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半導體做為現代科技產業的技術基底,在全球科技博弈中的地位日益凸顯。各國正不斷加大對半導體產業的投資,政府投入的增加主要源于以下幾方面的原因:對芯片行業戰略重要性的日益認識、避免新冠時期供應鏈問題重演以及地緣政治局勢緊張(以中美為首)。
各國政府扶持行業的形式多樣,包括現金注入、補貼、稅收減免、貸款、放寬監管及建議等。一些例子:
中國于2014年啟動了芯片基金,為期25年,2024年5月為第三階段提供480億美元。
韓國政府提出龍仁半導體集群,通過補貼和監管援助予以落實,并在2024年5月宣布了190億美元的資助計劃。
歐洲于2019 年開展1000億歐元的 “地平線研發計劃”,2023年推出了價值33億歐元的 “歐盟芯片法案 ”和 “芯片聯合計劃”。
2022年,美國總統拜登簽署《芯片與科學法案》(CHIPS),提出在產業內投資近530億美元,并為產業投資提供25%的稅收抵免。
本文主要結合美國商務部高級官員、美國半導體研究公司總裁Todd Younkin以及全球半導體產業國際標準組織SEMI總裁Ajit Manocha的觀點及看法,通過全球化的視角,呈現出現階段各國政府對半導體產業的態度與策略。
01.在競爭中優化合作是半導體行業逃不開的命題
美國商務部高級官員表示:"我們看到來自歐洲、日本、韓國和其他地方前所未有的關注,他們認識到半導體產業對國家經濟安全至關重要。確保這一行業充滿活力,并且充滿安全和韌性,是我們的共同利益所在。”
其他兩位嘉賓也認為,政府資助正在對全球半導體生態系統產生重大的積極影響。
Todd Younkin稱:"在經歷了多年的離岸外包之后,美國和歐洲都希望成為更重要的制造基地。美國正在研究 CHIPS法案,以加強其國內生產,并在這方面取得了良好的進展。歐洲也希望將其在歐盟的制造能力提高一倍,減少對其他地區的依賴。GlobalFoundries (GF)、ASM 和ASML在這方面都做得很好,臺積電、博世、英飛凌和恩智浦之間的合資企業也進展順利,但英特爾在德國馬格德堡的工廠推遲了兩年。”
美國和歐盟的策略與亞洲各國的舉措如出一轍。
“在東亞,日本、臺灣和韓國正試圖找出自己真正擅長的領域,以及如何在這些領域繼續保持領先地位,"Younkin說,“他們正在利用這些優勢來優化與合作方的關系,降低自己對其他國家的依賴。臺積電布局日本以及日本在微電子領域的投資,是非常振奮人心的,因為這兩個地區都是材料、設備和消費品領域的重要組成部分。”
其他一系列政府投資的重要成果就是在傳統中心以外的國家建設生產基地,馬來西亞和越南等國將自己作為中立國,以爭取在全球巨額資本支出中分一杯羹。
美國商務部高級官員稱:"通過分析行業的資本支出可以發現,對投資方以及被投地區來說,半導體項目的投資建設都有著舉足輕重的地位。資本支出排名前五的公司為英特爾、臺積電、三星、美光以及SK hynix,約占行業資本支出的50%到70%,金額在1300億美元到1600億美元之間。在大多數情況下,投資方可以決定產品的生產地點。傳統上,這些公司偏好在已經建有晶圓廠的地方建廠,這種偏好主要受產業區位優勢建立后產生的慣性所影響。”
美國CHIPS項目辦公室擁有一個專門的國際參與團隊,面向全球。該辦公室還有其他與CHIPS資金有利害關系的政府機構密切協調,其中包括美國國務院,該部管理著5億美元的國際技術安全與創新(ITSI)基金,旨在加深與盟國的聯系。例如,美國國務院最近與印度和墨西哥建立了合作伙伴關系。
其他人也認為,各國可以從全球投資浪潮中互惠互利,力量來自相互依存。
SEMI總裁Ajit Manocha稱:"圍繞美國CHIPS法案的發展勢頭非常好。我們在7月份舉辦了SEMICON West,與會者人數創下了歷史新高,世界各地的SEMICON也是如此。之所以有這樣的動力,是因為企業看到了行業的發展和機遇,也看到了政府正在非常積極地參與行業發展。日本、韓國以及印度也非常活躍,這種勢頭傳遞出了非常積極的信號,政府的計劃正在世界各地發揮作用"。
02.安全,不能妥協
雖各國在設備和關鍵材料出口管制的基礎上結成聯盟,但中美地緣政治緊張局勢仍令人擔憂。總體而言,人們接受中國是全球供應鏈中的主要參與者,但安全才是更重要的考量因素。
Manocha表示:"各國必須通過雙邊途徑解決此類問題,如無法解決,則需要第三方國家參與進來。現階段,各國需要把彼此當作競爭對手,而非敵人。最重要的是,每個國家都必須擁有公平競爭的機會。每個國家都必須遵守知識產權保護、國家安全、網絡安全甚至經濟安全方面的國際法。SEMI不參與政治,也不與政客打交道。我們只關注政策,而且這些政策不應給行業帶來混亂,且在安全原則上不能妥協"。
Manocha和商務部官員都認為,端到端供應鏈自給自足并不是任何一個國家的目標。在可預見的未來,隨著各地區繼續聚焦于供應鏈上的某些環節,無論是測試、組裝、制造、封裝還是設計,全球半導體產業仍將保持相互關聯。
Manocha稱:"好消息是,行業增長到1萬億美元的方式,依靠的不僅是5納米或2納米等突破性的尖端技術。其他傳統技術都在增長,這些主要集中在亞洲國家。以智能手機為例,可能有20%的芯片采用了GPU等先進技術,但 80% 的芯片不是先進技術,如傳感器和攝像頭。在納米競賽或特定技術方面,半導體價值鏈的每個環節都有發展空間。”
盡管如此,人們都知道,某些與國防或關鍵基礎設施有關的產品仍需要盡可能從國內獲得。
商務部官員稱:"有些產品需要端到端的能力,但在大多數情況下,我們希望行業和供應鏈保持國際化,我們布局芯片的目的不是要在美國建立技術自治,而是吸引盡可能多的半導體創新能力和生產能力。我們有一個專門從事國際工作的團隊,根據團隊的研究我們認識到某些產品和某些專業制造必須來自我們的盟友。我們需要保護關鍵技術,但并不是要建立一個完全封閉的技術生態系統。我們深知半導體行業的全球性基因,正是卓越的全球供應鏈使行業得以運轉"。
03.研發,是科技競爭中永遠的掌上明珠
除了制造業,政府資助的另一個重點是研發,Younkin 表示,現階段研發主攻四個方向:生成式AI、智能制造、自動駕駛及網絡安全。
Younkin稱:"生成式人工智能正在推動各種技術的發展,GPU、FPGA、新型計算和內存解決方案等形式的人工智能加速芯片正在進入市場,而痛點往往是用于芯片編程的軟件。英偉達的競爭要素之一是其CUDA生態系統,它允許成千上萬的程序員發揮芯片的作用。另一個例子是高帶寬內存,SK hynix宣布在印第安納州西拉法葉特投資,將為美國帶來更多的HBM3E和4的生產,成為英偉達人工智能加速浪潮的關鍵部分。”
第二個方面是智能制造和數字孿生。
Younkin稱:"如果美國的《CHIPS法案》要取得成功,就必須推動更具創新性、自動化、成本競爭力和整體性的進步。那么,我們如何才能將制造流程數字化,為那些不在工廠車間的人提供機會?我們如何利用它來培訓和提高行業工人的技能,使他們都能在這個不斷發展的行業中找到好工作和職位?我們能否利用它來保持我們的速度、產量和成本領先地位?”
第三個方面是自主化和電氣化,包括自動駕駛汽車、航空航天、電力電子、車對車和車對人通信。
Younkin稱:"天基系統(衛星應用系統)運行所需的抗輻射系統是推動寬帶隙半導體發展的又一動力,英飛凌公司新推出的 300 毫米氮化鎵技術就是其中之一。”
網絡安全也吸引了大量關注和投資。Younkin稱:"這實際上回答的是如何領先于黑客的問題,但我們越來越重視硬件解決方案或新的安全半導體技術,它們將保護我們的關鍵基礎設施,以及受到更明顯攻擊的企業和個人數據。”
而歸根結底,研發項目的重點是必須能夠吸引資金,這樣才有可能獲得成功并投入實際應用。
Younkin稱:"資金流決定了臨界質量的實現,往往也決定了哪些想法能夠通過研發管道成熟和實現。我們看一下政府,無論是韓國、美國還是歐盟,基礎學術研究的行動速度大約慢5倍,即只有工業界速度的20%。他們彌補這一不足的方法是拉長時間跨度,設定更大的目標,資金通常也更通用。國際合作面臨的主要挑戰是,其速度要比這慢10倍左右,對于資金雄厚的國際合作項目來說,其發展速度僅為工業發展速度的 0.2%。像SRC或imec這樣的組織之所以能夠快速發展,是因為將資金投入到正確的技術突破點,并尋求建立合資企業或合作關系,從而在獨立資助的基礎上取得進展。我們可以將資金投入其中,并以與產業相關的速度前進,而不是依賴于長期的不變因素。”
Younkin以EUV光刻技術為例,數百家公司和多個國家花費了30年時間和數十億美元的投資才實現了這一目標。但行業外的人可能認為它是一夜成名。
“研發管道問題的核心是資本主義問題,"他說。“研發的關鍵在于激勵機制。不同的國家有不同的結構,它們的研發管道都可能在不同的階段因不同的原因而失敗。”
04.產業發展最離不開的是“人”
政府面臨的另一個主要挑戰是建立完善的人才梯隊,以滿足當前和未來擬建新設施投入使用后的需求。為此,政府一直在與產業界和學術界合作,努力填補人才缺口。例如:
美國啟動了國家半導體技術中心勞動力卓越中心,美國國家科學基金會和商務部合作推進半導體勞動力發展。
英國半導體戰略有三個重點領域:研發、基礎設施以及技能和人才。
歐盟CHIPS法案的一個主要目的是解決技能短缺問題,吸引新人才,支持技能型勞動力的出現。
馬來西亞的高等教育部(MOHE)表示將積極滿足半導體投資對勞動力的需求。
越南計劃與投資部正在推動半導體產業的人力資源開發。
許多芯片公司還與政府合作伙伴開展全球勞動力計劃,例如Arm的全球半導體聯盟。
商務部官員稱:"如果你去那些在晶圓廠甚至封裝方面出現了新生態系統的地方,比如東南亞,你會看到產能、工廠和晶圓廠以及工人培訓生態系統的同步建設。我們與大學、地方經濟發展機構以及社區學院合作,為這些工廠以及研發生態系統安置合格的工人。”
SEMI正在多方面領導勞動力發展工作,Manocha表示:"我們還不能宣布勝利,除非我們解決了人才問題,否則CHIPS法案和離岸外包就不會成功,無論是人才問題還是氣候問題,都不是單個公司、國家或某個CEO可以解決的,這需要國家及全球層面的合作。”
一種解決方案是,擁有高端人才的全球化公司將其部分技術人才派往國外分部基地工作,如亞利桑那州的臺積電,隨著各國政府對國內和國際芯片公司的投資,這種做法可能會越來越普遍。
以下表格為各國政府對半導體產業的扶持政策匯總:



本文由雷峰網(公眾號:雷峰網)編譯自:https://semiengineering.com/global-government-investments-for-semiconductors/
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