受疫情影響,全球芯片短缺遲遲不見緩解,導(dǎo)致越來越多的供應(yīng)中斷、工廠停工,在全球芯片短缺的背景下,歐盟正在加大對(duì)芯片領(lǐng)域的投資。
當(dāng)?shù)貢r(shí)間2月8日,歐盟委員會(huì)公布備受外界關(guān)注的《芯片法案》,計(jì)劃大幅提升歐盟在全球的芯片生產(chǎn)份額。到2030年,歐盟計(jì)劃將在全球芯片生產(chǎn)的份額從目前的10%增加到20%。根據(jù)法案,歐盟將投入超過430億歐元(約合人民幣3127億元)公共和私有資金,用于支持芯片生產(chǎn)、試點(diǎn)項(xiàng)目和初創(chuàng)企業(yè)。
《芯片法案》一經(jīng)公布,立時(shí)引起產(chǎn)業(yè)關(guān)注。在數(shù)字經(jīng)濟(jì)大行其道的今天,芯片能力已經(jīng)成為一個(gè)國(guó)家的核心競(jìng)爭(zhēng)力。全球范圍內(nèi),芯片生產(chǎn)和供給之爭(zhēng)再升級(jí),風(fēng)雨欲來。
歐盟加入芯片戰(zhàn)場(chǎng)
歐盟出臺(tái)《芯片法案》,可以說是預(yù)料之內(nèi)的事情。
當(dāng)前,芯片已經(jīng)成為市場(chǎng)的靈魂,也是信息產(chǎn)業(yè)的三要素之一,芯片起則科技起,科技興則國(guó)家興。小到日常生活的電視機(jī)、洗衣機(jī)、移動(dòng)電話、計(jì)算機(jī)等家用消費(fèi)品,還是大到傳統(tǒng)工業(yè)的各類數(shù)控機(jī)床和國(guó)防工業(yè)的導(dǎo)彈、衛(wèi)星、火箭、軍艦等,都離不開芯片。芯片市場(chǎng)從1987年的330億美元增長(zhǎng)到2020年的4330億美元,數(shù)字化的增加意味著持續(xù)的高增長(zhǎng)潛力。
然而,自2020年下半年以來,“缺芯”的不安與焦慮就發(fā)酵與蔓延在半導(dǎo)體行業(yè)之中。芯片短缺所造成的影響遍及多個(gè)行業(yè),汽車停產(chǎn)、小家電缺芯、顯卡漲價(jià)、手機(jī)缺貨相繼發(fā)生。
受到芯片供應(yīng)持續(xù)短缺的影響,汽車這一歐洲重要產(chǎn)業(yè)也受到巨大沖擊:大眾汽車等制造商不得不頻繁進(jìn)行減產(chǎn);一些歐盟成員國(guó)的汽車產(chǎn)量甚至下滑了三分之一;由于缺少庫(kù)存,歐洲一些消費(fèi)者需要等待數(shù)月甚至一年才能提車,凸顯出歐盟對(duì)境外芯片供應(yīng)商的過度依賴。
事實(shí)上,20世紀(jì)90年代,歐盟曾占據(jù)全球芯片市場(chǎng)40%以上的份額。然而,在2010年,歐盟在全球半導(dǎo)體貿(mào)易中所占的份額,就已經(jīng)下降到13%,隨后在2017年更是降至9%。歐洲仍然提供尖端的投入(晶圓和制造設(shè)備),但歐洲公司卻沒有制造最高端的芯片。 歐洲的晶圓代工廠沒有投入足夠的資金來跟上行業(yè)的快速創(chuàng)新步伐,2020年,歐洲晶圓代工廠的投資總額只占全球的3%。
其中,歐洲的主要晶圓代工廠,包括德國(guó)的Global foundries、法國(guó)和意大利的STMicroelectronics、德國(guó)的博世、德國(guó)的英飛凌和荷蘭的恩智浦,在全球產(chǎn)能和產(chǎn)量中所占份額很小,約占全球產(chǎn)量的10%。歐洲能生產(chǎn)現(xiàn)代芯片的只有Global foundries和STMicroelectronics,但即便是它們的產(chǎn)品,也比臺(tái)灣、韓國(guó)和美國(guó)最新的產(chǎn)品落后了好幾代。
事實(shí)上,歐洲芯片產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀源于其工業(yè)和創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)。長(zhǎng)期以來,歐洲芯片創(chuàng)新的特點(diǎn)是強(qiáng)大的基礎(chǔ)研究、大型消費(fèi)品公司占主導(dǎo)地位,這支持了消費(fèi)行業(yè)的發(fā)展。最初,歐洲的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)掌握在荷蘭的飛利浦和德國(guó)的西門子等大型綜合性公司手中,與日本類似,這些技術(shù)最初被用于商業(yè)用途。
由于專注于消費(fèi)電子市場(chǎng),因而錯(cuò)過了投資于電腦和電子設(shè)備芯片的生產(chǎn)。顯然,聚焦于消費(fèi)類電子產(chǎn)品,更有利于大規(guī)模生產(chǎn)而非科技企業(yè)的初創(chuàng),而規(guī)模經(jīng)濟(jì)和領(lǐng)軍企業(yè)的發(fā)展則受到歐洲市場(chǎng)分割的限制。同時(shí),與美國(guó)和亞洲相比,歐洲企業(yè)受到國(guó)家層面的關(guān)注與支持也較少。此外,由于風(fēng)險(xiǎn)資本市場(chǎng)相對(duì)較小且分散,歐洲公司獲得資金的途徑較少。
在這些歷史上的工業(yè)原因和系統(tǒng)特征下,歐洲并不是信息通信技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者。因此,為了加強(qiáng)在芯片行業(yè)的自主性,也就不難理解歐盟委員進(jìn)一步整合芯片研發(fā)產(chǎn)業(yè),建設(shè)自己的產(chǎn)能的希望了。
芯片產(chǎn)業(yè)風(fēng)雨欲來
當(dāng)?shù)貢r(shí)間2月8日,歐盟宣布《芯片法案》問世?!缎酒ò浮诽岢隽艘惶兹娴拇胧源_保歐盟在半導(dǎo)體技術(shù)和應(yīng)用方面的供應(yīng)安全、彈性和技術(shù)領(lǐng)先地位。包括增加對(duì)芯片領(lǐng)域的投資,以及構(gòu)建確保供應(yīng)安全的新框架。
從增加對(duì)芯片領(lǐng)域的投資來看,根據(jù)法案,到2030年,除了計(jì)劃扶持現(xiàn)有的半導(dǎo)體研究和創(chuàng)新項(xiàng)目的300億歐元公共投資,歐盟還將增加150億歐元的公共和私人投資,共計(jì)投入約450億歐元,用于支持芯片生產(chǎn)、試點(diǎn)項(xiàng)目和初創(chuàng)企業(yè),最重要的是建設(shè)大型芯片制造工廠。
此外,法案還包括“歐洲芯片倡議”、確保供應(yīng)安全的新框架,以及促進(jìn)融資渠道的芯片基金在內(nèi)的一系列政策主張,包括:在歐洲各地部署前沿芯片的原型設(shè)計(jì)、測(cè)試和實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)工具和試點(diǎn)生產(chǎn)線;制定節(jié)能和安全芯片的認(rèn)證程序,保證關(guān)鍵應(yīng)用的質(zhì)量和安全;吸引投資者在歐洲建立芯片生產(chǎn)設(shè)施;支持創(chuàng)新型初創(chuàng)企業(yè)、規(guī)模化企業(yè)和中小企業(yè)獲得股權(quán)融資;培養(yǎng)微電子領(lǐng)域的技能、人才和創(chuàng)新能力;制定用于預(yù)測(cè)和應(yīng)對(duì)半導(dǎo)體短缺和危機(jī)的政策工具箱,確保供應(yīng)安全;以及與志同道合的國(guó)家建立半導(dǎo)體國(guó)際伙伴關(guān)系等。
其中,成員國(guó)和委員會(huì)之間的協(xié)調(diào)機(jī)制,用于監(jiān)測(cè)半導(dǎo)體供應(yīng)、估計(jì)需求和預(yù)測(cè)短缺。它將通過收集公司的關(guān)鍵情報(bào)來繪制主要弱點(diǎn)和瓶頸,從而監(jiān)控半導(dǎo)體價(jià)值鏈。它將匯集共同的危機(jī)評(píng)估并協(xié)調(diào)從新的緊急工具箱中采取的行動(dòng)。它還將通過充分利用國(guó)家和歐盟的文書,共同做出迅速而果斷的反應(yīng)。
法案的目標(biāo)則是到2030年,將歐盟在全球芯片生產(chǎn)的份額從目前的10%增加至20%,并能夠生產(chǎn)2nm及以下的芯片,滿足自身和世界市場(chǎng)需求。歐盟的《芯片法案》無疑是歐盟加入芯片戰(zhàn)場(chǎng)的信號(hào),但是仔細(xì)觀察下來,《芯片法案》的目標(biāo)和方法似乎依然很模糊。
首先,歐盟委員會(huì)宣稱的目標(biāo)是將歐盟在高端芯片市場(chǎng)的份額翻倍,從10%增加到20%。但是,目前歐盟高端芯片制造的份額實(shí)際上為0,歐盟在整體半導(dǎo)體生產(chǎn)能力方面占有10%的市場(chǎng)份額,但大多處于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的低端。
在歐盟這個(gè)“高端芯片”的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi),只有三星和臺(tái)積電生產(chǎn)的最新一代芯片(5nm)符合,而另外只有三家公司開發(fā)了第二代(10nm以下)的生產(chǎn)能力(三星、臺(tái)積電和英特爾),而它們中沒有一家目前在歐盟擁有高端晶圓代工廠。
實(shí)際上,目前歐盟廠商的制程工藝仍停留在22nm及以上,而在前沿芯片(7nm及以下)則沒有。歐盟廠商的芯片在設(shè)計(jì)、包裝和組裝方面也有很強(qiáng)的依賴性,那種認(rèn)為歐盟本地廠商能夠從22納米追上2納米的想法具有明顯的不現(xiàn)實(shí)性。
此外,盡管不能直接比較不同國(guó)家的補(bǔ)貼制度,但美國(guó)和中國(guó)已宣布的相關(guān)公共投資規(guī)模要大得多。拜登的基礎(chǔ)設(shè)施計(jì)劃包括一項(xiàng)針對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)的500億美元公共投資計(jì)劃,而中國(guó)政府計(jì)劃在2014年至2024年期間投入1700億美元。歐洲各國(guó)政府缺乏能夠與美國(guó)或中國(guó)的補(bǔ)貼相媲美的激勵(lì)機(jī)制或資源,畢竟歐盟本身缺乏足夠的資源或稅收權(quán)力來提供補(bǔ)貼,它支持芯片行業(yè)的主要工具一直是允許各國(guó)政府提供其它被禁止的國(guó)家援助。
并且,要知道,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級(jí)是一項(xiàng)重大資本支出的投入,是依靠巨大資金堆積出來的。ASML一臺(tái)極紫外光刻機(jī)(Extreme Ultravidet Lithography),售價(jià)就是驚人的1.2億美元。
并且,這還只是一臺(tái)設(shè)備,并不是整條生產(chǎn)線。一條生產(chǎn)線,除了光刻機(jī),還需要刻蝕機(jī)、薄膜沉積設(shè)備、單晶爐、CVD、顯影機(jī)、離子注入機(jī)、CMP拋光機(jī)等等。算成本的時(shí)候,記得算上每年20%的維護(hù)費(fèi)用,也可以不算,因?yàn)槿绻阆氡3衷陉?duì)伍最前列,基本每年都要更新。在巨大的資本支出下,歐盟450億歐元的投資能收獲的效果還尚未可知。
當(dāng)然,無論如何,歐盟的《芯片法案》都給芯片產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)帶來了新的變數(shù),芯片產(chǎn)業(yè)風(fēng)雨欲來。
完整的產(chǎn)業(yè)鏈才是優(yōu)勢(shì)的核心
當(dāng)前,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈其實(shí)是以美國(guó)為主導(dǎo)的一種壟斷模式。從20世紀(jì)90年代至今,美國(guó)半導(dǎo)體公司在微處理器和其他領(lǐng)先設(shè)備中就保持了競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),并在其他產(chǎn)品領(lǐng)域繼續(xù)保持領(lǐng)先地位。此外,美國(guó)半導(dǎo)體公司在研發(fā),設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)方面也保持領(lǐng)先地位。
根據(jù)美國(guó)半導(dǎo)體協(xié)會(huì)SIA《2020Factbook》報(bào)告,2019年美國(guó)公司擁有最大的市場(chǎng)份額,達(dá)到47%。其他國(guó)家或地區(qū)的行業(yè)在全球市場(chǎng)中占有5%至19%的份額;美國(guó)半導(dǎo)體公司約占全部半導(dǎo)體晶圓制造能力的81%;此外,亞太地區(qū)的半導(dǎo)體公司占美國(guó)產(chǎn)能余下的大部分,約為10%。約有44%的美國(guó)公司的前端半導(dǎo)體晶圓產(chǎn)能位于美國(guó),其他依次是新加坡、中國(guó)臺(tái)灣、歐洲和日本。
事實(shí)上,美國(guó)之所以能夠擁有壟斷芯片的能力,不僅因?yàn)槊绹?guó)擁有核心技術(shù)的壟斷,更是因?yàn)槊绹?guó)掌控著全球產(chǎn)業(yè)鏈。芯片產(chǎn)業(yè)是非常依賴全球化的產(chǎn)業(yè)體系。目前,全球有23個(gè)國(guó)家和地區(qū)具備參與半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)多個(gè)環(huán)節(jié)的能力。
以光刻機(jī)為例,一臺(tái)最高端的EUV光刻機(jī)里有十萬多零部件,全球供應(yīng)商超過5000家。從光刻機(jī)構(gòu)成分析,美國(guó)光源占27%,荷蘭腔體和英國(guó)真空占32%,日本材料占27%,德國(guó)光學(xué)系統(tǒng)占14%。光刻機(jī)是全球化的結(jié)晶,如果讓一個(gè)國(guó)家或者一個(gè)地區(qū)做一個(gè)光刻機(jī)是不現(xiàn)實(shí)的。因此,研發(fā)光刻機(jī)還不能成為唯一目標(biāo),大國(guó)博弈中,打造半導(dǎo)體的完整產(chǎn)業(yè)鏈才是核心。
在這樣的情況下,全球芯片產(chǎn)業(yè)處在利益鏈相互覆蓋,發(fā)展訴求彼此環(huán)套的精密平衡之中。也正是因此,芯片才成為了中美科技戰(zhàn)的關(guān)鍵戰(zhàn)場(chǎng)近四年來,美國(guó)政府先后對(duì)華為、中芯國(guó)際、龍芯等國(guó)內(nèi)企業(yè)采取列入實(shí)體清單、打壓等措施,讓中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展不斷受阻。
美國(guó)限制向中國(guó)轉(zhuǎn)讓技術(shù)的措施讓中國(guó)的芯片產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出奮力追趕之勢(shì)。實(shí)際上,在過去的幾十年中,中國(guó)已經(jīng)花費(fèi)了數(shù)百億美元,試圖在半導(dǎo)體、更快速的計(jì)算機(jī)和智能手機(jī)以及更尖端設(shè)備的競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出。當(dāng)前,中國(guó)正通過將美國(guó)進(jìn)口芯片替換為國(guó)產(chǎn)芯片和從非美國(guó)公司采購(gòu)的芯片。根據(jù)投資銀行瑞銀的報(bào)告,早在2019年推出的華為手機(jī),就已經(jīng)不包含任何美國(guó)芯片。
但即便如此,在關(guān)鍵品類上,我國(guó)也幾乎空白。中國(guó)仍然缺乏高端芯片的生產(chǎn)能力。可以說,從設(shè)計(jì)軟件到制造芯片的各種零部件,以及芯片制造過程中所需要的光刻膠、特種氣體等,我們目前都難以滿足更高端芯片的制造需求,完全自主的技術(shù)依然遲滯在28nm處。
這也就不難理解為什么美國(guó)會(huì)對(duì)歐盟的《芯片法案》如此提防,在《芯片法案》發(fā)布不久,美國(guó)商務(wù)部長(zhǎng)雷蒙多緊急發(fā)表了一份聲明,表示美國(guó)的半導(dǎo)體供應(yīng)鏈雖然全球領(lǐng)先,但其實(shí)仍然脆弱,美商務(wù)部長(zhǎng)希望美國(guó)國(guó)會(huì)必須盡快批準(zhǔn),拜登總統(tǒng)提議的投資520億美元加大國(guó)內(nèi)芯片研發(fā)制造的方案。
此外,包括中國(guó)、歐洲在內(nèi),韓國(guó)、日本也在發(fā)力半導(dǎo)體領(lǐng)域。而中國(guó)、歐盟以及世界其他大國(guó),能否后來居上,還要取決于核心技術(shù)和打造芯片產(chǎn)業(yè)鏈的能力??梢灶A(yù)見,未來十年,全球半導(dǎo)體領(lǐng)域,特別是圍繞芯片展開的各個(gè)環(huán)節(jié),還將迎來一場(chǎng)席卷全球的大廝殺,這也是一場(chǎng)考驗(yàn)創(chuàng)新、冷靜和堅(jiān)持的持久戰(zhàn)。