芯片“第一岛链”

来源:芯世相发布时间:2022-08-191190浏览

询问 AI

美国芯片法案，在美国国会正式通过与美国总统正式签署之间，隔着佩洛西的一次亚洲“窜访”。

这位美国众议院议长、民主党领袖，也是为芯片而来。

该法案的一个重要目标，是把台积电和三星的投资吸引到美国，并且阻止在中国投资较先进制程的芯片工厂。

法案本周二即由拜登总统签署。

Chip4

她在台北与台积电创办人张忠谋和现任董事长刘德音等人共进午餐，在韩国引发了关于美国进一步施压韩国加入芯片联盟的猜测；日本已经决定与美国联合研发更先进的芯片制造技术。而她访问的新加坡和马来西亚，也是芯片供应链上的重要国度。

拜登政府于3月份提出要建立一个美国发起的芯片联盟，包括了美国的芯片设计能力和核心技术，韩国和中国台湾的制造能力，以及日本在材料、元器件和设备方面的优势。这个构想被称为Chip4。

拜登在其5月份首次亚洲之行中，参观了三星首次展示的新型 3 纳米芯片和环绕式栅极技术（Gate-All-Around，GAA）。双方还宣布要建立起一个技术同盟。紧接着，美国宣布了印太经济框架（IPEF），其中优先推动的就是供应链协议。更早半年，美国要求台积电和三星等芯片代工大厂交出商业数据。

美国与中国同时都在推动芯片自给自足，背后的地缘政治角逐愈发越白热化。目前中国的芯片生产市场份额已达到15.3%，超过了美国的12.6%（包括IDM及代工）。

而中国的增长更快。据国际半导体协会，到2024年，中国将新建31家芯片工厂，中国台湾新增19个，美国仅新增12个。日本也在追求芯片制造的自给自足，这个曾经的芯片大国，目前仅占市场份额的10%。

这样，台积电和三星的选择，具有重要的战略意义。三星与台积电下半年都开始量产3纳米芯片，但其成熟制程芯片领域，都将很快承受来自中国的压力。例如，集成电路已经成为韩国从中国进口最多的产品，今年5月份韩国首次对中国出现贸易逆差。

美国的意图是一方面通过政府补贴增加在美国建厂，其中包括美国本土芯片企业的投资，也吸引台积电与三星前往投资。与此同时，建立针对中国的芯片产业联盟，通过“友岸外包”实现供应链的集体保障。

这让三星与台积电面临两难选择，一边是全球最大的芯片市场中国，另外一边是掌握了芯片核心技术的美国。台积电已经决定在美国和日本投资芯片工厂。而三星的选择更加困难。

中国正在掌握7纳米的制程，在成熟制程领域实现自给自足，只是时间问题。

美国在半导体制造方面落后于亚洲，但它仍然是先进半导体设计和设备的全球领导者。根据波士顿咨询集团的数据，美国拥有全球 80% 以上的芯片设计设备，超过 50% 的芯片设计核心知识产权，以及全球约一半的芯片制造设备。

这意味着亚洲的芯片制造大厂对美国的依赖较强。此外，亚洲芯片制造商的主要客户都来自美国，占台积电销售额的 64%。顶级客户中包括智能手机巨头苹果，占台积电收入的四分之一。

刚刚通过的 “芯片与科学法案”，授权美国政府向芯片制造商提供约520亿美元的拨款和其他激励措施，并为价值高达240亿美元的新晶圆厂提供25%的投资税收抵免，还将在五年内授权超过1700亿美元用于促进美国的科学研究。法案还下设了“劳动力和教育基金”来虹吸人才。

美国人发明了半导体产业，但目前全球半导体的产能基本都在东亚。从1970年代日本半导体产业开始从存储芯片挑战美国，到中国台湾与韩国的几乎垄断了全球高级芯片的代工，直至近来中国半导体行业大步迈向自主创新，半导体正在成为美国在科技领域必须守住的堡垒。

过去的几十年里，美国半导体企业为了削减成本，应对东亚的竞争，原本兼顾设计、制造、封装与测试的IDM模式纷纷剥离低附加值的产能，传统的垂直一体化模式逐渐瓦解，取而代之的是专注于代工的Foundry模式与专注于设计的Fabless模式。这一模式也深刻影响到其他科技产品的生产，如苹果是一个最成功的Fabless的产品设计公司。

美国从事制造的半导体企业越来越少。制造意味着大量的技术工人，对于沉迷于报表的华尔街来说，砍掉这些成本中心或者低毛利的部门，才能让股东利益最大化。把技术工人视为成本而非资产，这个代价要到以后才会连本带息地支付。

美国保持了半导体设计与软件的明显优势，但在制造领域每况愈下。全球半导体制造业，75%集中于东亚地区，尤其是10纳米以下的高端芯片制造，几乎全部集中于中国台湾和韩国。

2020年，新冠疫情在全球流行，美国遭遇芯片断供的不可承受之痛。这个时候，美国本土已经找不到足够的芯片产能。美国制造的芯片从1990年的37%下降到12%。美国一时半刻也无法重建产能，原先的技术工人已经老去。

政府的口袋

美国醒悟过来，别人都有产业政策，唯我没有，芯片制造才不断萎缩。“芯片与科学法案”字里行间，还写满了制造回流本土与吸引全球人才。

要让芯片制造回流本土，需要大量资本投入。建设 “最先进的”的晶圆制造厂，前期投入成本从100亿美元到200亿美元不等，最贵的设备每台标价约1.5亿美元。算上运营成本，10年下来，先进制程芯片的总体拥有成本（TCO）将高达400亿美元，而且每四年又翻一倍。

政府的激励政策至关重要。美国半导体晶圆厂的10年总拥有成本比其他地区高出25%到50%，其中的40%到70%来自政府激励措施的不到位。

半导体行业的竞争力，比的是政府的口袋深度。全球各国政府打起了补贴竞赛。欧盟今年初提出了《欧洲芯片法案》，大致可以动员430亿欧元公私投资，主要是补贴先进制程芯片代工厂。韩国正式实实施了《国家尖端战略产业法》，还考虑为芯片产业提供20%到30%的税收抵免；美国智库推算，中国的芯片产业已经获得了超过1700亿美元的政府补贴。

日本芯片行业在1980年代全盛时期，生产的半导体占全球一半以上，因此也有了些底气对美国说“不”。但后来也是因为将芯片生产外包，市场份额下降到 10% 左右。日本希望到 2030 年可以重新夺回至少 20% 的半导体市场。为了实现这一目标，并且扭转日本在半导体领域长达20年的投资亏欠，日本需要投资780亿美元。这样规模的投资及其风险，只能由政府支持来分担。

日本通产省已经决定对台积电与索尼、电装的合资半导体工厂补贴35亿美元，占86亿美元投资的40%。

谁不补贴，谁就会落后。在美国的“芯片与科学法案”通过前，台积电、英特尔、三星、格芯以及德州仪器等均一边承诺在美设厂，一边观望着政府补贴的“诚意”。格芯还放话出来，如果法案无法通过，美国工厂将推迟投产。

它们认为这些支持还不够。2021年，不算上游设备和材料相关企业，芯片产业的研发支出达到了805亿美元，资本支出达到了1539亿美元。IC Insights估计，今年全球芯片产业的资本支出将高达1900亿美元，三十年来首次连续三年以两位数的百分比增长。

美国智库暗示政府敲打这些被惯坏的巨头。英特尔、IBM、高通，德州仪器和博通，在2011年至2020年的十年中，总共进行了2490亿美元的股票回购，是此次“芯片与科学法案” 520亿美元政府拨款的5倍。英特尔讨好华尔街，花钱用于在股东利润分配，远远大于三星或台积电。

美国还在收紧卡脖子的绳索。近期，美国芯片设备商收到了美国政府的信函，要求它们不得向中国出售用于制造14纳米或以下制程的芯片生产设备。此前，荷兰的ASML和日本的尼康已经收到了类似的信号。也有传言称，美国将禁止向中国大陆出口用于128层以上NAND芯片的制造设备。“卡脖子”的手开始伸向成熟制程。

必要的泡沫

俄乌冲突中精确制导的武器、精准的情报、无人机、空间智能技术，已经定义了未来战争的场景。如果爆发大规模的海空战争、立体战争、全域战争，将是对各方芯片供应链的极大考验。俄乌冲突中，已经暴露出精确武器的供应难以为继，这又加剧了相关国家对芯片产能不足的紧迫感。

芯片已经成为经济的大脑，芯片提供的基础算力与智力，将决定一个国家的经济的数字化与智能化的程度，也决定着最重要的产业的发展。电动与智能汽车，正在中国与美国、欧盟、日本之间引发汽车与出行百年一遇的重组与再造，也是任何一个方都输不起的战略产业竞争，而谁掌握了汽车芯片，谁就掌握了供应链的命脉。

自 2005 年以来，中国大陆一直是最大的芯片消费市场，但中国仍然缺乏本土芯片产能。去年在中国大陆制造的价值 312 亿美元的芯片中，中国本土公司生产了 123 亿美元，仅占 1865 亿美元国内市场的 6.6%。

半导体行业是一个全球分工的行业，如果回到自给自足的时代，需要付出巨大的额外成本。据美国半导体协会与波士顿咨询公司的报告，中国需要1750亿美元-2500亿美元的额外前期投资，100亿美元-300亿美元的额外运营成本，半导体价格将上涨35%-65%。

中国政府主导的两期国家集成电路产业投资基金，3500亿元人民币中的大部分投向了集成电路制造企业。国务院又出新政策。但随着新一轮补贴大战在全球展开，中国的现有投入还远远不够。全球前五大芯片制造企业的资本支出占比一直都在攀升，目前已占全球芯片制造企业的70%。

在政府的积极引导，以及下游人工智能、自动驾驶等庞大应用场景构建起来的基础上，风险投资资本开始涌入半导体产业链。自2017年以来，中国半导体领域初创企业获得的融资额飞速增长，远远超越美国。在2022年因多地疫情管控等因素，风险投资活动暂时放缓的情况下，中国半导体行业的融资仍然超过了美国。

比供给突破来得更早的是一些芯片需求出现萎缩。近一年来，由于消费电子等需求不振，加密货币的崩盘等原因，“砍单”开始大量出现，全球消费电子类芯片企业正面临着需求压力。截至7月底，美国费城半导体指数（SOX）已经跌去了超过了10%，中国芯片企业市值跌的更多，科创芯片指数一度接近腰斩。刚起步直追的中国芯片产业，正在经历第一波半导体周期的考验。

按照以往的半导体四年一个周期的经验，半导体行业正在进入周期性的调整。但半导体行业也在发生着巨变。各国的产业政策开始“扭曲”这个市场。从需求侧来看，其中最重要的是智能电动汽车正在加速发展，对芯片产生新的需求；数据中心对于更高性能的芯片和服务器的需求不断增加。原有供应链的断裂，带来新的投资需求。中国与美国为了各自供应链的安全，都在加强供应链的韧性，产生了额外的“冗余”投资。

1970年代末，当日本半导体行业开始威胁到美国时，英特尔联合创始人诺伊斯说：“除了开创并培育起一个生机勃勃的半导体产业之外，美国还失去了这个产业。”

让美国感到幸运的是，在贸易战和产业政策的帮助下，半导体产业一时摆脱了“死亡螺旋”。如今，美国政府出于国家安全的考虑，正在从那些被玩残了的行业吸取教训，如电信设备。美国要摸着中国过河。

在美国，人们担心政府的补贴，会有利于大企业、阻碍自由市场竞争、挤出创新活力。

而在中国，举国投资芯片，在行业风口中乘势起飞的同时，泡沫与浪费也随之出现，甚至投资中出现了腐败现象。

对于两国相同的是，芯片之争，背后是算力之争，也越来越带有国运之争的意味。在这一巨大的搅动之中，泡沫也是必须的。

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