Washington har infört en rad exportkontroller av mycket sofistikerade processorer och utrustning för chiptillverkning från företag som Nvidia i syfte att hindra den kinesiska militärens framsteg inom artificiell intelligens och superdatorer.
Dessa restriktioner hindrar också TSMC, som använder amerikanska produktionsanläggningar för chip, och andra utländska chiptillverkare från att acceptera order om att tillverka dem.
Enligt källor har de senaste amerikanska exportkontrollåtgärderna, som infördes i oktober förra året, avslöjat hur begränsad Kinas kapacitet för produktion av avancerade chip är och hur beroende kinesiska AI-chipdesignföretag är av TSMC, världens största chiptillverkare.
Fyra källor, varav en har direkt kunskap om frågan, har avböjt att bli identifierade på grund av känsligheten i chiprelaterade frågor i Kina.
Enligt två av dessa personer lämnade Kinas två största AI-chipföretag, MetaX och Enflame, in nedskalade designförslag för sina chip till TSMC i slutet av 2023 för att följa USA:s restriktioner.
Tidigare har företagen marknadsfört sina chip som likvärdiga med Nvidias grafikprocessorer (GPU:er).
Shanghai-baserade MetaX har utvecklat en artificiellt nedgraderad produkt som heter C280, sade de två personerna och tillade att Kina hade slut på lager av sin mest avancerade GPU, C500, tidigare i år.
TSMC avböjde att kommentera enskilda kunder och sade bara att de arbetar med kunder för att säkerställa att de följer jurisdiktioner som är relevanta för deras verksamhet.
Både MetaX och Enflame är så kallade ”små jättar” – unga företag som valts ut av de kinesiska myndigheterna och som har potential inom viktiga sektorer och därför är berättigade till statligt stöd.
Förra månaden fick MetaX statligt stöd för ett projekt för att utveckla ett inhemskt chip för träning av artificiell intelligens på hög nivå, och företaget har ett antal FoU- och tillverkningsprojekt på gång i hela Kina.
Enflame säljer sina chip till statligt ägda företag och samarbetar med flera lokala myndigheter i olika projekt.
Förutom teknikjätten Huawei finns det cirka 50 nystartade företag inom AI-chip i Kina som siktar på att konkurrera med Nvidia, uppskattade det amerikanska företagets VD Jensen Huang i december.
Vissa av dessa företag har dock drabbats direkt av USA:s exportrestriktioner och kan inte längre leta efter fabriker utomlands, vilket försätter dem i en ännu mer prekär tillverkningssituation.
Kinas svårigheter med att tillverka AI-chip kommer sannolikt att gynna Huawei ytterligare, som står mot Nvidia i Kina efter att exportrestriktioner tvingat det amerikanska företaget att utveckla svagare chip specifikt för den kinesiska marknaden.
Under 2018, när de tekniska spänningarna med USA eskalerade, intensifierade Kina sina ansträngningar för att utveckla självförsörjning av chip och investerade kraftigt i sektorn.
Förra månaden tillkännagav regeringen den tredje delen av China’s Integrated Circuit Industry Investment Fund, som har tilldelat 48 miljarder dollar till industrin, vilket innebär att det totala beloppet för fonden sedan 2014 uppgår till över 100 miljarder dollar.
Sektorn har också dragit nytta av enskilda lokala myndigheters fonder och olika subventioner, inklusive skattelättnader och lån med låg ränta.
Det finns cirka 44 chipfabriker i Kina, men det är bara Semiconductor Manufacturing International Corp (SMIC) som kan producera stora volymer av mycket avancerade GPU:er, säger två källor. De sade också att SMIC:s produktionskapacitet på denna nivå hittills har varit begränsad till Huawei.
SMIC har inte svarat på en begäran om kommentarer.
”Huawei, som har stängts av från utländsk chipsproduktion 2020 på grund av amerikanska sanktioner, avböjde att kommentera. Washington säger att företaget utgör ett hot mot USA:s nationella säkerhet, en anklagelse som företaget förnekar.
Tre av de fyra källorna sa att SMIC i år gick med på att allokera en begränsad del av sin produktionskapacitet till kinesiska AI-chipföretag, som har sanktionerats direkt av Washington och hindrats från att tillverka utomlands.
Ett sådant företag var det statligt stödda Cambricon, som enligt källorna har haft det kämpigt sedan det belades med amerikanska restriktioner i slutet av 2022 på grund av oro för att det skulle kunna leverera AI-chipteknik till den kinesiska militären.
Cambricon, som i ett samtal med analytiker förra året sade att det stod inför ett tryck på produktförsörjningen, svarade inte på en begäran om kommentar.
Kina har som svar på de amerikanska sanktionerna anklagat Washington för att bredda begreppet nationell säkerhet och använda statsmakten för att utvidga sina åtgärder mot kinesiska företag.
