競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的市場(chǎng)份額總和。

    

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    美國(guó)也有一些5G參與者。思科系統(tǒng)是連接到蜂窩設(shè)備的路由器和交換機(jī)的最大制造商。高通公司和InterDigital是領(lǐng)先的知識(shí)產(chǎn)權(quán)公司,賺取蜂窩技術(shù)專利授權(quán)費(fèi)。

    但上述兩個(gè)市場(chǎng)相對(duì)較小,而且華為也是這兩個(gè)市場(chǎng)的參與者。一家無(wú)線運(yùn)營(yíng)商的5G資本支出中有60%以上可能流向蜂窩設(shè)備,比如無(wú)線電,而華為在無(wú)線電市場(chǎng)上居于領(lǐng)先位置。市場(chǎng)咨詢公司ABI Research的5G研究總監(jiān)Dimitris Mavrakis說(shuō):“所有這些錢都流向了無(wú)線電?!?/p>

    華為以其技術(shù)先進(jìn)的蜂窩設(shè)備及快速生產(chǎn)的能力,幫助中國(guó)迅速推出了5G,把該國(guó)諸多地區(qū)變成了一個(gè)潛在實(shí)驗(yàn)室,可供發(fā)展那些依賴5G的技術(shù),比如自動(dòng)駕駛汽車。與此同時(shí),頻譜方面的限制已拖慢美國(guó)的5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)步伐。

    不過(guò),現(xiàn)在就宣布中國(guó)是5G競(jìng)賽的贏家還為時(shí)過(guò)早,尤其是考慮到華盛頓有更多的手段來(lái)打壓華為在蜂窩網(wǎng)絡(luò)設(shè)備行業(yè)和智能手機(jī)領(lǐng)域的主導(dǎo)地位。華為在智能手機(jī)領(lǐng)域也是全球領(lǐng)先的公司。

    研究公司龍洲經(jīng)訊駐北京的技術(shù)分析師Dan Wang稱,華盛頓的聯(lián)邦機(jī)構(gòu)目前正在討論是否以及如何加強(qiáng)對(duì)華為的制裁。他表示,如果他們這樣做,那么華為的業(yè)務(wù)將受到重大干擾,可能會(huì)在生產(chǎn)智能手機(jī)和5G設(shè)備方面遇到麻煩。

    人工智能(AI)人工智能優(yōu)勢(shì)在美國(guó)一邊,但美中之間的差距在縮小。

    三年前,北京方面宣布,中國(guó)打算到2030年成為AI領(lǐng)域的全球領(lǐng)先者,其設(shè)想是,單是國(guó)內(nèi)AI產(chǎn)業(yè)的價(jià)值就達(dá)到約1,500億美元。

    包括阿里巴巴集團(tuán)和百度在內(nèi)的中資上市科技巨頭已經(jīng)在AI研發(fā)方面投入了數(shù)以十億美元計(jì)的資金,并在中國(guó)和硅谷建立了實(shí)驗(yàn)室,利用了硅谷的開(kāi)放性。這讓它們成為了AI霸主,在電子商務(wù)算法和人臉識(shí)別等領(lǐng)域超越了國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。中國(guó)擁有龐大的人口和監(jiān)控基礎(chǔ)設(shè)施,而且人們?cè)陔[私權(quán)問(wèn)題上態(tài)度較為寬松,這些條件綜合在一起產(chǎn)生了海量的數(shù)據(jù),推動(dòng)AI變得更加智能。

    

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    但是,雖然中國(guó)可能在AI研究方面做出了更多貢獻(xiàn),并且在人臉識(shí)別等一些重要的AI細(xì)分領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位,但中國(guó)并未在所有AI領(lǐng)域領(lǐng)跑。政治風(fēng)險(xiǎn)咨詢公司歐亞集團(tuán)的分析師Paul Triolo表示,涉及到通用人工智能的研究,即具有更廣泛的、類似人類思維能力的AI研究,微軟和Alphabet Inc.旗下的谷歌等美國(guó)的大公司顯然處于領(lǐng)先地位。美國(guó)科技巨頭已在AI上投入了數(shù)不清的資金,其對(duì)AI技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域包括推薦搜索引擎、定向投放廣告以及自動(dòng)過(guò)濾淫穢或被禁的圖片與視頻等。一些公司還出售AI服務(wù),讓企業(yè)、政府和警方也能夠享用AI算法的強(qiáng)大能力。

    美國(guó)培育出了一些全球最優(yōu)秀的AI研究項(xiàng)目和人才,因?yàn)槊绹?guó)能把各種優(yōu)勢(shì)結(jié)合在一起,比如第一流的大學(xué)、財(cái)力雄厚的科技公司,以及對(duì)來(lái)自全球各地的思想和人才的開(kāi)放態(tài)度,至少在中期階段,美國(guó)在前述領(lǐng)域都擁有可持續(xù)的優(yōu)勢(shì)。Triolo表示,不切斷美國(guó)與加拿大、歐洲、以色列甚至中國(guó)專家的學(xué)術(shù)和商業(yè)交流,對(duì)于美國(guó)保持這種優(yōu)勢(shì)至關(guān)重要。

    他表示:“從某種意義上說(shuō),AI行業(yè)仍處于起步階段,許多人正在為AI的成長(zhǎng)和成熟做著貢獻(xiàn)。”Triolo指出:“在決定美國(guó)公司能否在自動(dòng)駕駛和醫(yī)療保健等新的重要領(lǐng)域利用AI取得成功方面,這一點(diǎn)可能比投入的資金水平更為重要?!?/p>

    量子計(jì)算美國(guó)在量子計(jì)算方面存在優(yōu)勢(shì),中國(guó)在量子通信方面存在優(yōu)勢(shì)。

    與目前使用1和0來(lái)編碼數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)不同,量子計(jì)算機(jī)利用原子級(jí)特性,這種特性使得微粒子能夠以兩種以上的狀態(tài)存在。這種復(fù)雜性的升級(jí)使量子計(jì)算機(jī)能夠更快地處理更多信息,有望遠(yuǎn)超超級(jí)計(jì)算機(jī)的能力。

    將這種潛力利用起來(lái)可能需要十年或更長(zhǎng)的時(shí)間。目前的量子計(jì)算機(jī)使用數(shù)量相對(duì)較少的量子位元進(jìn)行計(jì)算。要達(dá)到足夠多的量子位元來(lái)快速執(zhí)行復(fù)雜的計(jì)算并非易事。

    鑒于量子計(jì)算機(jī)最終可能強(qiáng)大到足以擊敗目前的加密方法,并運(yùn)行復(fù)雜的模擬來(lái)研發(fā)新藥,該領(lǐng)域吸引了私人資本和政府的大量投資。

    在量子計(jì)算機(jī)的建造方面,美國(guó)無(wú)疑是全球領(lǐng)導(dǎo)者。谷歌去年宣稱,該公司的54量子位元機(jī)器實(shí)現(xiàn)了“量子霸權(quán)”,實(shí)現(xiàn)了在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)上不可能實(shí)現(xiàn)、或至少不實(shí)際的計(jì)算。這種機(jī)器擅長(zhǎng)測(cè)量隨機(jī)輸出數(shù)字的概率。擁有一臺(tái)可與谷歌匹敵的量子計(jì)算機(jī)的IBM對(duì)這一說(shuō)法提出了質(zhì)疑,稱這樣的計(jì)算實(shí)際上可以由一臺(tái)超級(jí)計(jì)算機(jī)在一段合理的時(shí)間內(nèi)完成。中國(guó)科學(xué)家已建造了量子計(jì)算機(jī),但分析人士稱中國(guó)落后美國(guó)很多年。

    

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    然而,量子技術(shù)超越了計(jì)算機(jī),并擴(kuò)展到利用量子特性來(lái)進(jìn)行快速且安全的通信。這是中國(guó)可能具有優(yōu)勢(shì)的領(lǐng)域。在中國(guó)“量子之父”潘建偉的帶領(lǐng)下,中國(guó)在量子通信、量子傳感器和量子雷達(dá)方面突破創(chuàng)新,而這些領(lǐng)域都有可能應(yīng)用到軍事方面。中國(guó)在2016年發(fā)射了“墨子號(hào)”衛(wèi)星,該衛(wèi)星使用的是量子態(tài)光子束,可使傳輸不被攔截。中國(guó)正在華東地區(qū)建設(shè)一個(gè)巨大的量子信息科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,項(xiàng)目耗資達(dá)100億美元。

    因此,中美兩國(guó)在這方面可謂打成平手:美國(guó)在量子計(jì)算方面領(lǐng)先,而中國(guó)則在量子通信和加密方面領(lǐng)先。位于華盛頓特區(qū)的智庫(kù)新美國(guó)安全中心的研究員Elsa Kania稱,很難預(yù)測(cè)未來(lái)前景,因?yàn)橐〉每梢运茉煸擃I(lǐng)域的進(jìn)步可能還需要數(shù)十年時(shí)間。
她說(shuō):“我認(rèn)為,更準(zhǔn)確地說(shuō),這是一場(chǎng)馬拉松比賽,我們還處在這場(chǎng)比賽相對(duì)早期的階段。”

    半導(dǎo)體美國(guó)在半導(dǎo)體領(lǐng)域占據(jù)優(yōu)勢(shì)。

    中國(guó)數(shù)十年來(lái)已斥資數(shù)百億美元力圖能在半導(dǎo)體領(lǐng)域占據(jù)一席之地,半導(dǎo)體是制造速度更快的電腦和智能手機(jī)以及更尖端武器競(jìng)賽中的關(guān)鍵元素??偛课挥谌A盛頓特區(qū)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)(SIA)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,多年來(lái)美國(guó)對(duì)中國(guó)的芯片出口基本保持在相同水平,中國(guó)企業(yè)未能獲得巨大的市場(chǎng)份額,即便在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)也是如此。根據(jù)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù),2018年對(duì)華銷售的芯片中約有47.5%來(lái)自美國(guó)。

    中國(guó)鄰近的國(guó)家和地區(qū)在全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈中占據(jù)了突出位置,其中韓國(guó)三星電子成為主要的智能手機(jī)和芯片供應(yīng)商,臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司成為全球最大芯片代工商。

    這種模式在中國(guó)似乎永遠(yuǎn)無(wú)法復(fù)制。中國(guó)領(lǐng)先的芯片生產(chǎn)商中芯國(guó)際集成電路制造有限公司尚無(wú)法生產(chǎn)使用最小晶體管的最尖端芯片。一些估計(jì)表明,中國(guó)的芯片技術(shù)比美國(guó)和臺(tái)灣落后五至七年,但中國(guó)可能需要花更長(zhǎng)時(shí)間才能迎頭趕上,因?yàn)榧舛诵酒苍诓粩嘧兓?。等中?guó)能夠生產(chǎn)出與現(xiàn)今最先進(jìn)芯片抗衡的芯片時(shí),該行業(yè)的其他公司可能已經(jīng)又躍進(jìn)了一步。

    

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    不過(guò),中國(guó)國(guó)內(nèi)許多企業(yè)的電子設(shè)備用國(guó)產(chǎn)芯片和非美國(guó)公司生產(chǎn)的芯片取代了美國(guó)芯片,這讓美國(guó)官員感到吃驚。瑞銀(UBS)委托進(jìn)行的設(shè)備拆解顯示,華為去年推出的最新款平板手機(jī)中不包含任何美國(guó)芯片。

    短期內(nèi),中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的重點(diǎn)是降低對(duì)美國(guó)的依賴,這通常意味著要找到其他非中國(guó)的替代選擇。不過(guò)從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,很多行業(yè)觀察人士認(rèn)為,中國(guó)對(duì)芯片行業(yè)的巨額投資獲得回報(bào)只是時(shí)間問(wèn)題。

    位于華盛頓特區(qū)的智庫(kù)戰(zhàn)略與國(guó)際問(wèn)題研究中心的高級(jí)副總裁Jim Lewis表示:“如果你愿意在幾十年內(nèi)投入數(shù)以十億美元計(jì)的資金,最終你會(huì)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)?!?/p>

    自動(dòng)駕駛汽車短期內(nèi)美國(guó)領(lǐng)先,長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,中國(guó)有望后來(lái)居上。
谷歌的Waymo和通用汽車公司的Cruise等硅谷企業(yè)在測(cè)試自動(dòng)駕駛汽車技術(shù)方面起步較早,使美國(guó)企業(yè)在探測(cè)道路障礙物所需的攝像頭和雷達(dá)等傳感器硬件領(lǐng)域方面取得初步領(lǐng)先。美國(guó)在半導(dǎo)體行業(yè)的主導(dǎo)地位使得美企在生產(chǎn)這類芯片方面占據(jù)優(yōu)勢(shì),這些芯片本質(zhì)上就是此類汽車的大腦。
麥肯錫公司在去年的一份報(bào)告中稱,中國(guó)企業(yè)在研發(fā)自動(dòng)駕駛汽車所需的重要能力方面落后國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手兩到三年。

    但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,中國(guó)有望后來(lái)居上。中國(guó)已是全球最大的汽車市場(chǎng),該國(guó)的監(jiān)管環(huán)境,如基于國(guó)家安全理由限制訪問(wèn)地圖、以及要求外國(guó)公司與國(guó)內(nèi)公司合作等,有利于那些力爭(zhēng)在中國(guó)市場(chǎng)獲勝的國(guó)內(nèi)冠軍企業(yè),這些企業(yè)包括百度、滴滴出行科技有限公司和小馬智行。斯堪的納維亞咨詢公司Qvartz的Nikolaj Herskind說(shuō),美國(guó)公司將難以具有競(jìng)爭(zhēng)力。

    

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    中國(guó)人口數(shù)量龐大,將能給中國(guó)企業(yè)提供更多數(shù)據(jù),可以用于改進(jìn)自動(dòng)駕駛技術(shù)。中國(guó)人更愿意嘗試自動(dòng)駕駛汽車,這也起到幫助作用。根據(jù)德勤今年進(jìn)行的一項(xiàng)調(diào)查,48%的美國(guó)受訪者表示,他們認(rèn)為自動(dòng)駕駛汽車不安全,而只有35%的中國(guó)受訪者有同樣的想法。

    中國(guó)在5G基礎(chǔ)設(shè)施方面處于領(lǐng)先地位,意味著中國(guó)的汽車企業(yè)可以在真實(shí)世界的環(huán)境中,測(cè)試如何利用無(wú)線技術(shù)將地圖和交通數(shù)據(jù)傳輸?shù)狡嚿希蛘呱踔猎谝恍┣闆r下遠(yuǎn)程控制汽車。

    不過(guò),德勤未來(lái)移動(dòng)解決方案中心主管Andrey Berdichevskiy稱,鑒于中國(guó)政府對(duì)自動(dòng)駕駛汽車測(cè)試和技術(shù)進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)管,自動(dòng)駕駛汽車技術(shù)的競(jìng)賽最有可能出現(xiàn)各自為政的結(jié)果,就像美國(guó)和中國(guó)正在其他硬件和軟件方面發(fā)展各自的生態(tài)系統(tǒng)。

    Berdichevskiy說(shuō):“我預(yù)計(jì)美國(guó)和中國(guó)的參與者首先會(huì)在本土市場(chǎng)取得成功,但考慮到相關(guān)法規(guī)和消費(fèi)者的看法,中美任何一方企業(yè)在沒(méi)有當(dāng)?shù)睾献骰锇榈那闆r下都更難在對(duì)方的領(lǐng)土上蓬勃發(fā)展?!?/p>

    

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