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吳澤林、尚修丞:美國(guó)重塑半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的邏輯

日期:2023/02/16|點(diǎn)擊:1298


[內(nèi)容摘要]在美國(guó)對(duì)華發(fā)起全面競(jìng)爭(zhēng),以及新冠肺炎疫情大流行和烏克蘭危機(jī)的疊加影響下,全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈遭受重大沖擊,美國(guó)等主要大國(guó)均開始構(gòu)建自主可控的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈。美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)較強(qiáng),但在制造能力特別是先進(jìn)制程工藝上較為薄弱,嚴(yán)重依賴東亞地區(qū),這被美國(guó)認(rèn)為可能引發(fā)一系列風(fēng)險(xiǎn),重塑半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈成為拜登政府執(zhí)政后的重要議題。為此,美國(guó)政府通過動(dòng)態(tài)精準(zhǔn)打壓對(duì)華半導(dǎo)體產(chǎn)供鏈、強(qiáng)化技術(shù)研發(fā)并推動(dòng)先進(jìn)半導(dǎo)體企業(yè)赴美建廠、構(gòu)建半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)盟等方式,試圖彌補(bǔ)制造能力的短板并掌控尖端芯片技術(shù)。20228月正式出臺(tái)的《芯片和科學(xué)法案》成為實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的重要舉措。但美國(guó)也較難擺脫對(duì)東亞地區(qū)的依賴及占據(jù)芯片尖端制造技術(shù),加之聯(lián)合對(duì)華遏制的困難,美國(guó)重塑半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的雄心面臨較大挑戰(zhàn)。

【關(guān)鍵詞】半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈 中美競(jìng)爭(zhēng) 《芯片和科學(xué)法案》

【中圖分類號(hào)】D815

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】1006-6241202206-0000-24


在近年美國(guó)對(duì)華發(fā)起全面競(jìng)爭(zhēng)、新冠肺炎疫情(以下簡(jiǎn)稱疫情)大流行和烏克蘭危機(jī)的疊加影響下,全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈遭受重大沖擊,在生產(chǎn)和運(yùn)輸方面不斷受創(chuàng),全球“缺芯”現(xiàn)象長(zhǎng)時(shí)間延續(xù),致使芯片價(jià)格上漲,交貨期限延長(zhǎng),企業(yè)大量囤積,對(duì)全球多個(gè)行業(yè)造成極大影響。對(duì)此,主要半導(dǎo)體大國(guó)紛紛出臺(tái)戰(zhàn)略舉措,增強(qiáng)技術(shù)研發(fā)和供應(yīng)鏈韌性。韓國(guó)政府于20215月發(fā)布《K-半導(dǎo)體戰(zhàn)略》,提出未來10年將斥資4500億美元建設(shè)全球最大的芯片制造基地,使出口總額增加到2000億美元,建成全球頂級(jí)半導(dǎo)體供應(yīng)鏈。20216月,日本政府宣布確立半導(dǎo)體數(shù)字產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略,將加強(qiáng)與海外合作,聯(lián)合開發(fā)尖端半導(dǎo)體制造技術(shù)并確保生產(chǎn)能力;加快數(shù)字投資,強(qiáng)化尖端邏輯半導(dǎo)體設(shè)計(jì)和開發(fā);優(yōu)化國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)布局,加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)韌性。[[1]]20222月,歐盟推出《芯片法案》(A Chips Act for Europe),擬動(dòng)用超過430億歐元建立完整、有彈性的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈,使2030年的生產(chǎn)份額達(dá)到20%,推動(dòng)實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體的自主可控。此外,德國(guó)、西班牙、印度等國(guó)也宣布加強(qiáng)投資或補(bǔ)貼力度,發(fā)展本土芯片產(chǎn)業(yè)。




 “缺芯”對(duì)美國(guó)多個(gè)行業(yè)的影響尤為突出。美國(guó)商務(wù)部副部長(zhǎng)唐·格雷夫斯(Don Graves)曾談到,美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)面臨兩大危機(jī),一是半導(dǎo)體供應(yīng)短缺擾亂了汽車、消費(fèi)電子等多個(gè)關(guān)鍵行業(yè),造成企業(yè)裁員和經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇放緩;二是美國(guó)在半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的“長(zhǎng)期領(lǐng)導(dǎo)力”面臨威脅。[[2]]美國(guó)政府認(rèn)為,這些危機(jī)對(duì)美國(guó)經(jīng)濟(jì)和國(guó)家安全造成重大威脅。為此,拜登政府上臺(tái)伊始就簽署行政令要求對(duì)包含半導(dǎo)體在內(nèi)的四大關(guān)鍵領(lǐng)域供應(yīng)鏈進(jìn)行審查。20216月發(fā)布的《百日供應(yīng)鏈審查報(bào)告》中的第一部分就對(duì)中美兩國(guó)在半導(dǎo)體領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)和弱勢(shì)及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行研究,并提出應(yīng)對(duì)之策。由此,拜登政府將重塑半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈視為一項(xiàng)重要議程。作為一個(gè)標(biāo)志性的舉措,經(jīng)過美國(guó)參眾兩院一年多的協(xié)商,20227月,《芯片和科學(xué)法案》(CHIPS and Science Act)從參議院20216月通過的《創(chuàng)新與競(jìng)爭(zhēng)法案》和眾議院20222月通過的《競(jìng)爭(zhēng)法案》中分離出來進(jìn)行單獨(dú)立法。89日,美國(guó)總統(tǒng)拜登正式簽署法案,使其正式成為法律。根據(jù)該法案,美國(guó)政府將在未來幾年為人工智能、機(jī)器人技術(shù)、量子計(jì)算等前沿科技提供2000億美元的科研經(jīng)費(fèi)支持。在半導(dǎo)體領(lǐng)域,將在5年內(nèi)提供527億美元資金,其中,為美國(guó)芯片基金提供500億美元,為美國(guó)芯片國(guó)防基金提供20億美元,為美國(guó)芯片國(guó)際科技安全和創(chuàng)新基金、美國(guó)芯片勞動(dòng)力和教育基金分別提供5億美元和2億美元。法案也將為企業(yè)提供價(jià)值240億美元的稅收抵免。此外,法案禁止接受聯(lián)邦政府資助的企業(yè)在對(duì)美國(guó)構(gòu)成國(guó)家安全威脅的國(guó)家建設(shè)或擴(kuò)大先進(jìn)制程晶圓廠??梢钥吹剑绹?guó)政府已重拾曾遭其嚴(yán)厲批判的產(chǎn)業(yè)政策,強(qiáng)力干預(yù)前沿技術(shù)領(lǐng)域,以期持續(xù)鞏固技術(shù)優(yōu)勢(shì)。同時(shí),《芯片和科學(xué)法案》發(fā)布的事實(shí)說明(Fact Sheet)直接將對(duì)抗中國(guó)(counter China)作為標(biāo)題的一部分,詮釋了法案針對(duì)中國(guó)、限制中國(guó)技術(shù)發(fā)展的企圖,充滿了濃厚的地緣政治色彩。




一、美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)及其風(fēng)險(xiǎn)




從半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程看,雖然發(fā)明和大規(guī)模生產(chǎn)來自于美國(guó)硅谷,但迅速拉動(dòng)這一需求上升的是美國(guó)政府和軍方。正是基于美蘇冷戰(zhàn)和太空競(jìng)賽的需要,20世紀(jì)50—60年代,美國(guó)軍方大量采購(gòu)半導(dǎo)體設(shè)備,峰值時(shí)接近全部產(chǎn)出的一半,孕育了美國(guó)半導(dǎo)體工業(yè)成為國(guó)際技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者。[[3]]雖然20世紀(jì)80年代,美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)一度遭到日本的挑戰(zhàn)和趕超,但在對(duì)日本的打壓和大力扶持國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)之后,美國(guó)再度復(fù)興并保持領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)至今。




經(jīng)濟(jì)全球化和國(guó)際分工的深化,使包括美國(guó)在內(nèi)的發(fā)達(dá)國(guó)家的制造業(yè)向廣大發(fā)展中國(guó)家轉(zhuǎn)移,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中附加值較低的制造和封測(cè)等環(huán)節(jié)也逐步與設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)分離開來,呈現(xiàn)出全球分散和區(qū)域集中的特征。從全球分布看,美國(guó)在半導(dǎo)體設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)占據(jù)明顯的主導(dǎo)地位,在設(shè)備和材料領(lǐng)域具有優(yōu)勢(shì),制造和封測(cè)環(huán)節(jié)由東亞國(guó)家主導(dǎo)。實(shí)際上,由于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在資金投入、人才需求、資源稟賦、科技環(huán)境、集群生態(tài)等方面要求嚴(yán)苛,雖然2021年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到5560億美元,但能在其中扮演重要角色的國(guó)家并不多,總體上就是美國(guó)、日本、中國(guó)、韓國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、意大利、馬來西亞、新加坡、越南、泰國(guó)等?;趯I(yè)化分工,半導(dǎo)體產(chǎn)品的整個(gè)生產(chǎn)過程需要跨越各國(guó)邊境70次以上,全程達(dá)到100天。也正是基于這一分布,美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在不同環(huán)節(jié)呈現(xiàn)出不同的發(fā)展態(tài)勢(shì)。




(一)美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)




2001年—2021年,美國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)的銷售額從711億美元增長(zhǎng)到2575億美元,復(fù)合年增長(zhǎng)率為6.65%,全球市場(chǎng)份額已達(dá)46%,處于全球領(lǐng)先地位,排名第二的韓國(guó)僅有不到美國(guó)一半的份額。半導(dǎo)體產(chǎn)品是美國(guó)第五大出口產(chǎn)品,2021年出口額達(dá)620億美元。[[4]]半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)可以從設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)、設(shè)備、材料這五個(gè)方面展開。美國(guó)半導(dǎo)體設(shè)計(jì)能力全球領(lǐng)先,全球前三大設(shè)計(jì)公司高通、博通、英偉達(dá)皆為美國(guó)公司。作為芯片設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)基本上被美國(guó)企業(yè)新思科技(Synopsys)和鏗騰電子(Cadence)主導(dǎo)。根據(jù)美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)(SIA)和波士頓咨詢公司(BCG)的報(bào)告,2019年美國(guó)在電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化和IP核領(lǐng)域的市場(chǎng)份額達(dá)到74%[[5]]美國(guó)的制造設(shè)備同樣具有優(yōu)勢(shì),全球前五大半導(dǎo)體設(shè)備商中有3家是美國(guó)企業(yè),即應(yīng)用材料(Applied Materials)、泛林集團(tuán)(Lam Research)和科磊(KLA Corporation),3家企業(yè)的市場(chǎng)份額占到37.6%。此外,與芯片設(shè)計(jì)具有高集中度相同,大多數(shù)制造設(shè)備的市場(chǎng)份額集中于一家或幾家頭部企業(yè)。比如,應(yīng)用材料在物理氣相沉積設(shè)備的占比達(dá)到85%,在氧化爐、離子注入機(jī)、化學(xué)氣相沉積設(shè)備、拋光機(jī)等也具有較強(qiáng)的技術(shù)和市場(chǎng)優(yōu)勢(shì),泛林集團(tuán)在刻蝕機(jī)市場(chǎng)的占比超過50%。雖然,光刻機(jī)由荷蘭阿斯麥公司(ASML)占主導(dǎo)并壟斷了極紫外(EUV)光刻機(jī)市場(chǎng),但美國(guó)可以憑借《瓦森納協(xié)定》干預(yù)其出口,對(duì)光刻機(jī)的流向具有較強(qiáng)的話語權(quán)。在材料領(lǐng)域,美國(guó)企業(yè)也占有可觀的市場(chǎng)份額。比如,美國(guó)公司占據(jù)了40%的掩膜版市場(chǎng)份額。[[6]]慧瞻材料(Versum Materials)、艾萬拓(Avantor)、霍尼韋爾(Honeywell)在電子氣體和濕電子化學(xué)品方面具有一定的行業(yè)實(shí)力和地位。




支撐美國(guó)半導(dǎo)體設(shè)計(jì)、設(shè)備和材料優(yōu)勢(shì)地位的是規(guī)模龐大的研發(fā)支出。2000年—2020年,美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)研發(fā)支出的年復(fù)合增長(zhǎng)率約為7.2%,2021年的研發(fā)支出為502億美元,占銷售額的比重高達(dá)19.5%,僅次于美國(guó)的制藥和生物產(chǎn)業(yè),也高于其他國(guó)家的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。[[7]]美國(guó)企業(yè)是技術(shù)研發(fā)的主體。企業(yè)市場(chǎng)規(guī)模和研發(fā)投資規(guī)模的良性互動(dòng)使公司能獲得足夠的利潤(rùn)回報(bào),現(xiàn)有研發(fā)的專業(yè)知識(shí)積累也構(gòu)成了后來者進(jìn)入和追趕的自然障礙,導(dǎo)致供應(yīng)商市場(chǎng)份額愈發(fā)集中,最終形成“強(qiáng)者恒強(qiáng)”的局面。在科研方面,美國(guó)與中國(guó)并列近十年半導(dǎo)體領(lǐng)域科學(xué)論文發(fā)表數(shù)量最多的兩個(gè)國(guó)家,但美國(guó)每項(xiàng)半導(dǎo)體專利的平均被引用量是其他國(guó)家的36倍,凸顯了美國(guó)學(xué)術(shù)生態(tài)系統(tǒng)的實(shí)力。高度集聚的頭部企業(yè)配合強(qiáng)大的科研實(shí)力,美國(guó)得以留住和招徠大量人才,全球頂級(jí)半導(dǎo)體公司雇傭的參與設(shè)計(jì)的工程師中,約有50%在美國(guó)工作。




美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的弱勢(shì)凸顯在制造環(huán)節(jié),主要原因是國(guó)際產(chǎn)業(yè)分工和建設(shè)及運(yùn)營(yíng)成本的大幅上升。20世紀(jì)80年代,隨著半導(dǎo)體行業(yè)垂直分工的加劇,美國(guó)企業(yè)逐步放棄自營(yíng)的晶圓廠,將資金集中投入到更具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和利潤(rùn)空間的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。同時(shí),半導(dǎo)體制造技術(shù)更新迭代迅猛,高漲的費(fèi)用迫使諸多美國(guó)企業(yè)放棄對(duì)先進(jìn)晶圓廠的持續(xù)投資。當(dāng)今,5納米晶圓廠的建設(shè)成本至少為120億美元,更先進(jìn)的3納米工廠的成本可能超過200億美元且后續(xù)運(yùn)營(yíng)成本更為昂貴。芯片制造還需要大量的水和電。鑒于美國(guó)逐漸放棄制造環(huán)節(jié),從21世紀(jì)初至今,美國(guó)半導(dǎo)體制造的市場(chǎng)份額已從37%下降到12%[[8]]落后于中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)和韓國(guó)等地。過去10年,美國(guó)以外地區(qū)芯片產(chǎn)出的增長(zhǎng)速度是美國(guó)的5倍。[[9]]當(dāng)前,美國(guó)有33家企業(yè)在18個(gè)州建有71座晶圓廠,涉及27.7萬個(gè)高薪崗位,額外支持160萬個(gè)就業(yè)崗位。即便如此,其生產(chǎn)能力仍在不斷削弱。目前,美國(guó)僅存的先進(jìn)制程工藝是英特爾運(yùn)營(yíng)的10納米晶圓廠,7納米工藝預(yù)計(jì)到2023年量產(chǎn)。至于更先進(jìn)的5納米工藝,只有臺(tái)積電和三星具備生產(chǎn)能力,美國(guó)在先進(jìn)制程上的技術(shù)優(yōu)勢(shì)已基本喪失。此外,隨著各國(guó)對(duì)先進(jìn)封裝的需求增加,其已成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的新增長(zhǎng)點(diǎn),但美國(guó)在封裝環(huán)節(jié)的全球占比僅為3%,主要份額仍在東亞地區(qū)。




(二)美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈風(fēng)險(xiǎn)




審視美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),其在設(shè)計(jì)、設(shè)備、材料等領(lǐng)域有較強(qiáng)的技術(shù)和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。作為“鏈主”對(duì)全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈有較強(qiáng)的主導(dǎo)力和控制力,但在尖端制造和先進(jìn)封裝等環(huán)節(jié)較為薄弱,特別是在10納米以下制程的制造能力上處于空白。從發(fā)展看,到2030年,美國(guó)的產(chǎn)能份額將進(jìn)一步下降到10%,[[10]]而亞洲產(chǎn)能將增加到83%。再加上不少國(guó)家正加大支持力度,出臺(tái)各類資金補(bǔ)助、補(bǔ)貼、稅收抵免等優(yōu)惠政策,而美國(guó)聯(lián)邦政府在《芯片和科學(xué)法案》出臺(tái)之前始終缺乏大規(guī)模的激勵(lì)政策。這就使美國(guó)感受到極大的危機(jī)感和緊迫性,迫使其關(guān)注潛在風(fēng)險(xiǎn),防止可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)對(duì)供應(yīng)鏈造成的中斷。對(duì)美國(guó)來說,半導(dǎo)體制造集中于東亞會(huì)帶來一系列風(fēng)險(xiǎn),包括:(1)自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。例如,東亞處于環(huán)太平洋地震帶,2011年日本大地震致使25%的硅片供應(yīng)受影響,數(shù)家晶圓廠關(guān)閉長(zhǎng)達(dá)數(shù)月。2021年中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)遭受旱情,雖然臺(tái)積電的用水得到全力保障,但無疑暴露出生產(chǎn)中的脆弱性。(2)地緣政治風(fēng)險(xiǎn)。東亞各國(guó)原本存在一些尚未解決的領(lǐng)土爭(zhēng)端和非傳統(tǒng)安全風(fēng)險(xiǎn),近年來隨著世界各國(guó)投入巨大資源介入,更是成為大國(guó)博弈的前沿。2019年韓日兩國(guó)的政治緊張使日本限制向韓國(guó)出口光刻膠等3種半導(dǎo)體關(guān)鍵材料,影響了韓國(guó)每月大約70億美元的半導(dǎo)體出口。(3)公共衛(wèi)生風(fēng)險(xiǎn)。由于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈在全領(lǐng)域的高集中度,新冠肺炎疫情不僅影響相對(duì)高技術(shù)的制造環(huán)節(jié),技術(shù)水平相對(duì)較低的環(huán)節(jié)如出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn),也會(huì)引發(fā)全球芯片危機(jī)。2021年全球封測(cè)基地馬來西亞為控制疫情采取“全面封鎖”政策之后,美國(guó)幾家工廠隨即停工,全球“缺芯”狀況加劇。(4)其他風(fēng)險(xiǎn),還包括基礎(chǔ)設(shè)施破壞、網(wǎng)絡(luò)攻擊等。




在設(shè)計(jì)、研發(fā)、設(shè)備、材料等多領(lǐng)域有較強(qiáng)技術(shù)和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的美國(guó),很難容忍在制造環(huán)節(jié)出現(xiàn)“受制于人”的狀況,也在極力避免某一風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)對(duì)整條供應(yīng)鏈帶來的較大影響。實(shí)際上,中國(guó)大陸與美國(guó)在半導(dǎo)體全產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)存在很大差距。在產(chǎn)業(yè)鏈中扮演重要角色的中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)、韓國(guó)、日本、荷蘭、馬來西亞等,都與美國(guó)有緊密的聯(lián)系。但基于拜登政府已明確把中國(guó)視為首要挑戰(zhàn)者,中國(guó)無疑被美國(guó)視為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的最大風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。美國(guó)政府認(rèn)為,風(fēng)險(xiǎn)來源之一是中國(guó)對(duì)各環(huán)節(jié)的巨大投入將使其成為半導(dǎo)體的全球領(lǐng)導(dǎo)者,之二是美國(guó)對(duì)中國(guó)市場(chǎng)的巨大依賴?;谶@一認(rèn)知,拜登政府在上任后不久發(fā)布的《臨時(shí)國(guó)家安全戰(zhàn)略方針》就提出“美國(guó)必須恢復(fù)其持久的優(yōu)勢(shì),以便能夠以強(qiáng)大的實(shí)力迎接今天的挑戰(zhàn)?!?/span>[[11]]20227月,美國(guó)商務(wù)部長(zhǎng)雷蒙多和國(guó)防部長(zhǎng)奧斯汀在致函國(guó)會(huì)的聯(lián)名信中指出,“中國(guó)決心成為未來產(chǎn)業(yè)的全球領(lǐng)導(dǎo)者,美國(guó)第一次面對(duì)這樣一個(gè)戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,如果不參與競(jìng)爭(zhēng),中國(guó)將有能力和資源做到這一點(diǎn)。”[[12]]可見,科技霸權(quán)對(duì)于維持美國(guó)國(guó)際領(lǐng)導(dǎo)地位至關(guān)重要,是美國(guó)進(jìn)行國(guó)際政治斗爭(zhēng)的有力手段和維持國(guó)際威望、世界影響的重要保證。[[13]]




二、美國(guó)重塑半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的舉措




美國(guó)重塑半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的目標(biāo)不僅是彌補(bǔ)制造能力的短板,解決芯片短缺問題,更在于掌握和控制尖端芯片技術(shù),實(shí)現(xiàn)先進(jìn)技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)能力提升之間的融合,促進(jìn)美國(guó)新興領(lǐng)域的經(jīng)濟(jì)大循環(huán)。這一方面能夠確保美國(guó)關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的應(yīng)用安全,這些設(shè)施包括航空航天和國(guó)防系統(tǒng)、核心電信網(wǎng)絡(luò)、超級(jí)計(jì)算機(jī)以及政府、能源、交通、醫(yī)療和金融服務(wù)等關(guān)鍵領(lǐng)域的數(shù)據(jù)中心,這部分的消費(fèi)份額大約占美國(guó)市場(chǎng)的9%。也就是說,對(duì)尖端芯片制造能力的扶持能夠維持“最小可行產(chǎn)能”(minimum viable capacity),以最低限度應(yīng)對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈風(fēng)險(xiǎn),提高產(chǎn)業(yè)鏈彈性并保障經(jīng)濟(jì)和國(guó)家安全。另一方面,芯片是未來產(chǎn)業(yè)的核心,掌握尖端技術(shù)能夠確保美國(guó)在今后的技術(shù)霸權(quán),并在與中國(guó)的競(jìng)爭(zhēng)中取得優(yōu)勢(shì)地位。這也充分解釋了為何全球成熟芯片同樣緊缺,但美國(guó)政府的關(guān)注和投入主要在下一代芯片技術(shù)上。為達(dá)到目標(biāo),美國(guó)重塑半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈主要采取三大措施,一是動(dòng)態(tài)精準(zhǔn)打壓對(duì)華半導(dǎo)體產(chǎn)供鏈,二是強(qiáng)化技術(shù)研發(fā)并推動(dòng)先進(jìn)半導(dǎo)體企業(yè)赴美建廠,三是構(gòu)建半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)盟。




(一)動(dòng)態(tài)精準(zhǔn)打壓對(duì)華半導(dǎo)體產(chǎn)供鏈




自特朗普政府時(shí)期,美國(guó)政府就開啟了對(duì)華半導(dǎo)體“脫鉤”策略。20188月,美國(guó)商務(wù)部以國(guó)家安全和外交利益為由,將44家中國(guó)企業(yè)列入出口管制“實(shí)體清單”,正式開始對(duì)中國(guó)進(jìn)行技術(shù)封鎖。20195月,美國(guó)商務(wù)部將華為及其114家海外關(guān)聯(lián)公司列入“實(shí)體清單”,向華為出口美國(guó)產(chǎn)品的公司必須獲得許可證。20209月,美國(guó)對(duì)華為的新制裁禁令正式生效,所有使用美國(guó)技術(shù)的廠商,向華為供貨必須獲得美國(guó)政府的許可。這使華為無法再通過代工或采購(gòu)的方式獲得高端芯片。11月,特朗普總統(tǒng)簽署行政令,禁止美國(guó)投資者投資包括華為、??低曉趦?nèi)的“與中國(guó)軍方有關(guān)聯(lián)”的31家中國(guó)企業(yè)。12月,美國(guó)商務(wù)部將中芯國(guó)際列入“實(shí)體清單”,限制其獲取美國(guó)關(guān)鍵技術(shù)的能力。拜登政府上臺(tái)后,美國(guó)繼續(xù)升級(jí)對(duì)中國(guó)半導(dǎo)體打壓的范圍和力度。20213月,美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)和國(guó)土安全局將華為、中興、海能達(dá)、??低?、大華科技列入“不可信供應(yīng)商名單”,將在美國(guó)拆除這些公司生產(chǎn)的部分產(chǎn)品。同年7月和12月,美國(guó)商務(wù)部又分別將23家和34家中國(guó)實(shí)體列入“實(shí)體清單”,均涉及半導(dǎo)體企業(yè)。在持續(xù)升級(jí)打壓之下,美國(guó)也更加積極地采取動(dòng)態(tài)精準(zhǔn)策略,即制裁范圍不限于先進(jìn)技術(shù)工藝,而是將所有中國(guó)大陸無法掌握的技術(shù)工藝納入制裁范圍,并根據(jù)中國(guó)大陸半導(dǎo)體技術(shù)工藝的發(fā)展進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。比如,美國(guó)此前已禁止在未經(jīng)許可的情況下出口10納米以下技術(shù)的芯片設(shè)備,但美國(guó)當(dāng)前認(rèn)為中國(guó)掌握的技術(shù)水平是14納米及以上工藝,因此正考慮修補(bǔ)“漏洞”,將制裁范圍從之前的10納米以下提高到14納米以下,即禁止供應(yīng)商對(duì)位于中國(guó)大陸的廠商提供14納米以下芯片制造設(shè)備。20228月,半導(dǎo)體設(shè)備巨頭科磊稱,已收到美國(guó)政府限制出口中國(guó)大陸14納米以下先進(jìn)半導(dǎo)體設(shè)備的備忘錄。




基于美國(guó)并非在半導(dǎo)體所有領(lǐng)域擁有先進(jìn)技術(shù),美國(guó)也正積極同其他國(guó)家探索半導(dǎo)體技術(shù)協(xié)同共管的可行性,推動(dòng)對(duì)華“脫鉤”議題上的一致。特朗普政府時(shí)期,美國(guó)就多次在國(guó)際場(chǎng)合勸說其他國(guó)家在5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中排除華為產(chǎn)品,并建立排除中國(guó)的信息通信技術(shù)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。拜登政府上臺(tái)后,美國(guó)繼續(xù)在多邊機(jī)制和雙邊合作中開展半導(dǎo)體關(guān)鍵技術(shù)出口管制合作。目前對(duì)半導(dǎo)體的出口管制以“瓦森納安排”為主,由42個(gè)成員國(guó)組成。美國(guó)已在框架內(nèi)著手對(duì)半導(dǎo)體領(lǐng)域的元器件、設(shè)備、材料、軟件和技術(shù)進(jìn)行修訂。202112月美國(guó)推動(dòng)各國(guó)就電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化、金剛石和氧化鎵控制達(dá)成共識(shí),于20228月實(shí)施出口管制。同時(shí),拜登政府以技術(shù)和民主價(jià)值觀、供應(yīng)鏈韌性等為借口,拉攏歐盟部分成員國(guó)、日本、中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)等,探索雙邊合作機(jī)制。比如,20216月的美歐峰會(huì)成立了美歐貿(mào)易和技術(shù)理事會(huì),下設(shè)出口管制工作組,在20225月的第二次理事會(huì)會(huì)議上,雙方強(qiáng)調(diào)在第三次會(huì)議上將就半導(dǎo)體等關(guān)鍵技術(shù)出口管制聯(lián)合第三國(guó)。此外,荷蘭已表示,可采納美國(guó)商務(wù)部的最終用戶名單方式,并計(jì)劃對(duì)非清單物項(xiàng)實(shí)施“全面管制”。日本也表達(dá)了修改出口管制體制,同美國(guó)構(gòu)建新多邊機(jī)制的意愿。兩國(guó)也已同美國(guó)達(dá)成非正式諒解,將就極紫外光刻機(jī)出口許可政策進(jìn)行協(xié)同,三方可以對(duì)許可否決情況進(jìn)行信息共享,以達(dá)到協(xié)同否決,不留技術(shù)漏洞的空間。[[14]]此前,為限制中國(guó)先進(jìn)芯片制造能力,在美國(guó)的施壓下,光刻機(jī)巨頭阿斯麥沒有向中國(guó)大陸提供最先進(jìn)的極紫外光刻機(jī),限制了中國(guó)大陸的技術(shù)發(fā)展。2022年以來,美國(guó)認(rèn)為主要用于10-130nm的深紫外光刻機(jī)對(duì)中國(guó)大陸同樣屬于先進(jìn)設(shè)備,并可能被用來實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破,因此持續(xù)向荷蘭施壓,要求阿斯麥對(duì)華禁售這一不太先進(jìn)的光刻機(jī)。這可以說是美國(guó)濫用國(guó)家力量,利用技術(shù)霸權(quán)搞技術(shù)壟斷的技術(shù)恐怖主義行為。




美國(guó)對(duì)華芯片制裁包含在高技術(shù)遏制的范疇內(nèi),也是打壓的核心領(lǐng)域,長(zhǎng)期目標(biāo)不會(huì)改變。通過制裁、斷供及與盟友的協(xié)調(diào),美國(guó)發(fā)起動(dòng)態(tài)精準(zhǔn)的“阻擊戰(zhàn)”,意圖將中國(guó)限制在美國(guó)所期望的范圍內(nèi),長(zhǎng)期保持與美國(guó)的技術(shù)代差,并由此限制中國(guó)高端民用技術(shù)和先進(jìn)軍事技術(shù)的發(fā)展。這一做法也正在向人工智能等其他新興領(lǐng)域推開。




(二)強(qiáng)化技術(shù)研發(fā)并推動(dòng)先進(jìn)半導(dǎo)體企業(yè)赴美建廠




一直以來,美國(guó)半導(dǎo)體公司的研發(fā)支出及其占總營(yíng)收的比重領(lǐng)先于其他國(guó)家。2021年,全球半導(dǎo)體公司研發(fā)支出的56%來自美國(guó)公司,僅英特爾的研發(fā)支出就占到19%。[[15]]不過,美國(guó)聯(lián)邦政府的資金支持力度不足,落后于很多國(guó)家。由于半導(dǎo)體行業(yè)具有高投入、高風(fēng)險(xiǎn)、長(zhǎng)周期等特點(diǎn),且中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展及政府的大力投入也引發(fā)了美國(guó)的擔(dān)憂,諸多美國(guó)政府高官、企業(yè)和行業(yè)協(xié)會(huì)呼吁聯(lián)邦政府加大支持力度,增強(qiáng)美國(guó)半導(dǎo)體生態(tài)優(yōu)勢(shì)。為此,拜登政府把加大對(duì)科學(xué)技術(shù)、基礎(chǔ)研究和人才建設(shè)的投入也作為重要議題,決心重拾產(chǎn)業(yè)政策,深度參與新興技術(shù)研發(fā),扭轉(zhuǎn)聯(lián)邦政府研發(fā)資金多年來的下滑趨勢(shì),并擴(kuò)充科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)領(lǐng)域的人才儲(chǔ)備。




為科學(xué)統(tǒng)籌半導(dǎo)體發(fā)展布局,拜登政府聘請(qǐng)超威半導(dǎo)體總裁兼首席執(zhí)行官、半導(dǎo)體設(shè)備和高性能處理器專家蘇姿豐(Lisa T. Su)作為總統(tǒng)科學(xué)技術(shù)顧問委員會(huì)(President’s Council of Advisors on Science and Technology)成員,就半導(dǎo)體創(chuàng)新政策提供建議。從《創(chuàng)新與競(jìng)爭(zhēng)法案》到《競(jìng)爭(zhēng)法案》,再到正式出臺(tái)的《芯片和科學(xué)法案》,美國(guó)參眾兩院始終要求聯(lián)邦政府對(duì)包括半導(dǎo)體在內(nèi)的新興領(lǐng)域加大資源投入,確保美國(guó)的全球領(lǐng)導(dǎo)地位,對(duì)于其中的芯片法案始終擁有較大共識(shí)。根據(jù)《芯片和科學(xué)法案》,美國(guó)政府將在5年內(nèi)為包括國(guó)家半導(dǎo)體技術(shù)中心和國(guó)家先進(jìn)封裝制造在內(nèi)的研究項(xiàng)目撥款110億美元,前者將成為美國(guó)半導(dǎo)體人才、知識(shí)、投資、設(shè)備和工具的中心,后者意味著美國(guó)政府已經(jīng)意識(shí)到,雖然封裝屬于技術(shù)含量相對(duì)較低的環(huán)節(jié),但先進(jìn)封裝也可能實(shí)現(xiàn)“卡脖子”功能,這是美國(guó)補(bǔ)齊另一塊短板,完善半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)生態(tài)的又一舉措。




為提高半導(dǎo)體制造能力并掌控尖端技術(shù),特朗普政府時(shí)期就開始大力推動(dòng)先進(jìn)半導(dǎo)體企業(yè)赴美投資建廠。2021年以來,半導(dǎo)體行業(yè)已宣布到2025年在美國(guó)新增投資近800億美元,包括三星、英特爾、臺(tái)積電、德州儀器、格芯、SK集團(tuán)、美光等都已宣布新建工廠或研發(fā)中心。[[16]]其中,美國(guó)政府的重點(diǎn)是促進(jìn)全球僅有的有能力生產(chǎn)7納米以下芯片的臺(tái)積電和三星赴美建廠。2019年,臺(tái)積電在10納米以下節(jié)點(diǎn)的市場(chǎng)份額達(dá)到92%,三星為8%。在《芯片和科學(xué)法案》為芯片產(chǎn)業(yè)提供的527億美元中,390億美元將用于芯片制造,但其中僅有20億美元用于成熟芯片,兩者相差近20倍??梢娂舛诵酒敲绹?guó)技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn),資金將主要用于補(bǔ)助英特爾、臺(tái)積電和三星的在美建廠項(xiàng)目。2020年—2022年,美國(guó)先后與三星、臺(tái)積電和英特爾達(dá)成協(xié)議。臺(tái)積電選址亞利桑那州鳳凰城,投資120億美元,計(jì)劃2024年量產(chǎn),每月生產(chǎn)2萬片5納米工藝芯片。三星選址德克薩斯州泰勒市,投資170億美元,計(jì)劃2024年投產(chǎn)。英特爾將投資200億美元在俄亥俄州興建工廠?;诩夹g(shù)優(yōu)勢(shì)、市場(chǎng)份額和風(fēng)險(xiǎn)擔(dān)憂,美國(guó)對(duì)臺(tái)積電更為關(guān)注。特朗普當(dāng)選總統(tǒng)后就多次發(fā)出邀請(qǐng)。不過,臺(tái)積電基于美國(guó)生產(chǎn)成本高、人才短缺、政策支持不夠等原因一直沒有回復(fù)具體計(jì)劃。臺(tái)積電和三星最終決定赴美建廠,一方面基于其自主考量,另一方面也是美國(guó)運(yùn)用各類手段的結(jié)果,包括利用和增強(qiáng)市場(chǎng)依賴、提供政策激勵(lì)、將議題政治化。




第一,利用和增強(qiáng)市場(chǎng)依賴。2010年以來,半導(dǎo)體行業(yè)快速發(fā)展,美國(guó)消費(fèi)市場(chǎng)發(fā)展尤為迅速。2019年,美國(guó)公司在大型個(gè)人電腦和信息通信基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用市場(chǎng)占據(jù)約45%的市場(chǎng)份額,在智能手機(jī)和工業(yè)設(shè)備方面的份額約30%。[[17]]行業(yè)的飛速發(fā)展和美國(guó)較大的市場(chǎng)份額,極大推動(dòng)了對(duì)芯片的需求,推高了晶圓代工廠的營(yíng)收,也使美國(guó)擁有了更大的市場(chǎng)權(quán)力。2010~2021年,臺(tái)積電的營(yíng)收從4195.4億新臺(tái)幣上升到1.59萬億新臺(tái)幣,其最大市場(chǎng)是美國(guó),2021年來自美國(guó)的營(yíng)收突破1萬億新臺(tái)幣,占總營(yíng)收的64%,而來自中國(guó)大陸的營(yíng)收為1645.5億新臺(tái)幣,份額僅為10%。[[18]]2021年,蘋果繼續(xù)保持臺(tái)積電的第一大客戶,營(yíng)收占比高達(dá)25.4%,其他主要客戶包括超威、聯(lián)發(fā)科、博通、英偉達(dá)、高通、英特爾等,營(yíng)收占比在7%~9.2%之間。[[19]]可以看到,臺(tái)積電的客戶主要來自美國(guó)且蘋果就占到四分之一。2022年第一季度,三星電子在美國(guó)智能手機(jī)市場(chǎng)的占有率為28%,創(chuàng)近8年新高,[[20]]美國(guó)基于對(duì)最終消費(fèi)市場(chǎng)的把控,對(duì)晶圓代工業(yè)務(wù)產(chǎn)生直接影響,其作為一種常量,在近年也作為一種變量,發(fā)揮重要作用。就常量而言,一直以來,臺(tái)積電和三星在美國(guó)的營(yíng)收保持較高比重,是企業(yè)利潤(rùn)和研發(fā)下一代技術(shù)工藝的重要來源。今后,半導(dǎo)體消費(fèi)市場(chǎng)主要在中美兩國(guó),歐洲、日本等其他地區(qū)所占比重均不高。就變量而言,一是,美國(guó)通過制裁華為,也中止了華為與臺(tái)積電和三星在尖端芯片的代工合作,兩家企業(yè)雖然失去了一位占較大份額的重要客戶,但對(duì)營(yíng)收的影響較小。制裁之后,華為的份額很快被美國(guó)客戶取代。二是,英特爾為確保供應(yīng)鏈安全,已開始與臺(tái)積電合作且要持續(xù)到2025年后的2納米時(shí)代。這一合作已經(jīng)使英特爾在臺(tái)積電的客戶排名從2020年的第11位上升到2021年的第7位。三是,三星力求在2030年趕上臺(tái)積電,尋求與美國(guó)的技術(shù)合作,并與臺(tái)積電爭(zhēng)奪美國(guó)客戶。因此,在美國(guó)對(duì)華發(fā)起全面競(jìng)爭(zhēng),特別是對(duì)華為制裁的背景下,無論從常量還是變量看,美國(guó)一直以來并將繼續(xù)是臺(tái)積電和三星最重要的市場(chǎng)。巨大的市場(chǎng)份額成為兩家企業(yè)赴美設(shè)廠的重要因素。臺(tái)積電和三星在尖端芯片代工業(yè)務(wù)與客戶的關(guān)系已由過去對(duì)中美兩國(guó)的雙重依賴轉(zhuǎn)變?yōu)榻昙敖窈筝^長(zhǎng)時(shí)期對(duì)美國(guó)的單一依賴。




第二,提供激勵(lì)政策。晶圓制造作為資本密集型行業(yè),其建設(shè)和運(yùn)營(yíng)需要大量資金投入。制程越先進(jìn),投資額越大。美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)的研究表明,政府的激勵(lì)措施通常會(huì)減少企業(yè)的建設(shè)和經(jīng)營(yíng)支出,有效的政策激勵(lì)可以抵消新工廠15%40%的總資本支出。[[21]]正是由于高昂的成本和美國(guó)薄弱的激勵(lì)措施,臺(tái)積電董事長(zhǎng)劉德音曾多次表示,赴美設(shè)廠“資金、運(yùn)營(yíng)成本是挑戰(zhàn)”。美國(guó)很早就意識(shí)到這一問題,《芯片和科學(xué)法案》實(shí)際上以之前國(guó)會(huì)兩黨議員提出的多部相關(guān)法案為基礎(chǔ),除了《競(jìng)爭(zhēng)法案》、《創(chuàng)新與競(jìng)爭(zhēng)法案》外,還包括2020年的《美國(guó)晶圓代工法案》和2021年的《促進(jìn)美國(guó)制造的半導(dǎo)體法案》等,這些法案都涉及對(duì)半導(dǎo)體工廠的建造和運(yùn)營(yíng)提供補(bǔ)貼或稅收減免。除了聯(lián)邦政府的政策激勵(lì),地方政府也給予了較大的優(yōu)惠措施。臺(tái)積電選址的亞利桑那州具有稅賦低廉、法規(guī)簡(jiǎn)便、投資優(yōu)惠措施到位、半導(dǎo)體生態(tài)完整等優(yōu)點(diǎn),鳳凰城還將提供2.05億美元的市政基金,改善工廠的基礎(chǔ)設(shè)施。而三星選址的泰勒市將為其提供10億美元的稅收減免。[[22]]這對(duì)晶圓制造來說也是極為重要的。




第三,將議題政治化。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)已被美國(guó)政府高度政治化,提高到了國(guó)家安全的戰(zhàn)略層面。拜登總統(tǒng)和商務(wù)部長(zhǎng)雷蒙多等官員多次強(qiáng)調(diào)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)涉及美國(guó)經(jīng)濟(jì)和國(guó)家安全。在引導(dǎo)臺(tái)積電赴美設(shè)廠過程中,美國(guó)將議題政治化、武器化,以脅迫性施壓迫使其不得不赴美設(shè)廠。臺(tái)積電董事長(zhǎng)劉德音曾坦言,赴美設(shè)廠是由客戶的政治推動(dòng)而促成的。[[23]]2019年,美國(guó)政府便開始向臺(tái)積電施壓,五角大樓聯(lián)系了多家臺(tái)積電客戶,警告他們依賴臺(tái)灣公司的安全隱患。[[24]]2020年以來,美國(guó)政府、國(guó)會(huì)議員、美國(guó)在臺(tái)協(xié)會(huì)等多次就半導(dǎo)體供應(yīng)鏈與臺(tái)灣當(dāng)局會(huì)談,表示會(huì)共同支持美臺(tái)企業(yè)的半導(dǎo)體供應(yīng)鏈合作。同時(shí),美國(guó)媒體也不斷向臺(tái)積電喊話施壓。20205月,美國(guó)商務(wù)部和國(guó)防部正式“約談”臺(tái)積電,可以被視為對(duì)其施加了更大和更直接的壓力。而臺(tái)積電在與最大客戶蘋果討論后,正式宣布赴美建廠。宣布幾小時(shí)后,美國(guó)商務(wù)部再度追加對(duì)華為的禁令,徹底阻斷了臺(tái)積電與美國(guó)合作的同時(shí)向華為出售尖端芯片的想法。在美國(guó)的脅迫下,臺(tái)積電的回應(yīng)從“沒有在美建廠的計(jì)劃”到“高昂的成本誰來負(fù)擔(dān)”,再到“仍在評(píng)估中,尚無具體計(jì)劃”,最后到確定建廠,態(tài)度的逐漸轉(zhuǎn)變可以看到政治因素發(fā)揮了重要作用。美國(guó)同樣對(duì)三星施加脅迫性壓力。因向韓國(guó)前總統(tǒng)樸槿惠和其親信崔順實(shí)行賄,三星電子副會(huì)長(zhǎng)李在镕于20211月被判入獄,在韓美國(guó)商會(huì)因擔(dān)心此事影響三星赴美建廠計(jì)劃,積極游說和敦促韓國(guó)政府將其赦免,甚至警告稱“如果三星不能充分參與支持拜登的努力,韓國(guó)作為美國(guó)戰(zhàn)略合作伙伴的地位將受到威脅?!?/span>[[25]]同年8月,李在镕獲得假釋,并于11月訪問美國(guó)并決定建廠計(jì)劃。




(三)構(gòu)建半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)盟




美國(guó)除了在本土構(gòu)建半導(dǎo)體全產(chǎn)業(yè)鏈之外,也與盟友和伙伴積極構(gòu)建半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)盟,一方面促進(jìn)各國(guó)半導(dǎo)體技術(shù)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),進(jìn)一步提高研發(fā)實(shí)力和先進(jìn)制造能力,另一方面試圖以產(chǎn)業(yè)鏈閉環(huán)將中國(guó)排除在先進(jìn)半導(dǎo)體技術(shù)之外。主要包括:第一,強(qiáng)化同日本和韓國(guó)的技術(shù)合作。美日兩國(guó)已同意建立先進(jìn)半導(dǎo)體聯(lián)合研發(fā)中心,開發(fā)2納米芯片,計(jì)劃在2025年前投產(chǎn)。美韓在20225月拜登總統(tǒng)訪問韓國(guó)時(shí)宣布建立“技術(shù)同盟”,在半導(dǎo)體、6G、人工智能等新興領(lǐng)域加強(qiáng)合作。第二,美國(guó)提議與韓國(guó)、日本和中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)建立芯片四方聯(lián)盟,利用美國(guó)的芯片設(shè)計(jì)能力和設(shè)備、韓國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的制造能力、日本的材料、元器件和設(shè)備方面的優(yōu)勢(shì),掌握半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的上中下游,建立穩(wěn)定和閉環(huán)的產(chǎn)業(yè)鏈。第三,增進(jìn)美歐合作與協(xié)調(diào)。2021年成立的美歐貿(mào)易和技術(shù)理事會(huì)旨在聯(lián)合研發(fā)先進(jìn)技術(shù),打造以美國(guó)為主導(dǎo)的技術(shù)治理多邊體系。在同年9月的對(duì)話中,雙方表示將共同采取措施提高半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的透明度,識(shí)別差距、共同弱點(diǎn)和機(jī)遇來加強(qiáng)半導(dǎo)體研發(fā)和制造生態(tài)。[[26]]第四,以美日印澳為基礎(chǔ)構(gòu)建半導(dǎo)體供應(yīng)鏈。美日印澳在20219月的峰會(huì)上發(fā)起半導(dǎo)體供應(yīng)鏈倡議,加強(qiáng)半導(dǎo)體及其關(guān)鍵部件的供應(yīng)鏈安全。20225月的峰會(huì)發(fā)布《關(guān)鍵技術(shù)供應(yīng)鏈共同原則的聲明》,提出推動(dòng)半導(dǎo)體和其他關(guān)鍵技術(shù)合作,形成多樣化和具有競(jìng)爭(zhēng)力的半導(dǎo)體市場(chǎng)。第五,以“印太經(jīng)濟(jì)框架”建立符合美國(guó)價(jià)值觀、經(jīng)貿(mào)規(guī)則和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的“小圈子”。20225月,美國(guó)宣布啟動(dòng)旨在爭(zhēng)奪亞太經(jīng)濟(jì)影響力的“印太經(jīng)濟(jì)框架”,指出要提高供應(yīng)鏈的透明度、多樣性、安全性和可持續(xù)性,確保半導(dǎo)體等關(guān)鍵技術(shù)的可獲得。第六,20228月,美國(guó)宣布與中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)啟動(dòng)“臺(tái)美21世紀(jì)貿(mào)易倡議”談判。此舉或?qū)⒅γ琅_(tái)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈合作,助長(zhǎng)中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)與中國(guó)大陸的經(jīng)濟(jì)“脫鉤”態(tài)勢(shì)。




可以看到,美國(guó)以增強(qiáng)供應(yīng)鏈韌性為借口,通過構(gòu)建美日、美韓、美歐、美臺(tái)、芯片四方聯(lián)盟、美日印澳、“印太經(jīng)濟(jì)框架”等多圈層的產(chǎn)業(yè)和技術(shù)聯(lián)盟,試圖在先進(jìn)半導(dǎo)體產(chǎn)供鏈上形成封閉的經(jīng)濟(jì)循環(huán),這種陣營(yíng)化的手段使美國(guó)參與的芯片合作呈現(xiàn)出濃厚的地緣政治色彩。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看,半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展機(jī)遇有賴于人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、量子計(jì)算等新興技術(shù)的發(fā)展融合,美國(guó)也將把同盟友和伙伴的合作進(jìn)一步拓展到這些前沿應(yīng)用領(lǐng)域。如此一來,配合美國(guó)對(duì)供應(yīng)鏈的監(jiān)管,美國(guó)得以依托半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,在全球建立起將政府、企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)、人才和物流有機(jī)聯(lián)系在一起的圈層體系。在體系內(nèi),美國(guó)掌握半導(dǎo)體尖端技術(shù),確保先進(jìn)制造和優(yōu)先供應(yīng),避免供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)體系外的國(guó)家實(shí)現(xiàn)技術(shù)封鎖,將其鎖定在低端環(huán)節(jié),以此強(qiáng)化對(duì)半導(dǎo)體全產(chǎn)業(yè)鏈的控制力和領(lǐng)導(dǎo)力。




三、美國(guó)重塑半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的挑戰(zhàn)




2020年以來,全球半導(dǎo)體需求持續(xù)增加。美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)預(yù)測(cè),2020年—2030年,全球半導(dǎo)體生產(chǎn)能力將增加50%以上。[[27]]而臺(tái)積電、三星、英特爾等企業(yè)在美國(guó)本土建廠將使其可能進(jìn)入重獲先進(jìn)生產(chǎn)能力的機(jī)遇期。不過,要真正增強(qiáng)美國(guó)半導(dǎo)體的制造能力,占據(jù)半導(dǎo)體制造技術(shù)的領(lǐng)先地位,美國(guó)還面臨一系列挑戰(zhàn)。




第一,《芯片和科學(xué)法案》難以使美國(guó)擺脫對(duì)東亞的依賴,也難以使其占據(jù)芯片尖端制造技術(shù)。應(yīng)當(dāng)來說,《芯片和科學(xué)法案》的出臺(tái)更加順利地推動(dòng)了英特爾、臺(tái)積電、三星等企業(yè)的赴美建廠計(jì)劃,建成后在短期內(nèi)也可以幫助美國(guó)確保關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施所需要的先進(jìn)芯片,并且會(huì)吸引更多企業(yè)加大對(duì)美國(guó)的投資,分散和限制半導(dǎo)體企業(yè)對(duì)中國(guó)的投資,但要大規(guī)模地把尖端芯片的制造能力帶回美國(guó),擺脫對(duì)東亞的依賴,并達(dá)到遏制中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的目的,美國(guó)恐怕達(dá)不到這些預(yù)期。一是,隨著制程工藝的復(fù)雜和進(jìn)步,晶圓廠的建設(shè)成本迅速提高。現(xiàn)在如果建設(shè)一家先進(jìn)的芯片工廠并運(yùn)營(yíng)10年,美國(guó)的成本比中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)、韓國(guó)或新加坡高30%,比中國(guó)大陸高50%。[[28]]對(duì)于先進(jìn)制程晶圓廠的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)來說,《芯片和科學(xué)法案》提供的資金僅能基本滿足臺(tái)積電、三星和英特爾的工廠建設(shè),很難如法案設(shè)想將國(guó)內(nèi)外其他制造商和上游供應(yīng)商都納入補(bǔ)貼范圍,各家企業(yè)在補(bǔ)貼額度上面臨競(jìng)爭(zhēng)。二是,除建設(shè)成本外,美國(guó)上下游物料、運(yùn)輸?shù)瘸杀就瑯虞^高,勞動(dòng)力成本比中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)高出兩至三倍,24小時(shí)待命、半夜加班的高配合度文化在美國(guó)社會(huì)恐怕也難以復(fù)制。一些美國(guó)員工到中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)學(xué)習(xí),就有“工作時(shí)間太長(zhǎng)”、“不人道”之類的抱怨。[[29]]這就使美國(guó)工廠的運(yùn)營(yíng)成本也會(huì)大幅提高。三是,由于建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本較高,美國(guó)生產(chǎn)的先進(jìn)芯片很難具備成本優(yōu)勢(shì),勢(shì)必推高芯片價(jià)格,特別是針對(duì)美國(guó)客戶。但是,對(duì)供應(yīng)鏈成本管控嚴(yán)苛的蘋果、高通等公司很難接受較高的代工費(fèi)用,在比較成本后,仍可能選擇臺(tái)積電的臺(tái)灣工廠和三星的韓國(guó)工廠進(jìn)行代工。四是,高昂的成本也將極大影響企業(yè)的后續(xù)投資計(jì)劃,特別是臺(tái)積電、英特爾、三星也正在評(píng)估赴日本、歐洲、印度建廠的可能性,美國(guó)聯(lián)邦政府的補(bǔ)貼不一定具有競(jìng)爭(zhēng)力,也不一定在接下來能夠持續(xù)提供巨額補(bǔ)貼和稅收減免。因此,相較于臺(tái)積電5納米芯片的月產(chǎn)能在2021年初就達(dá)到了9萬片,預(yù)計(jì)到2024年量產(chǎn)的5納米美國(guó)工廠的月產(chǎn)能僅為2萬片,占臺(tái)積電總產(chǎn)能的比重也僅為2%左右,并且,120億美元投資將分散于2021年至2029年期間,這反映了臺(tái)積電美國(guó)工廠更多是在被動(dòng)的政治驅(qū)動(dòng)下在美國(guó)的“試水”,建造一座規(guī)模有限的工廠,先進(jìn)芯片的主要產(chǎn)能仍然在中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)。五是,目前,三星和臺(tái)積電已開始爭(zhēng)奪2納米先進(jìn)工藝,均計(jì)劃到2025年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。彼時(shí)美國(guó)工廠的5納米工藝已然不算最先進(jìn),最先進(jìn)的工藝仍將被留在本土研發(fā)和生產(chǎn)。因而,美國(guó)只有實(shí)現(xiàn)技術(shù)跨越,才能在先進(jìn)芯片制造方面占據(jù)領(lǐng)先地位。由于不具備成本優(yōu)勢(shì),先進(jìn)芯片的產(chǎn)供鏈雖然會(huì)呈現(xiàn)出一定的區(qū)域化發(fā)展趨勢(shì),但全球分布、相互依賴的局面很難被改變。美國(guó)以政治力量推動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈轉(zhuǎn)移和重塑,奪回半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)權(quán)的難度較大。




第二,美國(guó)缺乏先進(jìn)封裝能力,補(bǔ)齊半導(dǎo)體全產(chǎn)業(yè)鏈仍存短板。芯片制造后,需封裝測(cè)試才能交付給下游客戶。雖然技術(shù)含量較低,但也是必不可少的環(huán)節(jié)。先進(jìn)封裝更是未來半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。然而,美國(guó)半導(dǎo)體封裝能力更為薄弱,基本依靠東亞,這就使其必須同時(shí)提升本土的先進(jìn)封裝能力。否則,臺(tái)積電、三星和英特爾的美國(guó)工廠投產(chǎn)后,芯片必須運(yùn)回東亞封裝測(cè)試后才能交付,這不僅增加了額外成本,也延長(zhǎng)了供應(yīng)鏈周期,削弱了本土芯片的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。然而,臺(tái)積電和三星對(duì)于美國(guó)希望轉(zhuǎn)移封裝能力的回應(yīng)并不積極。劉德音明確表示,“3D IC封裝廠不會(huì)放在美國(guó)亞利桑那州”,“晶圓制造與封測(cè)地點(diǎn)可以在不同地方,這樣是完全沒有問題的。”[[30]]202112月,英特爾宣布投資約70億美元強(qiáng)化先進(jìn)封裝能力,但地點(diǎn)選在馬來西亞。企業(yè)不愿把封裝環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)移到美國(guó)的主要原因是其比尖端芯片制造的轉(zhuǎn)移更加缺乏經(jīng)濟(jì)上的回報(bào)。美國(guó)雖然在鼓勵(lì)先進(jìn)封裝公司赴美投資,重建美國(guó)先進(jìn)封裝能力,《芯片和科學(xué)法案》也為此提供了資金支持。但目前看,激勵(lì)政策的效果可能比較有限。




第三,美國(guó)高技能工人短缺。美國(guó)尋求擴(kuò)大制造業(yè)產(chǎn)能,但也面臨缺少足夠勞動(dòng)力來支撐的窘境。根據(jù)美國(guó)勞工部勞工統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的數(shù)據(jù),20226月美國(guó)半導(dǎo)體與相關(guān)電子元件就業(yè)人數(shù)達(dá)到38.23萬人,創(chuàng)20127月以來新高,連續(xù)6個(gè)月呈現(xiàn)擴(kuò)增,但仍較20011月的71.45萬人減少了46.5%。[[31]]大多數(shù)半導(dǎo)體企業(yè)高管認(rèn)為,該行業(yè)面臨嚴(yán)重的人才短缺。一家晶圓廠的日常運(yùn)營(yíng)需要大約4000人至6000人,人才短缺將嚴(yán)重制約企業(yè)經(jīng)營(yíng)。人才管理公司Eightfold.ai的一份報(bào)告估計(jì),到2025年,美國(guó)必須在2020年的水平上增加約7萬至9萬甚至更多的工人,才能滿足晶圓廠擴(kuò)張的關(guān)鍵勞動(dòng)力需求。[[32]]20224月,臺(tái)積電創(chuàng)始人張忠謀直言,美國(guó)尋求在本國(guó)擴(kuò)大芯片生產(chǎn),但美國(guó)已沒有制造業(yè)人才,這是昂貴浪費(fèi)且徒勞無功之舉。[[33]]美國(guó)尤其缺少高技能工人,特別是本土工人,這成為美國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)的困擾。多年來,美國(guó)電氣工程專業(yè)入學(xué)率直線下降,[[34]]高技能工人和微電子工程師的缺口只能依靠外國(guó)移民來填補(bǔ)。數(shù)據(jù)顯示,美國(guó)大約40%的高技能半導(dǎo)體行業(yè)人才出生在國(guó)外。[[35]]2020年國(guó)際學(xué)生約占半導(dǎo)體相關(guān)研究生項(xiàng)目注冊(cè)人數(shù)的60%。此外,長(zhǎng)期以來,美國(guó)憑借一流科研院校和頭部企業(yè)的吸引力,從全球網(wǎng)羅人才。但隨著半導(dǎo)體行業(yè)需求的急劇增長(zhǎng)及各國(guó)相繼追求自主化生產(chǎn),各國(guó)和企業(yè)對(duì)人才的爭(zhēng)奪異常激烈。臺(tái)積電年度報(bào)告顯示,2021年底,臺(tái)積電在全球共有65152名員工,2021年聘用超過12000人。[[36]]受企業(yè)“砸錢擴(kuò)招”的影響,芯片企業(yè)的平均工資已創(chuàng)新高,跳槽薪資漲幅超50%。隨著各大半導(dǎo)體企業(yè)對(duì)人才的爭(zhēng)奪日趨白熱化,人才流失將是美國(guó)不得不面臨的挑戰(zhàn)。




第四,美國(guó)很難通過半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)盟實(shí)現(xiàn)國(guó)家間步調(diào)一致。從企業(yè)的全球布局看,韓國(guó)的芯片廠在中國(guó)大陸有大規(guī)模投資,SK海力士在無錫有最大的全球存儲(chǔ)芯片工廠,產(chǎn)能占SK海力士全球DRAM產(chǎn)能的47%;三星在西安建有唯一的海外NAND FLASH存儲(chǔ)芯片工廠。部分由于韓國(guó)企業(yè)在華利益,尹錫悅政府希望在中美之間取得平衡,主張把芯片四方聯(lián)盟作為資訊和技術(shù)交流的平臺(tái),不應(yīng)排除和限制與特定國(guó)家的合作。阿斯麥也反對(duì)美國(guó)對(duì)華禁售深紫外光刻機(jī),強(qiáng)調(diào)額外的出口管制可能會(huì)進(jìn)一步擾亂全球芯片供應(yīng)鏈。同時(shí),美國(guó)半導(dǎo)體協(xié)會(huì)在評(píng)估相關(guān)國(guó)家的出口管制后發(fā)現(xiàn),歐盟雖然已有相關(guān)立法但尚未有具體實(shí)踐,韓國(guó)對(duì)半導(dǎo)體的出口管制只限于維護(hù)韓國(guó)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力相關(guān)的技術(shù),荷蘭盡管同意了美國(guó)對(duì)極紫外光刻機(jī)的限制,但不采取駁回許可申請(qǐng)的辦法,而是擱置許可,即不回復(fù)許可申請(qǐng)或?qū)υS可使用設(shè)置條件,留有一定回旋余地,相關(guān)國(guó)家在出口管制范圍、實(shí)施和立法層面都同美國(guó)所預(yù)想的狀態(tài)有一定差距。




此外,美國(guó)重塑半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈還面臨其他挑戰(zhàn),包括,美國(guó)本土缺乏12英寸硅晶圓制造廠,唯一來自環(huán)球晶圓的投資要到2025年才投入生產(chǎn);基于半導(dǎo)體啟動(dòng)成本較高,與基于平臺(tái)的科技公司相比,市場(chǎng)潛力有限,美國(guó)風(fēng)險(xiǎn)投資和天使投資人逐漸減少對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)的投入;振興美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)需要對(duì)整個(gè)電子生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行平衡投資,包括組裝和測(cè)試,以及印刷電路板,但美國(guó)政府過度強(qiáng)調(diào)對(duì)芯片制造的補(bǔ)貼,忽略了這些環(huán)節(jié),等等。




結(jié)語




2019年,麥肯錫全球研究院在追蹤調(diào)查43個(gè)國(guó)家23條價(jià)值鏈后指出,未來全球價(jià)值鏈的分布將走向區(qū)域化,美國(guó)跨國(guó)公司將率先有所作為。企業(yè)在綜合評(píng)估經(jīng)濟(jì)效率與效益時(shí),把追求產(chǎn)業(yè)鏈的安全程度和靈活性作為優(yōu)先參考指標(biāo),追求“社會(huì)成本的最低化”。[[37]]近年來,美國(guó)對(duì)華發(fā)起全面競(jìng)爭(zhēng)、新冠肺炎疫情大流行和烏克蘭危機(jī)更是加速了部分產(chǎn)業(yè)鏈和供應(yīng)鏈向區(qū)域化、近岸化、本地化方向發(fā)展。作為國(guó)家間長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),美國(guó)、中國(guó)、德國(guó)、西班牙、日本、印度等國(guó),都在吸引世界上先進(jìn)的半導(dǎo)體廠商投資建廠,構(gòu)建更加自主和完整的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈,半導(dǎo)體制造成為其中的重點(diǎn)內(nèi)容。美國(guó)重塑半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的舉措,特別是《芯片和科學(xué)法案》的出臺(tái),在一定程度上能夠提高美國(guó)的先進(jìn)半導(dǎo)體制造能力以及對(duì)尖端技術(shù)的控制力,滿足美國(guó)關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的市場(chǎng)需求、供應(yīng)穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)安全。但法案同時(shí)禁止接受聯(lián)邦政府資助的企業(yè)在中國(guó)等國(guó)建設(shè)或擴(kuò)大先進(jìn)制程晶圓廠,這種極端“去全球化”政策將給全球貿(mào)易和投資帶來破壞性影響,包括大大降低半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的整體效率,迫使其他國(guó)家和半導(dǎo)體企業(yè)在中美之間“選邊站隊(duì)”,加劇芯片補(bǔ)貼競(jìng)賽和人才競(jìng)爭(zhēng),使貿(mào)易和技術(shù)合作深受地緣政治影響,加速各國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈本土化進(jìn)程,等等。實(shí)際上,在推動(dòng)半導(dǎo)體制造業(yè)回流之前,美國(guó)曾一度推動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)回流,但效果不甚理想。美國(guó)退而求其次,將部分制造業(yè)回流墨西哥等周邊國(guó)家,在《美墨加協(xié)定》助益下,墨西哥汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。


對(duì)于中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)來說,自美國(guó)制裁華為開始,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的“去美國(guó)化”和國(guó)產(chǎn)化就迅速提上了日程。在政府的大力支持以及國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金一期和二期的投資下,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈涉及的設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)、設(shè)備、材料等各個(gè)環(huán)節(jié)目前都有中國(guó)企業(yè)在攻克并加速追趕,涌現(xiàn)出了中芯國(guó)際、三安光電、華虹宏力、長(zhǎng)江存儲(chǔ)、合肥長(zhǎng)鑫、北方華創(chuàng)、上海微電子、韋爾、華潤(rùn)、長(zhǎng)電科技、通富微電、中微、中環(huán)股份、芯原微電子等眾多優(yōu)秀企業(yè),在封測(cè)環(huán)節(jié)和一些半導(dǎo)體設(shè)備、材料等方面已縮小了與全球領(lǐng)先企業(yè)的差距。2021年集成電路產(chǎn)業(yè)的總營(yíng)收首次突破了萬億元。不過,中國(guó)工業(yè)品進(jìn)口最多的仍是集成電路,2021年進(jìn)口量達(dá)到6355億塊,進(jìn)口額達(dá)4326億美元,[[38]]繼續(xù)保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì),意味著中國(guó)進(jìn)口替代的能力依然較弱,尤其是在10納米以下先進(jìn)工藝節(jié)點(diǎn)的半導(dǎo)體制造環(huán)節(jié)還有很大差距。由于半導(dǎo)體是高技術(shù)和知識(shí)密集型行業(yè),在全產(chǎn)業(yè)鏈尋求100%的國(guó)產(chǎn)替代并不現(xiàn)實(shí)。中國(guó)可集中精力攻占幾個(gè)技術(shù)制高點(diǎn),在某些核心技術(shù)和產(chǎn)品上做到最高端,以此提升反制美國(guó)“卡脖子”策略的能力。為此,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不僅需要依托大型企業(yè),也需要政府扶持在特定領(lǐng)域具有技術(shù)優(yōu)勢(shì)的中小微企業(yè)和“隱形冠軍”企業(yè),充分激發(fā)各類企業(yè)的創(chuàng)新潛能。同時(shí),應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)同各國(guó),特別是發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)技術(shù)合作,擴(kuò)大開放、廣納人才,逐步縮小發(fā)展差距。


來源:國(guó)際關(guān)系研究 2023-01-13 原文載于《和平與發(fā)展》,2022年第6

作者:吳澤林,上海社會(huì)科學(xué)院國(guó)際問題研究所副研究員;尚修丞,上海社會(huì)科學(xué)院國(guó)際問題研究所碩士研究生。





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