英伟达8月31日发布公告称，美国政府8月26日实施了一项新的出口许可证要求，公司的A100和刚发布的H100芯片都被涵盖在内，同时后续性能达到A100芯片的产品也将受到影响。
另外一家半导体厂商 AMD 也同样收到了相关禁令，停止向中国提供高端GPU芯片。AMD的MI100和MI200系列被列入美国的限制目录里。
数据显示，2021财年AMD的中国收入为40.96亿美元，英伟达中国收入71亿美元。按照市场类型划分，两家营收的35%来自数据中心，且有三分之一的产品出货给中国。禁售高端GPU，会给两家公司带来不小的营收损失。
该消息一经公布后，英伟达股价瞬间重挫超过6.6%，而AMD公司的股票也应声跌3.7%。而国内多只与GPU、AI芯片相关的概念股，包括寒武纪、海光信息、龙芯中科、景嘉微均在9月1日盘中涨幅超10%。
据英伟达披露的最新进展，公司已获得美国政府批准，可以在明年3月前继续向美国客户出口（到中国）的产品提供A100，在明年9月前继续履行A100和H100的订单。
GPGPU受限
这次被列入限制目录的GPGPU是指General Purpose GPU，即通用图形处理器，能够帮助CPU进行非图形相关程序的运算。GPGPU架构在设计时，去掉了GPU为了图形处理而设计的加速硬件单元，保留了GPU的SIMT架构和通用计算单元，特别适合非图形相关的重复性的大规模数据并行计算应用，如科学计算、AI训练、矩阵运算等。
GPGPU行业大发展，始于2006年英伟达开创的CUDA（Compute Unified Device Architecture，统一计算设备架构）开发环境，这是一种精心设计的、可对GPGPU直接编程的接口和语言。为了适应人工智能的发展，GPGPU架构也在不断更新、不断地去适应新型应用所需要的底层算力。
目前全球 GPU 市场现已形成三足鼎立的竞争格局。英特尔在集成 GPU 市场独占鳌头，2021 年二季度全球GPU市场占有率高达 68.30%。
独立 GPU 市场则主要由英伟达和 AMD 两家公司占据，2021年二季度全球 GPU 市场占有率分别为 18.30% 和 13.40%。
在高性能GPU领域，英伟达和AMD几乎形成了双巨头垄断格局，国内的生产水平、技术积累、芯片性能等方面还存在很大差距。
这次芯片断供将会直接影响国内的云计算产业及人工智能产业的发展。根据6月份最新全球超算TOP500榜单，排在前十的超算中基本上都用到了AMD、英伟达、英特尔的处理器或技术。
英伟达的A100系列产品在中国拥有非常大的出货量以及众多客户，如蔚来、小鹏、毫末智行等都在基于英伟达A100打造自动驾驶训练中心。
A100基于Ampere架构，发布于2020年3月，是当时全球最大的7nm芯片，在826平方毫米面积上集成了540亿个晶体管，拥有6912 个 CUDA 内核，核心频率1410 MHz，峰值双精度（FP64）性能9.7 TFLOPS、峰值单精度（FP32）性能19.5TFLOPs，可以同时满足AI训练和推理的需求。
H100发布于今年3月，基于英伟达最新的Hopper架构，集成800亿晶体管，采用了台积电的4nm工艺，拥有18432个 CUDA 内核，核心频率1.8GHz，峰值双精度（FP64）性能30 TFLOPS、峰值单精度（FP32）性能60 TFLOPs。其大规模训练性能是 A100 的 9 倍，大型语言模型推理吞吐量是 A100 的 30 倍，预计今年第三季度开售。
AMD的MI200系列芯片发布于2021年8月，采用AMD CDNA2的GPU设计架构，台积电6nm FinFET技术，拥有220个计算单元（14080个核心），核心频率1700 MHz，峰值双精度（FP64）性能47.9 TFLOPS、峰值单精度（FP32）性能47.9 TFLOPs，主要应用于百亿亿级超级计算系统在内的主流服务器和超级计算机加速。
AMD MI100发布于2020年11月，采用AMD CDNA的GPU设计架构，拥有120 个计算单元（7680个核心），核心频率1502 MHz，峰值双精度（FP64）性能11.5 TFLOPS、峰值单精度（FP32）性能23.1 TFLOPS，主要应用领域包括人工智能、离子物理研究、星系模拟等。
自动驾驶是对算力需求量非常大的行业，行业发展过程中会持续产生算法训练的需求。在AI训练过程中，需要借助已有的大量数据样本进行学习，对计算的精度要求较高，因此要求训练芯片要具备强大的单芯片计算能力，目前GPU芯片普遍被认为适合于承担训练负载。
驭势科技联合创始人、董事长吴甘沙表示，对于自动驾驶来说，这些GPU主要是用来在云端训练AI模型的，如果不用这些高端芯片，意味着训练速度要慢一些，但对研发并没有致命性的影响。另一方面，国产训练芯片追势很猛，无论是寒武纪的云端训练芯片，还是国产的GPGPU芯片，都即将面世，性能也很可观。
赛迪集成电路中心顾问池宪念认为，禁售高端GPU芯片，可能会让高性能计算和超算领域严重受阻，其中自动驾驶需要到高性能计算，所以会对自动驾驶未来的研发产生不利影响。
黑芝麻智能首席市场营销官杨宇欣告诉汽车商业评论：“禁售英伟达和AMD的GPU，我们认为短期之内对自动驾驶研发的影响有限，因为目前自动驾驶行业在算力上已经有一定的储备了。高端GPU的禁售，可能会对未来自动驾驶技术的演进过程中大算力计算平台的储备有影响，但这种影响是相对潜在和深远的。因此，自动驾驶生态圈企业也开始寻找替代方案。”
替代方案主要看国内有没有可以用的芯片平台，也许在算力、性能数据上不一定能够马上匹配，但是要保证基础的算力需求。虽然从技术路径来说，高端GPU的替代手段总是存在的，但是在实际落地中，要面临整体的算力成本、功耗和应用生态等挑战，这可能是替代者在短期内需要直面的现实问题。
毫末科技CEO顾维颢表示：“现在是否会发生最差的情况，还不一定。如果再给中国一段时间，还是有不少企业有可能发展起来的，比如寒武纪。”
吴甘沙表示：“我们更关注车端芯片的供应链安全，这两年国产芯片厂商几乎已经可以与国际大厂并驾齐驱，比如地平线、黑芝麻、芯驰等。”
芯驰副总裁陈蜀杰告诉汽车商业评论：“总体来看，芯片等核心技术，尤其是高端产品的自主可控非常重要；这也是芯驰正在做的事情。未来中国的自主芯片一定会在此压力下有更加速的发展，以确保不会受制于人。”
虽然自动驾驶芯片暂时没有受到禁售风波的影响，但自动驾驶算法的训练还是需要在云端进行，而英伟达的高端训练GPU产品、软件工具及其生态系统在中国市场已经占据主流。如果中国品牌的车企无法拿到英伟达训练芯片和其后续迭代产品，训练效率会降低，训练成本很可能会增加。
杨宇欣表示：“现在全球GPGPU的生态并没有立即可替代的方案，因为英伟达这方面投入多，生态广，方案技术成熟，所以短期之内很难有可以立刻替代的方案。但是禁售这件事，可能会让大家对寻找替代方案的投入加大。”
整体而言，国内GPGPU 企业与国际大厂技术差距约 3 年，渲染 GPU 与国际大厂差距约 10 年左右。对于此次断供影响到的高性能计算领域，国内仅天数智芯、壁仞科技和芯动科技推出了相应的产品。根据壁仞科技官方公布的数据，BR100在AI算力方面已经超过了英伟达的A100。不过，该产品才刚刚推出，仍需要市场来检验。
国内芯片企业在GPU领域不一定会出现新的机会，不过潜在市场的发展会加速，因为中国已经有很多本土厂商投入GPU领域。而技术的成熟需要时间，这次海外禁售事情的发生，相信会有更多产业资源的投入和政策倾斜，从而加速国内GPU技术发展以及应用落地。
芯片法案推出
芯片限售，已经不是美国对中国半导体行业进行的首轮动作。
7月30日,美国商务部禁止美国企业向中国提供可用于14纳米以下先进制程芯片制造的设备。该限制政策不仅针对中国大陆厂商，同时也适用于在大陆设厂的外国厂商。
8月9日，美国总统拜登签署了《芯片与科学法案（Chips and Science Act）》，决定将527亿美元用于美国半导体的生产和研究。
该法案旨以巨额补贴、土地租金优惠、税收减免等政策，加速芯片产业回流美国，重塑全球芯片产业链供应链格局。
美国的“芯片法案”主要在以下几个方面针对中国芯片产业。
首先，对中国封锁28纳米以下的技术、设备及材料。一是持续禁止先进制造相关的设备、材料等供应链资源卖到中国，减缓中国企业的研发进度；二是要求得到芯片法案益处的芯片企业不得在中国大陆投资先进工艺，破坏中国市场和全球供应体系的关系。
其次，通过补贴方式，禁止获得美国联邦资金的公司在中国大幅增产先进制程芯片，期限为10年。违反禁令或未能修正违规状况的公司，可能需要全额退还联邦补助款。
第三，推动建立美、日、韩与中国台湾地区的芯片产业联盟“芯片四方联盟”，要求美国盟友的芯片制造业到美国本土搞芯片供应链，进一步限制中国芯片发展。
“芯片法案”与要素优化配置的市场规律明显背道而驰。半导体产业链转移需要人才、劳动力、物流、能源等一系列必要因素的支撑，而多年没有布局半导体制造业的美国在上述领域都存在明显不足。据美国半导体工业协会披露，美国建设一家先进的芯片工厂并维持运营十年的成本比亚太经济体高出约30%-50%。
“芯片法案”强迫相关企业选择性站队，强迫全球芯片产业链供应链切割重组，势必将干扰全球产业链供应链的稳定运行。
从设计源头着手
虽然“芯片法案”的限制主要从制造环节着手，但是美国还有其他一系列的限制措施。比如限制美国企业向中国提供制造先进芯片所需的设备；施压荷兰政府禁止阿斯麦公司向中国出售DUA光刻机，甚至禁止涉及GAAFET工艺的EDA工具给中国企业使用。
EDA工具软件被誉为“芯片之母”，是芯片IC设计中不可或缺的重要部分，属于芯片制造的上游产业，涵盖集成电路设计、布线、验证和仿真等所有流程。
8月15日，美国商务部周五发布宣布对设计GAAFET（全栅场效应晶体管）结构芯片所必须的EDA软件实施新的出口管制。
GAAFET只和3纳米以上芯片设计和生产相关，是进入2纳米制程之后的主流工艺架构。在此之前，主流的芯片工艺架构一直是FinFET（鳍式场效应晶体管），从22纳米制程一直延续到5纳米制程。而如果中芯国际等中国厂商想向更高制程的芯片进发，那么就绕不开GAAFET工艺。
这意味着未来10年，中国向2纳米、3纳米制程进发，想制造更先进制程芯片，都将受到极大影响。
目前我们中高端传感器芯片上的进口率大约在80%左右，但EDA软件领域，在2020年中国国产EDA软件市占率只有11.5%，对外依赖率高达88.5%。
全球EDA市场中三大巨头Synopsys（新思）、Cadence（楷登）和Siemens（西门子），均来自欧美，今年第二季度，这三家的市场份额合计超过了70%。中国是这些芯片设计软件公司的重要客户。据Synopsys披露，公司第二财季17%的收入来自中国。根据最近提交给美国证券交易委员会的文件显示，Cadence第二财季有13%的收入来自中国。
中国EDA厂商在全球EDA市场中的份额仅1.8%，几乎可以说是毫无存在感。
根据赛迪智库数据，2020年国内EDA市场销售额近80%由国际三巨头占据。据不完全统计，当前我国EDA企业有数十家，华大九天、国微集团、概伦电子、芯和半导体、芯华章等处于国产一线梯队。其中，华大九天是我国EDA龙头企业，2020年在国内市场份额大概在4.8%。
其在2019-2021年期间，利润分别为0.57亿元、1.04亿元和1.39亿元，其中享受的政策税收优惠金额合计分别为4888.70万元、7141.42万元和8818. 58万元，占当期利润总额的比例分别为85.53%、68.96%和63. 30%。若扣除政策补贴来看，目前它的盈利能力有限。
日本半导体的衰落
美国一向会在其领先的科技领域不择手段地打击对手。早在上世纪80年代美国就针对日本发动过“半导体大战”。
在大战之前，美国半导体对日本全面开放，日本也大量从美国引进技术，做成产品后大量向美国出口。
上世纪七八十年代日本发展半导体产业的路径与当前的中国有相似之处，国家政策在其中扮演着重要角色。当时日本由国家牵头，拉上了日立、NEC、富士通、三菱、东芝等等重要企业，集资737亿日元设立研究所，其中政府补贴了291亿日元，占39.5％。
到了1980年代，日本半导体完全超过美国，成为行业霸主。1986年，日本半导体产业在 DRAM 份额占到了80％，在整体芯片市场的份额达到54％，远超美国的37％。
为打破日本企业在半导体领域的联盟，美国曾专门针对东芝、日立等代表性企业使了阴招。1982年，美国政府以产业间谍罪逮捕日立及三菱员工，指控他们涉嫌窃取美国IBM公司技术，但此后公开的信息显示，这是美方的一次“钓鱼执法”。
1985年，东芝秘密向苏联出售4台精密机床一事被曝光，成为美国出手打压日本的绝佳理由。1987年6月，美国通过东芝制裁法案，关闭东芝美国工厂，取消一系列采购合同，并禁止东芝所有产品向美出口2至5年。
1986年9月，美国和日本于签订《美日半导体协议》，内容包括日本芯片在美国市场只能等于或者高于公平价格；美国芯片企业将获得日本20％的市场份额，日本半导体产业无条件和美国分享技术等等。之后美国又祭出反倾销等手段，实施高额惩罚性关税，日本的半导体产业因此开始渐失优势。
按照日本经济产业省最新的统计，日本从1988年占据世界半导体市场的50.3%，到了2019年仅剩下10%。目前日本虽然还是芯片产业中的重要玩家，但在全球的份额已经只剩下6％。
上世纪80年代世界半导体十强企业中，日本占一半，但到了2019年，仅有东芝一家名列第九。而东芝经营严重亏损，最终出售了自己的半导体业务。
美国为了打击日本半导体行业，还扶持日本的对手韩国、中国台湾。美国不仅向三星转移芯片技术，还利用华尔街的资本搞精准孵化。1990年，美国同时对韩日发动反倾销，但差别很大，对日本征收了100％的反倾销税，而对韩国只征收0.74％。中国台湾也看到了半导体产业的发展机会，1987年张忠谋创办了台积电。
现在为了针对中国，美国围绕半导体产业重新布局，故技重施，旧招新用。
作为全球最大的芯片市场，中国消费了全世界约3/4的芯片。但在全球芯片产业链上，中国处在中下游。芯片产业有其独特的内部结构和产业特性，其产业链分为五个子链。
第一是设计，全球最大的芯片设计公司是英国ARM，美国EDA居于软件设计垄断地位，华为海思设计能力可以达到7nm。
第二是制造，包括成品制作和半成品制作。其中半成品一般指晶圆，高纯度晶圆基本由日本企业垄断；芯片成品在晶圆基础上制作而成，目前产量全球第一是台积电(TSMC)，中芯国际产量目前是全球第五。
第三是封装测试，基本属于劳动密集型，这个行业中国与国际差距不大。
第四是设备生产，最精密的EUV光刻机是荷兰ASML，是当前唯一能提供7nm工艺EUV光刻机的企业。生产晶圆的设备商主要在日本，三菱、索尼等企业占优势。上海微电子的DUV光刻机，通过多重曝光能够达到28nm的精度。
第五是辅助材料。包括光刻胶、掩膜版、靶材、封装基板等，这些材料目前中国企业仍面临瓶颈。
全球化已使芯片产业在全球建立起跨区域的产业链供应链网络，形成相互协作的高效格局。
美国半导体工业协会的数据显示，2021年全球前十大半导体公司榜单上的六家美国公司的大部分生产制造都在海外完成。
美国对中国半导体的限制、掣肘正在逐渐升级，从EDA软件到制造设备，从芯片制造到设备安装、维修和服务，现在甚至开始对高端芯片进行限制，而不管是中国国内企业（中芯国际、长江存储），还是国际企业（台积电、三星、SK），也都被美国圈入了控制范围。
在经过一系列的调整后，美国对中国半导体产业的限制越来越有针对性。消费电子、个人电脑、工业机械及车载芯片领域，都面临着巨大的不确定性。
中国芯片自给率在上升
中国是全球最大的芯片市场，根据海关总署数据,2021年中国进口的芯片总量为6354.8亿颗,同期增长了16.9%，占全球芯片市场的份额近六成。进口金额为4326亿美元,同比增长23.6%,均创下历史新高。
据海关总署的数据显示，今年前7个月我国累计进口芯片数量为3246.7亿颗，同比缩减11.8%。同时，进口芯片金额为2446.63亿美元，同比增长5%，说明进口芯片更多是价值较大的高端芯片。
芯片的进口数量减少和很多方面有关系，比如说疫情、需求减少、囤货，但也免不了被限售的因素起作用，让更多的中企意识到，要不想让别人卡脖子，还是得逐渐降低对进口芯片的依赖。
中国的芯片进口量减少，首先就是从美国进口的芯片减少了，因为美国芯片占全球芯片市场的份额近五成。高通、AMD等芯片企业纷纷缩减芯片订单。美国射频芯片企业、模拟芯片企业都表示芯片库存高企而不得不大举降价抛货。这可能也是美国在今年推出芯片法案的部分原因。
现在的芯片行业，无论是设计还是制造，都正在从全球化向区域化转变。比如美方颁布了芯片法案，欧盟也发布了芯片法案，就连印度方面也在半导体供应链上投入大量资金，鼓励建立工厂。在这样的大趋势之下，我们也不免要走上这一条路。而降低芯片的进口数量只是我国芯片自主化的开始而已。
近几年来中国正在对芯片领域进行天量资金的投入，国内芯片产业有了长足发展，芯片自给率在逐步上升，2019年国产芯片自给率仅约为30%，而2021年国产芯片自给率就达到了36%。今年前7个月中国的芯片进口量减少，代表着自给率在进一步上升。
中国芯片已经开始出口至海外市场，海关的数据显示前7个月的芯片出口量已达到1646.6亿个，相当于芯片进口量的半数，而且国产芯片出口数量在增加的同时，价格也在上涨，目前国产芯片的出口单价已达到进口芯片单价的73%，2019年这个比例是55%。
现在在中低端领域的芯片以及各类专用芯片上，我国已经完全实现了自主可控，设计水平与制造工艺并不落后，我们的短板主要在于高性能的通用芯片。
世界前十大芯片代工企业，中国大陆已经有了三家，分别是中芯国际、华虹半导体、合肥晶合，这3家企业的全球份额由从去年四季度的9.3%，提升至今年一季度的10.2%。
中芯国际作为我国芯片制造的代表厂商之一，芯片制造业务覆盖了逻辑芯片、图像传感芯片NOR Flash、电源管理芯片等，主营业务为0.3微米到12纳米制程之间的芯片制造，展讯、海思、高通、格科微都是中芯国际的客户。最近，中芯国际拿出75亿美金在天津建造晶圆厂，月产能能达到10万片。
通富微电、华天科技则是封测领域的另外两家代表企业，分别收购了AMD两家子公司和美国FCI，均跻身全球Top10榜单。长电科技的Fan out技术和SiP封装业务也在持续发展。
目前台积电、三星、海力士、英特尔和美光在中美都设有半导体厂。这些企业如果接受法案的补助，将限制他们在中国建造和扩大科技的代工厂。
这些企业在我国芯片砍单后纷纷表态。ASML表示不会听从美国禁止ASML向中国出口的通知，会继续给中国提供DUV光刻机；台积电创始人张忠谋表示，不看好美国打造芯片全产业链的想法，因为成本巨大。
美国针对我们芯片产业的种种卡脖子动作，让业界看清了国产替代的必要性和紧迫性。当然，简单地减少订单产并不是积极的应对方法，中国半导体产业要做好顶层设计和统筹布局，加大政策扶持力度，加强非美的国际间合作，加大行业人才培养力度和学科建设。
中国芯片产业链上的企业不仅要在IC设计等领域继续大力发展，在芯片制造及其关键设备、尖端材料和核心工艺等方面也要苦下功夫，还要对EDA、半导体原材料等进行突破发展，逐渐建立完整芯片产业链生态体系，提高产业抗风险能力、竞争力以及全球影响力。
