文章作者|理特咨詢
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導(dǎo)語
半導(dǎo)體是現(xiàn)代信息和通信技術(shù)的基石。由于地緣政治問題和供需失衡導(dǎo)致的供應(yīng)鏈挑戰(zhàn),使得高度全球化但專業(yè)的半導(dǎo)體價(jià)值鏈發(fā)生了翻天覆地的變化。全球相互依存性是供應(yīng)鏈的特征,凸顯了對(duì)環(huán)境、地緣政治、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)的脆弱性。因此,政府必須積極預(yù)測(cè)并熟練應(yīng)對(duì)全球錯(cuò)綜復(fù)雜的情況,構(gòu)建強(qiáng)大而高效的國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),這些產(chǎn)業(yè)充分本地化的同時(shí)又與全球價(jià)值鏈密纏繞式生長(zhǎng),以確保國內(nèi)經(jīng)濟(jì)環(huán)境和對(duì)未來潛在芯片短缺的防范能力。
近幾年發(fā)生的自然災(zāi)害、地緣政治沖突、貿(mào)易爭(zhēng)端等全球性事件給半導(dǎo)體行業(yè)帶來了壓力,導(dǎo)致供應(yīng)短缺和經(jīng)濟(jì)影響;干旱和流行病等環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)擾亂了供應(yīng)鏈,而需求激增等經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)則使生產(chǎn)能力承受重大壓力;包括網(wǎng)絡(luò)攻擊在內(nèi)的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)會(huì)損害運(yùn)營效率和數(shù)據(jù)安全;貿(mào)易爭(zhēng)端進(jìn)一步破壞了供應(yīng)鏈和市場(chǎng)穩(wěn)定。
為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn),各國政府正在實(shí)施各種對(duì)策來加強(qiáng)半導(dǎo)體供應(yīng)鏈。本地化工作旨在增強(qiáng)行業(yè)韌性并減少對(duì)外國供應(yīng)商的依賴。全球各地區(qū)國家都在大力投資半導(dǎo)體開發(fā),以確保供應(yīng)鏈安全并推動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)。
擴(kuò)大半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)規(guī)模需要培養(yǎng)工程人才,促進(jìn)終端應(yīng)用產(chǎn)業(yè)發(fā)展,并應(yīng)對(duì)復(fù)雜的地緣政治因素。各國政府必須采取措施,吸引熟練人才,并鼓勵(lì)依賴半導(dǎo)體技術(shù)的行業(yè)發(fā)展。各國之間的合作以及對(duì)新興和前沿半導(dǎo)體技術(shù)的戰(zhàn)略投資對(duì)于維持行業(yè)增長(zhǎng)至關(guān)重要。
01
賦能信息與通信技術(shù):半導(dǎo)體的關(guān)鍵角色
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)對(duì)一個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展、技術(shù)發(fā)展和安全具有戰(zhàn)略意義。除卻安全和防御應(yīng)用的關(guān)鍵構(gòu)建塊外,半導(dǎo)體還是多種工業(yè)應(yīng)用、物理應(yīng)用、產(chǎn)品以及物聯(lián)網(wǎng)(IoT)和AI等軟件技術(shù)的重要推動(dòng)因素。這些應(yīng)用程序涵蓋行業(yè)、產(chǎn)品和功能。
其中,行業(yè)包括:
汽車
半導(dǎo)體在汽車技術(shù)和電力電子中至關(guān)重要,驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)管理、安全功能和信息娛樂等關(guān)鍵系統(tǒng),從而提高現(xiàn)代車輛的性能和安全性。
航空
半導(dǎo)體為基本的航空功能提供動(dòng)力,包括飛行控制、導(dǎo)航和通信,確保現(xiàn)代飛機(jī)的安全性和效率。
能源
半導(dǎo)體是可再生能源的基礎(chǔ),例如太陽能和風(fēng)力渦輪機(jī)能源系統(tǒng)。它們用于電力轉(zhuǎn)換以及向電網(wǎng)傳輸電力等基本過程。
產(chǎn)品包括:
傳感器
半導(dǎo)體用于制造可以檢測(cè)光、熱、運(yùn)動(dòng)和其他物理現(xiàn)象的傳感器。
現(xiàn)代醫(yī)療器械
醫(yī)療設(shè)備將生命科學(xué)和半導(dǎo)體相結(jié)合,用于健康和醫(yī)療保健。這些技術(shù)包括用于健康監(jiān)測(cè)的可穿戴傳感器、醫(yī)療機(jī)器人技術(shù)、用于高分辨率超聲的先進(jìn)成像技術(shù)、神經(jīng)接口技術(shù)和用于創(chuàng)傷干預(yù)的植入式設(shè)備。
這些技術(shù)可能依賴于先進(jìn)的半導(dǎo)體來協(xié)助數(shù)據(jù)收集和處理以獲得可操作的反饋,或者幫助在體內(nèi)導(dǎo)航以進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹委煛?br/>
功能包括:
計(jì)算機(jī)
半導(dǎo)體行業(yè)生產(chǎn)微處理器和內(nèi)存芯片,它們是計(jì)算機(jī)、服務(wù)器和數(shù)據(jù)中心的主要組件。這些設(shè)備用于從金融和醫(yī)療保健到制造和物流等各個(gè)行業(yè)。
通信
半導(dǎo)體用于生產(chǎn)手機(jī)、衛(wèi)星系統(tǒng)和其他通信設(shè)備。它們還用于創(chuàng)建路由器、交換機(jī)和其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,以實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的通信。
物聯(lián)網(wǎng)
半導(dǎo)體芯片用于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中,用于執(zhí)行商業(yè)和個(gè)人差事。隨著對(duì)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的依賴程度越來越高,對(duì)傳感器、內(nèi)存、連接性等的需求將進(jìn)一步增加。
人工智能
半導(dǎo)體芯片對(duì)于高科技制造業(yè)實(shí)現(xiàn)人工智能至關(guān)重要。針對(duì)AI的半導(dǎo)體設(shè)計(jì)改進(jìn)側(cè)重于提高內(nèi)存的數(shù)據(jù)速度和更高的功率效率。
全球排名前30位的科技裝備公司包括英偉達(dá)、臺(tái)積電、三星、博通、阿斯麥等半導(dǎo)體公司。這 30 家公司合計(jì)占前100家技術(shù)設(shè)備公司總市值約85%(截至2024年4月),它們都在全球半導(dǎo)體和半導(dǎo)體設(shè)備的供需中發(fā)揮作用。
2023年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)價(jià)值為5270億美元,需求由各行各業(yè)的終端消費(fèi)者推動(dòng),如圖1所示:
02
解碼當(dāng)今半導(dǎo)體價(jià)值鏈
半導(dǎo)體價(jià)值正實(shí)現(xiàn)了全球化的關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò),它從設(shè)計(jì)、制造到分銷都由位于世界不同地理位置的公司完成。該行業(yè)的特點(diǎn)是跨地理區(qū)域的高度專業(yè)化,由于高昂的研發(fā)投資成本而進(jìn)入壁壘高,資本支出大,需求易波動(dòng)。
在價(jià)值鏈中(見圖2),有幾個(gè)地區(qū)占據(jù)了全球大部分市場(chǎng)份額。例如,全球70%以上的成熟工藝技術(shù)(28納米及更早)的半導(dǎo)體代工產(chǎn)能集中在中國大陸和中國臺(tái)灣(見圖3),此外,全球近70%的先進(jìn)半導(dǎo)體制造能力(包括16/14納米及更先進(jìn)的技術(shù))目前也位于中國臺(tái)灣。
盡管存在這種集中性,但供應(yīng)鏈仍具有強(qiáng)烈的全球相互依存性,上游是美國、歐洲和日本(設(shè)備和工具);中國臺(tái)灣和韓國,生產(chǎn)最先進(jìn)半導(dǎo)體的地方,位于中間;以及中國將芯片納入下游(后端組裝和測(cè)試)的最終產(chǎn)品中。
半導(dǎo)體材料的價(jià)格和可用性各不相同,從豐富的硅到難以獲取的稀土元素,如鎵、鍺和鈧。中國在硅、鎵、鍺和鈧等原材料生產(chǎn)方面占據(jù)主導(dǎo)地位(見圖4)。
其他作為半導(dǎo)體行業(yè)主要原材料供應(yīng)國的國家包括德國、美國、俄羅斯、日本、馬來西亞和法國。烏克蘭也是惰性氣體的主要供應(yīng)國,如氖、氬、氪和氙,這些氣體對(duì)于半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)過程中的使用至關(guān)重要。沒有原材料,芯片就無法從設(shè)計(jì)圖進(jìn)入生產(chǎn)。
在全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈中,圖5展示了智能手機(jī)應(yīng)用處理器的典型旅程。
一個(gè)復(fù)雜且相互聯(lián)系的全球合作伙伴網(wǎng)絡(luò)對(duì)于生產(chǎn)單一半導(dǎo)體芯片仍然至關(guān)重要。在全球范圍內(nèi),半導(dǎo)體生產(chǎn)的供應(yīng)鏈仍然高度相互依存。在可預(yù)見的未來,國際合作仍然至關(guān)重要,盡管威脅這一供應(yīng)鏈穩(wěn)定性的風(fēng)險(xiǎn)因素不斷加深。
03
半導(dǎo)體行業(yè)近年的動(dòng)蕩
全球結(jié)構(gòu)高度專業(yè)化的半導(dǎo)體供應(yīng)鏈通過在終端用戶信息通信技術(shù)方面的創(chuàng)新和持續(xù)應(yīng)用為整個(gè)行業(yè)帶來了繁榮期。然而,在過去幾年中,有幾個(gè)因素對(duì)這種原本運(yùn)作良好的結(jié)構(gòu)造成了壓力,甚至讓這種模式面臨風(fēng)險(xiǎn)。從廣義上講,半導(dǎo)體行業(yè)面臨四個(gè)主要風(fēng)險(xiǎn):
自然災(zāi)害或極端天氣等環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)可能會(huì)擾亂半導(dǎo)體供應(yīng)鏈;
導(dǎo)致需求激增或供應(yīng)過剩的經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)會(huì)影響銷售和生產(chǎn);
包括網(wǎng)絡(luò)威脅在內(nèi)的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)可能會(huì)危及半導(dǎo)體行業(yè)的制造和數(shù)據(jù)安全;
地緣政治風(fēng)險(xiǎn),包括貿(mào)易爭(zhēng)端和限制,可能會(huì)阻礙全球材料的流動(dòng)。
下面,我們將對(duì)每一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行更具體的分析:
01 環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)
自然災(zāi)害、流行病和極端天氣事件會(huì)因半導(dǎo)體的運(yùn)營中斷而影響半導(dǎo)體的供應(yīng)。最近的事件有:
冬季風(fēng)暴
2021 年,美國德克薩斯州奧斯汀的一場(chǎng)冬季風(fēng)暴導(dǎo)致三星等主要參與者至少暫時(shí)關(guān)閉運(yùn)營。這些停工影響了較舊的半導(dǎo)體設(shè)施,可能會(huì)減少三星的智能手機(jī)產(chǎn)量。
干旱
2021年中國臺(tái)灣的干旱增加了臺(tái)積電的制造費(fèi)用,臺(tái)積電是一家耗水量很大的半導(dǎo)體公司。臺(tái)積電每天使用超過150,000噸水,由于降雨量少而面臨挑戰(zhàn)。據(jù)說臺(tái)積電在2021年僅在灑水車上就花費(fèi)了約2500萬美元,大大超過了其最初的預(yù)算計(jì)劃。缺水繼續(xù)對(duì)中國臺(tái)灣地區(qū)的芯片產(chǎn)業(yè)構(gòu)成挑戰(zhàn)。
流行病
新冠疫情影響導(dǎo)致的半導(dǎo)體行業(yè)供應(yīng)鏈中斷是有據(jù)可查的。未來也不排除大流行病及其對(duì)全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的潛在破壞。
環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)可能導(dǎo)致短缺、更高的生產(chǎn)費(fèi)用,并對(duì)依賴半導(dǎo)體技術(shù)的行業(yè)產(chǎn)生潛在的經(jīng)濟(jì)后果。作為回應(yīng),該行業(yè)必須采用復(fù)原力和應(yīng)急策略來應(yīng)對(duì)此類風(fēng)險(xiǎn)。
02 經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)
需求激增、供應(yīng)過剩和其他經(jīng)濟(jì)顛覆因素會(huì)影響供應(yīng)鏈,導(dǎo)致市場(chǎng)失衡,并使生產(chǎn)能力緊張。典型案例包括:
半導(dǎo)體需求激增
2023年,全球半導(dǎo)體供需缺口預(yù)計(jì)將達(dá)到9%。縮小這一差距是一項(xiàng)重大挑戰(zhàn),尤其是對(duì)歐洲汽車行業(yè)而言,預(yù)計(jì)到2026年,歐洲汽車行業(yè)將在所有半導(dǎo)體領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)最高的增長(zhǎng)(11%的復(fù)合年增長(zhǎng)率)。相比之下,消費(fèi)電子產(chǎn)品預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)4%,而智能手機(jī)預(yù)計(jì)僅增長(zhǎng)2%。
需求沖擊的影響
歐洲深受半導(dǎo)體短缺的影響,2021年汽車產(chǎn)量下降了230萬輛,占全球損失的24%,使其成為與北美(占損失的 25%)并列受影響最嚴(yán)重的地區(qū)之一。
總體來說,突然的需求激增和波動(dòng)可能會(huì)使企業(yè)措手不及,可能導(dǎo)致供應(yīng)短缺和難以滿足消費(fèi)者需求。相反,供應(yīng)過剩也是可能的,正如在一些半導(dǎo)體類別中看到的那樣(例如,2023 年下半年的內(nèi)存芯片)。
因此,企業(yè)在迅速擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模、影響其從增長(zhǎng)中受益和履行訂單的能力,或在經(jīng)濟(jì)放緩時(shí)期減少生產(chǎn)和庫存方面面臨挑戰(zhàn)。經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)在于這些干擾有可能引發(fā)市場(chǎng)不穩(wěn)定并造成更廣泛的經(jīng)濟(jì)失衡。
03 技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)
網(wǎng)絡(luò)攻擊和勒索軟件攻擊等風(fēng)險(xiǎn)會(huì)影響半導(dǎo)體產(chǎn)品的完整性、運(yùn)營效率和消費(fèi)者信心。最近的例子包括:
網(wǎng)絡(luò)攻擊
2023 年,全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體制造設(shè)備、服務(wù)和軟件供應(yīng)商應(yīng)用材料公司(Applied Materials)的銷售額下降,原因是其供應(yīng)商之一MKS Instruments遭到網(wǎng)絡(luò)安全攻擊。這次攻擊導(dǎo)致了2.5億美元的銷售額損失。這種攻擊的后果延伸到訂單處理、產(chǎn)品發(fā)貨和客戶服務(wù)中斷。此類供應(yīng)鏈攻擊通過針對(duì)供應(yīng)商等安全性較低的元素來利用公司內(nèi)部的漏洞。
勒索軟件攻擊
半導(dǎo)體行業(yè)在2022年面臨來自勒索團(tuán)伙的8 次勒索軟件攻擊。英偉達(dá)(NVIDIA)、AMD和三星(Samsung)等知名公司,以及Ignitarium、Diodes、SilTerra Malaysia Sdn. Bhd.、Semikron和Etron Technology等公司都成為目標(biāo)。由于半導(dǎo)體行業(yè)在全球經(jīng)濟(jì)中的關(guān)鍵作用,勒索軟件組織將半導(dǎo)體公司視為高價(jià)值目標(biāo),并利用媒體關(guān)注來脅迫受害者進(jìn)行贖金談判。這些組織使用惡意軟件來加密數(shù)據(jù)、發(fā)出勒索威脅,甚至發(fā)布源代碼等專有信息。有些人威脅要把被盜的公司數(shù)據(jù)和計(jì)劃賣給競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。
鑒于該行業(yè)的互聯(lián)性及其無處不在的應(yīng)用,強(qiáng)有力的網(wǎng)絡(luò)安全措施對(duì)于降低風(fēng)險(xiǎn)和維持半導(dǎo)體行業(yè)的穩(wěn)定和擴(kuò)張至關(guān)重要。
04 地緣政治風(fēng)險(xiǎn)
由于半導(dǎo)體是各種技術(shù)(包括國防系統(tǒng)、通信和消費(fèi)電子產(chǎn)品)的重要組成部分,因此它們的可用性和可及性可能會(huì)成為具有地緣政治影響的有爭(zhēng)議的問題。因此,隨著各經(jīng)濟(jì)體競(jìng)相在半導(dǎo)體行業(yè)占據(jù)領(lǐng)先地位,必須考慮地緣政治風(fēng)險(xiǎn)。風(fēng)險(xiǎn)源于貿(mào)易緊張局勢(shì)和各國實(shí)施的限制,可能會(huì)擾亂供應(yīng)鏈,限制進(jìn)入關(guān)鍵市場(chǎng),并影響材料和產(chǎn)品的全球流動(dòng)。地緣政治風(fēng)險(xiǎn)包括:
貿(mào)易爭(zhēng)端
美國和中國之間的貿(mào)易對(duì)全球半導(dǎo)體行業(yè)及其供應(yīng)鏈產(chǎn)生重大影響。中美貿(mào)易爭(zhēng)端的影響延伸到該行業(yè)的各個(gè)經(jīng)濟(jì)體和公司。美國實(shí)施的嚴(yán)厲出口管制旨在阻礙中國芯片制造的進(jìn)步,給中國半導(dǎo)體行業(yè)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。這些規(guī)定限制了芯片制造設(shè)備的出口,并限制了中國工業(yè)和客戶對(duì)美國制造工具的使用。因此,中芯國際半導(dǎo)體制造股份有限公司(SMIC)和長(zhǎng)江存儲(chǔ)技術(shù)有限公司(Yangtze Memory Technologies)等公司在設(shè)備采購和來自美國和歐洲供應(yīng)商的支持方面遇到限制,導(dǎo)致中國半導(dǎo)體行業(yè)明顯下滑。
中美兩國各自的安全考量
2023年,日本和荷蘭在美國的授意下同樣限制向中國出口先進(jìn)芯片制造設(shè)備。此舉等于支持美國限制中國獲得先進(jìn)技術(shù)的戰(zhàn)略,尤其是半導(dǎo)體技術(shù)。作為回應(yīng),中國對(duì)包括半導(dǎo)體在內(nèi)的各種技術(shù)應(yīng)用至關(guān)重要的關(guān)鍵材料(鎵和鍺)實(shí)施了出口限制。這給依賴這些材料的西方公司也帶來了挑戰(zhàn)。因此,由于地緣政治影響,全球供應(yīng)鏈正在出現(xiàn)價(jià)格上漲。英特爾打算以54億美元的價(jià)格收購以色列芯片企業(yè)高塔半導(dǎo)體,目的是為了削弱中方在半導(dǎo)體領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)。然而,作為主要市場(chǎng)之一,中方監(jiān)管機(jī)構(gòu)下達(dá)了禁止收購的“限制令”,使得英特爾這一巨頭企業(yè)的收購計(jì)劃宣告失敗。
與先進(jìn)半導(dǎo)體的競(jìng)爭(zhēng)
其他經(jīng)濟(jì)體也陷入了困境,也受到貿(mào)易爭(zhēng)端和地緣政治緊張局勢(shì)的影響。例如中國臺(tái)灣半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)貢獻(xiàn)了全球近90%的先進(jìn)芯片產(chǎn)量,發(fā)揮著舉足輕重的作用。因此長(zhǎng)期以來中國臺(tái)灣半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)一直是世界其他各大經(jīng)濟(jì)體高度重視的對(duì)象。而中國臺(tái)灣的生產(chǎn)集中加劇了與供應(yīng)相關(guān)的脆弱性,更容易收到地緣政治緊張局勢(shì)的影響。
綜上所述,地緣政治風(fēng)險(xiǎn)在全球范圍內(nèi)對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。例如,美國嚴(yán)格的出口管制阻礙了中國發(fā)展本土半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的進(jìn)展。同時(shí),中國臺(tái)灣地區(qū)半導(dǎo)體生產(chǎn)的集中造成了各種供應(yīng)風(fēng)險(xiǎn),主要源于與地緣政治相關(guān)的因素。
03
半導(dǎo)體供應(yīng)鏈危機(jī)的經(jīng)濟(jì)對(duì)策
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的本地化可以幫助政府解決迄今為止凸顯的一些環(huán)境和地緣政治風(fēng)險(xiǎn)。如圖6所示,各國正在積極努力增強(qiáng)半導(dǎo)體行業(yè)供應(yīng)鏈的彈性,并確保它們能夠發(fā)揮作用。一些政府正在投入大量投資,并將公共政策轉(zhuǎn)向國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)計(jì)和制造的本地化。
一些政府,特別是那些擁有現(xiàn)有半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的政府,正在采取微妙的方法與其他國家建立研發(fā)和供應(yīng)鏈聯(lián)盟,以獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),并繼續(xù)發(fā)布重大財(cái)政措施并制定公共政策,以發(fā)展高價(jià)值新興和前沿半導(dǎo)體技術(shù)的能力和專業(yè)知識(shí)。
一些政府認(rèn)識(shí)到需要建立技術(shù)人才基礎(chǔ),因此開始積極在教育和勞動(dòng)力方面投資,以確保各自半導(dǎo)體行業(yè)的可持續(xù)增長(zhǎng)和創(chuàng)新。
如下所述,這些方法的例子在全球各個(gè)主要經(jīng)濟(jì)體中都很明顯。
美國于2022年通過了《芯片法案》,以激勵(lì)國內(nèi)半導(dǎo)體制造,推動(dòng)行業(yè)創(chuàng)新并發(fā)展勞動(dòng)力。它授權(quán)了超過520億美元的政府激勵(lì)措施,以增加美國國內(nèi)計(jì)算機(jī)芯片的供應(yīng),并在美國境內(nèi)建設(shè)半導(dǎo)體制造設(shè)施和設(shè)備。
CHIPS for America基金將提供高達(dá)390億美元的政府貸款和其他財(cái)政援助,包括向美國境內(nèi)的半導(dǎo)體制造商提供25%的稅收抵免。此外,它還將提供130億美元用于半導(dǎo)體研究和勞動(dòng)力培訓(xùn)。此外,美國正在加強(qiáng)合作努力,例如涉及日本、臺(tái)灣和韓國的Chip 4聯(lián)盟。該倡議旨在穩(wěn)定供應(yīng)鏈并促進(jìn)未來合作,同時(shí)在中美貿(mào)易不斷變化的動(dòng)態(tài)中調(diào)整自己的戰(zhàn)略定位,而與此同時(shí),中國正在迅速推進(jìn)自身的芯片制造技術(shù)。
同樣,在歐洲,《歐洲芯片法案》(European Chips Act)旨在幫助該地區(qū)確保半導(dǎo)體供應(yīng),確保自給自足,更多地控制供應(yīng)鏈,減少對(duì)外國公司的依賴,并在技術(shù)上與美國和亞洲競(jìng)爭(zhēng)。《歐盟芯片法案》是一項(xiàng)470億美元的公共和私人投資計(jì)劃,旨在建設(shè)大規(guī)模產(chǎn)能和創(chuàng)新,以確保歐洲自給自足,預(yù)見未來可能出現(xiàn)的供應(yīng)危機(jī)。該法案的目標(biāo)是到2030年將歐盟在半導(dǎo)體領(lǐng)域的全球市場(chǎng)份額從9%翻一番至 20%。
亞太地區(qū)正在成為一個(gè)關(guān)鍵樞紐,因?yàn)閬喬貐^(qū)的經(jīng)濟(jì)體已經(jīng)采取了重要的半導(dǎo)體戰(zhàn)略,以應(yīng)對(duì)國際政治格局并促進(jìn)國內(nèi)半導(dǎo)體生產(chǎn)和創(chuàng)新。
對(duì)于中國而言,已經(jīng)實(shí)施的戰(zhàn)略舉措都有利于促進(jìn)本地半導(dǎo)體行業(yè)的增長(zhǎng)和自主性,減少對(duì)外國供應(yīng)商的依賴。中國于2014年成立“國家大基金”。作為中國國內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)的主要投資工具,大基金包括:初期募集資金196.3億美元,大幅提升了中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)能和設(shè)計(jì)能力。這一階段旨在擴(kuò)大邏輯和內(nèi)存代工廠,促進(jìn)設(shè)計(jì)公司的發(fā)展,并加強(qiáng)封裝行業(yè)。第二階段價(jià)值289億美元,重點(diǎn)是通過投資上下游供應(yīng)商來培育重點(diǎn)公司,通常與工業(yè)園區(qū)的建立同時(shí)進(jìn)行。國家大基金三期于2024年5月注冊(cè)成立,除繼續(xù)聚焦于大型半導(dǎo)體制造以及設(shè)備、材料、零部件等‘卡脖子’環(huán)節(jié)之外,與AI技術(shù)密切相關(guān)的算力芯片、存儲(chǔ)芯片(HBM 芯片)等 AI 半導(dǎo)體關(guān)鍵領(lǐng)域可能會(huì)成為新的投資重點(diǎn),進(jìn)一步助力半導(dǎo)體全產(chǎn)業(yè)鏈的國產(chǎn)化進(jìn)程,凸顯了其自給自足和減少對(duì)外國實(shí)體依賴的動(dòng)力。此外,大基金還推動(dòng)了在汽車、大數(shù)據(jù)和通信等領(lǐng)域的應(yīng)用。
印度已承諾在未來十年內(nèi)投入100億美元作為國家戰(zhàn)略,以加強(qiáng)電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造,特別是芯片設(shè)計(jì)和制造。目前,仍有近80%的資金有待分配。為促進(jìn)半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展,印度推出了修改后的特別激勵(lì)計(jì)劃(M-SIPS)、生產(chǎn)關(guān)聯(lián)激勵(lì)計(jì)劃(PLI)和設(shè)計(jì)相關(guān)激勵(lì)政策(DLI)等舉措。作為對(duì)印度一系列舉措的回應(yīng),美光科技、臺(tái)灣富士康和 HCLTech 正計(jì)劃對(duì)印度半導(dǎo)體制造設(shè)施進(jìn)行大量投資,映射出印度致力于在全球范圍內(nèi)加強(qiáng)其半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的決心。美光科技計(jì)劃投資 8.25 億美元建設(shè)新的芯片設(shè)施,富士康臺(tái)灣正在尋求建立半導(dǎo)體部門的批準(zhǔn),HCLTech 正在與卡納塔克邦政府討論可能投資 4 億美元建設(shè)外包半導(dǎo)體組裝和測(cè)試 (OSAT) 設(shè)施。HCLTech和富士康還分別宣布成立一家OSAT設(shè)施的合資企業(yè)。
Tower Semiconductor計(jì)劃尋求印度政府的激勵(lì)措施,以建立一個(gè)價(jià)值80億美元的半導(dǎo)體制造廠,以制造65納米和40納米芯片。據(jù)說Reliance Industries、Tata Electronics和Vedanta Semiconductors也有興趣進(jìn)入印度的半導(dǎo)體制造業(yè)。
中國臺(tái)灣仍然致力于高端芯片制造。除了在成熟工藝技術(shù)(28 納米及更早)和先進(jìn)制造工藝(包括 16/14 納米和更先進(jìn)的技術(shù))方面處于代工市場(chǎng)領(lǐng)先地位外,中國臺(tái)灣地區(qū)在極紫外光刻生成工藝(簡(jiǎn)稱為 EUV)方面也是市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者——這是半導(dǎo)體行業(yè)用于制造集成電路 (IC) 的創(chuàng)新技術(shù)。臺(tái)灣繼續(xù)在尖端3納米和2納米芯片的研發(fā)上投入巨資,以確保技術(shù)領(lǐng)先地位。其為期 10 年的芯片計(jì)劃從 2024 年開始,第一年預(yù)算為 3.75 億美元,旨在繼續(xù)支持先進(jìn)的 IC 工藝開發(fā)并吸引全球半導(dǎo)體合作。當(dāng)?shù)氐亩愂諆?yōu)惠包括對(duì)研發(fā)支出減免25%的稅收減免,以及對(duì)先進(jìn)機(jī)械支出額外5%的稅收減免。臺(tái)積電(TSMC)耗資29億美元的芯片封裝廠和富士膠片公司(Fujifilm)耗資1.1億美元的芯片拋光擴(kuò)建項(xiàng)目等主要行業(yè)參與者,凸顯了臺(tái)灣對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的重視。
日本出于經(jīng)濟(jì)安全考慮,將芯片生產(chǎn)放在首位,承諾在五年內(nèi)投入75億美元用于推進(jìn)材料和設(shè)備。一項(xiàng)為期 10 年的稅收優(yōu)惠計(jì)劃為每個(gè)財(cái)政年度的半導(dǎo)體行業(yè)企業(yè)提供 20% 的企業(yè)所得稅減免。三星和臺(tái)積電正在進(jìn)行大量投資,三星在其橫濱研發(fā)中心附近探索一條芯片封裝測(cè)試線,臺(tái)積電計(jì)劃在九州島建造一座價(jià)值70億美元的芯片工廠,用于12納米、16納米、22納米和28納米芯片生產(chǎn)。美光科技還在日本政府的支持下投資高達(dá) 35 億美元用于 EUV 技術(shù),以在日本開拓 EUV 技術(shù)。2023 年 9 月,在日本政府和大型企業(yè)集團(tuán)的支持下,晶圓代工初創(chuàng)公司 Rapidus 在北海道千歲市的一家芯片工廠破土動(dòng)工,并計(jì)劃在 2025 年開始試生產(chǎn)其基于全柵極晶體管技術(shù)的先進(jìn) 2 納米芯片。
韓國正在通過各種大型基金和直接投資進(jìn)行戰(zhàn)略性投資,以增強(qiáng)價(jià)值鏈穩(wěn)定性并推動(dòng)全球產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2023 年 6 月,宣布設(shè)立 2.2925 億美元的基金,以支持無晶圓廠公司。2023 年 9 月,宣布明年追加投資 3.0166 億美元,未來五年追加投資 18 億美元。最近批準(zhǔn)的《K-Chips法案》將大公司的稅收抵免提高到15%,將投資制造設(shè)施的中小型公司的稅收抵免提高到25%。三星電子與ASML合作,將投資2300億美元,在大首爾地區(qū)建立最先進(jìn)的半導(dǎo)體加工技術(shù)工廠。
新加坡積極實(shí)現(xiàn)價(jià)值鏈重點(diǎn)的多元化,并通過激勵(lì)措施吸引投資,在五年內(nèi)提供5%或10%的優(yōu)惠稅率,對(duì)固定資本支出提供高達(dá)100%的免稅,并為自動(dòng)化項(xiàng)目提供稅收減免。新加坡還通過延長(zhǎng)250%的研發(fā)稅收減免至2025年來鼓勵(lì)研發(fā)計(jì)劃和人才招聘,并為每家公司提供10個(gè)新的就業(yè)準(zhǔn)證,為熟練的海外人才。
GlobalFoundries已向一家半導(dǎo)體制造廠投資了40億美元,預(yù)計(jì)到2025年至2026年,該廠將滿負(fù)荷生產(chǎn)每年450,000個(gè)300毫米晶圓。
越南不斷發(fā)展的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)得到了美國的支持,為勞動(dòng)力發(fā)展撥款200萬美元。高科技勞動(dòng)力培訓(xùn)得到了1700萬美元的國內(nèi)基金的支持。三星、Hana Micron 和 Amkor Technology 正在投資,三星承諾投資超過 26 億美元開發(fā)電子元件組裝設(shè)施,Hana Micron 計(jì)劃到 2025 年在芯片封裝和內(nèi)存產(chǎn)品方面投資 10 億美元,Amkor Technology 開設(shè) 16 億美元的先進(jìn)芯片封裝工廠。
泰國熱衷于吸引從事前端流程的公司,例如設(shè)計(jì)半導(dǎo)體和蝕刻晶圓,并提供長(zhǎng)達(dá)13年的公司稅收減免。今年早些時(shí)候,投資委員會(huì) (BoI) 批準(zhǔn)了臺(tái)灣電子公司價(jià)值~8.7億美元的 20 個(gè)新投資項(xiàng)目,旨在將泰國打造成該行業(yè)的新出口基地。
馬來西亞的激勵(lì)措施,包括部分所得稅減免和長(zhǎng)達(dá)10年的全額免稅,使其成為半導(dǎo)體投資的有利目的地。中國控股的安世半導(dǎo)體(Nexperia)擴(kuò)大了其在馬來西亞的工廠,并建立了一個(gè)全球研發(fā)中心,以配合其全球擴(kuò)張。
英飛凌科技公司(Infineon Technologies)和英特爾(Intel)也選擇馬來西亞進(jìn)行擴(kuò)張;兩家公司都選擇馬來西亞作為新的半導(dǎo)體制造和封裝設(shè)施的目的地。英特爾正在檳城建設(shè)其首個(gè)先進(jìn)的3D芯片封裝工廠,而英飛凌則承諾在五年內(nèi)投資~50億美元開發(fā)世界上最大的200毫米碳化硅半導(dǎo)體工廠。
菲律賓和印度尼西亞等其他亞太國家也在戰(zhàn)略層面投資半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),以利用其優(yōu)勢(shì)并融入全球價(jià)值鏈。菲律賓正在推動(dòng)合作倡議,例如去年11月宣布的美國國際技術(shù)安全與創(chuàng)新(ITSI)基金,該基金旨在增強(qiáng)復(fù)原力和促進(jìn)互利共贏。此外,印度尼西亞雖然落后于其他國家,但正在積極制定其半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的路線圖,預(yù)計(jì)將于 2024 年底完成,以吸引對(duì)本國的投資。
雖然本報(bào)告沒有廣泛涉及,但中東地區(qū)的國家,如沙特阿拉伯和阿拉伯聯(lián)合酋長(zhǎng)國,對(duì)將其經(jīng)濟(jì)多元化發(fā)展到半導(dǎo)體技術(shù)制造和研發(fā)領(lǐng)域表現(xiàn)出了極大的興趣。以色列政府還同意向英特爾提供32億美元的投資在當(dāng)?shù)匦陆▋r(jià)值250億美元的芯片工廠。
在南美地區(qū),墨西哥和美國宣布建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系,以探索半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的機(jī)會(huì)。
04
擴(kuò)大半導(dǎo)體技術(shù)產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈
目前在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中地位不高的國家可以采取多種措施來創(chuàng)造有利的監(jiān)管環(huán)境,以發(fā)展當(dāng)?shù)氐陌雽?dǎo)體產(chǎn)業(yè)。在半導(dǎo)體行業(yè)擁有重要地位的國家可以通過適當(dāng)?shù)谋O(jiān)管支持、人才和合作伙伴關(guān)系組合,在有吸引力的產(chǎn)品領(lǐng)域成為更重要的全球參與者。
合適的基礎(chǔ)設(shè)施、能力和專業(yè)知識(shí)來生產(chǎn)入門級(jí)半導(dǎo)體技術(shù),如基本存儲(chǔ)芯片和邏輯芯片,能夠搭建良好的基礎(chǔ)。此后,可以分階段采取其他措施,逐步建立更先進(jìn)的能力,并使基礎(chǔ)設(shè)施能夠隨著時(shí)間的推移擴(kuò)展到半導(dǎo)體行業(yè)更高價(jià)值的新興和前沿技術(shù),包括(見圖7):
財(cái)政措施
政府應(yīng)該持續(xù)審查其外國直接投資計(jì)劃、稅收激勵(lì)和其他財(cái)政措施,以確保它們與競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手國家同等或更有優(yōu)勢(shì)。全面審視財(cái)政措施在創(chuàng)造就業(yè)、創(chuàng)造終端用戶應(yīng)用產(chǎn)業(yè)、建立半導(dǎo)體技術(shù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)、抵御未來潛在芯片短缺等領(lǐng)域的直接效益和附帶效益,將使人們能夠在經(jīng)濟(jì)發(fā)展、技術(shù)創(chuàng)新和安全等更廣泛的背景下看待財(cái)政措施的影響。
堅(jiān)持開放合作、互利共贏的多邊機(jī)制
摒棄不同國家聯(lián)盟內(nèi)部地緣政治地位的持續(xù)波動(dòng),以建立合作共贏的全球經(jīng)濟(jì)治理體系將為半導(dǎo)體原材料、設(shè)備和/或芯片的供應(yīng)來源提供更豐富穩(wěn)定的保障。
工程技術(shù)人才
半導(dǎo)體技術(shù)在電力電子、光電子和傳感器等新興領(lǐng)域以及片上系統(tǒng)、人工智能和高性能計(jì)算等前沿技術(shù)中發(fā)展迅速。這些技術(shù)不僅需要工程技術(shù)人才進(jìn)行研發(fā),還需要保持先進(jìn)制造設(shè)施的運(yùn)行。隨著技術(shù)的持續(xù)快速發(fā)展并影響使用半導(dǎo)體的終端應(yīng)用行業(yè)類型,能夠培養(yǎng)本地工程技術(shù)人才并吸引精通這些新興和前沿技術(shù)的海外人才的政府將加強(qiáng)其競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
半導(dǎo)體的終端應(yīng)用行業(yè)
各國政府繼續(xù)支持促進(jìn)低關(guān)稅/無關(guān)稅貿(mào)易,并為相關(guān)終端用戶應(yīng)用行業(yè)提供稅收減免和其他出口導(dǎo)向型和國內(nèi)消費(fèi)相關(guān)的財(cái)政措施,將確保供需良性循環(huán),以加強(qiáng)創(chuàng)建或擴(kuò)大本地半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)所需的大規(guī)模投資回報(bào)。與半導(dǎo)體需求緊密交織在一起的此類最終用戶應(yīng)用行業(yè)例如電子、電信、汽車和醫(yī)療保健等。
結(jié)論
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、技術(shù)創(chuàng)新和安全方面發(fā)揮著舉足輕重的作用。其應(yīng)用涵蓋汽車、醫(yī)療保健、通信和人工智能等關(guān)鍵領(lǐng)域。然而,該行業(yè)面臨著眾多挑戰(zhàn),例如供應(yīng)鏈脆弱性、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、地緣政治緊張局勢(shì)和技術(shù)威脅。
最近發(fā)生的自然災(zāi)害、貿(mào)易爭(zhēng)端和地緣政治沖突等事件凸顯了該行業(yè)內(nèi)建立復(fù)原力和應(yīng)急策略的必要性。世界各國政府都在尋求各種對(duì)策,以加強(qiáng)供應(yīng)鏈并促進(jìn)國內(nèi)半導(dǎo)體制造。擴(kuò)大半導(dǎo)體行業(yè)規(guī)模需要采取多方面的方法,包括:
第一、跟蹤、預(yù)見和分析
對(duì)新興技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)分析,以預(yù)測(cè)未來的半導(dǎo)體需求來源,以指導(dǎo)建立行業(yè)能力所需的投資和承諾。
第二、利益相關(guān)者的參與
積極與現(xiàn)有公司合作,通過財(cái)政措施和建立有利的支持基礎(chǔ)設(shè)施,促進(jìn)公平進(jìn)入全球ICT/半導(dǎo)體價(jià)值鏈。
第三、開展有針對(duì)性的能力建設(shè)
建立先進(jìn)的工程技術(shù)人才儲(chǔ)備和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)(例如,專注于新興或前沿半導(dǎo)體技術(shù)的應(yīng)用,或?qū)W⒂诓牧虾驮O(shè)備供應(yīng)等特定價(jià)值鏈活動(dòng))。
通過為半導(dǎo)體創(chuàng)新和生產(chǎn)營造有利環(huán)境,各國可以將自己定位為全球半導(dǎo)體價(jià)值鏈中的關(guān)鍵參與者,并在此過程中推動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和技術(shù)進(jìn)步。
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