全球芯片短缺暴露美國半導體供應鏈的安全隱患_風聞

來源：歐亞系統科學研究會 2021-03-15

作者：李璵譯，中國人民大學經濟外交項目組研究助理

2021年2月24日，美國總統拜登簽署一項行政令，要求政府部門對包括半導體在內的四種關鍵產品的供應鏈進行百日審查，並對包括信息與通信技術產業在內的六大關鍵行業進行為期一年的供應鏈風險評估。該行政令的出台體現了拜登新政府對美國經濟和產業安全的高度重視，而其存在的安全隱患主要是在美國對華技術戰和新冠肺炎大流行的作用下暴露出來。其中，半導體產業再度成為美國政府的政策焦點，這也進一步表明了其在未來大國戰略競爭中的關鍵地位。

**首先，拜登政府對半導體供應安全的擔憂情緒直接源於全球芯片短缺的現實背景。**行政令簽署當日，拜登便以汽車芯片為案例舉證了美國相關供應鏈存在的脆弱性風險。在當前芯片短缺的全球困境中，汽車行業所受衝擊最大。這是因為，汽車工業是高度依賴芯片的傳統產業，然而，相比於其他產業的芯片，車用芯片利潤較低，大多使用老款生產設備，並有賴於技術略微落後、數量逐漸變少的8英寸晶圓廠，因此產量十分有限且出貨週期較長。例如，車用芯片微控制器單元（MCU）的售價往往不到1美元，需要12至16周的交貨週期。正如美國微芯科技（Microchip Technology）總裁史蒂夫·桑希所言，正是這1美元的零件可以使得一輛4萬美元的汽車無法發貨，而這便是汽車產業當前所面臨的困難。

疫情衝擊下，汽車芯片需求急劇下降，各大晶圓廠商紛紛開始滿負荷生產疫情期間需求高漲且利潤更高的遊戲機、手機等電子產品芯片和人工智能芯片。然而，隨疫情緩解與全球經濟復甦，車用芯片的產能無法跟上其需求的驟增，汽車行業因而出現了明顯的“芯片荒”。據IHS Markit預測，目前微控制器單元（MCU）的交貨期至少為26周，其負面影響將持續至2021年第三季度。受此影響，美國的福特汽車公司已計劃削減其多款運動型多用途車（SUV）和F-150皮卡等暢銷商品的產量，該公司高管表示，由於“芯片荒”導致的產量下降將致使該公司本年度税前利潤減少10億至25億美元。美國通用汽車公司（General Motors）也已計劃削減北美工廠的產量，並已關閉三座工廠。“缺芯危機”之下，全美汽車行業遭受重創，相關企業削減產量與宣佈裁員，這一現實情況引發了拜登政府的擔憂，進而促使其考慮動用行政舉措保護本國的芯片供應安全。

**其次，行政命令的正式出台從根本上源於美國對經濟全球化進程中本國半導體制造不斷外包的“焦慮”。**在芯片短缺的全球困境之下，美國政府出台行政令以捍衞本國半導體供應安全，此舉背後的考慮依然是其對於本國製造業外流的“不安全感”。過去五十年間，半導體產業的國際擴散促成了該產業在東亞地區的興起。特別是在晶圓製造領域，中國台灣企業台積電（TSMC）更是開創了只進行晶圓代工的純製造模式，並迅速壯大，如今已是芯片代工企業中的龍頭，據IHS Markit的測算，該公司目前生產了全球約70%的車用微控制器單元（MCU）。

與此同時，美國本土的半導體製造業則相對衰落。2021年2月11日，英特爾（Intel）、超威半導體（AMD）、博通（Broadcom）、高通（Qualcomm）、德州儀器（Texas Instruments）等多家美國知名企業或機構的高層代表以半導體行業協會（SIA）的名義共同致信拜登。他們表示，美國在全球半導體製造業中所佔的份額已從1990年的37％不斷下降至當前的12％，並要求政府提供重要的激勵和補貼措施，以吸引半導體製造業“迴流”。

此外，位於美國本土的晶圓製造廠近期也因“不可抗力因素”面臨生產困難。2月中旬，冷空氣由北向南的下行給美國部分地區帶來了極寒惡劣天氣，得克薩斯州遭遇了嚴重的電力斷供，當地政府要求工廠縮減運營規模。韓國三星、美國德州儀器、以色列高塔半導體（TowerJazz）、德國英飛凌（Infineon Technologies）、荷蘭恩智浦半導體（NXP Semiconductors）等企業在得州的工廠均受到了負面影響，這一冬季風暴的“突襲”也加劇了美國國內半導體制造的困境。

困境之下，美國商界和政界保護本國半導體制造的共同利益訴求驅使着拜登政府着手應對芯片短缺問題，也促成了這一包括半導體產品及產業在內的“百日審查”與“年度審查”行政令的出台。

**最後，**在拜登政府將半導體供應安全納入其政策重點的進程中，半導體產業的重要性及中美技術競爭的高強度充當了重要“催化劑”。正如美國半導體行業協會（SIA）向拜登的致信所言，半導體產業對大國發展不可或缺——其“對美國的經濟發展、技術領導地位和國家安全都至關重要，是實現拜登政府的‘重建更美好未來’（Build Back Better）目標的技術支撐。”作為經濟、科技和安全三大領域的基礎性支柱，半導體產業具備高度的戰略性與重要性。因此，在中美兩國的科技競賽中，半導體產業無疑是最為關鍵的一環。

近年來，外資企業紛紛來華建廠、擴大晶圓產能，客觀上的產業集聚效應有助於中國大陸本土半導體製造業的迅速發展，同時卻也引起了美國的警覺。若以美國更加重視的工廠所在地（Fab Location）為依據進行劃分，目前，在12英寸晶圓製造的主要地理位置分佈情況中，位於中國大陸的12英寸晶圓產能佔到了全球總產能的14%，超過了北美地區所佔的11%（見圖1），且其中只有中國大陸這一地區不被美國視為“享有共同價值觀的夥伴”，這使得美國視中國大陸為其在半導體領域的“頭號競爭對手”。並且，中國大陸與北美地區的芯片製造工藝的比例結構也高度相似（見圖2），這決定了兩者在半導體制造領域更易於在各個工藝市場採取類似策略並展開直接競爭。因此，中美兩國在該領域日益激烈的科技競爭成為了美國愈發重視芯片供應安全的重要“推動器”。

圖1  2020年12月全球12英寸晶圓產能的地區分佈情況資料來源：IC Insights注：在基於總部位置的測算中，圖中“歐洲地區”和“其他地區”的12英寸晶圓產能佔比均不足1%，因此並未在圖中標出具體數值

圖2  2020年12月全球及各地區芯片製造工藝的比例結構（以工廠所在地劃分）資料來源：IC Insights

總而言之，根據該行政令的指向，面對芯片短缺的現實壓力，拜登政府開出的“藥方”是重振該產品的國內生產，保持美國的研發競爭優勢，為國內創造高薪工作，並與具有共同價值觀的盟友和夥伴在供應鏈方面密切合作，以促進經濟發展、保持科技領先、保護國家安全。雖然這一行政命令並未明確點名任何特定國家，但毋庸置疑的是，美國將儘可能地在關鍵供應鏈上排除中國，拜登政府將延續特朗普政府的對華科技競爭大方向，換用更具多邊主義色彩、也更具“殺傷力”的打壓手段。