欧美制裁下的俄罗斯半导体:成本翻倍 杯水车薪
2022年2月俄乌冲突爆发后,美国、欧盟、日本、新加坡、韩国、中国台湾等地相继对俄罗斯半导体实施出口管制,希望通过阻击降低俄罗斯军事战斗力半导体的供应。
然而,尽管做出了这些努力,俄罗斯通过间接渠道依然获得了一些芯片,只是获取芯片的成本增加了近一倍。
另外,俄罗斯还获得了一些半导体设备及材料,但是对于俄罗斯孱弱的芯片制造能力来说,依然是杯水车薪。
在受到制裁之前,俄罗斯通过三个主要渠道购买半导体:
一是从西方企业直接进口,包括AMD、Intel等公司直接进口,以及英迈等大经销商销售;
其次,俄罗斯设计的芯片在中国台湾生产,主要由台积电生产;
第三,主要服务于国防部门的小型芯片是在俄罗斯生产的。
但受到制裁后,俄罗斯直接进口芯片受到严格限制,只能通过一些秘密走私路线和转运策略从未对俄罗斯实施制裁的国家获得芯片。
报告称,自俄乌冲突爆发以来,俄罗斯获得的半导体产品中约有89%来自与俄罗斯保持贸易的中国,此外俄罗斯还采用了涉及土耳其和阿拉伯联合酋长国等其他国家的所谓转运战略,这些国家充当了芯片进口的中间点。
这些国家的实体收到第一批货物,然后将其转发到俄罗斯,从而有效地掩盖了最终目的地,并使出口管制的执行变得更加复杂。
报告称,这一策略使俄罗斯能够获得供消费者使用的芯片,但这些芯片也可用于军事目的。
制裁迫使俄罗斯以战前价格的近两倍购买半导体,因此有必要建立新的秘密供应链。
报告援引娜塔莉辛普森分析的海关数据显示,俄罗斯在 2021 年采购每公斤芯片大约需要1,411 美元,但在 2023 年进口每公斤芯片的平均价格已经上升到了2,730 美元。
此前,据彭博社援引海关机密数据称,俄罗斯在2023年的前9个月从美国和欧洲公司进口了价值超过17亿美元的芯片。
一些芯片是为客户端计算机设计的,其他芯片可供俄罗斯特勤部门使用,其余的是可用于武器的两用芯片。报告称,超过一半的芯片来自美国和欧洲科技巨头。
据彭博社看到的俄罗斯海关机密数据,在该机制价值17亿美元的芯片中,价值12亿美元的芯片由总共20家公司生产,其中包括来自欧洲和美国的制造商,估计价值500美元百万。美元芯片可能由其他较小的制造商生产。
涉及的知名品牌包括 AMD(包括 Xilinx)、Analog Devices、Intel (Altera)、英飞凌、Macom、Marvell、Microchip Semiconductor、恩智浦、意法半导体、Realtek、德州仪器。
彭博社表示,尽管俄罗斯芯片进口量在2023年第四季度有所下降,但该国很可能在2023年采购价值超过20亿美元的各种芯片。
令人惊讶的是,美国企业研究所报告称俄罗斯为了提升自身的芯片制造能力,甚至还从韩国、中国台湾、以色列获得了一些芯片制造设备。
美国企业研究所表示,俄罗斯国产芯片制造太过落伍,最多只能服务于国防工业。像Angstrem和Mikron这样的制造商严重依赖美国和欧洲生产的过时的晶圆厂设备,这就是为什么他们一直在努力增加产量,但在制裁面前却没有取得预期的进展,制裁严重阻碍了他们获得必要的外国设备和材料。
彭博社4月14日最新报道显示,为了进一步限制俄罗斯通过分销商获取受限芯片、设备和零部件,美国拜登政府及其欧洲盟友正在调查销售受限商品的分销商和子公司。
一位美国官员表示,美国加大外展力度的部分原因是鼓励企业在供应链的各个环节提高警惕。
专家们正在与公司合作,分析600 多家经销商的数据,这些经销商似乎仍在向俄罗斯销售受限制的产品,并正在与公司合作,将这些经销商从供应链中剔除。
以下为美国企业研究所《半导体制裁对俄罗斯的影响》原文译文(有删减):
一、西方的技术制裁战略
从法律上讲,西方对俄罗斯的制裁非常严厉。
2022年2月24日,俄乌冲突爆发当天,美国宣布限制军工生产技术出口。第二天,欧盟实施了自己的限制,也重点针对半导体。日本、新加坡、韩国和台湾等主要半导体生产地区也迅速跟进。此后,欧盟、台湾、英国和美国进一步收紧了对俄罗斯技术转让的监管。
鉴于上述地区生产全球大部分芯片,理论上这些限制应该非常高。此外,即使是中国制造的芯片通常也是使用美国的软件、设备和一些材料生产的。
美国将其限制视为治外法权,因此禁止中国公司向俄罗斯国防机构提供使用美国技术制造的芯片,无论这些芯片是在哪里制造的。
虽然中国也生产大量芯片,但它们大多是中低端消费半导体,其中许多是使用西方设备、化学品、软件和知识产权制造的。
在俄乌冲突期间,随着他们更多地了解俄罗斯的防御系统广泛依赖西方芯片,试图切断俄罗斯获取芯片的逻辑变得更加清晰。
在冲突期间,乌克兰人向研究人员提供了许多类型的缴获的俄罗斯军事装备。
例如,英国国防智库皇家联合军种研究所的分析师分析了27个缴获的俄罗斯军事系统,包括导弹、无人机以及通信和情报设备。
他们发现了450种由外国制造的组件,包括微控制器、GPS接收器、以太网控制器和微控制器。制裁和出口管制背后的理由是,通过切断俄罗斯获得这些芯片的渠道,可以扰乱其国防工业生产。
虽然禁令非常严格,但需要面对的现实是,全球每年生产的芯片数量超过一万亿,因此不可能完全切断俄罗斯获得芯片的渠道。
这些芯片足够小,一个手提箱里可以装下数百甚至数千个。此外,许多半导体可用于民用和军事应用。因此,某种程度的贸易转移是不可避免的,特别是考虑到俄罗斯安全部门自冷战以来一直在磨练其半导体走私技能。
然而,美国及其盟国政策制定者在执行出口管制方面投入的注意力和政治资本比应有的要少,而且执法官僚机构资源不足。
二、俄罗斯的半导体制造能力
在研究俄罗斯持续进口西方芯片之前,该报告对俄罗斯在俄罗斯-乌克兰冲突期间维持其小型、以军事为重点的芯片制造业的努力进行了新的研究。俄罗斯的芯片制造业远未达到技术前沿,但它为俄罗斯国防工业基础生产某些类型的芯片,例如无人机和导弹中的通信和导航芯片。
2014年,俄罗斯吞并克里米亚后,美国和欧洲限制向俄罗斯销售某些类型的军事相关芯片,例如用于太空的辐射半导体。
此后,自2022年2月以来,俄罗斯政治领导人和芯片企业多次谈及自给自足。然而,多年来,他们在扩大芯片制造、生产芯片依赖西方制造的工具以及很大程度上依赖西方生产的芯片制造材料方面进展甚微。
在俄乌冲突之前,俄罗斯芯片制造生态系统中有几家主要参与者,包括Angstrem、Mikron和Integral,后者总部位于白俄罗斯明斯克,自苏联时代以来一直是俄罗斯国防工业基地的一部分。
这些工厂的大部分制造设备来自西方。例如,2007年,Angstrem从美国芯片制造商Advanced Micro Devices (AMD)收购了一条130纳米(nm)生产线。该交易由俄罗斯国有银行VEB 提供资金,该银行经常支持涉及俄罗斯军事或外交政策所需进口的交易。
这种130纳米制造技术最早于2001年左右首次推出,因此即使在购买时它也远远落后于尖端技术,尽管它仍然适合制造多种类型的军用芯片。
与此同时,米克朗从欧洲芯片制造商意法半导体购买了制造技术,使其能够在2011年左右生产90纳米芯片。
两家俄罗斯芯片制造商在战前都陷入了财务困境。例如,Angstrem 在未能偿还贷款并陷入13.4 亿美元债务后被VEB 接管。
2021 年末,俄罗斯媒体报道称Angtrem(现已更名为NM-Tech)聘请了台湾联华电子的前员工,使用之前从AMD 购买的设备帮助制造90-130 nm 节点的芯片。
俄罗斯咨询公司YakovPartners 的2022 年报告发现,俄罗斯工业对芯片的需求相当于每月30000个晶圆,但俄罗斯的最大晶圆生产能力仅为每月8000个晶圆。
鉴于军事生产激增,俄罗斯对半导体的需求今天可能会更高,这意味着其国内芯片生产根本无法跟上需求。
三、俄罗斯芯片制造商受到制裁
自俄罗斯和乌克兰冲突以来,俄罗斯媒体广泛报道制裁对俄罗斯芯片制造生态系统带来的挑战。俄罗斯获得外国技术和材料的能力已部分中断,但远未完全中断。俄罗斯工厂的芯片制造工具需要来自外国供应商的常规备件,这些备件必须通过第三国的空壳公司走私进来。其制造设施需要定期进口材料,例如制造大多数芯片的硅晶圆。
苏联时期,该国拥有一定的硅片制造能力,但没有发现俄罗斯国内生产硅片的证据。
据报道,俄罗斯国内有一些光刻胶化学品的生产能力,但俄罗斯媒体报道称其质量低劣。俄罗斯媒体还报道了政府提供的大量补贴,以支持电子制造所需的高纯度化学品的生产。
虽然制裁扰乱了俄罗斯获得芯片制造材料并切断俄罗斯获得外国合同制造的机会,但也增加了俄罗斯提高国内芯片设计和制造能力的需求。
在制裁之前,有几家俄罗斯芯片设计公司在俄罗斯进行设计(通常合法地使用西方知识产权),然后与外国制造商签订合同生产芯片。这是芯片行业的标准模型。
现在,俄罗斯企业已经不可能与欧美和台湾晶圆代工厂合作了。也没有证据表明中国芯片制造商已开始为俄罗斯设计公司工作,这可能违反美国法规。
这也导致俄罗斯媒体多次讨论俄罗斯芯片设计者面临的挑战,如莫斯科SPARC技术中心(MCST)和贝加尔电子公司。
例如,台积电在制裁实施后立即停止了与俄罗斯客户的合作。虽然MCST为俄罗斯政府客户设计处理器,其最先进的处理器是在16nm工艺节点上设计的,但全球能够生产16nm工艺的公司只有六家。
据俄罗斯媒体报道,MCST计划在芯片制造商Mikron的支持下,在国内生产不太先进的处理器,尽管这些处理器的成本是以前的两倍。MCST领导层公开表示,米克朗在增产方面面临“困难”。
这些国产处理器的潜在俄罗斯客户表示,对这些国产服务器芯片的测试发现,它们“与英特尔的至强处理器相比非常弱。——内存容量低、带宽低、核心少、主频低。功能要求受到严重影响”没见过。”
不过,俄罗斯媒体援引另一家使用国产芯片的俄罗斯服务器制造商的话说,生产这些低质量的产品具有商业意义。他说,即使“它们很糟糕”,需求最终也会实现,很可能来自政府买家。
换句话说,俄罗斯政府的计算机系统可能不得不依赖进口组件——,尽管存在因制裁而导致供应链中断——的风险——,否则将面临性能下降。
自制裁实施以来,俄罗斯政府做出回应,承诺到2030 年向其芯片制造业投资相当于380 亿美元,尽管俄罗斯政府的此类长期计划普遍资金不足。
俄罗斯政府官员后来向媒体承认,政府只会提供约90亿美元的资金,甚至这个数字也显得不切实际。据报道,截至2022 年9 月,米克朗已从政府收到约7000 万美元。 26 这比美光科技所说的需要翻倍的数量少了30%。
与此同时,俄罗斯政府表示,其目标是到2035 年逐步淘汰西方制造的芯片,这理论上将增加对俄罗斯制造芯片的需求。实际上,这一目标看起来不可行,这符合俄罗斯领导人为技术本地化制定雄心勃勃的目标但未能实现的趋势。
俄罗斯媒体2022年底至2023年的报道表明,其国内芯片制造业陷入困境。俄罗斯媒体多次报道称,芯片制造商正在增加SIM卡和非接触式银行卡芯片的产量,这些芯片的生产相对简单。
俄罗斯工业和贸易部表示,目标是分别到2025年和2026年在国内生产所有银行卡和SIM卡,尽管俄罗斯法规似乎允许进口银行卡上的芯片,只要塑料是本地生产的。尽管存在政治优先事项,但即使增加这种简单芯片的产量也很困难。
制裁阻碍了俄罗斯芯片制造业的扩张。 2022年底,俄罗斯媒体援引美国企业研究所五名专家的话说,他们估计俄罗斯企业拥有的半导体制造设备中只有30%处于随时使用状态。这在一定程度上是由于劳动力问题造成的,而战争期间一些芯片行业员工离开该国加剧了这一问题。
另一部分原因则归因于“建立灰色设备供应渠道”和“寻找稳定的耗材供应商”(如半导体硅片和化学品)的挑战。截至2022年12月,俄罗斯媒体表示,这些问题尚未得到解决。
四、俄罗斯的芯片制造工具和材料进口
俄罗斯苦苦挣扎的国内芯片产业继续严重依赖西方零部件和材料。该报告通过与C4ADS 的Simpson 合作审查数据,探讨了俄罗斯芯片制造设备和材料的持续贸易情况。
它检查了从俄罗斯-乌克兰冲突开始到2023年7月31日期间的俄罗斯海关进口数据,此后该数据不再可用。
当运往俄罗斯的公司提供包含其货物详细信息的清单时,将收集此数据,其中包括货物的原产地、送货地址、俄罗斯买家、成本、重量和内容描述。
有时,运输或接收半导体相关货物的公司似乎是专门为走私目的而成立的空壳公司。其他公司是真正的公司,其中一些与俄罗斯国防工业基地有明确的联系。一些托运人可能会掩盖其货物的内容,以避免引起监管机构的注意。
然而研究数据显示许多公司只是在商品描述的末尾加上“非军事用途”的字样——即使美国制裁禁止向俄罗斯运送相关商品。
数千个数据条目列出了欧洲、日本、韩国、台湾和美国半导体公司的名称。
报告根据半导体及相关材料和制造设备的海关编码,以及西方主要芯片行业公司名称和某些产品类别(例如“光刻胶”和“硅晶圆”)的关键词搜索了这些海关数据。搜索。
1、芯片制造材料
俄乌冲突期间,俄罗斯继续进口晶圆和其他材料,进口晶圆和芯片制造材料的数量与冲突前四年大致相同。自俄罗斯-乌克兰冲突开始以来,这相当于每月价值数百万美元的芯片制造材料(图1)。 (除非另有说明,以下所有数据均来自C4ADS对俄罗斯海关数据的分析。)
图1:俄罗斯芯片制造材料进口月度金额(下限预估)
报告指出,在价值约9000 万美元的芯片制造材料中,7300 万美元来自中国(图2,B 组)。其他最大的进口来源是中国台湾,提供了900 万美元的芯片制造材料。很多台湾原材料都是由俄罗斯企业发货,但百航科技等几家台湾企业却多次向多家俄罗斯电子企业发货。研究中发现的几乎所有从韩国出口的芯片制造材料都涉及一家公司—— Elmatech 的产品。
图2:俄罗斯芯片制造材料进口按交易量(主要是晶圆)
2、芯片制造设备
除了芯片制造材料外,俄罗斯还成功从国外进口多台芯片制造设备和数十种零部件。例如,2023年2月,韩国Jusung Engineering公司以2900万美元的价格出售了一批标有“半导体或电子集成电路生产机器和设备”的商品。买家是俄罗斯公司OOO Enkor Group。美国随后对其实施制裁。林惇科技是一家在美国运营和领导的中资公司。被制裁前,其与OOO Enkor Group共进行了9笔交易,总价值3000万美元,主要是生产晶圆的工具。
美国Lam Research公司制造的三款等离子刻蚀设备也成功出口到俄罗斯:其中两台从韩国发货,一台从中国台湾发货(图3)。这些设备已经很旧了,在二级市场上被Smart Kit Technology 公司追逐,该公司是一家在香港注册、没有在线业务的公司,直接从韩国和台湾运送到一家名为OOO Izovak 的俄罗斯公司,该公司向俄罗斯监管机构提交了报告。政府所有实验室都提供制造设备,因此基本的尽职调查会将其标记为高风险交易。制造这些工具的西方公司与这些交易无关,因为他们多年前就首次出售了这些设备。此类交易表明有必要将出口管制执法工作扩大到二手设备交易的二级市场。
图3:俄罗斯芯片制造设备及零部件采购来源
据报道,在运往俄罗斯的芯片制造设备和零部件中,近一半(47%)的美元价值来自中国,其余来自非中国来源。例如,Izovak Engineering将韩国技术转移到俄罗斯,这些设备大部分是直接从韩国运来的。在从韩国运往俄罗斯的价值4800万美元的芯片制造设备中,上述—— Jusung Engineering公司仅一笔交易的出货量就占到了一半以上。西方国家中,除了出口额最大的美国外,韩国也是出口额最大的国家。中国台湾也是主要来源地,共有23批货物来自中国台湾,价值400万美元。报告称,韩国和台湾都正式遵守出口管制,但需要加强执法以阻止出口。
以色列没有参与对俄罗斯的制裁,并且似乎允许俄罗斯购买晶圆切割和检查设备。俄乌战争爆发以来,至少有30批源自以色列的半导体制造技术抵达俄罗斯,其中大部分直接从以色列出口。以色列半导体检测设备制造商Camtek生产的检测设备被Smart Kit Technology从以色列采购并运往中国香港,然后转售给俄罗斯客户。这批货物还通过一家设备经销商出售。
数据还显示,俄罗斯采购了大量半导体制造设备所需的备件,为俄罗斯工厂目前设备的维护提供保障。从进口额来看,53%来自中国大陆,29%来自韩国。报道称,俄罗斯已进口至少四批ASML光刻机备件,包括ASML 5500/800光刻机的激光器、镜头、棱镜、反射镜和光学元件。这是一台旧的光刻机,很可能是十多年前从一家西方芯片制造商那里获得的。尽管这种光刻机无法生产高端处理器,但它可以生产用于国防应用的更简单的微控制器,以及用于电子战、传感器和通信的宽带隙半导体。
表1:俄罗斯采购芯片制造设备所需备件来源
这些数据表明,俄罗斯国内芯片制造业仍高度依赖进口材料和设备。据俄罗斯媒体报道,虽然俄罗斯至少进口了部分所需零部件,但在获得所需数量方面仍面临问题。报告称,需要加强出口管制执法的有——项,其中包括二手芯片制造设备。
五、俄罗斯的芯片进口
由于俄罗斯芯片制造业面临困难,该国芯片的主要来源仍然是国外芯片生产商。官方数据显示,俄罗斯2022年进口了8.36亿美元的半导体设备。这明显低于2021年17亿美元的进口额,但仍然很可观。由于制裁破坏了俄罗斯直接从西方进口芯片的能力,俄罗斯已转向新的供应商。
美国企业研究所研究了俄罗斯芯片进口新趋势,显示俄罗斯仍然主要进口西方芯片,尽管是通过第三国进口。迄今为止,中国是俄罗斯最重要的芯片来源国。 2023年上半年,以美元计算,来自中国(不包括中国台湾)的出货量占俄罗斯芯片采购量的88%(图4)。
图4:按国家/地区划分的芯片出货量份额
自制裁实施以来,媒体关注的焦点集中在俄罗斯从缺乏芯片产业的邻国进口芯片的急剧增加,其中包括土耳其以及南高加索和中亚国家。在俄乌冲突之前,俄罗斯几乎没有从他们那里进口半导体。然而,现在,这些国家和地区正在将从国外购买的芯片运往俄罗斯。
日经亚洲记者发现,制裁实施后的12个月内,印度洋岛链马尔代夫向俄罗斯出口了价值5300万美元的半导体设备。马尔代夫没有半导体产业,但此次发货恰逢俄罗斯航空公司开通马尔代夫和莫斯科之间的直航航班。然而,以美元计算,中国(包括香港关税区)是迄今为止最重要的芯片来源地。
但俄乌冲突期间的情况并非如此,当时俄罗斯从欧洲国家、新加坡、韩国和台湾进口了大量芯片。由于这些国家和地区切断了对俄罗斯的大部分半导体出口,俄罗斯不得不建立新的贸易路线。但这种贸易转变显着增加了成本。
美国企业研究所通过将2023年运往俄罗斯的半导体的平均成本和重量与2019年和2021年的可比数据进行比较(由于数据差距而避开了2020年),美国企业研究所发现,2023年,每公斤进口到俄罗斯的芯片价格达到2,730美元,比俄乌冲突前高出80%(表2)。在全球芯片市场上,2023年总体来说是全球半导体价格极其疲软的一年,尤其是存储芯片,价格低于平时,因此俄罗斯支付的价格与正常价格之间的差距甚至可能大于80%。
表2:俄罗斯芯片进口价格上涨
尽管俄罗斯仍然设法进口大量芯片,但这并不能保证其拥有足够数量的所需各类芯片。与大多数类型的复杂设备一样,军事设备通常需要数十或数百个芯片和其他电子元件。鉴于俄罗斯国防工业基地的保密性,有关国防制造供应链问题的公开信息很少。与俄罗斯民用制造业相比,俄罗斯国防工业受半导体中断的影响较小,因为它们可能存储更多芯片,并且可以获得民用公司无法获得的走私芯片。
尽管如此,芯片制裁对俄罗斯民用制造业造成了重大干扰。俄罗斯媒体多次讨论芯片短缺如何给民用工业带来重大问题。例如,2022年3月11日,俄罗斯禁止进口半导体再出口
,以增加库存。2022年5月2日,俄罗斯媒体报道了个人电脑用半导体短缺。2022年5日,俄罗斯一家大型汽车制造商宣布停工三周,随后由于包括半导体在内的零部件短缺,每周工作时间缩短至四天。2022年5月16日,俄罗斯取消了半导体等技术零部件的进口税,并简化了进口流程,以改善供应。2022年5月17日,俄罗斯媒体报道称,由于半导体短缺,该国正在生产没有多媒体系统的汽车。随后,半导体短缺的影响持续到了2022年夏季。2022年6月6日,俄罗斯媒体报道称,由于半导体短缺,在开发谷歌支付和苹果支付等非接触式支付的替代品方面存在困难。俄罗斯《生意人报》2022年7月27日报道,由于芯片短缺,俄罗斯人的汽车租赁量减少,而同年8月1日报道的汽车销量下降也归因于半导体供应问题。半导体紧缺导致很多民用设备制造的延迟持续到2023年。2023年1月13日,俄罗斯国家原子能公司宣布,将开始收购俄罗斯微型电子公司,以建立一个能够更有效地解决故障造成的困难的企业集团。2023年2月4日,《生意人报》报道称,尽管消费电子产品被明确免除了七国集团的制裁,但零部件短缺导致iPhone维修延迟。2023年6月3日,面对护照和银行卡芯片的供应链中断,该国最大的银行俄罗斯联邦储蓄银行不得不从旧卡中取出芯片并安装在新卡中。俄罗斯国家电信公司Rostelecom将“设备短缺”归咎于向农村地区提供高速互联网的延迟问题,这种延迟很可能是由芯片控制或其他技术制裁造成的。换而言之,制裁导致俄罗斯一些最大、最有影响力的公司甚至推迟了对简单芯片的采购和应用。俄罗斯国防工业基地是否也面临类似问题?可以理解的是,俄罗斯媒体对国防部门的供应链问题的报道相对较少。然而,它一再提到在获取无人机和通信设备所需的组件和技术方面遇到了问题,芯片控制和更广泛的技术制裁几乎肯定会加剧这些问题。六、新一轮制裁是否会造成新的供应链中断?一系列制裁和出口管制对俄罗斯供应链的影响不可避免地会随着时间的推移而减弱,因为俄罗斯可以建立替代供应来源。然而,重新建立供应链来源的努力并不及时且成本高昂,这也导致俄罗斯采购获取芯片的能力出现延误和不确定性。为了测试新制裁措施的影响,美国企业研究所检查了2023年5月19日被美国制裁的43家俄罗斯公司,这是美国防止俄罗斯进行制裁规避的努力的一部分。从这些公司在制裁前两个月和制裁后两个月的进口数据来看,实施新的制裁使受制裁公司的芯片出货量在制裁后的两个月内减少了41%,即使贸易完全在俄罗斯和中国公司之间进行。在这些制裁之前的两个月里,相关俄罗斯公司进口了5906批半导体技术,价值2800万美元(图5,Panel A和B)。其中,有3961批货物,价值1000万美元,被发现包括了源自西方的技术(图5,Panel C和D)。


