美日打响半导体自卫战：砸钱、回迁、抢生产
本文来自微信公众号：智东西（ID：zhidxcom），作者：心缘，题图来自：IC photo
为了巩固在全球电子产业中的霸主地位，美国议员又提议重金向美国半导体产业砸钱了。
这个草案美国两党议员联合提议：拟五年内为美国半导体制造业提供约250亿美元（约1771亿人民币），包括购买半导体设备和减免相关税收激励等措施，激励在美国本土建设新晶圆厂和前沿研发。
新冠肺炎大流行凸显出全球化大背景下各国科技产业的隐忧：由于半导体供应链高度全球化，一个地区的限制所造成的半导体短缺，其他地区的生产难以轻易弥补。
国际社会开始涌动“逆全球化”思潮，其中芯片产业已成各国炙手可热的战略规划重点：一方面要把放在国外的企业通通搬回去，以减少对中国等地区的依赖；另一方面也开始思考对自身半导体产业链的转型措施。
美国、日本等芯片强国都先后有所行动，紧急填补集成电路产业的空白，计划把全部芯片产业链“关”在自己的屋子中。
这场由疫情催化的一场全球半导体供应链“自救”计划，又将给全球半导体产业带来哪些变局？
美国：对外无理打压，对内猛补缺口
在通过断供手段打压华为芯片供应链的同时，美国也在为自身集成电路产业的发展谋求长远之计。
一项关键举措，就是拉全球三大先进芯片制造商台积电、三星和英特尔在美国本土建先进芯片厂。
今年5月，外媒报道称美国政府正与英特尔、台积电、三星等主要芯片制造商商讨在美建厂。此前台积电仅在美国华盛顿卡玛斯有一座8英寸晶圆厂，在德州奥斯汀和加州圣何塞有设计中心。
▲台积电在卡玛斯的晶圆厂
5月15日，台积电宣布在美国联邦政府和亚利桑纳州的支持下，计划投资120亿美元，在美国亚利桑那州建设与运营一家采用5nm制程技术、月产2万片晶圆的的先进晶圆厂。该厂预计在2024年建成投产。
6日15日，美国两党议员共同提出新草案，向半导体业提供最高约250亿美元的资金补贴，扶持美国本土芯片制造业推进研发及建厂计划。
工业创新的快速步伐需要大量的资本支出才能继续生产更先进的设备，因此加大投资力度对半导体制造商保持竞争力至为关键。
▲1999~2019年美国半导体产业资本支出占销售额百分比
而美国之所以如此大手笔往半导体产业增加投资，源于对亚洲芯片制造业的警惕——华盛顿几乎有70%的半导体都是在中国台湾制造或在生产过程中途径中国台湾的。
美国半导体协会主席Keith Jackson称：“由于全球竞争对手的大量政府投资，美国如今仅占全球半导体制造产能的12％。”
美国半导体公司将近一半的制造基地在美国，美国有19个州是主要晶圆厂的所在地，但在此次新冠肺炎疫情中，多个晶圆厂深受打击。
不仅如此，在追逐最先进制程的全球竞赛中，仅剩台积电、三星、英特尔三位王者，其中台积电和三星缠缠绵绵从7nm、5nm打到3nm，而英特尔的节奏似乎稍微落后，再加上英特尔的晶圆制造大多自用，要扶持在自家地盘的先进制造业，还要拉台积电和三星入伙。
美国半导体产业协会（SIA）称，美国是全球半导体产业的领导者，占47%的全球市场，半导体是仅次于航空、成品油和原油的美国第四大出口商品，半导体行业在美国直接雇用了近25万名员工，并提供了另外100万个就业机会。
▲各个国家/地区的半导体产业份额随时间的变化（来源：SIA）
然而多年来，美国对半导体行业的资助已经远远落后于私营企业对半导体研发的投资，经费比例一直没有增加，而其他国家正在大幅增加对半导体领域的资助。
40多年前，美国联邦政府对半导体研发的投资为10亿美元，是私营企业投资的两倍多。如今私营部门投资接近400亿美元，而联邦政府在半导体专用研发方面投资仅17亿美元，在半导体相关领域研究方面仅投资43亿美元。
▲过去40年，联邦政府在半导体及相关研究投资占比一直持平，而私营企业的投资增长了10倍
美国半导体产业协会认为，如果投资不能持续下去，美国将面临失去创新优势和全球技术竞赛中领先地位的风险。而假设美国未来五年投资508亿美元用于半导体研发，有望在2029年推动美国GDP增加1610亿美元，并为美国经济增加50万个工作岗位。
▲2025年~2029年联邦增加半导体研发投资对美国GDP的预估影响
一方面，美国半导体产业协会等组织强烈要求政府增加对半导体研究的投入，另一方面美国政府也表露出加大半导体制造业投资的力度。
引入先进晶圆代工厂也好，禁供华为也好，从美国政府的角度来看，似乎都是为了维持美国在半导体产业中的绝对领先地位。
但美国政府的“良苦用心”，并不能使得美国半导体公司们感同身受。
早在今年4月，美国半导体产业协会、美国国家对外贸易委员会、国际半导体产业协会SEMI以及其他六个组织曾联合致信美国商务部。
信件中，他们提到：“拟议变更将对半导体产业、全球供应链和更广泛的技术领域产生重大影响”，“这不仅不利于美国半导体产业的投资，也将阻碍美国技术和零部件的创新发展。”
限制外国公司使用美国芯片技术及软件向华为销售产品，不仅将阻碍更广泛的半导体公司向中国出口半导体产品，同时也将影响全球新型冠状肺炎疫情的防护。
但从美国商务部5月15日升级华为禁令的举措来看，显然完全没听进去这些组织的建议。
而这一不公平遏制措施所带来的负面影响也正在施加予美国半导体公司身上。
波士顿咨询公司（BCG）对限制华为购买芯片的影响做出预判，认为如果中美技术脱钩，可能致使导致美国半导体行业所占全球市场份额下降18%、行业收入下降37%、研发支出减少60%、就业岗位减少12.4万个，从而打破半导体行业良性循环，美国也因此失去全球领导地位。从长远来看，中国经过短期阵痛调整，可能最终取得行业领导地位。
▲限制对华贸易如何终结美国半导体行业的领导地位（来源：BCG）
根据调研机构Strategy Analytics最新报告，美国针对华为的新贸易政策瓦解了电子行业与全球贸易之间的关系网，或对美国半导体行业的领导地位构成威胁。许多美国半导体公司已遭受5%~15%的销售损失，若情况得不到好转，损失甚至可能达到40%以上。
Strategy Analytics表示，短期来看，美国新禁令迫使半导体行业的高管们重新审视其产品线、生产伙伴关系、客户和分销商，造成的混乱对整个电子行业起到了抑制作用。
华为每年采购约200亿美元的半导体，占全球4000亿美元半导体市场的5%，从长期来看，若不与华为开展业务，美国半导体公司每年将损失近70亿美元。
同时，新贸易政策也迫使华为开始储备芯片并寻找芯片的替代供应商，在无线电信行业，尤其是5G领域引发寒蝉效应。
与此同时，美国对华为的禁运风波已经引起我国对半导体产业自主可控的重视，随着我国加大对自身半导体产业的投资，逐步扶持起一批可替代供应商，减少对进口半导体的依赖，那么对于美国半导体产业只会是更长久的打击。
看起来，目前全球半导体销售额下滑5%似乎也不算太严重，但按Strategy Analytics的分析，美国的出口限制新政策将严重冲击美国公司，削弱其研发支出以及美国半导体企业的竞争力。
为了所谓“国家安全”的名义，间接伤害到自己国家半导体产业的利益，这笔账究竟划不划算？美国政府也许不得不再做考虑。
日本：追加补助预算，推进产能回迁
美国是先进芯片设计业和芯片设计软件工具的主宰者，而日本在半导体产业链上游的设备和材料领域拥有绝对的话语权。
去年日韩贸易冲突，低调的日本芯片材料业变身谈判桌上的关键筹码，硬是逼得叱咤全球存储芯片业的韩国几乎没有退路。
然而今年的疫情迫使各国选择封闭，供应链的薄弱之处暴露出来，这令日本亦是倒吸一口凉气。
随着工程自动化普及、日本本土生产和海外生产之间的成本差距缩小，日本政府及企业开始考虑半导体相关产业链回迁计划。
今年4月30日，日本通过包含“紧急经济对策”费用的2020年度追加预算，其中经济产业省（METI）提出2200亿日元（约145.6亿人民币）促进日本投资事业费用补助预算案，即是资助企业将生产基地迁回日本。
6月5日，日经新闻报道，疫情扩散致使许多日本企业的海外工厂相继停工，似乎促使日本企业加快供应链的整编脚步，日本电子零件厂出现产能回流日本的动向。例如半导体大厂罗姆、JDI已开始评估要将海外部分产能移回日本。
在疫情爆发前，电子零件大厂村田制作所在降低对日本国内生产的依赖度，然而在疫情中，日本本土的生产反而成为优势。
罗姆计划明年下半年将集中在中国、东南亚等地的后段工程（组装）部分移回日本，其社长松本攻称：“若是无人化或省人化产线的话、在日本国内生产也能获利。”
JDI是苹果液晶面板的主要供应商，其社长菊冈稔亦表示正在评估将海外后段工程移回日本，并正在推动后段工程的自动化投资。“海外和日本国内的劳动成本差距没那么大。”菊冈稔说。
也有部分日本企业表明现阶段不打算撤出中国，但无论如何，疫情给日本政府及半导体企业敲响了分摊供应链风险的警钟。
不仅美国拉台积电英特尔在自己的地盘建厂，日本也试图拉台积电、英特尔等主要芯片制造商来日本生产芯片和设置研发据点。
早在去年秋季，日本经济产业省就在研究日本在半导体产业的哪些环节拥有具备独特竞争力的核心技术。
在此次疫情中，日本作为半导体设备及材料的制霸方，在全球半导体产业链中的重要地位已经凸显出来。
例如日本企业Lasertec作为全球唯一一家为极紫外（EUV）光刻制造测试设备的公司，已成为日本最热股，今年股价累计上涨62%，过去一年半涨幅逾5倍。
▲Lasertec在近两年股价飙升
如今日本半导体供应链仍为全世界提供超过1/2的半导体材料和1/3的半导体制造设备，在硅晶圆、合成半导体晶圆、光罩等14种重要材料方面分别占据超过50%的份额，在10种必备半导体设备的市占率超过50%，把握绝大多数芯片企业的核心命脉。
根据Diamond Online的报道，迄今日本半导体企业在设计、前段制程、后段制程均有举足轻重的影响力。
而这些在半导体材料和设备界的先进实力，无疑将是日本未来参与全球半导体竞争至为关键的筹码。
上个世纪日本曾凭借举国之力实现在存储芯片、核心设备及材料的突破，后续日本在其电子产业复兴计划中又将如何保持及增强自身在全球半导体产业中的地位，亦是件令人期待的事。
结语：逆全球化只是暂时现象
芯片是全球电子产业赖以生存的基石，是全球化带动共赢的典型产业。一颗芯片的诞生，需要来自世界不同国家半导体企业的精诚合作。
五大半导体设备巨头来自美国、荷兰和日本，关键半导体材料被日本牢牢掌控，芯片设计软件EDA几乎被美企垄断，先进代工制造以台积电、三星、英特尔为领导者，封测有台企日月光一马当先。
芯片设计业更是百花齐放，美国的CPU/GPU/FPGA，韩国的存储芯片，欧洲的功率半导体和车载半导体，而中国是全球最重要的半导体消费市场，随着高新科技领域的蓬勃发展，我国市场已成为一场全球芯片公司虎视眈眈的“肥肉”。
▲世界国家/地区半导体市场（来源：SIA）
原本半导体格局基本稳定，各国半导体公司分工明确，大家互利共赢，作为全球化趋势中妥妥的利益既得者，为何美国“独美”之心越来越昭然？
要回答这个问题，我们或许可以从全球化浪潮的出现背景予以反推。
蒸汽机、柴油机的出现催化物质财富的贸易畅通，计算机、互联网引爆的信息革命催化了全球科技产业的繁荣，拥有雄厚经济和技术实力的发达国家实现资源优化配置，将生产线分散到劳动力更廉价的发展中国家，引导全球范围内的产业结构调整与优化，也带动了发展中国家的经济崛起和科技创新。
而美国全球化浪潮中最大的受益者，如今却反其道而行之，开始限制技术出口，表面来看是为了补足供应链短板以更好地抵御下一次“黑天鹅”危机，但更深层次来看，或是由于其科技创新速度放缓、出现强劲挑战者等因素，对自身的科技领先实力及创新能力无法做到绝对的自信。
而从历史来看，一个国家若想保持长期的科技创新活力和持续进化能力，必然离不开对全球科技及经济贸易活动的参与。“逆全球化”只是个暂时现象，美国的“逆势而为”，非但不利于自身产业的长远发展，反倒会助推中国半导体产业的进化与转型。
实现自身半导体供应链的完整性和领先性，关乎经济复苏、基础设施、国家安全。而抓住新一轮芯片赛道的机遇，将有助于在全球半导体产业中赢得更多话语权。
如今半导体产业正处于全球风暴中心，AI、物联网、5G通信、云计算乃至量子计算等先进技术正引爆新的数字革命，也有望催生新一轮芯片创新潮。
芯片行业又具有赢家通吃的特性，谁能先一步实现技术突破，率先赢得市场，谁就有望在下一场科技革命中占尽先机。
这对中国来说，亦是必争的新赛点。
（参考来源：SIA，Strategy Analytics，波士顿咨询公司，Diamond Online，日经新闻）
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