就在上個(gè)月,中國(guó)將宇航員送入太空,登上一個(gè)新的空間站。今年早些時(shí)候,中國(guó)火星車登陸了火星。據(jù)中國(guó)官方媒體報(bào)道稱,中國(guó)空間站和火星探測(cè)器內(nèi)部都是 100% 自主設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的半導(dǎo)體,這表明中國(guó)制造復(fù)雜微芯片的能力與日俱進(jìn)。
雖然中國(guó)已經(jīng)掌握了一些芯片技術(shù),但其商用半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)仍處于起步階段。中國(guó)政府也正在認(rèn)真努力縮小差距,從 2014 年到 2030 年間,中國(guó)計(jì)劃在半導(dǎo)體上投資超過 1500 億美元。在蓬勃發(fā)展的市場(chǎng)和這些政府投資的推動(dòng)下,中國(guó)有望在某些半導(dǎo)體細(xì)分市場(chǎng)中變得越來越具有競(jìng)爭(zhēng)力。
為了形成有針對(duì)性的、適當(dāng)?shù)拿绹?guó)政策回應(yīng),重要的是要審視中國(guó)目前在半導(dǎo)體供應(yīng)鏈中的地位、前景如何,以及中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)政策的哪些方面可能會(huì)帶來挑戰(zhàn)。
我們認(rèn)為,與中國(guó)長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)的制勝法寶是投資美國(guó)半導(dǎo)體技術(shù)并加強(qiáng)美國(guó)芯片供應(yīng)鏈的彈性。
一、中國(guó)在全球電子供應(yīng)鏈中的重要作用
中國(guó)是世界上最大的制造中心,生產(chǎn)了全球 36% 的電子產(chǎn)品——包括智能手機(jī)、計(jì)算機(jī)、云服務(wù)器和電信基礎(chǔ)設(shè)施——這鞏固了中國(guó)作為全球電子供應(yīng)鏈中最大節(jié)點(diǎn)的地位。此外,中國(guó)擁有世界近五分之一的人口,是僅次于美國(guó)的第二大嵌入式半導(dǎo)體電子設(shè)備最終消費(fèi)市場(chǎng)。
這些動(dòng)態(tài)背后的驅(qū)動(dòng)力是高度全球化的半導(dǎo)體和 ICT 供應(yīng)鏈,中國(guó)本土和跨國(guó)合同電子制造商在中國(guó)進(jìn)口半導(dǎo)體,然后組裝成科技產(chǎn)品,再出口或在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)銷售以供最終消費(fèi)。
為了強(qiáng)調(diào)這一點(diǎn),我們來看一組數(shù)字。2020 年,中國(guó)進(jìn)口了高達(dá) 3780 億美元的半導(dǎo)體;組裝了全球 35% 的電子設(shè)備;出口了全球電視、個(gè)人電腦和手機(jī)出口量的 30% 至 70%(取決于產(chǎn)品);并消耗了所有支持半導(dǎo)體的電子產(chǎn)品的四分之一。進(jìn)入這個(gè)龐大的市場(chǎng)對(duì)于當(dāng)今和未來任何具有全球競(jìng)爭(zhēng)力的芯片公司的成功都至關(guān)重要。
作為半導(dǎo)體領(lǐng)域的后來者,中國(guó)本土芯片產(chǎn)業(yè)規(guī)模相對(duì)較小,僅占全球半導(dǎo)體總銷售額的 7.6%。中國(guó)芯片公司主要向消費(fèi)、通信和工業(yè)終端市場(chǎng)銷售分立半導(dǎo)體、低端邏輯芯片和模擬芯片。中國(guó)芯片公司在高端邏輯、先進(jìn)模擬和前沿存儲(chǔ)產(chǎn)品市場(chǎng)上明顯缺席。
中國(guó)本土的半導(dǎo)體供應(yīng)鏈更不發(fā)達(dá)。它在先進(jìn)的邏輯代工生產(chǎn)、EDA 工具、芯片設(shè)計(jì) IP、半導(dǎo)體制造設(shè)備和半導(dǎo)體材料方面明顯落后。中國(guó)代工廠目前專注于更成熟的節(jié)點(diǎn),中國(guó)在設(shè)備和材料層面的供應(yīng)鏈能力目前僅限于較舊的技術(shù)。
而在高度互聯(lián)、層次分明的全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈中,中國(guó)目前擁有一些顯著優(yōu)勢(shì)。它已經(jīng)是外包組裝、封裝和測(cè)試 (OSAT) 的全球領(lǐng)導(dǎo)者。中國(guó)領(lǐng)先的 OSAT 企業(yè)躋身全球前 10 名 OSAT 公司之列,2020 年合計(jì)占 OSAT 市場(chǎng)總量的 38%。中國(guó) OSAT 公司也走向全球,其 30% 以上的制造設(shè)施位于中國(guó)以外。
雖然中國(guó)僅占全球芯片銷售市場(chǎng)的 7.6%,但這個(gè)數(shù)字正在快速增長(zhǎng),而且由于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展,中國(guó)正在取得重大進(jìn)展。中國(guó)無晶圓廠公司和 IDM 領(lǐng)導(dǎo)者在中端移動(dòng)處理器和基帶、嵌入式 CPU、網(wǎng)絡(luò)處理器、傳感器和功率器件開發(fā)方面取得了顯著進(jìn)展。
到 2020 年,中國(guó)大陸公司已經(jīng)占據(jù)了全球無晶圓廠半導(dǎo)體市場(chǎng) 16% 的份額,位居第三,僅次于美國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣。中國(guó)也在迅速縮小人工智能芯片設(shè)計(jì)的差距,部分原因是中國(guó)超大規(guī)模云和消費(fèi)智能設(shè)備市場(chǎng)的需求快速增長(zhǎng),以及芯片設(shè)計(jì)進(jìn)入門檻較低。中國(guó)的無晶圓廠公司現(xiàn)在正在為從人工智能到 5G 通信的所有領(lǐng)域開發(fā) 7/5 納米芯片設(shè)計(jì)。
中國(guó)也是重要的前端晶圓制造國(guó)。隨著中國(guó)和外國(guó)代工廠和 IDM 建立晶圓廠以確??拷蛻艄?yīng)鏈,目前全球約 23% 的晶圓安裝產(chǎn)能位于中國(guó)大陸,其中 30% 由主要來自其他東亞國(guó)家的跨國(guó)公司擁有。雖然近 95% 已安裝的中國(guó)本土產(chǎn)能是相對(duì)落后的節(jié)點(diǎn)(>28nm),但隨著我們經(jīng)濟(jì)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型加速了對(duì)新舊芯片的需求,這些更成熟的制造技術(shù)的相關(guān)性不應(yīng)被忽視。
二、中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)政策
雖然中國(guó)政府長(zhǎng)期以來一直有支持其新興芯片產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)業(yè)政策,但隨著中國(guó)發(fā)布了《國(guó)家集成電路促進(jìn)指南》之后,該指南在產(chǎn)業(yè)收入、產(chǎn)能和技術(shù)進(jìn)步方面制定了雄心勃勃的目標(biāo),因此自 2014 年以來,中國(guó)加快了集成電路的發(fā)展步伐。一年后,中國(guó)發(fā)布了備受爭(zhēng)議的2025 計(jì)劃,其中設(shè)定了中國(guó)到 2025 年實(shí)現(xiàn) 70% 半導(dǎo)體自給率的理想目標(biāo)。中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)政策的核心是國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展投資基金(被稱為“大基金”),該基金成立于 2014 年,擁有數(shù)百億億美元的融資金額。大基金在 2019 年獲得了超過 350 億美元的第二輪融資,并已經(jīng)開始投向產(chǎn)業(yè)的多個(gè)垂直領(lǐng)域。此外,中國(guó)還宣布了超過 15 個(gè)地方政府 IC 基金,總額達(dá) 250 億美元,專門用于資助中國(guó)半導(dǎo)體公司。加上國(guó)家基金,這相當(dāng)于 730 億美元,這是任何其他國(guó)家都無法比擬的。但是,這還不包括僅超過 500 億美元的政府補(bǔ)助、股權(quán)投資和低息貸款。這相當(dāng)于 730 億美元,這是任何其他國(guó)家都無法比擬的。
中國(guó)政府在支持本國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)方面的作用怎么強(qiáng)調(diào)都不為過。經(jīng)合組織 2019 年的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),2014-2018 年間,中國(guó) 4 家國(guó)有半導(dǎo)體公司從中國(guó)金融機(jī)構(gòu)獲得的低于市場(chǎng)貸款的總額為 48.5 億美元,占 21 家公司的低于市場(chǎng)貸款的 98%。此外,在整個(gè)行業(yè)中,中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè) 43% 的注冊(cè)資本(總計(jì) 510 億美元)由中國(guó)政府直接或間接擁有或控制,表明政府對(duì)其行業(yè)發(fā)展方向具有重大影響。中國(guó)政府為支持國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)量身定制的其他激勵(lì)措施包括贈(zèng)款、降低公用事業(yè)費(fèi)率、優(yōu)惠貸款、大幅減稅以及免費(fèi)或折扣土地。這些激勵(lì)措施為中國(guó)企業(yè)提供了顯著的成本優(yōu)勢(shì),有時(shí)使它們免受市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的影響。事實(shí)上,波士頓咨詢集團(tuán) 2020 年的一份報(bào)告發(fā)現(xiàn),在中國(guó)建造和運(yùn)營(yíng)晶圓廠的成本比在美國(guó)低 37%。
隨著地緣政治緊張局勢(shì)的加劇,在政府的支持下,中國(guó)在過去幾年中建立本土供應(yīng)鏈的努力再次變得緊迫。
在中國(guó)新發(fā)布的“十四五”規(guī)劃中,半導(dǎo)體被明確確定為戰(zhàn)略性技術(shù)重點(diǎn),需要全社會(huì)共同努力“實(shí)現(xiàn)技術(shù)自力更生”。2020 年 8 月,中國(guó)進(jìn)一步擴(kuò)大了半導(dǎo)體稅收優(yōu)惠政策,其中包括對(duì)價(jià)值超過 200 億美元的半導(dǎo)體制造商實(shí)行長(zhǎng)達(dá) 10 年的企業(yè)免稅政策。
中國(guó)國(guó)內(nèi)的科技企業(yè)也在加緊進(jìn)軍半導(dǎo)體行業(yè)。事實(shí)上,半導(dǎo)體投資的步伐明顯加快。僅 2020 年,中國(guó)新成立的半導(dǎo)體公司就超過 22,800 家,比 2019 年增長(zhǎng) 195%。供應(yīng)鏈中的 40 家半導(dǎo)體公司在中國(guó)新的納斯達(dá)克式科創(chuàng)板板上市。這些公司在首次公開募股期間總共籌集了 256 億美元。
三、進(jìn)步與挑戰(zhàn)
到目前為止,中國(guó)政府的大部分補(bǔ)貼都用于晶圓廠建設(shè)。得益于這種支持,自2014年以來,中國(guó)企業(yè)已經(jīng)宣布了110多個(gè)新的晶圓廠項(xiàng)目,承諾投資總額為1960億美元。但實(shí)際投資額明顯偏低,并且出現(xiàn)了一些明顯的失敗案例。其中,有40座晶圓廠已建成投產(chǎn),另有38條新產(chǎn)線在建,14個(gè)項(xiàng)目停工。因此,預(yù)計(jì)中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)在 2021 年和 2022 年將分別在 CAPEX 上花費(fèi) 123 億美元和 153 億美元,占全球總額的 15%,預(yù)計(jì)未來 10 年其晶圓裝機(jī)容量將增加近一倍至達(dá)到全球芯片裝機(jī)容量的約 19%。
中國(guó)芯片制造商正著眼于在內(nèi)存和成熟節(jié)點(diǎn)邏輯代工廠方面取得突破,以在全球市場(chǎng)上獲得優(yōu)勢(shì)。2016年以來,中國(guó)至少投資160億美元建設(shè)國(guó)有內(nèi)存工廠,發(fā)展國(guó)內(nèi)3D-NAND Flash和DRAM產(chǎn)業(yè),并已初見成效。此外,中國(guó)領(lǐng)先的代工廠和幾家代工初創(chuàng)企業(yè)加快了落后晶圓廠的建設(shè)步伐。根據(jù)VLSI的數(shù)據(jù),未來10年中國(guó)的內(nèi)存和代工產(chǎn)能預(yù)計(jì)將以14.7%的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。
在中國(guó)政府的 ICT 采購(gòu)和進(jìn)口替代計(jì)劃的支持下,從事其他高端芯片開發(fā)的中國(guó)無晶圓廠公司也將加大創(chuàng)新力度,提高技術(shù)能力,并擴(kuò)大產(chǎn)品供應(yīng),因?yàn)橹袊?guó)通過本土 ICT 采購(gòu)和進(jìn)口替代計(jì)劃支持他們。 例如,中國(guó)頂級(jí) CPU 公司都宣布計(jì)劃在 2020 年開發(fā)針對(duì)政府服務(wù)器和 PC 市場(chǎng)的 GPU。
此外,由于對(duì)外國(guó) ICT 產(chǎn)品進(jìn)口的限制越來越多,并且擔(dān)心出口管制會(huì)增加,中國(guó)正在大力發(fā)展本土供應(yīng)鏈能力。這包括加快對(duì) EDA 設(shè)計(jì)公司、半導(dǎo)體制造設(shè)備和材料的投資。僅在 EDA 領(lǐng)域,過去 24 個(gè)月內(nèi)就有超過 8 家初創(chuàng)公司成立,總共籌集了近 4 億美元的資金。中國(guó) EDA 公司現(xiàn)在為傳統(tǒng)芯片提供越來越強(qiáng)大的產(chǎn)品,中國(guó)國(guó)內(nèi)設(shè)備公司有望在未來幾年為成熟節(jié)點(diǎn)(40/28nm)生產(chǎn)提供強(qiáng)大的能力。
盡管中國(guó)政府全面推動(dòng)半導(dǎo)體本地化,但中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)激烈且技術(shù)復(fù)雜的全球市場(chǎng)中可能會(huì)取得不同的成功。如前所述,中國(guó)有望在存儲(chǔ)器、成熟節(jié)點(diǎn)邏輯代工廠和無晶圓廠芯片設(shè)計(jì)等領(lǐng)域具有競(jìng)爭(zhēng)力,尤其是在消費(fèi)和工業(yè)應(yīng)用方面。但中國(guó)在領(lǐng)先的邏輯代工工藝技術(shù)(就像美國(guó)一樣,中國(guó)大陸依靠中國(guó)臺(tái)灣和韓國(guó)生產(chǎn) 100% 先進(jìn)的 10nm 以下芯片)、通用高端邏輯(即CPU/GPU/FPGA)、先進(jìn)的制造設(shè)備和材料(即光刻膠、光刻等),以及與尖端邏輯芯片相關(guān)的EDA軟件和IP。
四、政策建議
當(dāng)基于透明的國(guó)際貿(mào)易規(guī)則和公平的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境時(shí),日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)將使全球芯片產(chǎn)業(yè)更強(qiáng)大、更有活力、更具創(chuàng)新性。然而,中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)政策和實(shí)踐的某些方面引起了關(guān)注。這包括中國(guó)的一些可能導(dǎo)致市場(chǎng)扭曲的產(chǎn)業(yè)補(bǔ)貼(尤其是低于市場(chǎng)的股權(quán)注入),以及中國(guó)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)做法和強(qiáng)制技術(shù)轉(zhuǎn)讓措施。如果任其發(fā)展,中國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)可能對(duì)美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)基地構(gòu)成重大挑戰(zhàn)。
雖然我們應(yīng)該認(rèn)真對(duì)待這些挑戰(zhàn),但答案不能是我們經(jīng)濟(jì)的大規(guī)模脫鉤。半導(dǎo)體行業(yè)是真正全球化的,進(jìn)入全球市場(chǎng)對(duì)于美國(guó)公司維持高水平的研發(fā)投資和資本支出至關(guān)重要。事實(shí)上,半導(dǎo)體行業(yè)是世界上研發(fā)和資本最密集的行業(yè),需要巨大的規(guī)模來維持這些投資。最近的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),與中國(guó)擴(kuò)大甚至完全脫鉤將導(dǎo)致美國(guó)芯片公司的全球市場(chǎng)份額下降 8% 至 18%,導(dǎo)致研發(fā)和資本支出大幅削減,以及多達(dá) 124,000 個(gè)美國(guó)工作崗位流失,最終導(dǎo)致美國(guó)在該行業(yè)的全球領(lǐng)導(dǎo)地位下降。 保持美國(guó)半導(dǎo)體公司進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)以銷售通用商業(yè)芯片對(duì)于確保美國(guó)競(jìng)爭(zhēng)力至關(guān)重要。
解決與中國(guó)產(chǎn)業(yè)政策矛盾的正確方法是與我們的盟友密切合作,以迫使中國(guó)改變其方式,并制定新的全球規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn),以改善市場(chǎng)準(zhǔn)入并確保公平競(jìng)爭(zhēng)。如果出口管制對(duì)于維護(hù)美國(guó)及其盟國(guó)的國(guó)家安全利益是必要的,則政府應(yīng)與工業(yè)界和盟國(guó)伙伴密切合作,以確保此類管制是多邊的、狹窄的、有針對(duì)性的、有效的,而不會(huì)過度損害我們的集體創(chuàng)新能力。
應(yīng)對(duì)來自中國(guó)的半導(dǎo)體競(jìng)爭(zhēng)加劇的真正、持久的解決方案是通過投資于我們自己的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力并加強(qiáng)我們國(guó)內(nèi)和聯(lián)盟合作伙伴供應(yīng)鏈的彈性來加快運(yùn)行速度。作為向前邁出的重要一步,本月早些時(shí)候,美國(guó)參議院通過了兩黨聯(lián)合的美國(guó)創(chuàng)新與競(jìng)爭(zhēng)法案,其中包括 520 億美元的聯(lián)邦半導(dǎo)體投資。兩黨以 68 票對(duì) 32 票的投票結(jié)果表明,美國(guó)要在未來改變游戲規(guī)則的技術(shù)領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)并獲勝,就必須在半導(dǎo)體領(lǐng)域領(lǐng)先世界,這一點(diǎn)得到國(guó)會(huì)的廣泛認(rèn)可。該法案包括為一項(xiàng)大膽的半導(dǎo)體制造贈(zèng)款計(jì)劃、一個(gè)新的國(guó)家半導(dǎo)體技術(shù)中心提供資金,并為 DARPA 和 NIST 等機(jī)構(gòu)增加研發(fā)資金。我們認(rèn)為,這個(gè)法案是時(shí)候要通過了?