美國的芯片之痛在那裏？_風聞

來源：IPP評論  2021-9-23

作者：謝娜，FCCA，新加坡註冊會計師（CA），前新加坡公共政策研究院執行總裁，現新加坡會計師事務所執行董事。

近來，全世界都在經歷着芯片短缺的苦惱，而中國也正在承受着美國芯片行業出口限制所帶來的電子行業的陣痛。作為世界半導體行業的領軍人，美國的芯片行業將經歷怎樣的境遇？本文將從美國半導體行業自身困境、相關企業近來的表現情況和中美的政策路徑選擇等方面來對此問題進行分析。

美國半導體行業協會對自身困境的分析

2021年4月，美國半導體協會（Semiconductor Industry Association, SIA）和波士頓諮詢公司（Boston Consulting Group, BCG）在聯合發佈的名為《在不確定時代下加強全球半導體供應鏈》（Strengthening the Global Semiconductor Supply Chain in an Uncertain Era）的報告裏論述，由於半導體行業需要深厚的技術知識積累，並依賴於龐大的規模，導致過去的三十年中發展起來的全球半導體供應鏈體系是一個高度專業化的體系，其中各個區域根據他們的比較優勢扮演着不同的角色。例如美國在研發密集度高的領域處於領先地位，包括電子設計自動化（EDA）、核心知識產權（IP）、芯片設計和先進設備製造；東亞各國則處於晶圓製造的最前沿；中國在組裝、封裝和測試方面處於領先地位。

**所有國家都在這個一體化的全球供應鏈體系中相互依存，依託自由貿易使材料、設備、知識產權和產品在全世界流動。**這種全球結構為半導體產業發展提供了巨大的價值，使該行業能夠在成本控制和性能提升方面持續飛躍，從而使信息技術和數字服務呈現爆炸式成長。

但是，在最近的幾年裏，一些不穩定因素也在這個區域化的體系裏出現了，這些因素為行業持續性的發展帶來了諸多風險。

**第一，行業的過度區域集中化使各種風險程度加大。**根據美國半導體協會的報告顯示：在整個供應鏈中有超過50個組成點，其中一個區域就佔全球市場份額65%以上（儘管相關的風險水平都各不相同）。其中，芯片製造又成為此問題的焦點，因為約75%半導體制造能力，以及關鍵材料供應商，如硅晶圓、光刻膠和其他特殊化學品，集中在中國和其它東亞國家，而這些地區都是地震頻發地帶且地緣政治局勢也比較緊張。此外，世界上最先進的10NM以下工藝製造能力的晶原廠目前位於韓國（8%) 和中國台灣（92%）。自然災害、基礎設施被破壞導致的停工或國際衝突發生在上述任何一個地區，都可能導致芯片供應中斷。

從歷史來看，1993年日本住友化學工廠的爆炸影響了全球環氧樹脂60%的供應，美國市場的存儲芯DRAM的現貨價格從平均30美元/兆字節上漲到大約80美元/兆字節；1999年9月台灣中心地區發生強烈地震，導致新竹科學園因停電關閉六天，內存芯片價格翻了三倍，IBM、惠普、英特爾和施樂等電子公司的股價在一個月之內滑落18%-40%；2011年日本發生了大地震，隨後發生海嘯和核電站危機，幾家晶圓廠被迫關閉幾個月，25%的硅晶圓和75%氧化氫的全球供應受到影響；2019 年，日本和韓國地緣政治局勢緊張，日本對半導體材料出口到韓國實施管制，對半導體出口的影響每月約達70億美元；2020 年 12 月，台灣的一間內存生產廠停電僅一小時，影響全球10%的DRAM供應；2020年10月和2021年2月台灣的封裝基板廠發生兩次火災了影響封裝和測試服務，使全球組裝能力不足，加劇了2020 年最後幾個月出現的全球芯片短缺情況；2021年德克薩斯州的極地渦旋造成大範圍停電，日本的瑞薩晶圓廠的火災也進一步加劇了全球芯片供應短缺，尤其是對於汽車市場。所以芯片製造能力高度地理集中的現象，已經成為實現提升半導體供應鏈韌性新的關注點。

圖源：網絡

**第二，行業體系中重要國家之間政治局勢的緊張會嚴重影響供應鏈體系。**除去之前提到的日本和韓國之間的政治局勢影響着全球芯片業，近幾年來，在經濟體量最大的中美兩國之間的持續緊張關係中，半導體也佔據突出地位。2019年和2020年美國政府實施了一系列出口管制措施，限制對華為和其他被認為威脅美國國家安全和外交利益的中國公司對含有美國科技的半導體產品進口。無論是美國半導體公司還是依靠美國開發技術的外國供應商，都很可能會被阻止出售產品給一些重要的中國客户，這將導致其收入大幅減少，損害其生存的能力和其目前在研發方面的投資水平，因此放慢整個行業的創新步伐。

**衝突的延續還可能引發中國的報復性回應，這直接或間接地影響了半導體供應鏈，**如稀土材料和其他十種關鍵材料的供應，例如鍺、鋰或鎢。雖然這些材料僅佔總生產成本的小部分，但它們是關鍵組件的基石，存在於汽車、計算機和許多其他高價值產品中，在全球供應鏈中是一個經常被忽視的漏洞。SIA和BCG的分析表明中國在所需的17種元素中有9個在原材料的供應方面處於領先地位，在14個元素的精煉方面處於領先地位。

**美中摩擦也在刺激着雙方實現半導體自給自足的需求。**對中國來説，從2015年出台的“中國製造2025”計劃看出其本來就打算通過長期努力發展強大的國內半導體產業，美中摩擦帶來的後果很可能是強化其目標。就美國而言，不斷升級的與中國的戰略競爭以及半導體制造在東亞（尤其是台灣）的高度區域集中所反映的各種風險，引發了一些關於實現半導體產業全面的國內自給自足的、具有可取性的公開辯論。在世界其他地區，如歐洲、日本和韓國，一些擁有全球領先地位的公司發現自己由於依賴美國的上游開發技術，而被限制銷售給一些中國的下游公司，再加上受到汽車行業的半導體短缺的廣泛影響，引起了這些地區人們對獨立發展半導體技術在國內經濟中重要性的關注。

**第三，半導體行業和國家安全有着很緊密的聯繫。**現代國家安全很大程度上是取決於科技水平，而這裏面半導體行業的科技水平又起了決定性作用，所以説芯片行業的發展在很大程度上決定着一個國家的國家安全和軍事地位。美國作為全球科技尤其是半導體行業的領先者，在芯片行業的全球性佈局和運籌方面，必須把國家安全性這一因素考慮進去，而不能僅僅只是從商業和經濟利益出發。所以説，在經濟、科技和安全這三方面因素中，必須尋找一個平衡點，而不能一味地追逐利益。這三方面的權衡，很可能影響到全球範圍內整個半導體價值鏈體系。這裏面的最明顯的例子，就是以上提到的近來的中美在半導體行業的摩擦。

芯片行業近來的表現情況

造成全球性的芯片短缺的因素很多，除疫情的影響外，也包含了以上所提到的各種風險的發生。但是總體來説，根據Gartner的數據顯示，2020年半導體行業市場總額並未萎縮，而是實現了10.4%的增長。這裏面市場份額排名第一的美國公司英特爾的增長率為7.4%, 在其年報裏，英特爾宣稱自己在相關產品領域裏的業績有受到美國出口限制的影響。尤其是一間位於台灣的芯片公司聯發科技（MediaTek）的表現很亮眼，實現了2020年全年38.1%的增長。Gartner分析其原因，認為這主要是因為美國出口限制對於華為運營的影響。

對於另外一間知名的美國芯片公司高通（Qualcomm）來説，美國政府的禁令也對其產生影響。2020年，《華爾街日報》曾援引高通的一份簡報稱, 高通正在遊説美國政府允許其向華為出售芯片。高通稱, 美國針對華為的相關禁令可能會把價值高達80億美元的市場拱手讓給高通的海外競爭對手。根據華爾街日報取得的遊説文件,包括中國台灣的聯發科技以及韓國的三星，均是被高通點名可能會搶走其生意從而受惠的“其他競爭者”。

中美的政策路徑選擇

**在半導體行業競爭方面，美國一直占主導地位，中國以及其他國家，一直是處於被動反應的位置。**從各方博弈上看，美國的路徑選擇就顯得尤為重要。總體來看，美國的路徑選擇有三個：第一個路徑選擇是回到2018年的基本情況，即沒有出口限制的情況；第二個路徑選擇是保持現狀，即在合適的程度內，對中國市場的份額進行有針對性地分散化轉移；第三個路徑選擇是完全拋棄中國市場，實現完全的國內全行業自給自足。

根據BCG的另一份報告《對中國的貿易限制如何結束美國在半導體領域的領導地位》（How Restrictions to Trade with China Could End US Leadership in Semiconductors）中的研究結論表明，如果美國選擇第一個路徑，那麼它的利益將最大化，即保持其48%的市場份額和全球領先地位；但如果美國選擇的是路徑三，那麼它的市場份額將在很快的時間內跌落至30%，同時失去行業領先地位，轉而被韓國取代，而且在具體操作上，路徑三是一個不太可能實現的路徑；如果美國選擇路徑二，它的市場份額將會在二至三年的時間裏跌落至40%，但是仍然保持其行業領先地位。

而對於中國來説，如果美國選擇第一個路徑，再加上中國的製造2025計劃，中國的半導體行業的整體自足率將由2018年的14%升至25%到40%的區間；如果美國選擇路徑二，中國此行業的自足率會升至25%；如果美國選擇路徑三，中國的半導行業整體自足率會上升至40%。

綜合以上的情況分析，作者認為，路徑二是美國最有可能選擇的路徑。雖然此路徑下，中美行業都會受到一些程度上的打擊，但是這些打擊是在美國乃至整個產業鏈可承受範圍之內的。同時，路徑二更具有可行性，美國也考慮到了國家安全和外交利益等方面的因素，是經濟、科技和安全方面更為均衡的路徑選擇。

對於行業內的具體公司而言，可以將其公司的運營（包括供應商）在市場地理上進行一定程度的分散化處理。同時，在本身價值鏈的處理方面，進行一些縱向的融合性發展，將會是未來整體芯片產業公司的發展趨勢。目前，行業內的一些公司已經這樣做了，比如一些公司在東南亞建立更多的製造工廠；美國的蘋果公司宣稱自己的MAC電腦將更多地使用由自己研發的ARM結構下的芯片；中國華為公司更多地使用自己研發的芯片等等。

**總體來説，美國的芯片之痛本質來説也是整個產業之痛，是由整個產業對經濟整體發展和國家安全起到的決定性作用而造成的政治、經濟和技術的互相牽制的體現。**這裏牽涉到的國家不會僅僅只是中國和美國，而是所有的國家。這個產業鏈上的每個國家也許都要轉換思維，意識到在這個產業領域，需要考慮到更多的因素，而不僅僅是經濟增長和產業發展速度，並應在充分保護自己國家利益的同時，也尊重其它國家的各種考量，以尋求在經濟、技術和政治三個因素下的最佳平衡點，這也許是當下在此領域中全人類都應該要去仔細研究的問題。

多年前，人們還在擔憂人類會不會被自己製造出來的人工智能毀滅，但是多年之後的當下，我們看到，對於此問題的談論漸漸地少了，而談論更多的是人類自身內部矛盾的問題。很明顯，這個擔憂沒有那麼快到來，人們也許可以對此稍稍鬆一口氣了。