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圖表會說話:中國如何走到這一步? 令科技霸主美國芒刺在背

七年前,中國公佈《中國製造2025》計劃,要在10個行業中具有全球競爭力;本月在中共的二十大上,國家主席習近平宣稱要「堅決打贏關鍵核心技術攻堅戰」。

他的宣示反映了中美之間日益加劇的緊張關係,美國近年來已經收緊向這個全球第二大經濟體轉移尖端技術。 

以下圖表說明了中國在最先進技術上與美國縮小了多少差距,以及為什麼拜登政府感到芒刺在背,得大幅加大對中國的限制。

研發蓬勃

隨著經濟的蓬勃發展,在鄧小平在1990年代初期重啓經濟開放的幾十年來,中國不遺餘力地增加在科技方面的投資。中國現在的研發總支出僅略落後於美國。

經濟危機時期反而成了中國縮小與美國差距的良機。在2000年互聯網泡沫破滅和2008至2009年全球金融危機之後,美國的研發支出增長速度放緩甚至萎縮,中國則不斷擴張。

經合組織(OECD)尚未提供2021年研發總支出的數據,但中國宣布,去年其官方投資增長超過14%至2.8兆元人民幣(3880億美元),增幅高於2020年的10.2%。根據美國國家科學與工程統計中心的數據,美國上一財年聯邦研發預算減少2.6%至1656億美元。

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中國科技研發費用年年增加。彭博新聞

高科技需求增長

中國是全球最大的出口國,也是衛星、光纖、矽、激光束和其他支撐先進技術發展的高科技產品最積極的進口國。根據韓國國際貿易協會研究員Kim Minwoo的數據,中國在全球高科技產品進口中的份額在過去十年中穩步增長,從16.3%增加到18.6%。 

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中國單獨就購買了全球五分之一的高科技產品。彭博新聞

部分增長可能是由於中國作為世界工廠的地位,它進口高科技零部件,用於組裝成手機或電腦等產品,然後再出口。

隨著美國加強出口管制,中國大量進口商品也代表其更加脆弱。根據TrendForce,特別是如果美國的禁令進一步擴大,中國的高性能計算——在航空航天、武器和人工智能發展中不可或缺——可能會嚴重受損。

超級計算機

中國的超級計算機數量在2016年超過美國,兩者的差距在2020年來到最大。但根據TOP500數據顯示,隨著美國加大對中國獲得先進設備的限制,中國的領先優勢正在縮小。 

超級計算機有多種用途,從氣候預測到疫苗開發以及太空探索。它們還可以模擬核試驗和導彈防禦,並處理用於人工智能開發的大量數據。拜登政府對中國出口的新限制,就特別禁止用於超級計算機和人工智能的晶片。

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中國超級計算機數量後來居上,超越美國。彭博新聞

超級計算機的速度

對中國來說,超級計算機性能方面的問題更為嚴重。在中國努力提高超級計算機速度的同時,美國在這方面去年開始大幅飆升,同時對七家中國超級計算實體實施制裁。

美國指其活動危害國家安全或外交政策利益。北京一再駁斥美國的主張,並宣稱針對中國科技公司的舉措旨在阻止中國超越美國。

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美國超級計算機的速度遙遙領先中國。彭博新聞

晶片的大小

產值5500億美元的半導體產業是中美科技戰的前線。根據韓國的數據,2020年,中國佔全球晶片產量的17%,遠高於2000年的2%,同期美國的份額從24%減至12%。根據哈佛大學貝爾弗科學與國際事務中心在最新一輪制裁前發布的一份報告,到2030年,中國的份額料將提高到24%,美國則降至10%。

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中國晶片越做越小,已追上美國的技術。彭博新聞

競爭的關鍵之一是盡量縮小單個電晶體(transistor)的大小。根據7月份的報導, 中芯國際正在交付使用7奈米技術製造的比特幣挖礦晶片;由於美國禁止銷售先進光刻機,外界原本預期它無法開發小於10奈米的晶片。

儘管有這項受到報導的成果,但過去十年在國內晶片行業投入數十億美元的中國仍在艱難行進。

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