新冠疫情将半导体产业外包的后果清晰地暴露给了美国消费者和企业。当疫情爆发时——全球供应链以及消费电子产品需求的激增——美国企业和消费者无法获得他们赖以生存的投入品和供应。这条供应链仍将面临风险:其核心节点仍位于地缘政治不确定性较高的地区——其中台湾最为重要,北京的半导体产业嫉妒的目光。
此类供应链脆弱性,加上对半导体作为战略资源的认识,促使华盛顿推动重建美国芯片制造业。2021 年 6 月,美国参议院以罕见的两党共识,通过《美国创新与竞争法案》(USICA),该法案将投入 520 亿美元以 bolster 美国半导体产业。今年 2 月,众议院通过了类似立法——《美国创造促进竞争和出口法案》(America COMPETES Act)——基本沿党派界限投票。众议院和参议院的谈判代表现在必须协调这两项法案。乔·拜登总统在国情咨文演讲中辩称,通过某种版本的这项立法对于“为未来就业而竞争”以及“与中国公平竞争”至关重要。
然而,将半导体供应链回流本土不太可能解决疫情引发的供应链冲击:最关键环节即芯片本身的制造,不仅需要巨大的前期成本,还可能永远需要政府持续援助。当国会山立法者努力确定如何最好地定位美国以保持对关键技术的获取时,值得考虑一种更全面应对半导体供应问题的策略可能是什么样子。
在此,我们提出双管齐下的方法。首先,美国应深化与韩国、台湾甚至欧洲等供应链伙伴的高科技合作。美国还应修改移民规则,允许更多熟练工人入境,在劳动力短缺时期扩充人才库,并提升美国本土产业的竞争力。我们建议采用这种政策组合,而非从根基上重建产业那样成本更高且风险更大的回流方案。美国可能无法恢复 1990 年代 40% 的半导体制造市场份额,但这些政策仍有助于将国内生产占全球市场的份额从 10-12% 提升,并在最小化因过度依赖本地制造而导致的潜在效率损失的同时,增强供应链韧性。
半导体与供应链
在疫情前时期,公司将芯片制造大规模外包至韩国、台湾和中国等地具有合理的经济逻辑。东亚凭借廉价投入品和劳动力的可获得性,在半导体生产方面培养了比较优势。相反,扭转这一趋势的成本显然要高得多。根据一项研究,各区域实现全面自给自足波士顿咨询公司报告,需要"1 万亿美元的增量前期投资,导致半导体价格整体上涨 35% 至 65%,最终使终端用户面临更高的电子设备成本。”
或许更重要的是,恢复美国芯片制造能力远不止于在国内建设工厂。半导体芯片的生产涉及从设计到前端制造再到后端组装、测试和封装的一系列复杂步骤。这些步骤由在不同供应链环节具有比较优势的不同国家和企业完成,因此没有任何国家能够完全掌控端到端的芯片制造。事实上,正如布鲁金斯学会非驻会高级研究员克里斯·托马斯指出,这种高度专业化与复杂性“使半导体行业成为赢家通吃的行业”,以至于“在任何特定细分市场中,排名第一或第二的企业……凭借规模效应、学习效率以及客户的高转换成本,独占该细分市场的全部经济利润。”
美国公司是全球最重要的微芯片设计公司之一,但支持其物理制造的供应链却位于数千英里外的东亚。按收入排名前十的无晶圆厂半导体设计公司——即负责设计和营销硬件,但将硅片制造外包给代工厂的公司——中有七家是美国公司,据国会研究处报告。然而,为英伟达(Nvidia)和超威半导体(AMD)等公司设计芯片的制造设施(代工厂)则由台湾和韩国企业控制。供应链的其他环节同样难以复制:最重要的设备供应商是一家荷兰公司和一家日本公司——阿斯麦(ASML)和东京电子。劳动密集型的后端生产集中在马来西亚、越南和菲律宾。对于大规模回流计划而言,需要回流的环节实在太多。
半导体供应链的专业化意味着,推动该产业回流的努力不能仅在美国建设代工厂。如果没有可靠的关键投入品供应,这些工厂将无法实现生产和成本目标。数十年来,东亚科技中心的竞争锤炼了区域供应链,使其能够以低成本和可靠性交付半导体制造所需的零部件和材料。短期内,关键物资的供应可能依然紧张。俄罗斯和乌克兰均提供半导体制造所需的关键投入品,如镍、钯和氖——而俄罗斯入侵乌克兰可能会给全球芯片供应链再添变数。尽管半导体行业试图增加产量,但根据美国政府数据,供需之间仍存在显著缺口。虽然国会旨在重构半导体供应链的举措着眼于长期韧性,但行业的现状表明,任何回流倡议都面临着复杂的物流挑战。
解决供应链问题的更广泛性质是国会议员在调和众议院和参议院旨在提升美国半导体制造的法案时所面临的议题之一。参议院版本——《美国创造创新和支持芯片法案》(USICA)——对符合支持条件的行业采取相对狭窄的视角,将其限制在微芯片制造商范围内。众议院版本——《美国创造促进竞争和卓越法案》(America COMPETES Act)——则采用更广泛的视角,也为向芯片制造企业提供设备和材料的公司提供资金。然而,众议院法案也削减了参议院法案中承诺用于区域性技术中心的大约 2000 亿美元资金。这些法案无疑基于一个假设,即资金投入将获得回报并确凿地有利于支撑国内产业。
工业政策的新时代?
在参议院和众议院就两项立法达成妥协进行谈判之际,人们对重塑半导体制造基地的政策明智性持怀疑态度是有理由的。半导体制造设施的建设需要数年时间。英特尔于去年 9 月在亚利桑那州两座芯片工厂破土动工,这是一项价值 200 亿美元的项目,但该代工厂直到 2024 年才能全面运营。即使制造工厂建成,在没有政府援助的情况下,它们能否盈利仍不清楚。随着半导体供应链持续紧张,与新冠疫情相关的干扰减少以及行业扩大产能的努力,可能在中期缓解短缺问题。因此,这项立法可能是针对短期问题的长期解决方案。
新设施可能会巩固制造业基础,但企业正面临蓝领和白领劳动力短缺的问题,由于经济中人口、教育和经济方面的不利趋势,这些问题可能难以解决。英特尔工厂的承诺在 7,000 个建筑岗位和另外 3,000 个永久岗位的背景下,因此面临潜在的劳动力挑战。这些问题可能通过提高工资来解决,但这引发了另一个问题:据估计,台积电在亚利桑那州生产的硅片将比在台湾生产的更昂贵,这些成本将在消费者因高通胀而已经支付更多费用的时候转嫁给消费者。
政府干预以支撑美国半导体产业并提升其竞争力,将让人联想到 20 世纪为创建“国家冠军产业通过向国内热门行业的企业提供补贴来实现。政客们长期以来成功地以振兴战略性产业为竞选承诺,例如钢铁和煤炭等美国处于相对劣势的行业,尽管事实上对于产业政策是否有效尚无共识。正如丹尼尔·耶尔金(Daniel Yergin)和约瑟夫·斯坦尼斯劳(Joseph Stanislaw)在其著作中所记录的那样,采用产业政策来支持国内产业往往需要政府持续不断的援助,以维持比较优势。改善半导体供应并提升芯片供应链韧性的更好方式,是拥抱外国专业知识和人才,而非采取代价高昂的单边主义。
第三种路径:伙伴关系与人才促进
即使美国能够回流部分国内制造业产能,其收益也将伴随巨大的成本。供应链韧性不应依赖昂贵且长期的政策。美国应意识到,产业回流可能推高消费者成本,并考虑到台湾和韩国等国家在半导体制造领域积累的专业知识和效率,恰好与美国的安全伙伴地位相契合。例如,对这些国家的外国直接投资(FDI)可能有助于更稳定地供应芯片。因此,在海外扩建成本较低的晶圆代工厂,可能比在国内建设昂贵的工厂更具经济性。
此外,美国应欢迎外国企业在美建设制造产能,例如台积电在美国的 120 亿美元投资亚利桑那州以及三星的 170 亿美元投资德克萨斯州。尽管这些企业并非美国公司,但对制造业基础的投资具有鲜明的美国特色,其供应链优势也源于免受亚洲地缘政治动态的影响。
美国长期以来凭借人力资本而表现出色。然而,随着新建工厂需要高技术劳动力,美国正面临工程与制造领域的挑战人才短缺。半导体产业可以在大学中促进 STEM 技能的发展,但这些投资的影响将在中期内显现。政府可以推动移民政策,提高高技能劳动力的上限,以提升美国本土半导体产业的竞争力。
换句话说,美国可以尝试两全其美——通过欢迎在美国制造业的投资和促进向内移民来对冲亚洲的地缘政治风险,同时加强与盟友以及韩国和台湾等主要芯片生产国的关系。这样做可以在不大幅牺牲经济效率的情况下缓解潜在的安全风险。事实上,最初导致半导体制造外包的比较优势逻辑在今天仍然适用。为了将整条供应链重新迁回国内而扶持“国家冠军”企业,只会推高消费者成本,而此时通货膨胀已成为一种政治、经济乃至最终的国家安全负担。

