揭秘中国全力追赶美国AI芯片的攻坚内幕

去年夏天，中国顶尖芯片开发商华为技术有限公司(Huawei Technologies)为中国科技部门主管官员举办了一场闭门简报会，介绍该公司最新的人工智能(AI)芯片。华为阐释了一项旨在抗衡美国巨头英伟达(Nvidia)的计划，并称中国有能力在三年内，在某些关键的AI领域实现自主。

这正是中国领导人习近平的得力干将丁薛祥最想听到的话。三年前，华盛顿限制了中国获取尖端AI芯片及其制造设备的渠道，对中国成为科技强国的雄心造成沉重打击。在习近平的支持下，副总理丁薛祥开启了一场打造国产替代品的密集攻坚。

20世纪60年代中苏关系破裂期间，中国曾举全国之力造出了首批原子弹、氢弹和人造卫星。如今，丁薛祥重新启用这套战术。他牵头成立了一个委员会，挑选全国最顶尖的企业和实验室组建专项攻关团队，指示他们攻克芯片供应链各个环节。

华为在报告中展现的进展，让丁薛祥有了采取更激进举措的底气。据知情人士透露，他向中国最大的几家AI用户发出了直白警告：谁拒绝使用国产芯片，谁就是叛徒。

今年5月，华为公布了该计划的更多细节。摩根士丹利(Morgan Stanley)的数据显示，中国对外国AI芯片的依赖度已从2021年的90%降至2025年的不到60%；而华为的新产品或将推动这一数字在未来五年内进一步降至25%。此外，华为表示已探索出变通方案，无需顶尖设备即可生产出接近最高水平的芯片。

“如果不是美国逼我们国家、我们公司、我们产业界，不可能要干一件这样的事，”华为副董事长徐直军(Eric Xu)说。

在AI软件领域，中国正出人意料地给美国带来激烈的竞争压力。上周，总部位于北京的初创公司月之暗面(Moonshot AI)发布了新模型Kimi K3，其性能直逼美国AI巨头OpenAI和Anthropic的顶级模型。习近平发表讲话，将中国定位为推动AI开放普惠的全球领导者。受此影响，美国芯片制造商的股价下跌。

5月，中国科技“沙皇”丁薛祥（中）视察一家电信企业在内蒙古呼和浩特市运营的算力设施。图片来源：XINHUA/ZUMA PRESS

但在硬件方面，尽管华为近期取得了进展，中国仍远远落后于美国。而且芯片产能的瓶颈正阻碍着中国企业按理想速度部署AI。由于算力告急，月之暗面在推出K3仅两天后，就不得不暂停了新订阅。

中国这场追赶大战的结果，将对全球经济产生深远影响。如果美国掌控顶尖技术，世界其他地区在医学、机器人和自动驾驶等领域的进步就只能仰仗华盛顿，武器装备和军事战略方面更不用说了。AI的进步离不开硬件的支撑，尤其是那些用于训练AI模型并协助其处理日常任务的芯片。

凭借在电动汽车和电池领域反超西方的战绩，许多中国人满怀信心，认为中国最终定能突破美国在芯片技术上的封锁。但芯片不同于其他硬件。这项技术不仅极其复杂，而且迭代速度快如闪电。

“这就像试图追赶一列高铁，”布鲁金斯学会(Brookings Institution)研究员Kyle Chan说。他说，哪怕拿出“极限中国速度”，这也是一项令人望而生畏的挑战。

上周，总部位于北京的初创公司月之暗面发布了新模型Kimi K3，该模型可通过智能手机应用程序使用。图片来源：LAM YIK/BLOOMBERG NEWS

丁薛祥领导的委员会押注，只要将中国强大的工程实力与国家资本主义引擎挂钩，最终就有望实现这一目标。这场追赶行动所取得的进展，在2022年是几乎没人敢想象的，当时华为已经面临美国技术的彻底断供，而中国AI企业则几乎完全依赖英伟达。

中国国务院新闻办公室(China’s State Council Information Office)没有回应置评请求。

中国科技企业的高管们谈到了过去一年心态的转变。此前，他们认为国产芯片落后太多，根本不予考虑。而现在，他们觉得完全可以跟华为及其他本土芯片制造商做生意。科技巨头美团(Meituan)最近发布了一款AI模型，称其性能可与谷歌(Google)的旗舰模型相媲美，且该模型是完全用国产芯片训练的。

存储芯片是AI领域的另一大关键必需品。几年前，中国存储芯片企业的销售额还几乎为零，如今它们已经能望见领跑的美国和韩国巨头的项背了。

据知情人士透露，中国芯片制造商计划到2030年，将用于制造先进制程芯片的晶圆的月产量从去年的约3万片提升至50万片以上。部分知情人士称，华为预计今年将出货约150万颗AI芯片，较2025年的数量翻一番左右。

尽管如此，双方之间仍存在可观的技术鸿沟。英伟达顶级AI芯片的算力大约是华为最强竞品的四倍。研究机构Bernstein估计，2025年中国的AI算力仅为美国的14%左右。Bernstein预计，尽管中国正在大力扩建，但到2030年中国仍将大幅落后于美国。

在丁薛祥的密切关注下，中国企业目前正利用数十万颗英伟达芯片的算力全力追赶，力求咬住美国竞争对手，不至于被彻底甩开。

孤注一掷，背水一战

2022年，拜登(Biden)政府出台了出口管制措施，意在拖慢中国将AI技术用于军事领域的步伐。这些禁令不仅切断了中国购买先进制程AI芯片的途径，还收紧了中国获取高端极紫外光刻机及其他芯片制造设备的渠道。

拜登政府实施了出口限制，阻止中国购买先进AI芯片。图为拜登2022年在俄亥俄州约翰斯敦一家英特尔半导体制造工厂的动工仪式上发表讲话。图片来源：GAELEN MORSE/BLOOMBERG NEWS

中国共产党高层将这些管制措施视为一种威胁，认为危及了中国推动经济增长以及在全球与美国抗衡的能力。当时，OpenAI刚刚发布ChatGPT，中共领导人尚未完全看透此类大语言模型的广阔前景，但他们意识到，在各种形式的AI领域占据主导地位，对中国的国家安全和该党的执政根基至关重要。

2023年初，由丁薛祥挂帅的芯片委员会正式启动运转。丁薛祥63岁，有机械工程师的专业背景。该委员会锁定了先进制造与封装、高带宽内存以及芯片设计软件等关键领域，并在每个赛道部署了顶尖团队。他们还掌握了先进芯片产能分配权，可拍板决定哪些企业能获得国家有限的芯片产能。

中国早先打造自主芯片产业的努力，曾因贪腐乱象和官僚主义指令而屡屡受挫。如今，官员们下定决心要纠正这些失误。政府鼓励芯片相关企业寻求上市，以便在筹集更多资金的同时接受市场规律的洗礼。即便是华为这样的巨头，也要面对云计算企业自主研发AI芯片带来的竞争。

本月，华为在上海举行的世界人工智能大会上展示了其用于AI计算的Atlas 950 SuperPoD系统。图片来源：GO NAKAMURA/REUTERS

政府还取消了对国有设备制造商北方华创(Naura Technology)的薪酬上限，放手让该公司用重金从外国竞争对手那里挖角顶尖人才。

丁薛祥的计划在开局之年并未见效。当时市面上有数十款国产AI芯片，但据官方媒体报道，一家有政府背景的研究实验室向总理李强直言，这些芯片“非常不稳定”。没有一款芯片的性能足以支撑大模型的训练。

中国政府对国内AI开发者严重依赖英伟达的情况忧心忡忡。中国工程师被深度绑定在英伟达的软件生态中，而这些工具几乎无法与国产芯片兼容。这家美国芯片巨头还专门为中国量身定制了“特供版”产品，其性能精准踩在美国出口管制红线的边缘。此外，中国企业还通过中间人，从其他国家辗转买入被禁的英伟达芯片。

中国的最高经济规划机构破例引入了多位学者和芯片专家来协助管理该项目。对于通常习惯内部决策的高层政府机构而言，此举颇不寻常。2024年，中国筹集了约480亿美元的国家基金，重金押注半导体产业。

转折点

转折点出现在去年。华为推出了一款名为昇腾950 (Ascend 950)的新型芯片，其卓越性能令早期测试者大为惊叹。与此同时，包括云计算与AI巨头阿里巴巴(Alibaba)在内的其他企业也纷纷传出捷报，在自研芯片上取得了重大进展。

大约在同一时期，英伟达首席执行官黄仁勋(Jensen Huang)带着美国总统川普(Trump)的批准飞赴北京，推销一款专为中国市场定制的降级版芯片H20。在华盛顿，商务部长霍华德·卢特尼克(Howard Lutnick)在电视上公开宣称，让中国购买英伟达“第四等的产品”，就能让这个国家继续依赖美国技术。

英伟达首席执行官黄仁勋（图为其2025年在华盛顿一场会议上发表讲话）飞赴北京，推销一款为中国设计的降级版芯片H20。图片来源：JIM WATSON/AFP/GETTY IMAGES

知情人士透露，这番言论让丁薛祥等中国高层官员深感羞辱。政府部门开始私下约谈企业，要求停止采购英伟达产品；与此同时，官员们则在公开场合对英伟达产品可能存在的网络安全隐患提出担忧。

英伟达想重新获得北京方面的青睐。去年12月，川普表示他已告知习近平，将放行英伟达性能更强的H200芯片对华出口。但在北京，高层的考量早已改变。中国官员频繁召集科技企业开会，有时甚至一周一次，反复评估H200到底有多不可或缺。今年1月，北京方面告诉部分企业，只有在极其必要时才能购买H200，同时要求承诺使用更多国产芯片。

对英伟达的打压提振了国产芯片需求，但因国内芯片厂商产量跟不上，芯片供不应求。与此同时，灰色市场再次活跃起来。

据中国分销商透露，过去六个月里，受美国收紧执法力度以及中东地区物流延误的双重影响，走私英伟达芯片的价格已暴涨逾一倍。尽管如此，部分中国企业依然通过各种办法囤积起了英伟达尖端的Blackwell芯片集群，另一些企业则选择直接租用海外数据中心的算力。

技术变通之法

华为试图绕过此类技术封锁的努力，最早可追溯至2019年。当时，该公司已经设计了一款昇腾AI芯片，纸面参数足以媲美英伟达当年的顶级产品，但这款芯片尚未开始量产。几周后，首届川普政府将华为芯片部门拉入黑名单，彻底切断了该公司获取美国芯片技术的渠道。

这意味着华为再也无法与台积电(Taiwan Semiconductor Manufacturing)合作，而后者是当时唯一具备昇腾芯片量产能力的代工厂。华为芯片部门掌门人何庭波曾将那段日子称为该部门的“至暗时刻”。

自那以后，华为开始另辟蹊径，转而依靠替代设计、先进封装和通信技术，拼命从老旧设备中榨取算力。业内人士将这种极限操作戏称为“雕花”。

2020年一场基础设施峰会上展示的华为昇腾AI芯片。图片来源：CHINA NEWS SERVICE/GETTY IMAGES

顶尖芯片的制造离不开极紫外光刻机。这些精密机器利用聚焦的紫外光束，在硅晶圆上蚀刻出数十亿个宽度仅相当于DNA链的晶体管。工艺越精细，晶体管就越微小，单片芯片上能塞进的电路就越多，算力自然也就越强。在最前沿的3纳米工艺下，一平方毫米的硅片上竟能排布2.5亿至3亿个晶体管。

受制于美国的出口禁令，中国目前只能拿到上一代的深紫外(DUV)光刻机，而这类设备根本无法完成如此高精度的工艺。为此，华为开发出了用DUV生产7纳米芯片的多重曝光工序。但这种做法大幅增加了电路布局的复杂度，不仅增加了出错概率，还拖慢了生产节奏。

《华尔街日报》(The Wall Street Journal)查阅了华为及其合作伙伴在过去两年间公布的约200项专利。这些专利清晰地勾勒出了他们的突围路径：通过生产工艺的变通和软件优化，甚至引入AI技术，来尽力减少误差并提升老旧设备的良品率。

其中一项专利描述了一种特制的晶圆平台，它能够实时检测并微调表面温度，从而修复老旧机器造成的加工缺陷。不过，目前尚不清楚究竟有多少此类专利工艺已真正在车间流水线上使用。

华为对最新款昇腾950芯片的设计进行了大刀阔斧的改良，大幅提升了其性价比。包括DeepSeek在内的中国AI企业，也协助华为改善了芯片的易用性。这些企业表示，昇腾950与前几代产品相比实现了显著改善，如今已能在某些特定任务上完美平替英伟达芯片。尤其是在推理环节，即训练好的模型响应用户指令时，其表现尤为出色。这使得越来越多的中国企业使用华为芯片，用于AI助手等实际AI应用场景中。

华为还试图利用其在通信领域深耕数十年的网络技术专长，一些人认为这是英伟达难以企及的优势。华为尝试将数十万颗AI芯片捆绑成庞大的算力集群，如同一台超级计算机那样协同运转，从而可以媲美美国单芯片算力的优势。

“他们通过大幅提升生态系统的整体效率，成功弥补了拿不到顶尖芯片和关键零部件的短板，”香港科技大学(Hong Kong University of Science and Technology)经济学家金刻羽在《华尔街日报》近期一场活动上指出。“这正是中国真正的拿手好戏。”

目前的瓶颈是产量。华为计划今年生产约75万颗新款芯片，远远无法满足市场需求。此外，华为的“捆绑”策略意味着，它需要耗费数倍于英伟达的芯片数量，才能达成同等算力。该公司表示，目前正在努力提升供应。

知情人士透露，北京方面正积极鼓励包括华为在内的芯片企业对外授权其变通工艺和核心技术，以期在行业内形成互学互鉴的合力。

今年5月，华为对外展示了其最新的“雕花”替代方案。这一次，华为没有死磕如何把晶体管做得更小，而是提出了一种电路堆叠技术，在单芯片面积内塞进了更多算力。华为表示，有望凭借这项技术，在2031年前开发出性能超过当前市面上所有半导体的超级芯片。

本月在上海人工智能大会上，华为Atlas 950 SuperPoD的模型亮相。图片来源：QILAI SHEN/BLOOMBERG NEWS

“这并不意味着华为要弯道超车美国，”Bernstein半导体分析师Qingyuan Lin说。“这更多是为了找到一种办法，防止技术差距迅速拉大。”

分析人士指出，中国若想在不依赖外国技术的前提下真正参与竞争，就必须造出自己的EUV光刻机。

研究机构SemiAnalysis的分析师Ray Wang认为，中国最终可能会攻克这一技术，但或许需要10年、甚至长达50年的时间。

塔夫茨大学(Tufts University)技术历史学家、《芯片战争》(Chip War)一书的作者克里斯·米勒(Chris Miller)指出，难点在于该技术将极度复杂性与极度精密性结合在一起。换言之，中国当年用来制造首颗原子弹的方法，这次可能不够用了。

“这比造核武器难得多，”米勒说。“它的复杂程度，比几乎所有其他类型的制造业都要高出好几个数量级。”