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赛迪译丛:重新布局:半导体与美国产业政策(28页).pdf

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赛迪译丛:重新布局:半导体与美国产业政策(28页).pdf

1、-1-2022!1212#$53%&$&$572%重新重新布布局局:半导体半导体与与美国产业政策美国产业政策 !#$%!#$%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

2、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。!&(%&(%美国美国半导体半导体 产业产业政策政策 经验经验 建议建议)-2-()*+,)*+,-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

3、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(choke points);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-

4、3-美国繁荣、安全所依赖的计算能力。.(/0.(/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

5、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-4-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

6、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(1(23456789:;=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

7、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。!#!#$%&()*+,-./01$%&()*+,-./012 2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-5-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

8、量生产提供市场。!3#!3#4545 6767 8585 9:/;9:/;.?AB.?ABC CD*+,EFGD*+,EFG2 220 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-6-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

9、。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

10、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。!H#!H#B$*+,IJKLGMNO!B$*+,IJKLGMNO!PQRSTQUV#A.?#A.?/WXY/WXY2 2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-7-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

11、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。!Z#!Z#B$9_*+,/?B$9_*+,/?2 2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 DARP

12、A 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-8-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?3A;789:BC789:BC-其他国家或地区,如中国台

13、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

14、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。!#!#a)bc/dea)bc/de2 2-9-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

15、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。

16、!3#!3#fghi.?/jAkfghi.?/jAk2 2与中国台湾一样,新加坡自 20 世纪 60 年代以来一直是半导-10-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

17、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。!=#!=#lmi.lmi.?/nk?/nk2 2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,如芯片设计。芯片产业的早-11-期,主

18、要的欧洲政府,如意大利、法国和 德国都希望拥有自己的半导体制造设施,征收关税并支持国内的领军企业,并试图让美国公司在欧洲开设制造中心。这一策略 成功地吸引了欧洲的芯片制造设施,但也创造了一个分散的半导体领域,只注重服务国内市场而非全球市场。正因如此,欧洲的芯片公司规模太小,且没有充分关注技术前沿。如今,欧洲最成功的两家半导体公司,其增长主要归功于它们向全球市场销售的能力,而不是得益于国内的补贴。半导体制造设备也存在类似的趋势。设备方面也有类似的趋势,如今它是欧洲擅长的一个子行业。如 ASML 的发展主要不是得益于荷兰政府的支持,尽管它受益于受过良好教育的国内劳动力和对研发基础设施的投资。相反,

19、ASML 的成功是因为它立即赢得了国际客户,如美国和中国台湾的客户,而且它建立了国际合作关系,使它具备最好的光刻技术。!H#!H#Do_pqrst/uvwDo_pqrst/uvwxyxyjz|ynkjz|ynk2 2在日本,产业政策在该国半导体行业的建设中发挥了重要作用。然而,日本芯片制造部门的兴衰提供了一个警示故事,即产业政策和廉价资本在长期的芯片产业中所具有的局限性。在第一块集成电路发明后不久,日本就进入了半导体行业,从美国公司获得了技术许可,但严重限制了美国芯片制造商在日本开设工厂-12-的能力,并对从美国进口的产品征收相当大的关税。日本还向其芯片公司注入了廉价资本。日本公司此前获得成功

20、的主要原因是其一流的制造工艺和对质量控制的不懈追求。日本公司在市场占有率或产量方面超过了美国竞争对手,但这不是由于日本政府的政策,而是由于资本成本。由于美联储要击退通货膨胀,美国的利率在 20 世纪 80 年代初急剧上升,但日本企业却从极低的利率中受益。日本的金融体系结构对家庭投资资金的严格限制国家福利有限,这诱发了大规模的储蓄,而日本的银行急于以低利率贷款。因此,日本的芯片制造商从廉价贷款中获益。即使在无利可图的情况下,他们也能争夺市场份额。然而,日本的竞争对手由于缺乏廉价的资本。被迫进行创新并寻找更有利可图的 市场。相比之下,日本的芯片制造商成功地将几乎所有的美国 DRAM 生产商赶出了市

21、场,但最终却控制了一个产能严重过剩的行业。由于这种过度扩张,日本的 DRAM 公司被更低成本的韩国竞争对手迅速取代。此外,由于大多数日本的芯片制造商几乎只专注于 DRAM 芯片,他们错过了芯片行业的几个关键趋势,导致日本在芯片行业的地位急剧下降。今天在超纯化学品和半导体制造设备方面,日本仍然是一个重要的参与者。然而,与此前相比,它的重要性大大降低。!Z#!Z#$/*+,/$/*+,/2 2-13-最能说明产业政策困难的案例是政府注资芯片产业最为积极的国家:中国。在许多方面,中国本应该是所有国家中最有机会提升半导体价值链的国家。过去的几十年里,中国领导人已把半导体作为一个关键的工业政策目标。半导

22、体是一个关键的工业政策目标。中国公司深入参与了电子组装领域,因此,可以向该行业的世界领先者学习。然而,尽管有中国政府的大力支持,中国的芯片制造商一直在奋力追赶前沿技术。20 世纪 80 年代和 90年代,这些投资主要集中在简单的组装上,这与几十年前的中国台湾和韩国很相似。当中国政府试图将芯片供应链的高价值细分领域国产化时,它常常失败了。补贴外国人在中国开设芯片制造厂,这增加了中国的芯片生产量。但许多被吹捧为帮助中国发展国内生产能力的高调交易,最终却雇用了大量的中国工人,同时关键的专业知识仍然留在了外国专家手中。政府广泛参与其中的中国芯片公司往往难以改善其技术,而中国为数不多的具有深厚国际关系的

23、私营半导体公司则更为成功。中国最先进的代工厂中芯国际,它在追赶外国对手方面取得了真正的进步。它的一个关键技术是雇用以前在外国芯片制造厂工作过的员工,然后鼓励他们培训本地工人。然而,随着中国政府开始在中芯国际的管理中发挥更大的作用,其技术赶超情-14-况已停滞不前,甚至早于美国政府开始加强对该公司获取美国技术的限制行动。中国芯片行业中另一成功的案例是华为的芯片设计部门海思科技。尽管西方媒体常常报道华为从政府获得补贴,但它远非唯一得到政府补贴的中国公司。它比其他中国公司之所以成功得多,是因为它把出口放在首位,并学会了面向全球市场设计、销售产品。如今,中国政府正在向其芯片产业注入资金。不仅通过其国家

24、集成电路产业投资基金,而且还通过省级、市级政府组织的相关基金。流入芯片行业的补贴金额显然是数百亿美元。鉴于中国补贴制度的不透明性,即使是中国政府也不可能知道具体有多少补贴。所有这些支出将资助中国芯片制造能力的大幅提高,如果这些钱花到点子上了,将使得中国有机会在芯片制造能力方面取得飞跃。虽然中国获得国家支持的许多公司已令人失望,部分由补贴推动的增长其实是骗局,但投资的数量将保证中国在半导体供应链中发挥更大的作用。中国将更为广泛地培养熟练劳动力。得到补贴的中国公司将通过低廉的价格赢得市场份额,即使其技术或盈利能力落后于国际标准。中国的产业政策是低效、浪费的,但同时又是对现有企业的市场地位带来威胁,

25、中国半导体补贴对美国的技术领先地位-15-已构成了严重的威胁。中国正专注于制造那些并不先进的逻辑芯片。中国仍然不太可能在未来十年内生产出最先进的逻辑芯片,而且在 DRAM 内存芯片和许多类型的模拟芯片方面可能仍然滞后。它在十年内也可能仍需大量进口美国、欧洲和日本的机床用于半导体生产。中国粗暴的工业政策,只管注入资金却无有效机制选出成功的企业,这让人想起了日本在 20 世纪 80 年代半导体政策中最严重的错误。美国不应试图复制这种政策,尽管它造成了极大的市场扭曲并对美国企业的生存能力造成威胁,这些问题都必须得到解决。D(EFGHID(EFGHI789:;JK789:;JK-如今,美国的产业政策不

26、仅要考虑当前的芯片产业结构,而且考虑未来一段时间内重塑芯片产业的主要趋势。半导体行业的变化比任何其他行业都要快。产业的变化比经济的任何其他部分都要快,据预测每个芯片产生的计算能力将成倍增长。旨在解决当前动态问题的政府计划,在被批准和实施时,就已经过时了。今天,半导体行业为三个主要终端市场和几个较小市场提供芯片。智能手机和个人电脑分别消耗了 25%和 20%的芯片,另有25%的芯片则用于数据中心和其他 IT 基础设施,如电话网络。余下产业被划分为较小的市场,如汽车、工业和其他消费电子市场。对某些类型的芯片需求的转变将有利于某些公司和某些国-16-家。如英特尔。它仍然是该行业最大的公司之一,在过去

27、数十年里,它是个人电脑需求增长的最大受益者。在过去的十余年里,它还在数据中心方面建立了主导地位,现在这一地位正在被削弱。这意味着美国在个人电脑和数据中心芯片方面是相对自力更生。但英特尔竞争地位的恶化令美国更加依赖外国制造,特别是中国台湾。与个人电脑、数据中心终端市场不同的是,芯片行业智能手机细分领域一直依赖中国台湾和韩国制造。智能手机中的许多关键芯片是由美国公司设计的,如高通公司和苹果公司。如果台湾停止制造芯片,那么世界上制造智能手机的能力就会暂时停滞不前。然而,个人电脑和智能手机现在已经是成熟的技术,所以半导体行业的增长将出现在其它终端市场。美国的增长市场是在数据中心和其他高性能计算的应用。

28、像美国英伟达这样的公司已通过生产量身定制的芯片来实现增长。主要的云计算和大型科技公司基本上都是美国本土的。然而,大多数设计数据中心芯片的公司都将生产外包给中国台湾或韩国,有可能增加美国对地缘政治危机的脆弱性。半导体的第二个主要增长市场是汽车行业。虽然汽车行业使用半导体已经有几十年了。但其芯片的数量和复杂程度都在增长。更重要的是,自动驾驶系统需要大量高度先进的处理器。更-17-重要的是,自动驾驶系统需要大量高度先进的处理器芯片、强大的内存芯片和复杂的半导体传感器。这一趋势迅速提升了新车中半导体的数量和价值。最后,电动汽车需要专门的半导体来管理其电力供应。同时,还要为自动驾驶系统生产芯片和软件。美

29、国公司已经成为汽车半导体的主要参与者。中国已表明,它计划支持其国内半导体产业,重点是电动汽车和更为广泛的汽车领域。多家公司正在争夺市场份额,但许多领先者目前都在美国或欧洲。除了终端市场的变化,半导体行业的芯片封装方式也在发生变化。新的芯片封装的新技术正在令“芯粒”(chiplets)得以兴起即多个芯片封装在一起,可以混合和匹配,以便为每种用途提供计算能力、内存和成本的最佳组合。行业内所有大公司都在试验先进的封装技术。更加多样化的芯片组封装能力是否能在该行业实现新的商业模式尚不清楚,但许多业内分析人士预计,芯粒使用的增长可能会颠覆某些半导体公司的商业模式。最后,许多半导体公司正在更为认真地考虑其

30、芯片如何与 在芯片上运行的软件进行互动。某些芯片公司长期以来一直在考虑芯片与特定软件的互动,而其他公司则试图销售“通用”半导体,使其能够与大量不同程序有效互动。“系统集成”思维可能会愈发重要,特别是在数据中心业务中。-18-然而,评估哪些商业模式会起飞,是一个非常不同的挑战。对于处于芯片行业技术前沿的美国来说,政府将很难比私营部门更好地预测产业的发展。这给政策制定者带来了两难的境地。为了有效,政府应该围绕塑造广泛的、长期的趋势来设定其目标,而不是旨在拯救某些特定公司或发展某些能力。L(789:L(789:M45678;JKM45678;JK-美国政府对半导体产业的政策重点应该围绕四个主要目标制

31、定:促进技术进步;保证半导体供应的安全;保持对咽喉点的控制;减缓中国的技术进步。!#!#KLKL2 22 2美国每年消费约四分之一的芯片。确保技术进步对美国许多行业的健康发展至关重要,并最终影响到整个美国经济。芯片行业在研发方面的支出比例高于制药业除外的任何其他行业。尽管芯片制造的成本正在上升,新的封装技术将令其性能进一步提高。此外,风险资本已经流入新的芯片设计业务,特别是旨在支持人工智能工作负载的芯片。这一趋势有望降低人工智能芯片的成本。为了强化这些行为,政策制定者应该对劳动力发展进行投资,确保世界领先的芯片专家能够在美国工作。政府可以做得更-19-多,确保高素质的学生在芯片行业看到可行的职

32、业道路。此外,为从事半导体相关技术的外国专家提供工作签证便利也会有帮助。有人担心中国的人才计划可能会影响到专业知识的转移,这很可能是夸大其词,特别是考虑到中国的芯片公司经常雇用日本人和韩国人和美国公民与中国人一起发展其产业。相反,为了防止人力资本流失到中国,美国应该加强保护贸易的立法。相反,为了防止人力资本流失到中国,美国应该加强立法保护半导体行业的商业秘密,并鼓励采取更多限制性的非竞争协议,以便限制美国芯片行业的员工为中国公司工作。不要不要再注再注资资基础基础研究,而应研究,而应将将钱钱投在技术发展和原型投在技术发展和原型设计设计。在半导体行业 行业,从“想法”到“产品”的转变可能花费昂贵得

33、令人望而却步。加大对原型和商业化的支持力度将在支持行业方面产生更大的影响。这是在芯片行业早期的一个教训。这是芯片行业早期的一个教训。国会和政府应将研究资金集中在处于科学和工业交叉点的机构上,它们比大学或基础研发更有可能产生新的有用技术。!3#!3#/Y)Y/Y)Y2 22 2芯片行业在和平时期能提供大量的芯片。但过去两年里,汽车芯片的短缺已广为人知。新冠疫情期间芯片的“短缺”并不是-20-芯片的 短缺 并不是因为行业未能生产更多芯片,而是因为需求方面出现巨大的、出乎意料的激增,特别是在汽车行业。虽然芯片行业在和平时期具有令人印象深刻的复原力,但制造业和装配业集中在东亚,这加大了对地缘政治压力的

34、脆弱性。市场力量和东亚政府的补贴吸引了本产业愈发进入该地区。但短期的经济利益和国家安全的当务之急并不一致。需要一定程度的产业政策,以免对因地缘政治引起的供应中断过度脆弱,无论是用于国防目的的芯片供应还是为整个经济提供的更为广泛的供应。产业政策的作用是什么?除了保证国防和商业市场的芯片供应外,美国政府还必须确保集成在敏感系统中的芯片之完整性。国防部要求确保它在军事系统中使用的芯片在其设计、制造或组装过程中没有受到损害。虽然涉及半导体的已知安全事件在数量上远远低于软件的,但也发现了诸如 Spectre 和 Meltdown这类芯片设计缺陷,它们破坏了加密的数据。对手可以修改芯片设计或生产过程,通过

35、介入制造或封装活动来破坏芯片。或者,对手也可以修改芯片设计,这不需要实际进入设施。相对于国内设施,在境外设施生产国防芯片时,破坏的风险会增加;尽管正在进行大量研究以验证芯片是否遭受修改或破坏。为了保证美国市场上半导体供应的弹性和完整性,政策制定-21-者应该:投资于可识别半导体安全缺陷的技术。虽然半导体比软件的安全缺陷更少,但美国缺乏足够手段来评估芯片是否存在安全缺陷。虽然半导体的安全缺陷比软件少,但美国缺乏足够的工具来评估芯片设计是否被修改,或者芯片是否在制造或封装的过程中被篡改。应该投入更多资金来研发验证芯片是否安全的方法,无论这些芯片是民用还是军用。在美国在美国政府中积政府中积累累更多有

36、更多有关半导体的关半导体的专专业业知识知识。芯片行业的供应链是世界上最复杂和最国际化的供应链之一。了解供应链如何运作,对制定有效的行业政策至关重要。尽管美国政府的一些部门,如商务部和国防部,都有关于该行业的现有知识,美国还是应该投资一个专门的部门,以跟踪供应链和技术趋势的变化,为行政部门和国会提供细化分析。确确定并减少定并减少供应供应链链对对对对手手的的依赖依赖。大部分半导体供应链涉及的材料、设计和机器来自美国的盟友或合作伙伴。但中国在半导体行业的作用日益增大,正在改变这一点。美国应该定期检查供应链,以确定那些对地缘政治对手产生了依赖的领域。一旦确定对对手的依赖点,就应该减轻依赖,必要时可通过

37、政府资助国内生产或进行囤积、和/或限制从中国或俄罗斯公司进行采购。通过通过补贴补贴和和向向台台积电和积电和三三星星施施压压,令令制造制造基基地地多样多样化化。-22-为了在东亚发生战争时保证半导体供应,必须在其他地区建立更多的制造和装配设施。首先,美国国会应继续监测在美国和在东亚建设工厂之间的成本差距;监管和环境规则也令美国国内芯片制造的成本上升。第二,应敦促台积电、三星等生产前沿逻辑芯片的公司继续使其生产基地多样化。美国官员应迫使它们在美国本土设立工厂而非“友岸外包”这类空洞的说法,令之在其本国和美国同时推出新的技术节点。!=#!=#_2 2/I/I2 22 2某些美国芯片制造商、设备制造商

38、和芯片设计软件公司在半导体供应链中发挥着实际上不可替代的作用。针对半导体的行业政策应寻求培育这些掌握了咽喉点的公司,以便对付俄罗斯和中国等对手政府。因为美国公司以及研发自美国的技术在半导体制造设备和芯片设计软件方面发挥着至关重要的作用,那么禁止获取这些技术实际上就是阻止了先进半导体的制造。但切断“咽喉点”带来的挑战是,这样会增加其他国家的动机。的挑战是,切断它们会刺激其他国家寻找绕过它们的方法。培养“咽喉点”的最好方法是永远不要使用它,但这样的政策会使培养咽喉要塞的意义落空。为了培育“咽喉点”企业,美国应该:优优先先考虑对考虑对“咽喉点咽喉点”的研发的研发提提供支持供支持 -23-保留技术“咽

39、喉点”是重要的外交政策目标。因此,政府的研究资金应该集中用在能加深美国对“咽喉点”控制的创新方面。半导体制造设备领域,存在这样的挑战:初创企业和大学研究人员很难获得昂贵设备以测试新的观点。与与盟盟友友一一道道,强强化对制造化对制造设备设备的出的出口口控制控制 如果过度使用“咽喉点”,其他国家就会有动力围绕着“咽喉点”进行创新。但当美国与其盟国在出口管制方面保持一致时,中国找到替代方案的难度就会增加。美国应该投入更多的外交资本来实现该目标。此外,美国政府应多加与盟友就供应链进行协商,以包括绘制半导体制造设备中的主要部件、并评估是否应对关键部件实施出口管制。!H#!H#vB$_$/KLvB$_$/

40、KL2 22 2设计、制造先进半导体的能力具有深远的经济和军事意义。中国在过去二十年里已迅速提高了其能力。此外,中国政府正在投入大量资金来建立芯片制造能力。而美国现在则必须采取战略以扩大美国与盟国以及中国之间的技术差距,以便适应北京的巨额补贴及其奋力在半导体供应链中占据更大份额的行动。美国芯片行业目前面临的一个核心挑战是中国政府的大量补贴。这些补贴使得中国公司压低了外国竞争对手的价格。诸如世界贸易组织等现有机构缺乏应对这些补贴的工具,部分原因是中国经常通过-24-投资基金去提供补贴。美国和盟国应向中国提供一份关于半导体的新协议,根据该协议,美国同意不加强对中国芯片的限制,只要中国政府可信地停止

41、对芯片行业的所有隐性、显性补贴。同时提供介入性视察和数据共享规定以核实其是否遵守。中国不太可能同意这样的协议,但此类协议将有助于向盟国澄清:中国的挑战不能在现有框架内解决,因此需要新的、更为严厉的措施。通过控制对外投资来限制外国对中国芯片行业的投资,最好能与盟国协调。这样做是为了确保美国公司和风险资本不支持中国的芯片产业。首先,美国应与盟国合作,阻止其公司在中国建立新的设计、制造或封装工厂。鉴于中国愈发向企业施压以转让技术和专业知识,在岸投资带来的经济利益得不偿失。境外投资制度将使企业在面对中国政府时具有更多的谈判能力。其次,境外投资审查制度应监督风险资本中国初创企业的资助,禁止涉及子行业尖端

42、专业知识转让的投资行为。与与盟盟国国协协同同加强加强出出口口控制控制 只要美国和盟国保持长期技术领先优势,出口管制就会成为抑制对手的重要工具。鉴于大多数类型的芯片都很容易买到二手货,控制某些类型的芯片转移到中国不太可能产生重大影响。但限制向军事终端用户的转让行为是值得努力一试的,尽管执行起来不可避免地会有偏差。不过,哪怕只是部分地破坏了中国军队-25-的半导体供应链,也可能迫使它使用国内生产的、不太先进的芯片,这样其军事装备能力就会下降。向商务部工业和安全局提供更多资金和监督,以采取更为严格的管制措施。对制造 14 纳米以上逻辑芯片的设备实行出口管制是不现实的,但美国应与盟国合作,严格限制更先

43、进设备的转让。即使技术在不断进步,美国也应准备保持这些控制措施。此前的政策是保证技术水平领先于对手两代,但鉴于中国的能力和野心,这样的差距是不够的。通过制通过制裁裁、出、出口口管制以及与管制以及与盟盟国国协协调调来来解决解决中国芯片的中国芯片的补贴补贴问题问题 因中国对其芯片产业的补贴,其企业将在某些细分领域获得市场份额,因为它们不需要考虑盈利能力。获得高额补贴的 的中国企业应不得进入新的、重要的市场。这包括限制其他国家的公司与上述公司进行交易的二级制裁。这在盟国中是具有争议的举措,但为了产生足够的影响,二级制裁可能是必需的。N(N(OPOP-自从冷战时期的军备竞赛中出现第一块集成电路以来,半

44、导体在维持美国实力方面发挥了重要作用。如今,世界各地的政府,从日本到韩国,再到欧洲,特别是中国,都在为其芯片产业的发展倾注资金。除了技术趋势和变化中的商业模式,该行业的未来-26-也将被政府政策所左右。美国政府刚刚开始意识到需要为半导体行业制定连贯的战略。产业政策的历史经验表明,政府可在支持劳动力发展、资助研发和原型设计方面发挥作用。此外,政府在解决该行业的制造和装配能力过度集中于中国及其周边地区所带来的安全挑战方面也可发挥显著作用,以防发生地缘政治危机时出现严重的中断风险。然而,美国政府首先必须深化其在该行业的专业知识,以确保政策制定者了解复杂的供应链、产生能令美国长久繁荣和安全所需的计算能

45、力。译自:Rewire:Semiconductors and U.S.Industrial Policy,September 2022 by Chris Miller 译文作者:赛迪工业和信息化研究院 杨淑娴 联系方式:15501128188 电子邮件: -28-编 辑 部:赛迪工业和信息化研究院 通讯地址:北京市海淀区紫竹院路 66 号赛迪大厦 8 层国际合作处 邮政编码:100048 联 系 人:黎非凡 联系电话:(010)88559658 15117933026 传 真:(010)88558833 网 址:)电子邮件: 报:部领导报:部领导 送:部机关各司局,各地方工业和信息化主管部门,送:部机关各司局,各地方工业和信息化主管部门,相关部门及研究单位,相关行业协会相关部门及研究单位,相关行业协会

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