半导体与美国产业政策

2022!12g12#$53%&$572% 重新布局：半导体与美国产业政策 !"#$%今年9月，新美国安全中心发布报告《重新布局：半导体 与美国产业政策》。报告是在拜登政府2022年8月签署涉及2800亿美元的《芯片与科学法案》之后，美国智库针对美国半导体产业政策进一步提出的建议报告。该报告从半导体产业历史经验、政策导向、科技动态和地缘政治等多个维度分析全球半导体产业的变化趋势及应对策略，为美国下一步加强半导体产业链的控制提供了方向性建议。报告建议美国围绕四个主要目标制定政策：促进科技进步、确保供应链韧性和完整性、确保对“卡脖子”技术的控制及积极与盟友展开合作以保持对中国的技术优势。赛迪智库集成电路研究所对该报告进行了编译，期望对我国有关部门有所帮助。 !&'(%美国半导体产业政策经验建议 '()*+, 美国几十年来首次考虑产业政策时，应该从官方此前在美国国内、国外规划半导体产业的行动中吸取教训。自首个集成电路发明以来，美国政府通过资助科学研究、进行军事采购，在半导体产业中发挥了重要作用，因而推动了新技术的商业化。然而，尽管美国政府——特别是国防部——与芯片行业关联甚深，但它在美国半导体行业的构建过程中只起到了支持作用，关键的创新和重要的公司都源自私营领域。其他国家也试验了不同的半导体产业政策。产业政策的成功通常离不开熟练劳动力，也与国内企业进军国际市场分不开。只是投资芯片产业，成功率较低。 现在美国政府对半导体的产业政策应聚焦4大主要目标：1）推动技术进步；2）保障半导体供应安全；3）一直控制住咽喉点 （chokepoints）；4）阻止中国的技术进步。 据相关产业政策的历史，政府可积极支持劳动力发展、资助研发和开发原型板卡。此外，对于该行业的制造、装配能力过度集中在中国及其周边地区所带来的安全挑战问题，政府也可明确介入，因为在出现地缘政治危机时该局面会带来严重的产业中断风险。 然而，首先，美国政府必须深化该产业的专业知识，这样政策制定者才能了解支撑半导体行业的复杂供应链，后者方能产生 美国繁荣、安全所依赖的计算能力。 .(/0 由于存在大量短缺，再加上因地缘政治而将半导体供应链武器化，美国政治领导人数十年来首次切实关注半导体。随着中国对其芯片产业大量补贴，加上先进处理器芯片的制造能力一直集中在东亚，因此官方愈加担忧美国半导体供应安全。 当下芯片行业依赖的供应链横跨了美欧和亚洲。一块先进芯片需要数千个制造步骤，世界上所有半导体都需要来自其他国家的材料、机器和设计。过去，大多数芯片只由少数国家的材料和机器生产，主要是美国和日本。但因该行业变得愈发复杂，对其他国家地区的依赖性也在增加，特别是中国台湾和韩国。如今半导体成为地缘政治影响和军事力量的重要组成部分，将决定未来战争的军事装备，从先进的电子战系统到自主无人机，都将严重依赖半导体，以便感知、记忆、处理和沟通信息。因而，世界上所有大国都在将半导体供应链武器化。如美国切断了华为等知名中国公司获得某些类型芯片的途径，这些芯片是用美国的工具或软件生产的。中国正在花费数十亿美元补贴该行业，旨在将先进半导体技术国产化；如果成功，这将降低中国攻台的成本。 半导体行业暴露在地缘政治紧张局势下。世界上最先进的处理器芯片几乎都是在中国台湾生产的，这只会加剧脆弱性。中国 政府聘请的分析专家现在公开谈论入侵台湾以夺取其芯片制造设施。鉴于芯片制造设施的高敏感性及其对美国技术的依赖程度，这不太可能成功。但并不影响中国专家们将其视为一种可行的战略。 将芯片行业进行完全的在岸外包是幻想，尽管可以采取多重手段减少供应链依赖对手的程度或在战争中减少风险。可以采取的方法是培养熟练的劳动力、帮助研究人员和初创企业获得先进的芯片制造工具、调整税收政策以降低美国制造业的高成本（相对于亚洲是高成本）、限制中国获得先进技术的机会。 1(23456789:;<= 芯片行业政策的制定可从美国政府长期参与该行业的经历中学习。虽然今日不同往日，政府用于国防等目的的需求只占所有芯片采购的一小部分，国防部采购量占半导体行业收入的1%。但美国政府仍是某些类型芯片的重要客户。自芯片行业成立以来，美国政府一直试图在其中发挥作用，但其行动有时有利，有时有害。美国与其他国家的不同之处在于，美国公司有强大的激励机制以实现产品的商业化、规模化生产。 !"3$%&'&()*+,-./01 半导体工业是在冷战时期的国防工业基础上产生的。如果没有军备竞赛提供的资金，微电子工业很可能会采取不同的、可能 更慢的发展道路。 芯片行业的起源为今天的产业政策提供了重要的经验。首先，政府的作用是培育产业，为止提供一个健康的生态系统，而不是试图复制该产业的能力。其次，政府采购必须为创新企业提供空间创业公司提供空间，而不仅仅是那些拥有更多游说权的成熟公司。第三，政府不仅可以在资助研发方面发挥关键作用，而且还可为原型板卡和小批量生产提供市场。 !334567859:/;<&( 在推动技术研发方面，政府的支持仍然十分重要。工业界能够或愿意资助的范围之外。美国目前垄断的芯片设计软件这一新产业——它提供了一个咽喉点，令美国在半导体领域的出口控制变得如此具有影响力。 !=3>.?@AB–D*+,EFG 20世纪80年代产业政策的过度扩张对美国当下的政策制定者来说是经验教训。 那个时候美国公司面临着激烈的外国竞争，而DRAM是生产最为广泛的芯片类型。各公司的DRAM芯片之间唯一的区别是价格和DRAM故障率。20世纪70年代末，日本竞争对手已经学会生产与硅谷一样先进的DRAM芯片，但价格更低，缺陷率也低得多。当时日本公司在生产DRAM芯片方面有两大主要优势：首先，与 硅谷的领头羊们不同，日本公司专注于制造质量；其次，它们的资本成本较低。每个新的芯片制造厂都需要大量的资本投资。美国和日本资本成本之间的差异部分是由于美国的利率造成的。 美国工业最终通过专注研发更为复杂的新产品来应对日本的竞争。然而，美国的工业政策是被动的、防御性的、且基本无效的。当时采取的一项举措是威胁对日本进口产品征收关税，从而达成了一项协议。日本承诺提高其公司在全球销售芯片的价格。这最终对美国的DRAM产业帮助不大，因为大多数美国芯片制造商仍然被迫退出市场。与此同时。日本芯片定价较高，给新的韩国生产商留出了空间。 如今，世界三大DRAM生产商中有两家是韩国的。唯一剩下的美国DRAM生产商镁光，它在应对来自日本的挑战时，通过创新以及降低成本的制造方法赢得了市场份额。关税作为一种产业政策工具是失败的。关税会在个人电脑行业刚刚起步的时候推高内存芯片的价格，有可能耽误其兴起。 !H3B$*+,IJKLGMNO!PQRSTQUV3A>.? @/WXY 政府支持芯片产业的第二大举措是建立Sematech，这是一个合作研究机构，部分由工业界资助，部分由政府资助，以加快美国公司的技术开发。但今天，美国仍需依靠荷兰和日本的光刻工 具供应商。Sematech为加强芯片制造工具的生产所开展的各项行动有好有坏。该组织最大的成功是协调“路线图”，主要芯片制造商、工具制造商、芯片设计软件公司和生产芯片所需产品的其他公司可协调它们的计划，确保每一代新的芯片制造技术都具备大规模生产所需的工具和软件。 最终，美国的芯片制造商在20世纪80年代通过在技术和制造工艺方面进行创新，提高产品质量、降低产品价格，从而与日本能一较高下。英特尔公司在为个人电脑生产芯片方面发挥了核心作用。但DRAM芯片的生产中，所有面临日本竞争的传统公司都被迫退出，唯一剩下的美国DRAM公司是镁光。所以，公司是否能找到可行的商业模式，这种能力比任何政府援助更为重要。 !Z3B$[\]9^_*+,/?@ 自20世纪90年代以来，美国政府基本上忽略了半导体行业。政府继续通过美国国家科学基金会和DARPA等机构资助半导体研发。然而，由于美国的芯片公司在20世纪90年代和21世纪初表现得非常好，而且大部分国际竞争来自其友好国家，美国政府并不觉得有必要制定某项半导体政策。美国政府出台了出口管制政策，该政策重点是使其潜在的对手如俄罗斯和中国在芯片制造技术方面至少落后两代——直到最近，考虑到中国芯片产业的落后状况，这是一项简单的任务。在21世纪初期，大多数美国 官员关注的是如何帮助中国成为“负责任的利益相关者”，因此中国建立国内芯片产业的行动几乎没有面临任何有意义的限制。与此同时，制造能力向东亚转移的趋势仍在继续。 >(?@3A;789:BC 其他国家或地区，如中国台湾、欧洲、韩国、日本，尤其是中国，为建立自己的半导体产业已尝试了不同类型的产业政策。事实上，半导体制造集中在东亚的部分原因是，该地区各政府花费了大量补贴来支持芯片制造。这些产业政策中部分旨在支持特定的领域或公司，部分则是为了吸引外国投资。那些获得成功的例子都是在金融支持的基础上注重培训和人力资本；而且都坚持要求被支持对象通过销往全球市场来证明其竞争力。简单地注资芯片行业偶尔会在短期内“奏效”，但要建立起稳定的半导体行业，那绝非长期可行的战略。 美国从其他国家的半导体产业政策吸取到如下经验教训：首先，获得成功的国家专注于帮助其公司生产具有竞争力的产品进入全球市场。第二，支持劳动力发展对于成功的半导体产业极为重要。第三，当产业政策寻求利用自己国家现有的优势和能力，它就会更加有效。政府能做的是为私营企业培育一个健康生态系统，并解决安全困境。 !"3`a)`bc/de 产业政策成功的最好例子之一是中国台湾决定建立一个芯片产业。早在20世纪60年代，台湾领导人就决定，吸引半导体封装和组装的外包工厂将是该岛的一项有价值的业务。而台湾当时拥有封装业务所需的大量低技能劳动力。台湾领导人希望加强与美国和日本的商业联系。他们还有一个优势，那就是有相当数量的台湾公民在海外从事半导体行业的工作有助于传授知识。60年后，台湾的半导体产业是世界级的，而台湾最大的公司台积电是世界上最大的上市公司之一。然而，台湾在世界芯片产业中发挥核心作用的道路是漫长而曲折的。通过外包装配工作，台湾的领导人认识了美国的高层管理人员。台湾成立了一个由外国技术专家组成的理事会，向台湾政府提供关于未来技术趋势以及台湾如何利用这些趋势的建议。后来，台湾省政府建立了一个研究机构，即工业技术研究院（ITRI）。该机构与美国企业的交流过程中，台湾政府帮助创立了台湾积体电路制造股份有限公司（简称台积电公司，TSMC），政府帮助其筹集资金并给予了极大的税收优惠。在其创立之初，台积电是世界上唯一的“代工厂”。台积电是台湾产业政策的受益者，包括人为地低估货币价值。但它获得成功是因为正确地发掘出亟待满足的市场需求。 !33fghi.?@/jAk 与中国台湾一样，新加坡自20世纪60年代以来一直是半导 体组装的中心，现在则是重要的芯片制造中心。半个多世纪以来，新加坡政府一直试图吸引外国芯片公司进入，提供良好的基础设施、税收减免和训练有素的劳动力。在某些方面，新加坡的产业政策确实很成功，政府几十年一直身体力行地帮助建立一个半导体产业。然而，新加坡的芯片产业未能出现这样一家公司：在芯片供应链的任何环节中不可或缺或获得高利润。因此，新加坡也成为因此，新加坡也是一个警示故事，说明即使是最有能力的政府官僚机构也在设法寻找或培育最有利可图的公司。 新加坡的产业政策对电子行业的关注可以追溯到20世纪60年代。多家美国和欧洲公司在新加坡建立了工厂，它们被这个城市国家的低成本、训练有素的劳动力、低税率和政府对半导体的明确补贴所吸引。新加坡特许半导体公司和台积电一样，打算为芯片设计者提供制造服务，这在当时是一种新颖的商业模式。然而，特许半导体公司的表现却大大不如人意。赢得的市场份额只有台积电的很小一部分，因此盈利能力大大低于其在台湾的竞争对手。 !=3lmi.?@/nk 自芯片产业成立以来，欧洲公司一直在该产业中发挥着作用，但在许多情况下它们一直在努力与美国对手竞争，特别是在半导体市场最有利可图的细分领域，