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SIICFM Insights |《智能科技月报》美国签署《芯片法案》,中国应该如何应对?(2022年8月,第37期)

SIICFM Insights |《智能科技月报》美国签署《芯片法案》,中国应该如何应对?(2022年8月,第37期) 上实资本科技基金
2022-08-24
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导读:最近美国总统拜登签署了《芯片与科学法案》(CHIPS and Science Act),中国应该如何应对?
概述

最近美国总统拜登签署了《芯片与科学法案》(CHIPS and Science Act),这是中美经济科技竞争中的另一个里程碑式的事件,法案提出联邦政府在2022-2026年之间,共提供527亿美元芯片行业补贴,其中390亿美元用于资助企业建设、扩大或更新在美国的晶圆厂,110亿美元用于资助半导体的研究和开发,另外,半导体行业方面的投资享受25%的税收抵免。芯片法案推出以后,引起全世界的广泛关注,国内尤甚。

事实上,法案本身存在不少漏洞——芯片产业链不同定位公司利益分配的不均、政府与企业利益关注点的不同、法案对产业发展规律的违背、以及对市场经济平等开放原则的破坏等,都将为法案落地带来阻力。基于芯片产业链的复杂性,任何一个国家都无法打造完全独立自主的产业链。因此,对中国芯片行业来说,更要基于国际合作,发挥放眼全球的智慧,在开放中不断学习创新。


目 录 

一、详解《芯片法案》:527亿直接补贴芯片产业,另外2000亿用途更值得警惕
二、如何评估美国芯片法案的影响和对策
三、面对美国巨额芯片补贴,中国该如何应对?
四、台积电前法律顾问:芯片法案作用有限,台积电不需要在中美之间站队
五、要怎么样才能造出一部苹果手机?
注:本文仅提供观点概述,原文请点击链接跳转查看。

一、详解《芯片法案》:527亿直接补贴芯片产业,另外2000亿用途更值得警惕

【摘要】本文对《芯片与科学法案》相关的十个关键问题进行了详细解读,包括该法案的内容和目的,该法案可能产生的影响,该法案实行过程中可能受到的阻碍等。本文指出,《芯片与科学法案》本质是美国希望牢牢把握住芯片制造关键环节,结合已经处于领先地位的芯片设计产业,确保在信息技术领域的产业链安全与全球影响力。该法案是各方希望拥有芯片全产业链掌控力这一大趋势中的阶段性结果,反过来也会加速这一趋势的发展进程。此外,该法案中2000多亿对基础科学与技术领域的投入所带来的人才虹吸效应同样值得重视。

1. 芯片法案是什么?
美国当地时间8月9日,美国总统拜登正式签署了《芯片与科学法案》。这一涉及2800亿美元拨款的法案也被称为“芯片+”(CHIPS-plus)法案,包括了美国参众两院筹划已久的527亿美元“芯片法案”和加强人工智能等技术领域研究以及其他技术研发活动的超过2000亿美元的投资。
2. 芯片法案的目的是什么?
《芯片与科学法案》是用大量财政补贴和税收减免的方式,提高美国国内的芯片制造产能以及技术研发能力,把半导体产业制造部分引入、留在美国。
在半导体产业链中,日本近乎垄断了半导体所需的特种化工原材料;台湾地区、韩国几乎垄断了晶圆生产制造封装测试能力。美国虽然在芯片设计领域非常强,但是产品的最终生产制造仍旧要依赖于类似于三星、台积电这样的生产制造公司。因此,将制造环节引入美国,既能保证美国本国的产业链安全,又能实现对产业链各环节的全面掌控。芯片是信息技术产业的核心,位于信息技术产业的最上游,美国希望通过全面掌控生产制造芯片的各环节,实现对信息产业发展的全面把握。
3. 芯片法案包含哪些重要具体内容?
“芯片法案”的527亿美元预算将大部分拨给美国芯片制造商,供它们建设工厂生产芯片组件等,同时还提供为期4年的减免25%税收政策,此外还将拨款5亿美元用于国际间安全通信计划、拨款2亿美元用于工人培训等计划。
剩余超过2000亿美元的预算将用于资助“研究与创新”,比如在人工智能、机器人技术、量子计算等关键领域的研究将投入约2000亿美元,同时还将投入100亿美元在美国建立20个“区域技术中心”,以及数十亿美元来促进基础研究及先进半导体制造能力等。
4. 芯片法案中有无针对特定国家地区的条款?
有,具体条款如下:
禁止接受联邦奖励资金的企业在对美国国家安全构成威胁的特定国家扩建或新建某些先进半导体的新产能。
禁止接受CHIPS法案资助的公司在中国和其他特别关切国家的扩建某些关键芯片制造。
禁止获得联邦资金的公司在中国大幅增产先进制程芯片,期限为10年,违反禁令或未能修正违规状况的公司,可能需要全额退还联邦补助款。
另外,如果半导体企业为了扩大该国市场而增产传统半导体,则不受该法案限制。
但是,这些条款的适用范围具有一定的模糊性,这也意味着,美国的立法机构授权美国的行政机构,可以用这些条款去限制包含中国在内的其他国家。法案特别提到了中国,但也包含其他对“美国国家安全造成关切”的国家。这为未来行政机构打压竞争对手提供了操作空间。
5. 美国本土企业哪些受益?是否全部为支持态度?
首先受益的是IDM企业,比如英特尔、美光、德州仪器,这些企业会自主设计并加工生产芯片,之后进行销售。它们的高端制程的工厂,大部分在美国国内或科技较落后国家。从《芯片法案》中对受补助企业的限制约束条件来看,这些企业触碰红线的机会较少,受限风险低,获益较高。
对美国本土的Foundry企业(晶圆代工企业)来说,例如GlobalFoundries,理论上是直接的受益者。但是如果不存在地缘冲突,对公司股东来讲,在市占率逐步下跌的当下,寻找到一个好买家(例如中国的资本,溢价会更高)被并购,可能会获利更快、更大、更直接。
从法案本身文字来看,补贴主要针对半导体制造环节,但是美国还有更多的芯片设计企业,例如英伟达、高通、博通,他们的体量更大、在产业链的影响力更强,然而却未能分得多少利益,因此,对于“分配不均”的法案内容,他们可能会持观望、甚至是反对态度。
6. 能否从根本上改变全球芯片产业格局?
随着特朗普政府对全球化趋势的逆转动作,以及疫情以来各国、各地区对关键产品的供应链保障重视程度的提升,再加上去年的全球“缺芯”,让中国、美国、欧洲极度重视芯片全产业链的自主可控,中、美、欧都在加强芯片全产业链布局。各方希望拥有全产业链掌控力的趋势已经形成。这一法案的诞生,是这一趋势在美国的阶段性结果,而该法案的推出与执行,反过来也会加速推进这一趋势的发展速度
对台积电而言,从企业运营的角度来讲,在不同地域设厂,做全球化布局,是分散风险、拓展市场的最佳策略。然而,考虑到产业链控制力与地区综合实力,如果台积电加大甚至将先进制程迁往美国,势必削弱台湾地区在产业链关键环节的地位。对台湾当局而言,一个将高端制程迁往美国的台积电,既会降低台湾在全球信息技术产业链中的地位,也会打破传说中的“矽盾”。因此,台湾当局会想方设法阻拦台积电在美国大量投资建厂。
同时我们也应该看到,这一法案除了对芯片行业的直接补贴,2000亿以上对基础科学与技术领域的投入,影响更为长远,对人才的虹吸效应巨大。
7. 美国历史是否有过类似的先例?
美国历史上也曾经有过多个类似的先例。克林顿执政时期,组织实施了一批重大科技计划和工程,巩固和提高了美国在信息技术、纳米技术、生命科学、航天等战略高技术领域的优势地位。比如1993年,克林顿政府根据《高性能计算与通信法案》(1991年)制定了《国家信息基础设施计划》,即著名的“信息高速公路计划”,该计划使美国信息技术产业到1997年时对美国经济增长的贡献率达到1/3以上。
8. 法案出台后,对我国芯片产业提出了什么样的挑战?
这将会加剧在全球芯片领域的军备竞赛,众所周知,军备竞赛没有赢家,更无法达到共赢。说到底,人类社会的主流价值观还是合作和共赢,美国芯片法案的推出是对这一主流思想的挑战。我们国内的从业者和制度制定者,要打破这种内卷。要建立我们自己的供应链护城河,扩大与完善产业链生态圈,同时也要加强人才的培养和吸引。
9. 法案特别提及的“先进制程芯片”包含哪些关键技术?
  • 28nm以下制程:包含14nm、7nm、5nm、3nm;
  • Chiplet:随着芯片制程逼近到物理极限,chiplet对芯片的发展非常重要。Chiplet 的意思是由多颗晶粒(多Die)通过特定工艺进行链接并封装组成的一颗大芯片,传统的芯片是由单一晶元(单Die)封装而成。通俗一点讲,这是一种用搭积木的方式,把一堆小芯片通过特定技术组合成一块大芯片的技术路线。
10. 芯片法案实行的阻碍是什么?
在美国国内,由于该法案造成芯片产业链不同定位的公司利益分配不均,势必在执行层面会有来自产业方面的阻力;国际上,台湾地区和韩国,考虑到自身利益,也会通过各种手段阻拦对以台积电和三星为主各相关公司和人才的迁出。因此,该方案在实施细则不清楚的情况下,最终效果有待观察。

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详解《芯片法案》:527亿直接补贴芯片产业,另外2000亿用途更值得警惕(2022-08-10)
二、如何评估美国芯片法案的影响和对策

【摘要】《芯片与科学法案》展示了美国上层应对中国崛起,在经济和科技上的总体战略思路。本文立足芯片法案制订的动机和历程、美国芯片行业的现状、全球芯片产业的发展规律,本着事实和科学态度对该法案进行了综合评判。本文认为,芯片法案的防御性大于进攻性。美国本土发展制造业的土壤已经不存在,法案促使芯片制造业回归的意图很难实现,但是附加条款及芯片四方联盟(Chip4)更值得警惕。美国的芯片冷战虽咄咄逼人,但这种逆历史潮流而上的做法很难有持续的“历史动力”。对中国的芯片产业来说,只有立足于全球化才有出路。

1. 芯片法案的防御性大于进攻性
现在多数评论都是过于关注里面的几个中国相关条款,以至于给人产生这个法案是冲着中国来的,是一个专门来遏制中国的法案的错觉。当然这个法案有对中国制裁性的条款,但如果通读法案全文,可以看出其主要内容是谈如何解决美国国内芯片安全问题,其次才是遏制中国芯片产业发展。
在当今地缘政治冲突风险加剧,以及供应链不时受到新冠疫情冲击的情况下,不仅中国面临芯片安全问题,欧洲、美国也面临芯片安全问题。现在全球芯片的生产七成以上集中于东亚地区,尤其是台湾一岛占据了全球三分之一的产能,尤其是在10nm以下高级芯片,更是占据了全球92%以上的产能。全球产业安全有个定律,那就是如果某个区域产能占据了全球的一半以上,一旦这个区域发生意外事件,就会彻底扰乱影响全球的供应。
从今年俄乌战争也可以看出地缘冲突对市场的严重干扰,比如,俄罗斯镍的产量虽然只占据全球的11%,但是战争爆发后两周,伦敦金属交易所镍价格就从3万美元每吨,上升到10万美元每吨;俄罗斯石油产量占全球八分之一左右,但是也对全球油价产生了巨大冲击,创历史新高。台湾及台海局势各方的芯片产量比重,远远高于俄罗斯镍、石油产量的全球比重,一旦爆发军事冲突,对市场的冲击更是无法想象。
美国尽管是全世界芯片技术最先进的国家,三分之二以上的高端芯片由美国公司设计,但是美国芯片产业是“两头在外”,国内只有设计,生产和市场都在东亚。1990年的美国芯片产量占全球37%,今天只剩下12%。东亚一旦发生军事冲突,美国芯片也会被“卡脖子”,这对美国经济是个不可想象的冲击,其危害性要远大于俄罗斯对欧洲的天然气断供。因此,美国必须从国家安全考虑,回迁部分芯片制造业,补齐产业链,这是芯片法案要解决的首要问题。
欧洲情形也类似,今天其产能全球占比仅剩9%,出于同样的担忧,欧盟委员会于今年2月8日推出了《欧洲芯片法案》(European Chips Act),拟动员约480亿美元的投资资助芯片制造和研究。通过这些也看出,中美竞争中,美国(及西方)其实也有很多软肋。中国对美国的重要举措,首先要看清它的战略意图,没必要被一些虚张声势的东西所迷惑。

2. 芯片制造业回归违背产业规律,芯片法案的执行效果未必乐观
芯片法案的逻辑是通过国家补贴,来吸引本国企业、外国企业来美国设厂,壮大美国的芯片产业,很多人评论说这是东亚四小龙和中国大陆发展崛起中招商引资策略的升级版,但是即便是美国政府有意“招商引资”也未必产生他们所想要达到的效果。
从根本上讲,美国的芯片制造业回归计划,是违背市场规律的“逆流”。全球芯片产业供应链的重心是日韩(少量在欧洲),生产基地在台湾,主要消费市场在中国大陆,以后东南亚和印度的需求量也会逐渐加大。所以,在生产基地设在东亚是最符合市场规律的选择,而企图通过行政干预的手段,阻止美国企业到东亚设厂,同时威逼利诱日韩台企业到美国开工设厂,这样既缺乏上游供应链保障,又远离主要消费市场,效果必定打折扣。
具体来说,首先,美国经过半个多世纪的“去工业化”,发展制造业的基础土壤早就不存在。即便是政府用资助方式把工厂建起来,也很难招聘到工人和工程师,美国芯片行业从业人员仅28万,而台湾一岛就有22万,中国大陆有60多万,日韩两国有40多万,中国大陆的劳动力资源就更丰富,美国的地价、工薪也远远没有中国大陆或台湾具有吸引力,在美国生产芯片的总成本,至少比中国大陆高50%以上。
在现代经济史上,尚没有一个国家或地区能够做到在产业流出后,又让它大规模地重新回流。比如,20世纪初英国的工业都流向美国、加拿大阿根廷等新兴市场,制造业远远落后于德国,英国政府采取了很多阻挠措施,仍然无法阻挡这个趋势,这个趋势已经延续了一百多年,也没有逆转;很多香港官员和学者,也觉得回归前香港将制造业完全转移到大陆是个错误,光发展金融、贸易、旅游,很难产生普惠效果,后来提出来香港要做科研+先进制造中心的想法,但是十几年来一点进展都没有。
因为由制造中心升级为研发中心,这是经济发展进步的表现,当整个社会经济系统都已经升级二三十年了,如果想让它降级回来,去适应产业链更低端行业,基本不可能。就像北京好不容易把首钢迁走,如果某一天为了增加GDP再把它请回来,也是很难再开起来。
其次,根据美国半导体行业协会(SIA)估算,如果美国重构芯片供应链,至少需要4500亿美元,单靠政府500亿美元的投资显然无法解决问题,而剩余的4000亿美元,市场是不愿意买单的。因为这不符合他们的收益法则,在美国这片土地上做这种投资,风险大而成本高,还不如去东亚(或者东南亚、印度)投资。所以,即便有两党的共识以及白宫坚定的意志,芯片法案很可能会像特朗普的制造业回归计划一样雷声大而雨点小,最终结果与战略目标相距甚远。
正像台积电创始人张忠谋在去年以来反复强调的那样:解决芯片问题最重要靠自由贸易和自由市场,如果要在美国重建芯片供应链,这是一个不可能实现的任务,是“浪费、昂贵、徒劳无功之举”,就算投入数千亿美元,仍会发现芯片供应链是不完备的。
总体而言,芯片法案虽然体现了美国政府对芯片行业的高度重视,但其战略能力和战略目标并不完全匹配,其内外目标能实现多少,都需要打折扣。所以,我们应该对芯片法案做出冷静的分析,既不能盲目轻视,也要避免过度焦虑、愤怒,处处被对手的动作牵着走,产生种种的不理智对策(这恰好也是美国一些政策所期待的桌面之下的目标)。

3. 附加条款及芯片四方联盟(Chip4)更值得警惕
综上分析,美国通过增加芯片制造业补助,来完善供应链,这方面对中国产生的冲击不会太大。但是,芯片法案关于接受资助的附加条款,比如SEC103C和103D所提出来的,接受补助的企业不得在对美国安全造成威胁的国家新建或扩大某些半导体的生产能力(主要是28nm以下),其期限为10年,违反禁令或未能修正违规状况的公司,需要全额退还联邦补助款,这些规定对中国芯片业发展却有很强杀伤力,其具体表现在:
1)这就意味着,英特尔、台积电、三星、SK海力士这几家企业,一旦在美国开设工厂,那么就不得在中国新建28nm以下(主要是14nm、7nm、5nm)芯片的制造工厂,其他项目也会增加很多变数。由于这几家企业产能占据全球总产能的80%以上,限制他们在华投产,意味着在技术和制造上,有将中国边缘化的风险。
2)从全球需求看,28nm以下的芯片的市场份额虽然目前只占30%左右(未来十年可能上升到50%以上),但是却是整个芯片行业利润率最高的部分。台积电的50%以上利润是7nm和5nm两种芯片创造的,而28nm以上芯片对利润贡献很薄弱。如果这部分受到封锁,那么中国只能发展芯片产业低附加值部分,在国际上没法发挥竞争力,也不能满足国内需求。
3)这部分高端芯片应用场景是手机、新能源汽车、PC等行业,如果美国未来在芯片出口上设置更多红灯,那么这些行业将更加面临“缺芯”的困境,也就限制了这些行业发展成长的机会,并且影响整个国民经济的发展前景。
并且,芯片法案的附加条款只是美国在供应链上孤立中国的一小部分,其更大的棋局则是组建由美国、日本、韩国和我国台湾地区组成的“芯片四方联盟”(英文简称Chip4)。联盟四方几乎组成一个完美的供应链闭环,它们在芯片产业链多数环节都占据垄断地位,比如IDM领域全球份额占比是91%,设计领域超过90%,代工领域接近90%,光刻机领域38%,晶圆硅片领域79%,光刻胶领域近90%以上。一旦这个联盟形成,那么美国在芯片行业上,几乎无往而不胜,想制裁谁就制裁谁,其危害性比贸易战和目前的局部技术制裁大百倍、千倍以上。
Chip4也反映了美国应对中国崛起的新思路,那就是在目前的全球化组织外,另起炉灶,拉拢关键性伙伴,来打造孤立中国的新体系。众所周知,中国改革开放的起步,以及经济的崛起源于美国较为主动地邀请中国加入它所主导的经济科技体系,在这个过程中,中美都获得很大收益,尤其是对中国而言,获取了较为快捷地赶超路径。然而,现在美国却时时刻刻想把中国从美国主导的经济科技体系中来踢出去,来斩断中国继续发展进步的路径。
美国接下来可能还会有Anto4、PC4、AI4,在诸个关键领域把中国剔除出去。对后发国家来讲,最可怕的不是暂时的落后,而是被孤立——孤立意味着这个国家不能通过与世界的交流,获取发展进步的资源和动力,改变落后也就变得没有可能,伊朗、委内瑞拉、利比亚等国都是前车之鉴。

4. 美国孤立中国战略的脆弱性
美国的芯片冷战咄咄逼人,摆出一副世界老大带领一帮兄弟,群殴世界老二的架势,看似这是个没有悬念的斗争,美国必赢,但是实际未必如此。
其一,今天的美国已经不是三十年前的美国,其战略能力已经大大下降。它所要围堵的中国又是个庞然大物,它的战略计划很可能就像冰箱装大象一样,是个非常难做到的工程。美国对伊朗、朝鲜这种国家的制裁法案,都不可能被落实,伊朗仍然能够从欧洲、日本、俄罗斯等国那里获得未必国家最低需要的资源,朝鲜也依然能够研发出核武器,更不用说对具有巨大国际资源获取能力的中国。
其二,美国的芯片联盟是以美国利益为核心的,而非以同盟利益为核心。美国是变相逼迫台湾、韩国和日本相关企业放弃自己的巨大的在华市场利益(比如中国市场占韩国芯片出口的60%)去为美国战略利益服务,损人利已。所以,这个联盟天然就有漏洞,日韩台企业并不会死心塌地跟着美国走,它不像北约或者当年的欧洲煤钢共同体那样,是一个互惠互利的统一体,注定了很难有前景。最近韩国外长访华,提前向中国表明对Chip4的立场,以期得到谅解,足以证明这个联盟的裂缝。
最关键的是,这个联盟破坏了市场经济的根本的平等、开放原则,大搞产业壁垒,增加整个全球经济运行的成本,可以一时得逞,但是长期看必然为国际所厌恶。美国冷战后期无往不胜是它扛起了全球化、经济自由化的大旗,占据了规则和道义的高地,如今它却要放弃这些原则,它过去所反对的分裂、斗争、孤身自保的规则来保护自己的地位,这种逆潮流而上的做法也很难有持续的“历史动力”。

5. 中国芯片行业只有立足全球化才能突围
综上分析,美国虽然意图打造芯片封锁的天罗地网,但是并不意味着中国芯片发展就此窒息,中国的芯片产业仍有赶上世界先进的可能性,中国仍然有不小的国际空间可以转圜。
比如,中国对日韩、台湾及欧洲企业采取联合的态势,通过建立芯片行业更互利互惠的市场规则,尽量瓦解美国的芯片联盟计划。中国应该看到,无论是在芯片问题上,还是其他经济竞争问题上,日本、韩国和美国都不是铁板一块,应该尽量对双方区别对待,降低对日韩批评的调子,避免过度刺激他们,把他们完全推向美国一方。日韩迫于安全的担心,以及市场太依赖中国必然会对中国有所妥协。基于东亚地区的巨大经济共同利益以及文明纽带,如果中国能够构建一个能够更保障他们安全和利益的经济政治秩序,东亚经济圈的其他成员逐渐接受中国的领导也不是不可能。
再比如,中国可以依托自己的市场优势,充实芯片产业供应链体系。中国目前是全球最大的芯片消费市场,2021年消费额超过1900亿美元,占全球消费额的将近四成。未来随着新能源汽车及智能制造的兴起,中国的全球消费比重将进一步增加,预计到2030年可达近五成。相比之下,美国占全球消费份额可能下降到20%以下。美国作为全球芯片研究中心,有它布局产业链的优势,中国作为全球最大的消费市场,也有布局产业链的优势。鉴于中国在市场上的巨大话语权,通过吸纳芯片供应链上的外企来华投资,完善供应链布局仍不是没有可能。
对于如何发展芯片行业,很多人拿出过去发展“两弹一星”的思维,认为咱们关起门来汇聚一批科学家,投入充足的财力物力,一定能搞起来一套完整的供应链,从此不再担心受人“卡脖子”。这是一种前现代的工业民族主义思维,对于国防科技或一些供应链简单的行业适用,但是对于芯片这种供应链特别复杂的行业不适用。
芯片供应链涉及到数千种软件、材料、设备上的难题,任何国家都不可能自起炉灶,打造一个完全独立自主的产业链,美国人做不到、欧洲人也做不到,以我国目前的基础更难做到。所以,要迅速做大做强中国的芯片产业,一定要摒弃另起炉灶的思维,而是要基于国际合作,发挥放眼全球的智慧,在开放中不断学习创新。中国发展芯片产业的最现实的路径,不是去打造一个万事不求人的完整产业链,而是在关键领域取得突破,获取一些关键环节的领先技术,以之作为与美日韩芯片诸列强技术交换筹码,就可以解决目前被动的局面。
《资治通鉴》记载了刘备与庞统的一段对话,刘备说:“今与吾水火相敌者,曹操也。操以急,吾以宽;操以暴,吾以仁;操以谲,吾以忠。每与操相反,事乃可成。”这道出了,在汉末力量重组的时代,刘备作为极其弱势一方,不断在与曹操竞争中壮大的策略。
在今天的中美竞争中,作为弱势一方的中国也应该采取与美国差异化的策略,美国越是谋求颠覆全球经济的价值规则,中国越应该扛起继续维持全球化和开放贸易、自由市场的旗帜,这样才能争取东亚及欧洲发达世界维护全球统一市场的力量,孤立美国。如果中国也沿着美国的自我保守的路子走下去,逐步内缩化,那么中国将无法抗衡美国,因为中国的力量比美国还有不小的差距。

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如何评估美国芯片法案的影响和对策(2022-08-14)
三、面对美国巨额芯片补贴,中国该如何应对?

【摘要】芯片法案的根本目的是为了夺回美国芯片的制造主导权,然而芯片法案在实际落地过程中还将面临供应链复杂性、时间差、以及半导体行业市场周期所带来的阻碍。对此,中国企业要努力自强,而更关键的是要认识到企业跟政府并不是铁板一块,中国企业应当抓住美日韩企业家和政府的分歧点,坚定地走出去,发挥企业家友谊,建立精神与利益连接。

1. 芯片法案根本上是为了夺回美国芯片的制造主导权
根据全球半导体行业协会SIA的数据,美国目前生产了全球12%的芯片,而在1990年这个数字是37%。现在,将近全球75%的产量,都是亚洲东部的国家所形成的。Chips法案,说到根本就是为了夺回美国芯片的制造主导权。
这项2800亿美元的法案其中有2000亿美元,用于刺激国内的研究。虽然数目巨大,但它指向基础研究领域。其实在1960年代中期,在登月竞赛的高峰期,联邦政府将GDP的2%投入到研发中。到2020年,这个数字已经下降到不到1%。这2000亿美元也是一个修复性反弹,并不奇怪。
这项法案的关键在于520亿美元的芯片制造的产业补贴,以及美国芯片工厂240亿美元的投资税收抵免。这让全球芯片行业中,充满政治色彩的战斗愈演愈烈。美国号称是全球最市场化的国家,多年来一直指责中国重商主义的产业政策,然而这一次,美国却也选择直接诉诸立法,指导半导体产业升级。这表明美国正在加紧“晃动大树”,想将中国从全球芯片供应链的果树上振荡出局。同时,美国也紧盯着其他树——美国与韩国、日本、中国台湾商量组建芯片联盟Chip4,进一步对中国形成围堵,而后三者很难有实力拒绝这样的提议。

2. 芯片法案“漏洞百出”
  • 仅靠520亿美元难以实现全球万亿美元的供应链重组
这项法案,无疑会进一步巩固美国在芯片行业的主导地位,然而半导体企业要获得美国政府这800亿美元的阳光午餐,绝非没有代价。公司必须满足的一个附加条件是,在美国建厂获得补贴之后,十年之内,不得在中国扩大半导体的制造产能。这些补贴能够使得少数晶圆厂大幅降低成本,自然可以帮助美国芯片巨头,而小块头的供应商则很难喝到足够的甘露。但是缺乏小的供应商参与的供应链,将会头重脚轻,最后还是顾此失彼。供应链需要丰富的网络,包括像巨型多晶硅、晶锭这样的材料来切成芯片晶圆,芯片制造后所进行的全部测试、封装和组装工作,都需要多样化的供应商来配合。如果芯片制造在美国,封装再运到中国来,那么它的价格仍然不会有优势的。而想在美国建立这么长的链条,短时间内几乎是不可能的。
中国,依然是世界上唯一一个能够全面覆盖半导体的产业分类体系,有着训练有素的工人。这是任何新兴市场都无法做到的,美国高昂的劳动力成本和制造业已经被空心化了:所谓的低端制造业不复存在。但没有低端制造,就不会有高端制造。想将这些空洞的部位填满,将比修建几个先进制造工厂,难度要大得多。这是美国制造的结构性退化。
2021年全球芯片产业为5600亿美元的市场规模,在它的上部则密密麻麻地支撑了数万亿美元级别的消费品和工业品市场。以区区500亿美元的法案,来重组全球万亿美元的供应链,无疑是有难度的。这也意味着,美国政府所说的“让芯片制造回家”,也就是让制造,回到它所发明的地方,虽然煽情十足,但却无法做到。
“本处发明,离岸制造”一直是美国政府最为记恨的现象,但这就是美国制造所进化出来的生理结构,几乎是半个世纪的故事。更何况,该法案要兼顾的内容太多,有汽车、有国防,还有无线网络。为了促进美国在无线供应链方面的创新,Chips和科学法案还包括15亿美元用来鼓励无线网络的供应链。然而,供应链是一个老树根,越往左右看,越是根节交错;越是往深处看,越是深不见底。
换一个角度考虑,520亿美元芯片制造补贴听上去很高,但如果考虑到十年之内无法分享在中国制造的巨大优势,那么它所具有的战略势能,就会跌下来很多。信息技术产业委员会ITIC的成员包括几十家科技公司,将成为Chips法案的首要政策重点。520亿美元,分5年提供补助,每年104亿美元。再分摊给20家公司,就是5亿美元多一点。每年只有5亿美元的免费干粮,很难满足大公司的胃口。更何况,吃下这些免费小饼干,还意味着另外一个风险,那就是丢掉中国市场的大蛋糕。据半导体协会SIA的数据,中国从2014年到2030年在芯片领域总投资超过1500亿美元。如果中国出现对等反制的措施,就会让这些企业心神不宁。
  • 时间差与市场周期或使法案效果不及预期
更重要的是,这项法案有一个致命的弱点就是,时间差。Chips法案的资金若要真正发挥作用,将需要三年的时间。新建工厂会用最先进的制程,然而很多汽车、消费品所使用的芯片,并不需要最先进的制程。28nm制程的芯片,已经可以解决大部分问题,只有智能手机等少数应用才会像追命鬼一样,推动摩尔定律往前飞跑。这意味着,传统技术很难被Chips法案所覆盖。而大量的新品和劳动力,将依然被严重忽视。
此外,半导体行业还有一个魔鬼般的调节器,那就是市场周期。它总是在投资者兴致勃勃投产的时候,开始扭头向下。美国咨询公司Gartner预测,半导体销售额2022年预计仅增长7.4%,远远低于2021年26%的增长。这两年的芯片荒,其实有一笔惊天的阴谋可能还有待于揭开——那就是,分销商用故意囤货的方式,制造了这场史无前例的芯片荒。这大大扭曲了市场的判断力,过于扩张产能的制造商将会为这一个危险的假象,付出巨大的代价。
美光(全球最大的半导体储存及影像产品制造商之一)首席执行官认为,芯片需求的下降现在正在扩展到消费电子产品之外,打击其他似乎更强劲的行业,如数据中心和汽车行业也在受到连累。这就是芯片法案颁布后第二天半导体科技股一片跌势的真正原因。Chips法案,就是一场未知效果的缓释胶囊,企业眼下的病还无法靠它来产生疗效。

3. 中国企业要努力自强,更要发挥企业家友谊建立精神与利益连接
这项历时一年多的芯片法案的通过,是美国制造史上一个里程碑的事件。以前,美国单纯依靠商务部的出口管制黑清单,像发射冷箭一样对特定中国高科技公司进行制裁。然而这两年,为了应对中国科技的崛起,或者说为了应对虽遭打压但依然倔强向上的中国制造,美国正在改变此前单一制裁的策略,全面加码到国家级的行为,因此这场博弈不会只发生在芯片上。除了芯片外,美国也在采取措施打击近年来呈现快速发展迹象的中国电动汽车产业。例如,美国参议院最近通过了一项名为“通货膨胀减少法案”的法案,该法案为电动汽车提供了7500美元的税收抵免,在2023年之后不再使用任何中国的电池或者组件。
那么,中国的应对方法是什么呢?显然,中国企业面临的局面,会是一个短期痛、长期松。它们一方面需要努力自强,一方面也要坚定走出去,拓展海外市场。
中国需要坚定地走自主发展之路。供应链的龙头企业,会有更大的动力,来支持上游供应链的突破,无论是华为的哈勃投资公司,还是联想对于专精特新小巨人企业的投资,都是瞄准扶持芯片实现进一步的突破。联想集团作为最终用户端,对京东方创始人所新创立的显示器芯片,进行了工程化的扶持,就是这个链条上不为人所知的细小努力。但一根参天竹子的成长,需要每块竹节都一起向上挺拔。这是强身健体的内功修炼。
而在外部,则同样有一局大棋,需要徐徐展开。芯片法案,掀开了一场国家供应链的惊天大博弈。需要注意的是,博弈方并非只是简单的美国政府和中国政府,真正需要考验的是美国制造潜能,和中国供应链的效率和市场潜力的较量,这些都是市场行为。中国要应对的关键破局点在于,美国企业和美国政府是两拨人,企业跟政府并不是铁板一块。对于日本与韩国也是如此。
这一点可以参考先前日本与韩国之间的较量。2019年7月,日本政府宣布对向韩国出口的三种材料加强了管制,从一揽子出口许可项目改为个别许可项目。这三种材料包括清洗用的高纯度氟化氢、光刻胶等,对半导体和显示器的生产都是至关重要的。随后的8月份,东京还进一步宣布,将韩国从优惠出口管制的可信赖贸易伙伴的白名单中进行降级。这两手就是所谓的“优化对韩国的出口管制”。对此,韩国政府表示强烈反对,认为日本将正常商业的供应链关系政治化。一时间两国政府关系高度紧张,韩国也随即出台了各种国产化、自主化的政策和行动措施。
然而企业的做法则迥然不同。面对限制,韩国龙头企业反应迅速。三星电子副会长李在镕和海力士Hynix CEO李锡熙,都在第一时刻紧急飞往日本解决问题。这场持续了两年的断供,最后不了了之,日韩企业早已在私下达成默契。商业伙伴私下的来往所带来的经济收益,有时候是在外交官的唇枪舌剑的交锋之外。跨国企业之间的企业家友谊,在悄然之中稳固着全球供应链的韧性。
回到这次芯片法案,韩国半导体业界对于韩国加入美国的“Chip4芯片四方联盟”,心情复杂。韩国经济跟中国经济高度关联,韩国半导体产品的生产和销售都要紧密依赖中国。三星在西安设有两座制造3D闪存的大型工厂,产能占三星全部闪存产能的40%以上,占全球产能也有15%以上,中国是其无法割舍之地。尽管韩国对中国半导体也有警惕,但中韩在半导体领域的竞争与合作,依然是不可动摇的主流。
七月底八月初的两周,TCL董事长在日本和韩国广泛地拜访客户,十天拜访了十家客户,大举团结日韩企业家。TCL董事长分享了他在首尔与老朋友LX Semicon具本俊会长的会面,以及在日本与佳能御手洗会长的会面。即使对于又是竞争对手又是供应商的三星,TCL依然保持了良好而融洽的关系。企业家们的友谊,在这个环境下起到了很大的作用。
日本制造业常青树索尼的前CEO出井先生,曾在联想集团担任董事近十年,为联想集团稳居全球PC第一的行业地位也是出谋划策。今年他去世的时候,联想的一篇悼文引发了日本朋友的温暖的情怀。多年的朋友,制造界割舍不开的情谊,都在不同场合暗自强化着中国供应链的韧性。这些都是非常清醒和有效的做法。中国企业的国际化先锋很多,TCL有40%的市场份额来自国外,今年两会TCL的提案也是要坚决走国际化。真是言行一致。联想集团有75%的收入来自国际,重庆宗申摩托车有60%的收入来自国外,京东方则有40%,青岛海信也达到了40%,并且在向50%的目标而努力。
制造业走向国际化,是中国深耕国际版图的一个重要环节。在到处都是供应链脆弱的地缘政治风暴之中,制造业是抗击波动的稳定器。在东南亚,印尼作为全球第四大人口国,是中国至关重要的伙伴。上汽通用五菱在印尼的制造工厂,成为印尼内阁政府官员的打卡地。而它所生产的宏光Mini更是G20峰会的官方指定用车。在欧洲,对中国支持最坚定的国家是匈牙利。而联想6月份在首都布达佩斯附近的乌诺新工厂,成为本地政府最为看重的投资。即使是那些对华不太友好的在野派,也对这样的投资充满善意。
制造是最重要的外交第二战场。这些国际化的触角,就像是一根根套向海港边的缆绳,当大风大浪来临的时候,让海船不会被暴风雨吹散。也是这些触角,让中国和其他地方的经济,一起相互嵌入。嵌套之中,这些触角也是国家间关系的坚固支撑。企业家,正是其中的守望者。
在已经被搅动的供应链动荡的局面下,中国企业家需要走出去,在动态中把握机会。美国政府补贴附带的条件无疑会导致全球芯片供应链的长期变化。很显然,美国无法将芯片制造都带回美国。但是它的第二套算盘所打定的主意是,“只要不在中国制造”。这会使得全球供应链可能产生水花四射,溅到池塘之外的效果。例如三星和SK海力士都在评估将制造业从中国转移到其他地方。上周三星还宣布,将在越南投资33亿美元用于半导体制造。这种水花四溅的供应链局面,自然充满了变数,也意味着到处都是广泛的操作空间。
在这个档口,中国国际化的企业都应该站出来,走企业家外交的新路子,走出一条跟政府外交不一样的路线。抓住美日韩企业家和政府的分歧点,抓住供应链正在出现的飞沫化散开的局面,中国企业家也要努力争抢同盟。芯片争夺战,并非只是国家与国家的博弈,等着政府去动手,而企业家只需站在旁边等着。相比于政府之间的较量,企业家更有优势建立亲密关系——利益、人情、大道理、交朋友,这些都可以帮助维护供应链,建立更强的精神连接和利益连接。
中国制造需要坚定地走出去,比任何时候都要坚决。那些享受到本土制造红利的国家和地区,就会成为中国制造坚定的拥护者。这些制造基地一个一个连起来,就会构成了中国外部环境的连绵边疆。西方政治家忙着建立地缘政治的护栏,而国际化企业家的手里却握满了砍刀和斧头。

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林雪萍:面对美国巨额芯片补贴,中国该如何应对?(2022-08-12)
四、台积电前法律顾问:芯片法案作用有限,台积电不需要在中美之间站队

【摘要】台积电前法律顾问Thurston博士曾帮助台积电建立了完善的知识产权和商业秘密保护机制,参与了台积电成长和成功的许多关键时刻。对于《芯片和科学法案》,他认为台积电不需要选边站,补贴资金具有一定吸引力,但这是远远不够的,并且台积电可以通过股票和债务市场为晶圆厂建设自筹资金。此外,Thurston还认为,美国面临人才短缺问题,靠半导体制造工厂创造大量就业机会并不现实,并且立法过程中不考虑知识产权是很大的错误。

《芯片和科学法案》中规定,如果半导体公司决定接受建造晶圆厂的补贴,他们将必须在中美之间选择。对此,曾在台积电担任总法律顾问超过15年Richard L. Thurston博士分享了他的对该法案的看法。

  • Thurston认为,在28nm处划定了分界线的决定可能与行业对“先进”的定义关系不大。
业界习惯将10nm以下的为先进工艺节点,而10nm以上为成熟节点,但《芯片和科学法案》将术语“传统半导体”定义为“用于逻辑电路的28nm或更早一代的半导体技术”。这可能是因为28nm是引入FinFET技术之前的最后一个节点。此外,Thurston博士指出美国的出口管制规则正在收紧,美国政府正在进一步限制美国在华投资,例如要求:对在华投资的公司进行筛选;某些非中国原产产品和材料的关税豁免程序;经济援助贸易对美国工人的影响(收入减免、职业培训等);重新授权对非中国国家征收关税的普遍制度等等。
  • Thurston认为台积电不需要选边站。
虽然在美国制造成本远高于中国台湾,这是考虑在美国建造晶圆厂的一个重要因素,也是国会设立晶圆厂补贴的原因之一。但是台积电已经表明,它可以通过股票和债务市场为晶圆厂建设自筹资金。如果美国政府对补贴的限制非常严格,Thurston认为谨慎的做法是不接受任何补贴,因为台积电真的不需要钱。(8月9日,台积电董事会刚刚批准为台积电亚利桑那州发行不超过40亿美元的以美元计价的高级无抵押公司债券提供担保,以资助台积电的产能扩张。)
  • Thurston认同CHIPS法案提供的520亿美元对于建立美国半导体供应链来说太少了。
520亿美元用于批量生产,尤其是在晶圆厂/代工厂层面并不算多。并且,在520亿美元中,只有390亿美元用于制造业,美国政府还为工具的投资税收抵免预留了一些额外资金。这笔资金不会对英特尔、美光、三星甚至台积电等公司产生实质性影响。但是,如果这些资金战略性地针对许多先进技术的中小企业半导体生产,那么芯片法案和科学/研究部分的合并资金(总计2500亿美元),这些资金可以极大地推动美国工业。
  • Thurston认为补贴资金具有一定吸引力,但这是远远不够的。
2019年,美国政府表示如果台积电投资亚利桑那州,美国会尝试提供但从未承诺或保证给台积电补贴。这种隐含的承诺是台积电决定在亚利桑那州建立先进晶圆厂的一个重要因素。然而,建造一个先进晶圆厂的真正成本包括数千万的直接成本,以及更多的间接成本,比如建造研究实验室、建造工厂、生产线转移都是巨大的成本。很难让政府官员理解这些成本的复杂性。英特尔、美光、三星和Global Foundries都可以理解这一点,而政府官员和其他那些试图依靠大量资金补贴来建立一个新的晶圆厂的公司,他们可能不明白要成功运行其中一个工厂并获得积极的投资回报率需要什么。
  • Thurston认为美国面临人才短缺问题。
当我们谈论先进技术时,我们关注的是自动化程度超过99%的设施。但由于先进技术的复杂性,它仍然需要大量的博士。然而,可用的人才库已经急剧萎缩。即使在中国台湾,这些人才也非常短缺。中国的大学已经非常努力地专注于培养新一代的微电子人才,不仅在半导体领域,而且在整个微电子技术领域,美国在这方面已经失去了竞争优势。美国出现人才短缺的部分原因是没有对大学项目的投资,大部分的关注点都只是在芯片厂补贴上。
  • Thurston认为半导体制造工厂不大可能创造数以万计的新工作岗位。
虽然现在纽约州参议员舒默推动了芯片的科研,2400-2500亿美元主要集中在这方面,但最有可能发生的是,许多孩子将从工程专业毕业后不是为晶圆厂工作,而是为初创公司或上市前公司工作。他们将倾向于更多地关注高通、英伟达和Marvell等设备和产品的无晶圆设计。虽然台积电在中国台湾创造出了很多就业机会,在新竹科学园区等生态系统中发展成群聚效应,但在美国不一定能实现这一群聚效应。许多政客所强调的半导体制造工厂带来的就业机会,尤其是在进入选举年后,可能是虚幻的。更应该让美国工业从智力创造力中获得竞争力,而不是创造大量就业机会。
  • Thurston认为立法过程中不考虑知识产权是很大的错误。
不考虑专利、不为知识产权提供资金,会使新公司陷入困境,让他们不得不寻求与英特尔或台积电等大公司的合作。这也是高通和英伟达不想做制造的原因。

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台积电前法律顾问:芯片法案作用有限,台积电不需要在中美之间站队(2022-08-15)
五、要怎么样才能造出一部苹果手机?

【摘要】要造出一台iPhone,需要剑桥ARM公司设计的核心芯片架构、日本信越化工提供的高纯度半导体级硅晶片、荷兰ASML公司的高精度光刻机。本文对这三家公司的业务模式及其核心竞争力进行了简要介绍。

要造出一台苹果这样的手机,只有乔布斯或者库克是不行的,甚至,举美国全国之力都不行。下面这些行业当之无愧的巨头甚至寡头,少了谁都不行。
 
1. 英国:剑桥ARM公司
ARM公司员工数不到2000人,却决定了世界上90%的手机的芯片。其业务模式是为用户,包括苹果、华为、三星、诺基亚等,设计核心芯片的架构,告诉你具体设计的方法,给你设计芯片的技术。这些属于知识产权(IP),客户需要为此付钱。ARM公司不卖断,只授权,类似于微博会员费,付一年用一年;也类似于专利费,买一台手机再抽成一点。他也可以停止授权,ARM公司曾经对华为这么做过。
ARM凭借着剑桥团队的科研实力,让连乔布斯这样谁都不吝的,照样乖乖买账。毕竟剑桥是获得诺贝尔科技奖最多的大学,是世界理工科大学的爷爷,ARM使出1000多个天才干的事,不是哪家公司使点劲就憋得出来的。
ARM公司2016年被软银收购了,但是软银并不敢干预其任何实际业务。毕竟万一惹急了这1000多人,没人能承担后果。所以可以想见,不管卖给谁,这公司的独立运作和创造应该是不会变的。因此,ARM可谓是史上最牛的公司,没有之一。

2. 日本:信越化工
集成电路是在硅片上用光刻出来的。硅片大家并不陌生,太阳能电池板上面的就是硅片,不过集成电路硅片的纯度是太阳能级的99.99%,而要做最精密的芯片,需要纯度是99.999999999%的硅晶片。11个9意味着每千亿原子中,外来原子的数量不超过1个。这个听起来不可能完成的任务就是日本信越的看家本事,目前只有他能做到这精度,在大家还在谈“分子工程”的时候,日本信越已经跟原子干上了。
在所有半导体级硅晶片的市场中,日本信越、胜高就占了60%,剩下的40%被韩国、德国、美国的企业占领。而高纯度硅晶片市场中,日本这二家几乎是100%,别家基本只能在低端一点的品种上喝点儿汤。
值得一提的是,信越公司的半导体芯片事业建立于1967年。此前它的主营业务是化肥。
2017年1月13日信越化工集团曾宣布将提价,全世界的IT企业几乎都DUANG的一下应声大跌。有人说,如果有一天日本宣布硅片禁运,一定比当年阿拉伯国家宣布石油禁运还厉害100倍。

3. 荷兰:ASML公司
集成电路芯片是用光在硅晶片上蚀刻出来的。简单来说,光越细,单位面积上能刻出来的晶体管越多,芯片的功能就越强大。7纳米芯片,可以在一个指甲盖大的芯片上集成大约200亿个晶体管。截止目前,能提供7纳米及以下光刻机的,只有ASML公司。
中国为了两弹开发的109(后续型号441)晶体管计算机,用了1000多个晶体管,体积大概同四个电冰箱相近,而就集成度而言,现在一个芯片等于2000万个这样的计算机。
而ASML一年只能出几十台这种高精度的光刻机,现在下单,加急也要3年后提货了。ASML的几纳米级光刻机有10多米长,二层楼高,一台机器运输起来需要三架运输机。其中有数以10万计的零件(不包括3万多个螺丝钉),几千米长的电缆光缆。要强调的是,其中90%以上不是荷兰的——光学镜头来自德国,光源设备美国的,硅晶片当然只能是日本的...资金也来自几十个股东,比如英特尔、台积电等等,听起来跟大家“众筹”差不多。
 
中国1960年代就有光刻机了,但那时采用的是接触式光刻技术,这与如今ASML光刻机所采用的EUV(极紫外光)技术的关系,就如二踢脚和运载火箭,可以说是毫不相干。接触式光刻机所造出的几微米和大几百纳米的芯片,很多现在其实还在大量制造和流通,但这些“芯片”与现在我们说的“芯片”,也已经基本没有什么关系了。
 
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要怎么样才能造出一部苹果手机?(2021-10-03)



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