美国的新组合拳
10月17日，美国发起一轮新的科技战攻势。他们的商务部宣布了对中国新的科技封锁政策，其中很大一部分针对人工智能（AI）技术领域。关于这一套新政策的细节，自媒体上已经有很多分析文章，我简单总结如下：
第一：对中国，不允许你拥有高端的GPU芯片。国内的AI计算，和国外一样，主要使用英伟达的GPU卡。按之前的规定，英伟达的卡，顶级的H100不可以卖给中国，但性能稍低的H800可以；以后H800和A800中国人都不可以买了。想买的还有一个月时间做一锤子买卖。
第二：你不是想自主开发GPU芯片吗？那我就封杀你的上游，上游中国被卡着脖子呢。他们首先把中国的几家GPU公司列上了黑名单，包括国内领先者壁仞科技。上了黑名单的公司，从电路设计软件开始，到流片生产，基本上都无法使用国外的资源；那些资源都被美国通过全球霸权控制着。对于其他公司，美国进一步细化了GPU芯片的性能限制，超过某个标准就禁止“美国”参与。过去可以用几个小芯粒（Chiplet）拼出一个大算力芯片，现在他们规定了算力密度，堵死了这条路。美国人对“美国”的定义很霸道，什么都可以说是美国的。国内的芯片设计公司，使用先进技术节点，基本上都去台积电流片生产。以后，中国先进的GPU基本不能在台积电流片。
第三：中国也在建设先进工艺节点的生产能力。美国这次又细化了设备对中国出口的限制。
第四：面对美国的制裁，中国公司过去有一些手段，比如通过第三方公司去购买设备，去流片。美国人已经察觉了，开始堵这些漏洞。
背景介绍
国内人工智能界的人士认为，现在全球AI只有中美在竞争，其他国家已经放弃了。都没有这个财力、人力，和这么多的数据。在美国看来，AI的竞争是绝对不能输的。谁输了，将来打仗时，自己就要用血肉长城对抗对方的机器人。从好多年前开始，美国媒体就一遍一遍地问：中国的人工智能是否超越美国了？这是在喊“狼来了”，其实中国谈不上超越美国，就是紧跟着亦步亦趋，让他很难受。
这里说，由于习大大的重视，中国已经在AI领域甩开了美国。太夸张了！
这里说，AI争霸是赢家通吃。中美竞争头名，欧盟跟在后面。基本同意
现在AI界普遍认为算力比算法重要。算法大家都能想到（其实直到最近，算法大部分是开源的），但训练的海量计算要花钱，要有大量的硬件。目前算力的欠缺已经影响到中国各大公司的模型训练。
在中国的AI计算市场上，英伟达的份额是70-80%的样子。他们成功的最主要原因是开发了编程的工具软件（CUDA等），逐渐建立了生态环境。什么叫生态环境？国内AI专业的学生，都是从学习在英伟达的板卡上，使用CUDA语言编程，使用英伟达的算法库起步的。走向工作，有了经费就想去买英伟达的卡。
AI算法在不断演变，对芯片的要求也随之变化。阿尔法狗让卷积神经网络兴起，所谓卷积就是拿一个小面积的过滤镜去扫描一张大图，输入少数参数进行大量的计算。包括多家中国公司在内的芯片厂家开发了更适合卷积网络的专用的AI芯片，比GPU更高效。但现在ChatGPT等大语言模型出来了，GPU又成了最高效的芯片。英伟达的老黄走运，一下子芯片就供不应求。实际上大模型的计算性能都不是被GPU的本身制约的，而是被它的数据吞吐能力；因为不像卷积网络，它的计算需要特别多的参数输入。英伟达芯片里封装的那块HBM（高带宽内存）决定了大模型的算力。
这项禁令对英伟达的打击非常重。据业内人士，英文达H100的良品率非常低，百分之十几的样子，毕竟已经把芯片设计做到极致了，剩下的芯片可以修理成H800。H100和H800，A100和A800，实际上是一颗芯片，次等货而已。过去的制裁，让他顺便就把800号芯片卖中国了，估计老黄在偷着乐。这次他就惨了，没有中国，哪里找这么大的市场去吸收他80%多的芯片？传说他找到美国政界做了很多游说，但是无果。禁令出来，他的股票马上掉了一截。
中国的对策
肯定有人讲，美国的封锁促进中国产业的发展。话虽不算错，但在这个行业里面干活，才知道要面对多少困难。
比如华为的新手机让大家了解到国内已经具备了先进工艺节点的能力，虽然还不是世界最先进的。日后高性能GPU可以在国内流片。但国内目前的这些先进工艺的产能根本不够。相关的企业都上了美国的黑名单，相关的设备都被禁运。先进工艺的产线，离开进口设备目前很困难，国产光刻机想都不要想。中国想扩大产能没那么容易。
而且，刚刚讲过，决定大模型算力的实际上是HBM，这种高带宽内存目前只有韩国现代产，说不定美国还会在HBM上面封锁咱们。中国自己的HBM可能要等到2026。
这几年，半导体上游技术的国产化进展很大。虽然总有一天我们可以做到芯片行业的完全自主，但技术进步需要时间。国家还是应该采取手段为这个产业的国产化争取时间。
首先，要有还击手段迟滞对方的下一波打击。两个人打架，一方不还手，另一方肯定一拳一脚地变本加厉。最近中国开始限制稀土出口，看起来收效不错；否则美国这一轮会打得更狠。平心而论，10月17日的这一套东西虽然挺厉害，但只是去年10月7日条例的微调和补漏。现在两个大国全球博弈，双方都捏着对方的弱点，可用的棋子很多；对这一轮攻击中国也应该适度回应一下。比如给英伟达的消费级显卡增加点儿关税或麻烦？美国的制裁是双刃剑，我们让他把自己伤得更深一些。
其次，现在还能买到的设备尽量多买吧，不要舍不得花钱。不过据我所听到的，这方面可以放心。
剩下的，就是需要国内的AI芯片行业一起努力了。不要只内卷，应该注意合作维护共同的生态环境。万一将来英伟达完全退出中国市场呢？我注意到国内有厂家把芯片做成CUDA兼容，这倒是个办法。
产业合作很重要。目前国内只有中芯国际一家晶圆厂掌握了先进工艺，国家应该让他们把技术授权给其他有条件的厂家，迅速增加产能。
外部条件受限，也会刺激创新。在现有的工艺上改进性能，还是能想到办法的。既然大模型的计算受制于数据吞吐能力（就是内存带宽），搞存算一体完可以用落后的工艺提供相同甚至更高性能，更低的功耗。国内在这方面的研究很活跃，且看两年内是否能涌现出拳头产品。
展望与隐忧
中美的AI争霸赛，美国不能输，中国也不能输。中国不需要遥遥领先，只需要做到在核心技术层面没有代差。做到这一点，以中国制造业的巨大优势，任何新技术的落地和应用推广都会比美国快得多；美国是赢不了的。现在AI竞争的态势是：算法大都是美国人发明的，而应用层面中国在大部分领域领先。
算力这东西，可以用较少的高性能硬件堆出来，也可以用更多的低性能硬件堆出来（可能以更高的耗电，更高的成本为代价）。这不是手机必须最先进的工艺，落后的芯片在算力中心也能凑合用。相信中国算力中心的建设者们，在AI竞争中不会在乎这些钱。美国卡中国的算力建设，不会造成技术代差。所以英伟达的老黄说得对，你这样制裁最终会帮助中国的芯片厂家。
我觉得中国的隐忧反而在算法层面。过去，算法是别人发明以后开源的。人工智能是危险的技术，算法开源有利于全人类的安全。但如果下一个重要算法突破发生在美国，人家秘密地投入应用呢？毕竟，GPT3开源，从GPT4开始，人家就不开源了。
这就带来一个问题，看上面的统计数字。比高质量论文，比专利数量，这些指标中国早已大幅度领先美国。然而论关键突破，从阿尔法狗到Chat-GPT，都是美国人搞的。这是我们需要认真反思的。
美国仍然有顶尖人才的优势，这点不能否认。但我们在改善创新环境方面是否还有工作要做？我觉得，从重要科学发现到原始技术创新，还是需要给顶尖人才足够的自由。不是某些人讲的自由，是财务自由：不用为生活担心，想做什么事情不用为经费担心。
不说别的，发明Chat-GPT的是OpenAI的战略科学家Sam Altman；他那套技术路线大家都知道；都认为是笨法子，没前途。这要是在中国，风投们一个个精得跟鬼似的，做个尽调，找专家咨询一下，他能拿到钱才怪。这样的人就需要盲目的相信者。
有时候，我觉得科技进步不光需要聪明人，还需要傻人，或者又聪明又傻的人。
本文2023年10月19日发表于微信公众号 物理博士看天下 （AI争霸战与美国的封锁），风云之声获授权转载。
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戴岚山
物理学博士。
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