到 2025 年,中国的技术可能会发生什么?

  • 到 2025 年,中国的技术生态系统可能会发展壮大,并在活力、创新和竞争力方面与硅谷相提并论。
  • 这种活力将逐步采取信息技术的工业用途,因为中国发明的轨迹从用户网络转向工业互联网。
  • 中国将主要成功部署高度称职的“新基础设施”——云计算、5G 网络、智慧城市和监控项目等——以缓解向工业网络的过渡。
  • 美国对半导体的出口管制将对中国全新的基础设施建设起到一个小小的刹车作用。但是,对半导体制造设备 (SME) 不断扩大的限制将表明,中国仍然容易受到未来创新芯片分销链中断的影响。

关键假设:

  1. 从“十四五”规划(FYP)开始,基础设施的发展可能会成为重点,以努力为传统企业应用新兴技术创造新的发展来源。
  2. 美国当局将主要维持对华为的出口管制,但美国半导体行业和盟友的压力将阻止这些管制的显着增长,这可能会阻止芯片出口到阿里巴巴或腾讯等科技巨头。
  3. 不会对科技领域产生重大的外部冲击(例如量子计算或人工智能领域改变游戏规则的发现),这可能会从根本上改变全球技术能力的平衡。

领先指标:

  1. 在整个京津冀首都经济区、长三角地区和珠三角经济区部署独立的 5G 网络。
  2. 中国的云计算市场在 2022 年超过 300 亿美元,是 2020 年总量的两倍。
  3. 由中国领先的芯片厂半导体制造工业公司 (SMIC) 进行先进 7 纳米 (nm) 芯片的商业化生产。

基本情况 (60%)

中国的技术生态系统在未来五年内可能会发展壮大,并将在很大程度上成功地实现从客户网络向工业互联网的过渡。特别是,中国政府部门和私营部门将尝试利用人工智能(AI)和5G等强大的新兴技术来改造和更新中国城市和农业、制造业、电力和交通等传统行业。

这种关注将表明过去十年基于微信、支付宝和TikTok等程序的客户技术发生了显着变化。相反,中国的技术格局可能会进入一个资本密集程度更高的阶段,因为它针对智能电网、影子工厂和自动驾驶汽车 (AV) 等工业用途。

到 2025 年,中国可能会成为工业工程项目的世界领先者,但这一方向将继续依赖于获得在中国南方以外地区制造的创新半导体。主要基于三个变量:

  1. 在重点工业和城市区域推出“新基建”;
  2. 新一代中国工业科技创业公司的崛起;
  3. 中国在半导体设计方面取得了进步,但在最先进的半导体制造方面却持续疲软。

分析:

一、新基建铺路

“新基建”一词最早出现在 2018 年中国政府的讲话中,但在整个 2020 年上半年在政策圈内迅速升温。在随后的五个十年中,创建这种电子基础设施并用它来更新传统企业可能会成为中国技术进步的核心。
国家发改委总结了三类基础设施:“信息基础设施”(信息设施、云计算、5G网络)、“融合基础设施”(智慧城市、智能电力)和“创新基础设施”(STEM教育、超级计算机) )(见图 1)。

在这个三驾马车中,“信息基础设施”是可以容纳工业规模的信息流和信息处理的物理基础。“集成基础架构”的下一个支柱包括在该基础之上构建的有效应用程序,通常是大规模的。最终,“创新基础设施”确定了用于培养和支持将推动本土技术前沿的人力资本(本土研究人员、工程师和学生)的资源。

图 1. 新基建计划的结构

资料来源:MacroPolo。

通过将这些部分拼接在一起,中国的政策制定者希望让城市的交通流量和电网通过人工智能算法不断优化。他们计划建造密闭监控系统,允许自动观察全国公共空间,接近新疆网络的全面性。

他们描绘了允许全自动“昏暗工厂”以及安装 5G 网络。他们渴望让大学的研究人员能够获得丰富的计算资源和尖端工具。这种技术乌托邦式和反乌托邦式的愿景仍然远离更混乱的现实,但它为政策制定者提供了指路明灯。

实现这一目标的进展取决于私营技术公司的积极参与。除了全球范围内的重大限制之外,这些企业积极推动新的基础设施建设是国内政商联盟的结果。

在国内,中国个人科技公司和中国当局都对实现新的基础设施计划有着共同的兴趣。阿里巴巴、腾讯和百度等领先公司在“信息基础设施”(如云计算)和“集成基础设施”(如自动驾驶汽车和智慧城市)方面看到了巨大的商机。在中国政府看来,过去十年的社交网络程序经常被视为对其信息控制的威胁,但工业网络应用程序与中国政府将技术视为改善其政治和经济议程的工具的观点非常吻合。

在国际上,中国科技企业发现他们的机会正在缩小,尤其是在西方经济体。尽管这些科技公司在国外,特别是在发展中国家,仍然有重要的立足点,但国际增长在中期不再是一个值得信赖的增长来源。这可能会迫使这些组织加倍利用国内增长来源,将面向消费者的计划扩展到商业产品和服务。

中国全新的基础设施建设将面临地方政府获得资金和半导体来源的限制,尤其是对华为而言(详见下文)。然而,中国将在中期内克服这些限制,首先将资源集中在关键领域的试点应用上。

在资金方面,中央政府希望防止另一场不同的投资热潮,这种热潮可能会使地区陷入混乱,并让国家背负“幽灵信息中心”的债务。两个地方当局和技术巨头已经承诺为新的基础设施开发提供一些资金,但这些费用的很大一部分可能已经计入,只是被重新命名为“新基础设施”投资。在半导体方面,华为不断减少的创新芯片库存意味着中国最初需要在安装独立 5G 的同时挑选自己的位置。

鉴于这些限制,中国政府将决定首先将新基础设施投资重点放在金融倒挂的重点工业和大都市地区:北京周边的京津冀首都经济区,上海周边的长三角地区,和广东的珠江三角洲。

这些地区拥有必要的财政资源和人力资本来生产新的基础设施投资运营,智能生产和自动驾驶汽车方面的重要项目已经在进行中。独立 5G 网络的加入将允许在智慧城市、能源和农业等领域进行更多实验。其他具有一定产业集群的地区(贵州的云计算集群,甚至新疆的庞大监控结构)甚至可能会出现新的基础设施投资,但重点也将集中在重要的沿海枢纽上。

四十年前,这些沿海地区是中国进行国际贸易和海外投资试验的实验室。在未来十年内,它们将成为将新兴技术应用于城市和工业问题的重要实验的试验台。

中国在这些领域的新基础设施建设将基本成功,从而在 2022 年左右导致真正的金融波动。这些试验随后将扩展到其他领域,在 2022-2025 年结束时,利润可能会在全国范围内更加分散。

2. 新创企业领跑工业互联网

中国工业网络发展的优势不会同时分布在其技术业务中。中国现有的科技巨头可能会带头建设大量的实体“数据基础设施”,但一批新的新兴中国初创公司将在该基础设施之上组装的各种产品中获得最佳回报。在这些巨头中,阿里巴巴可能最适合利用全新的基础设施计划。

其原因在于腾讯、字节跳动、百度等大平台公司的激励和商业版本。这些公司都通过构建为数百万中国客户使用的软件平台而获胜,其中大部分收入来自与标准化提供商相关的费用或广告。

该平台版本相对可转移到计算等数据基础设施。中国的科技巨头确切地看到了美国同行在云市场的增长中失败的原因,他们已经投入资金在国内重现这一胜利。在 Covid-19 疫情爆发前的上个季度,中国云市场的年增长率达到 67%,阿里巴巴、百度和腾讯都承诺在未来五年内对云进行重大投资(见图 2)。

图 2. 中国云市场快速增长

资料来源:Canalys

但是,通过新的基础设施构建更集中的工业软件需要一种独特的商业模式,一种基于高度可定制的商业工程解决方案的商业模式。例如,机器人库存分拣系统必须根据每个客户的要求进行定制。每一份新合同都可能需要新的技术功能和售后服务。科技巨头经常缺乏在这些垂直领域有效竞争的激励安排,除了在智能城镇系统等大型项目的合同利润异常丰厚的情况下。

相反,新一代的中国科技创业公司将发展以满足这些市场。他们的市场产品将利用新的基础设施进行产业更新:智能耕作方法、自动交付无人机和处理上述各项的商业应用程序。所有这些初创公司可能不会在其前辈所做的庞大庞然大物中成长,但他们不一定需要这样做。他们可以围绕几个具体的用例和几个大客户建立一个有用且有利可图的公司。

大公司将继续在一些基础设施项目中发挥主导作用,尤其是涉及与省级或市级官员密切合作的备受瞩目的项目。阿里巴巴已经构建了相当多的“城市大脑”系统,百度也在湖南长沙试点其完全自主的“机器人出租车”车队。作为现有巨头之一,阿里巴巴可能会从新基础设施中发现最大的不利因素,因为它控制着 40% 的中国云市场,并在智能城市方面取得了一些早期的成功。

但对于数百种利基产品而言,这些产品将使新基础设施在众多行业中变得有价值,这将是这批新的初创公司引领潮流。

3. 混合薯条

尖端半导体的可及性仍然是中国中期技术发展轨迹的潜在重大障碍。中国面临两个外部挑战:1)美国限制向华为等特定中国公司出口芯片;2) 美国限制半导体制造设备 (SME) 的出口——这是在国内制造芯片所需的最重要工具。

到 2025 年,出口管制芯片将对中国执行自己的数字基础设施计划的能力产生很小的影响。此时,针对华为的出口管制将大大阻碍独立5G网络在全国范围内的部署,但不会对其他大多数新基础设施项目产生痛苦的影响。但在那个时期,由于对中小企业出口的控制,中国将努力在先进半导体制造领域取得进展。中小企业无法进入意味着中国将依赖外国供应商提供创新的处理器,因此容易受到供应中断的影响(见图 3)。

图 3. 2019 年全球半导体销售额市场份额

资料来源:半导体行业协会

短期内(2020-2022年),美国对处理器出口管制的最佳效果可能会阻碍华为在中国多个地区安装5G网络。该业务可能已经储备了足够的库存来在几个重要领域建立独立的 5G,但它已经放缓到建立新的 5G 基础渠道。

作为回应,中国将希望围绕不受美国出口管制的业务重组自己的 5G 业务。华为在与中国当局协商后,可能会将其大量标准必需的 5G 专利授权给国内外竞争对手,包括中兴通讯、中国信息通信技术公司和瑞典的爱立信。此外,华为拥有大量 5G 安装经验的射频工程师可能会迁移到这些公司,将他们的专业知识转移到试图继续在中国建设 5G 的各种企业中。

这种干扰以及重新招标现有合同的混乱过程将推迟 2022 年或 2023 年之前在全国推出独立的 5G 网络。但是,这些缺陷可能不会从本质上影响中国新基础设施的其他经济成功部分。一些早期实验将在沿海地区进行,这些地区可能会优先考虑早期安装独立的 5G 系统。与此同时,美国其他地区可以开始在新基础设施技术的众多非 5G 计划中收获其他唾手可得的成果。

虽然未来五年对先进半导体的出口管制可能会产生适度的影响,对中小企业出口的限制将在中期内限制中国国内制造先进芯片的能力。

连续几代的半导体都按照自己的“节点”(也称为“程序”)进行分类,较小的节点代表更多的创新芯片。在过去 20 年的大部分时间里,中国的半导体制造厂(“晶圆厂”)落后于世界顶级晶圆厂另一边的 2-3 个节点。截至 2020 年,全球最先进的半导体晶圆厂(台湾台积电)已开始生产 5 纳米节点的芯片。中国最大的半导体制造商中芯国际现在支持 3 个节点,在 14 纳米节点制造,即使数量减少,生产错误价格也更高。中芯国际计划在 2021 年开始 7nm 节点的有限生产。

推进到另一个节点是一个巨大的挑战,它经常需要新的 SME 的购买价格。中小企业的供应链遍布全球,绝大多数生产商在其制造过程中使用了一些美国元素。限制中国进入关键中小企业为美国当局提供了杠杆作用,它可以通过限制美国直接向中国晶圆厂出口(利用实体清单)或通过更广泛的外国控制来发布使用美国零件向中国销售的全球中小企业(利用澳大利亚直接商品和最低限度原则)。

如果这些广泛的国际控制措施发挥到极致,它们可能会暂时削弱像中芯国际这样的中国晶圆厂,切断它们对关键中小企业组件的供应或服务。

美国可能会选择性地限制中国进入中小企业,有效地阻止中国晶圆厂超越七纳米节点。尽管如此,它将避免从海外中小企业出口中削减中国晶圆厂的“核选项”。美国限制中国在 7 纳米技术进步的目标可以通过与荷兰等盟国合作,正式限制其最具创新性的 EUV 光刻机的出口,这些机器是制造 5 纳米或以下芯片所需的。

美国这些更有针对性的限制——阻止华为获得处理器收入,限制但不完全阻止中小企业向中国出口——在未来五年内不会对中国技术构成严重威胁。大多数中国公司将继续能够从海外供应主要节点芯片,中国顶级晶圆厂将继续向 7 纳米制造公司迈进。

然而,随着台积电和三星等主要国际晶圆厂从 5 纳米到 3 纳米及过去的进步,中国无法超越 7 纳米将由于其技术生态系统而引入重大漏洞。这种脆弱性为美国、欧洲、日本和韩国提供了应对中国技术进步的持久影响力。

次要情景 (40%)

从次要情况来看,中国将因为三个变量的组合而努力部署和利用新基础设施:1)在传统业务实施新基础设施软件方面的痛苦摩擦;2)简化中国5G部门的长期拖延;3)美国对半导体和中小企业出口管制的重要扩展。在这种情况下,中国的新基础设施建设可能会收到严重阻力,可能导致中国被证明无法利用新兴技术来升级传统业务。

摩擦、失误和浪费往往是中国基础设施规模工业计划的重要组成部分。但是,如果这些摩擦最终破坏了整个战略,则取决于它们的水平。通常情况下,这些实施中的问题被证明是代价高昂的,以至于它们危及新基础设施的实际效果。

许多最有希望进行新基础设施更新的企业不是私营企业和初创企业,而是由高收入企业主导,这些企业并不以敏捷或创新着称。这些东西被证明无法实施新的基础设施,大量支出成为人们账本上的债务积累。

此外,事实证明,独立 5G 网络的推出更加混乱,使中国的进步最多倒退了四年。这可能是由于政府试图让华为获得企业生命支持,或者美国连续将任何在中国从事 5G 工作的中国或外国公司列入黑名单。

这导致了这种情况的下一个方面:美国对加工商和中小企业的出口管制显着扩大到中国。在这种次要情况下,对处理器收入的限制被扩大到包括阿里巴巴等一些中国顶级云供应商。此外,美国对中小企业出口的限制已单方面扩大,以涵盖使用重要美国零件的中小企业进入中国的大部分国际收入,除了现有设备的维修,中国工厂的生产线暂时无效。短期内,这些活动将对中国的科技雄心构成巨大打击,这可能会使该国的生态系统臭名昭著。

然而,从长期和中期来看,如果执行它们,它们也可能适得其反。此举将疏远制造中小企业的欧洲和日本等美国的主要盟友,并激励全球所有中小企业组织剥离其产品中的美国成分,以防止美国的出口管制。转移这些美国零件是一个缓慢的过程(专家估计需要 5-10 年),但一旦完成,它可能会有效地消除美国对外国中小企业供应商的影响,并从根本上削弱美国全国中小企业市场。

从本质上讲,这可能是一张只能在之后才能使用的牌,在这种情况下,华盛顿选择在 2020-2023 年期间这样做,通过切断中国对复杂半导体的可及性,让美国在技术竞争力上一举成名。在这样做的过程中,美国降低了其对中国的长期影响力及其在盟友中的信誉,同时也阻碍了美国半导体公司的创新和竞争能力。

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