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            本土“造芯”計劃發力芯片制造 可能導致全球產業體系的重新布局

            2021-07-07 10:07:37

            日前,美國參議院投票通過了《美國創新與競爭法(USICA)》的審議。該法案是之前《無盡前沿法案》的修正案,將授權國會投入約1900億美元加強美國技術實力,包括此前用于加強半導體實力的520億美元投資計劃。

            近年來,美國政府對芯片制造業的重視程度不斷提高,除計劃直接投資之外,還要求臺積電、三星等公司赴美建廠。然而,美國半導體的產業環境正在改變,全球芯片制造業的重心不斷向東亞轉移,美國當前發展芯片本土制造的優勢與劣勢有哪些?

            美國計劃發力芯片制造

            據悉,《美國創新與競爭法(USICA)》在經參議院審議通過后,還須經眾議院投票,再送交白宮,供美國總統拜登簽署法律。該法案包括390億美元的生產和研發激勵措施以及105億美元用于實施包括國家半導體技術中心,國家先進封裝制造計劃和其他研發計劃在內的計劃。

            隨著全球經濟數字化進程的不斷加快,半導體技術成為人工智能和5G等產業創新發展的基礎,對經濟競爭力和國家安全至關重要。這也是美國政府越來越重視半導體產業的原因之一。美國商務部長吉娜·雷蒙多表示,美國政府提議增加520億美元的半導體生產和研究資金,可能會在美國建立7到10個新工廠。

            英特爾上月底宣布,將斥資200億美元在亞利桑那州Ocotillo園區建立兩家新的晶圓廠,兩家新晶圓廠將獲美國政府補助,預計2024年投產,新廠將有能力生產7納米以上制程的芯片。在4月舉行的“白宮半導體與供應鏈韌性執行官峰會”上,英特爾帕特·基辛格表示,美國政府會正積極努力提高國內的制造與研發,以支持半導體產業,該公司也希望在未來六至九個月內以自家工廠開始生產芯片,幫助緩解美國的車用芯片短缺困境。

            美國政府還要求臺積電、三星等公司赴美建廠。在日前美韓首腦會談之際,韓方宣布了一項總規模達394億美元的對美投資計劃,其中包括三星電子將為晶圓代工廠新建項目投資 170 億美元,SK海力士也計劃投入10億美元在美國硅谷建立覆蓋人工智能、內存解決方案的新興產業研發中心。

            臺積電繼去年宣布將在亞利桑那州鳳凰城投資100億至120億美元興建晶圓代工廠后,最近又有消息稱,它將考慮增加在美國投資額,生產更先進的3納米芯片,新工廠可能耗資230億至250億美元。

            美國優勢與劣勢并存

            整體而言,美國半導體產業實力很強。波士頓咨詢機構(BCG)報告指出,美國公司在電子設計自動化工具(EDA)、核心知識產權核心(核心IP)、集成電路設計和制造設備中的綜合市場份額超過50%。相比之下,美國在半導體制造能力中所占的份額正在下降,1990年為37%,現在僅為12%。BCG認為,如果不采取任何行動,到2030年,美國在制造業中的份額將減少到10%。

            那么,是什么原因導致美國芯片本土制造能力下降呢?Gartner研究副總裁盛陵海指出,美國半導體公司多為上市公司。資本市場對公司利潤率極為重視,如果一家公司的面向固定資產的投資太高,固定資本增加,必然會拖累利潤率的增長。因此,美國受到資本市場青睞的科技公司多是將制造外包,以降低固定資產的比重,比如蘋果公司。這導致IC制造向東亞,如中國臺灣地區,以及韓國等的遷移。

            在這樣的情況下,美國芯片本土制造的優勢與劣勢并存。從優勢來看,美國擁有全球最完整的IC產業鏈。IDC副總裁馬里奧·莫拉萊斯表示,美國歷來是半導體研發強國,設計能力有本土生態優勢,影響半導體產品供應層面。他說:“美國研發仍然領先,世界最大Fabless公司仍來自美國,如高通、博通、賽靈思和AMD等在各自領域都處于領先地位。這些是美國的優勢。在工具和軟體方面,EDA環境支撐大量芯片設計,主要由新思科技和楷登電子控制。”

            但是,美國的劣勢也很明顯。首先在于人力成本較高。BCG報告指出,美國制造業的工資中位數高于其他國家,美國用于晶圓廠建設和運營的勞動力成本比新加坡以及中國臺灣地區高40%,是中國大陸的兩倍。美國和其他國家之間的公用事業成本差異不太顯著,但仍比中國大陸高出近25%。

            此外,人才也是一個關健因素。發展制造業需要人才資源作為支撐。在當前美國的產業環境下,大量高科技人才向著設計與研發等方向流動,如互聯網公司便吸引了大量科技人才,制造業吸引高素質工程技術人才的能力明顯不足。一家Fab廠正常運轉至少需要數千工作人員。美國的地域廣闊,在一個區域內能否吸引到足夠的技術人才是一個重要的問題。

            政策效果可能打折扣

            展望未來,里昂證券(CLSA)分析師侯明孝認為,中國臺灣地區的芯片制造業領先國際競爭對手,美國科技廠商將難以降低對中國臺灣的依賴。

            侯明孝接受媒體采訪時表示,蘋果、亞馬遜、Google、高通、英偉達、AMD等科技公司,高度倚賴臺灣晶圓代工業者,他們多達90%的芯片都交由中國臺灣生產。

            盛陵海也指出,美國芯片本土制造速度很大程度要看美國政府的支持。

            據報道,《美國創新與競爭法(USICA)》由于投入資金巨大,吸引了眾多行業的說客,而由此帶來的討價還價削弱了該法案的力度。原本用于研發新興技術的1000億美元資金被削減至290億美元,大部分資金被轉移到美國國家科學基金會(National Science Foundation)和美國能源部的下屬實驗室。而立法推動者為了使該法案獲得更廣泛的支持,加入了很多其他的項目,比如將為NASA提供新一輪資金等。

            從全球產業格局的變化趨勢來看,自去年年底出現的芯片短缺潮已經波及到各個需要芯片的行業如汽車、消費電子、家電等,使得各國政府意識到了半導體供應鏈安全的重要性。美、韓、日、歐等國家和地區政府都在加強本土芯片制造能力。

            市場研究公司Counterpoint Research 對10納米節點以下先進工藝進行分析,認為2021年全球先進工藝產能的55%集中在中國臺灣地區,韓國以20%占比排名第二,美國第三,占全球總量18%。如果美國對芯片制造的支持能夠落實,到2025年,美國先進芯片產能將超過韓國,擴大到全球總量21%,并在2027年繼續提高到全球產能24%。屆時中國臺灣地區產能占比將降至40%。

            這種對本土制造能力的強調,還可能導致全球產業體系的重新布局。

            不過,專家認為,IC制造業全球化的總體趨勢不會逆轉,產業鏈全球范圍內合作共贏仍然是主流。

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