美國(guó)半導(dǎo)體科技和產(chǎn)業(yè)政策與舉措及對(duì)我國(guó)的啟示

史冬梅，王 晶，劉 棟

（科學(xué)技術(shù)部高技術(shù)研究發(fā)展中心，北京 100044）

面對(duì)全球半導(dǎo)體需求持續(xù)增長(zhǎng)、半導(dǎo)體供應(yīng)鏈普遍短缺的現(xiàn)狀以及美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)在全球市場(chǎng)地位逐年下滑的挑戰(zhàn)，美國(guó)認(rèn)為提升本土半導(dǎo)體制造實(shí)力是“經(jīng)濟(jì)和國(guó)家安全方面的當(dāng)務(wù)之急”，美國(guó)需要再一次成為半導(dǎo)體行業(yè)的領(lǐng)軍者。2021 年以來，拜登政府、美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)以及龍頭企業(yè)，圍繞促進(jìn)美國(guó)半導(dǎo)體技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展、增強(qiáng)其本土半導(dǎo)體供應(yīng)鏈彈性以及應(yīng)對(duì)中國(guó)競(jìng)爭(zhēng)等方面，密集開展行動(dòng)，理清美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和存在的風(fēng)險(xiǎn)，提出一系列政府和行業(yè)方面的扶持政策舉措。這些政策措施的落實(shí)將推動(dòng)美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)重振，也必將對(duì)全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)格局以及我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來深刻影響。

1 提出《美國(guó)半導(dǎo)體激勵(lì)法案》（CHIPS）

2021 年1 月，美國(guó)頒布的《2021 財(cái)年國(guó)防授權(quán)法案》中首次納入《美國(guó)半導(dǎo)體激勵(lì)法案》，授權(quán)政府實(shí)施促進(jìn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展扶持措施[1]。該法案授權(quán)政府開展一系列行動(dòng)以促進(jìn)半導(dǎo)體領(lǐng)域的創(chuàng)新和制造，并降低半導(dǎo)體供應(yīng)鏈中的風(fēng)險(xiǎn)。在全球半導(dǎo)體芯片緊缺的大背景下，該法案不僅獲得了美國(guó)總統(tǒng)拜登的支持，更是在國(guó)會(huì)獲得兩黨領(lǐng)袖的贊成。2021 年6 月，美國(guó)參議院組織通過《2021 年美國(guó)創(chuàng)新與競(jìng)爭(zhēng)法》，將《美國(guó)半導(dǎo)體激勵(lì)法案》列于《無盡前沿法案》等多個(gè)法案之前[2]。

《美國(guó)半導(dǎo)體激勵(lì)法案》旨在支持《2021 財(cái)年國(guó)防授權(quán)法案》中包含的半導(dǎo)體條款的快速實(shí)施，為執(zhí)行法案提供了527 億美元的緊急補(bǔ)充撥款，包括“為美國(guó)制造半導(dǎo)體創(chuàng)造有益激勵(lì)機(jī)制”“為美國(guó)國(guó)防基金生產(chǎn)半導(dǎo)體的有益激勵(lì)機(jī)制”“為美國(guó)國(guó)際技術(shù)安全與創(chuàng)新基金生產(chǎn)半導(dǎo)體創(chuàng)造有益激勵(lì)機(jī)制”等3 個(gè)基金。

1.1 為美國(guó)制造半導(dǎo)體創(chuàng)造有益激勵(lì)機(jī)制

法案要求基金必須用于實(shí)施《2021 財(cái)年國(guó)防授權(quán)法案》第9 902 條（半導(dǎo)體激勵(lì)）和9 906 條（半導(dǎo)體研發(fā)）授權(quán)的商務(wù)部半導(dǎo)體激勵(lì)和研發(fā)計(jì)劃。美國(guó)計(jì)劃5年內(nèi)撥款502億美元， 2022 財(cái)年撥款 240 億美元，2023 財(cái)年撥款70 億美元，2024 財(cái)年撥款63 億美元，2025 財(cái)年撥款61 億美元，2026 財(cái)年撥款68 億美元[2]。每一財(cái)政年度，高達(dá)2%的資金用于美國(guó)本土半導(dǎo)體制造的工資和開支、管理和監(jiān)督，其中每年有500 萬(wàn)美元供商務(wù)部監(jiān)察長(zhǎng)使用。

半導(dǎo)體激勵(lì)計(jì)劃：預(yù)先撥款390 億美元，2022 財(cái)年190 億美元，2023—2026 財(cái)年每年50 億美元，用于美國(guó)的半導(dǎo)體制造、組裝、測(cè)試、先進(jìn)封裝或研發(fā)設(shè)施和設(shè)備的投資，包括資金援助和資源協(xié)調(diào)[2]。半導(dǎo)體研發(fā)計(jì)劃：預(yù)先撥款112 億美元，包括國(guó)家半導(dǎo)體技術(shù)中心（NSTC）、國(guó)家先進(jìn)封裝制造計(jì)劃和第9 906 條授權(quán)的其他研發(fā)計(jì)劃，2022 財(cái)年為50 億美元，其中 20 億美元用于國(guó)家半導(dǎo)體技術(shù)中心， 25 億美元用于先進(jìn)封裝，5 億美元用于其他相關(guān)研發(fā)項(xiàng)目[2]；2023—2026 財(cái)年分別為20 億美元、13 億美元、11 億美元和18 億美元。

1.2 為美國(guó)國(guó)防基金生產(chǎn)半導(dǎo)體的有益激勵(lì)機(jī)制

法案要求20 億美元用于美國(guó)國(guó)防基金，資金撥付給國(guó)防部，2022—2026 財(cái)年每年撥款4 億美元，為期5 年，用于實(shí)施《2021 財(cái)年國(guó)防授權(quán)法案》第9 903（b）條（國(guó)防部全國(guó)半導(dǎo)體網(wǎng)絡(luò)研發(fā)）授權(quán)的項(xiàng)目，為國(guó)防部在半導(dǎo)體研發(fā)方面的活動(dòng)需求提供支持，包括研發(fā)、測(cè)試和評(píng)估、人力和其他相關(guān)活動(dòng)等[2]。

1.3 為美國(guó)國(guó)際技術(shù)安全與創(chuàng)新基金生產(chǎn)半導(dǎo)體創(chuàng)造有益激勵(lì)機(jī)制

法案要求 5 億美元用于美國(guó)國(guó)際技術(shù)安全與創(chuàng)新基金的開放無線接入網(wǎng)（O-RAN）和芯片，實(shí)施《2021 財(cái)年國(guó)防授權(quán)法案》第9 905 條（半導(dǎo)體供應(yīng)鏈），2022—2026 財(cái)年每年撥款1 億美元。資金撥給國(guó)務(wù)院，與美國(guó)國(guó)際開發(fā)署、進(jìn)出口銀行和美國(guó)國(guó)際開發(fā)金融公司協(xié)調(diào)，與外國(guó)政府合作伙伴協(xié)調(diào)，用于支持國(guó)際信息和通信技術(shù)安全和半導(dǎo)體供應(yīng)鏈活動(dòng)，包括支持安全和可信賴的電信技術(shù)、半導(dǎo)體和其他新興技術(shù)的開發(fā)和采用。國(guó)務(wù)卿可將每個(gè)財(cái)年基金中最多500 萬(wàn)美元用于半導(dǎo)體供應(yīng)鏈活動(dòng)的工資和開支、管理和監(jiān)督，其中50 萬(wàn)美元應(yīng)在2022—2026 年的每個(gè)財(cái)年移交國(guó)務(wù)院監(jiān)察長(zhǎng)辦公室，以監(jiān)督基金支出[2]。

2 美國(guó)政府高度重視半導(dǎo)體供應(yīng)鏈安全問題

2021 年2 月，美國(guó)總統(tǒng)拜登簽署“美國(guó)供應(yīng)鏈行政令”，提出審查4 類關(guān)鍵產(chǎn)品的供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)以及對(duì)相關(guān)產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈進(jìn)行評(píng)估等要求，半導(dǎo)體行業(yè)為4 類關(guān)鍵產(chǎn)品之一[3]。同年4 月，拜登在白宮“半導(dǎo)體和供應(yīng)鏈?zhǔn)紫瘓?zhí)行官峰會(huì)”上會(huì)見19 家美國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)以及韓國(guó)三星和中國(guó)臺(tái)灣臺(tái)積電的相關(guān)人員，強(qiáng)調(diào)要確保美國(guó)半導(dǎo)體芯片制造的領(lǐng)導(dǎo)優(yōu)勢(shì)[4]。6 月，白宮發(fā)布半導(dǎo)體等供應(yīng)鏈百日評(píng)估報(bào)告，研判美國(guó)半導(dǎo)體供應(yīng)鏈現(xiàn)狀并指出存在的問題及應(yīng)對(duì)措施[5]。9 月，美國(guó)商務(wù)部和國(guó)家經(jīng)濟(jì)委員會(huì)召集芯片和汽車企業(yè)召開半導(dǎo)體高峰會(huì)，希望尋求化解芯片短缺局面的方案，并以提升芯片“供應(yīng)鏈透明度”為目的，要求所有的供應(yīng)鏈參與者，包括半導(dǎo)體供應(yīng)鏈廠商和汽車廠商，在45 天內(nèi)共享有關(guān)庫(kù)存、需求和交付動(dòng)態(tài)等信息[6]。11 月，臺(tái)積電、三星電子、美光科技、西部數(shù)據(jù)、聯(lián)華電子、SK 海力士和新科電子等多家企業(yè)已向美國(guó)商務(wù)部提交了供應(yīng)鏈相關(guān)信息[7]。

2.1 美國(guó)白宮發(fā)布半導(dǎo)體等供應(yīng)鏈百日評(píng)估報(bào)告

報(bào)告指出，美國(guó)在半導(dǎo)體芯片設(shè)計(jì)方面仍處于全球領(lǐng)先水平，美國(guó)公司約占半導(dǎo)體芯片設(shè)計(jì)市場(chǎng)份額的70%。然而，美國(guó)半導(dǎo)體制造業(yè)的全球份額由1990 年的37%下滑到2020 年的僅12%，如果沒有一個(gè)全面的美國(guó)戰(zhàn)略來支持，該數(shù)字預(yù)計(jì)還會(huì)進(jìn)一步下降[5]。在考察和分析了美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)在設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)、材料、制造設(shè)備等供應(yīng)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，報(bào)告指出在半導(dǎo)體設(shè)計(jì)生態(tài)系統(tǒng)方面，美國(guó)處于世界領(lǐng)先地位，但高度依賴對(duì)中國(guó)的銷售和有限的知識(shí)產(chǎn)權(quán)、勞動(dòng)力及制造資源是其劣勢(shì)；在半導(dǎo)體制造和封測(cè)方面，美國(guó)制造能力相對(duì)不足，前沿邏輯芯片主要依賴中國(guó)臺(tái)灣，成熟節(jié)點(diǎn)芯片主要依賴中國(guó)臺(tái)灣、韓國(guó)和中國(guó)大陸，封測(cè)嚴(yán)重依賴亞洲企業(yè)；在半導(dǎo)體材料方面，美國(guó)主要生產(chǎn)用于半導(dǎo)體的氣體和濕式化學(xué)品，但硅晶圓、光掩膜和光刻膠主要依賴海外供應(yīng)商；在設(shè)備方面，美國(guó)的大多數(shù)前端半導(dǎo)體制造設(shè)備占全球相當(dāng)大的份額，但關(guān)鍵的光刻設(shè)備生產(chǎn)主要集中在荷蘭和日本。

報(bào)告結(jié)合對(duì)全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈局勢(shì)的分析，總結(jié)了美國(guó)半導(dǎo)體供應(yīng)鏈面臨的8 種主要風(fēng)險(xiǎn)，包括脆弱的供應(yīng)鏈；惡意中斷供應(yīng)鏈；使用過時(shí)的半導(dǎo)體，以及供應(yīng)鏈中公司持續(xù)盈利的相關(guān)挑戰(zhàn)；客戶集中度與地緣政治因素；電子生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)；人力資本缺口；知識(shí)產(chǎn)權(quán)盜用；在獲取創(chuàng)新利益、協(xié)調(diào)私人和公共利益方面的挑戰(zhàn)等。

報(bào)告匯總中國(guó)、韓國(guó)、歐盟、日本等國(guó)家/地區(qū)的半導(dǎo)體激勵(lì)措施，結(jié)合美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)面臨的機(jī)遇及挑戰(zhàn)，提出解決供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)的七項(xiàng)政策建議：一是促進(jìn)投資和業(yè)界合作，以解決半導(dǎo)體短缺問題；二是向《美國(guó)半導(dǎo)體激勵(lì)法案》撥款；三是通過立法改善國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體制造生態(tài)系統(tǒng)，以落實(shí)拜登總統(tǒng)《美國(guó)就業(yè)計(jì)劃》的設(shè)想；四是給予中小型制造商特別支持；五是通過大量投資，為半導(dǎo)體行業(yè)建立儲(chǔ)備充足且多元化的人才資源池；六是鼓勵(lì)外國(guó)制造商和材料供應(yīng)商在美國(guó)和其他盟國(guó)地區(qū)投資；七是保護(hù)美國(guó)在半導(dǎo)體制造和先進(jìn)封裝方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

2.2 美國(guó)建立半導(dǎo)體供應(yīng)鏈早期預(yù)警系統(tǒng)

美國(guó)政府正在建立半導(dǎo)體供應(yīng)鏈早期預(yù)警系統(tǒng)，協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈并提供準(zhǔn)確信息，以盡早發(fā)現(xiàn)可能的供應(yīng)鏈中斷問題、加強(qiáng)和外國(guó)政府/電子行業(yè)的接觸以及提高整個(gè)供應(yīng)鏈的透明度。政府作為協(xié)調(diào)者和可信賴的數(shù)據(jù)來源，將成為短缺時(shí)期的重要角色。2021 年9 月，美國(guó)商務(wù)部發(fā)起一項(xiàng)信息請(qǐng)求，希望包括生產(chǎn)者、消費(fèi)者和中間供應(yīng)商在內(nèi)的所有供應(yīng)鏈參與者自愿共享有關(guān)庫(kù)存、需求和交付動(dòng)態(tài)的信息。針對(duì)供應(yīng)鏈的生產(chǎn)環(huán)節(jié)和消費(fèi)環(huán)節(jié)分別需要回答13 個(gè)問題，供應(yīng)環(huán)節(jié)廠商需要回答的問題包括：公司在供應(yīng)鏈中的角色、產(chǎn)品和技術(shù)類型、銷售額、客戶、訂單、庫(kù)存和供應(yīng)能力等情況；中間采購(gòu)商和最終用戶廠商需要回答的問題包括：公司的業(yè)務(wù)和產(chǎn)品類型、應(yīng)用領(lǐng)域、購(gòu)買情況、缺少半導(dǎo)體而限產(chǎn)、短缺半導(dǎo)體類型以及采購(gòu)方式等情況[8]。

2.3 美國(guó)加強(qiáng)與盟友在供應(yīng)鏈安全方面的戰(zhàn)略合作

美國(guó)政府頻頻與日本、韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣、歐盟互動(dòng)，推動(dòng)加強(qiáng)半導(dǎo)體供應(yīng)鏈等領(lǐng)域合作。2021 年3 月，美國(guó)在臺(tái)協(xié)會(huì)中國(guó)臺(tái)北負(fù)責(zé)人表示，美國(guó)與中國(guó)臺(tái)灣是全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈中最自然的合作伙伴，推動(dòng)合作是美國(guó)的一項(xiàng)政策要?jiǎng)?wù)。4 月，美國(guó)總統(tǒng)國(guó)家安全事務(wù)助理與日本國(guó)家安全保障局局長(zhǎng)和韓國(guó)國(guó)家安保室長(zhǎng)舉行三方會(huì)晤，明確半導(dǎo)體供應(yīng)鏈安全至關(guān)重要。4 月，美國(guó)總統(tǒng)拜登在華盛頓與日本首相菅義偉會(huì)晤，表示雙方將在半導(dǎo)體供應(yīng)鏈方面進(jìn)行合作，并分別設(shè)立專門政府工作組分擔(dān)芯片研發(fā)和生產(chǎn)職責(zé)。5 月，韓國(guó)總統(tǒng)文在寅訪美期間與美國(guó)總統(tǒng)拜登共同發(fā)表韓美伙伴關(guān)系聯(lián)合聲明，表示韓美將促進(jìn)對(duì)半導(dǎo)體（包括先進(jìn)芯片和汽車級(jí)芯片）等互補(bǔ)投資，并承諾在材料、零件和設(shè)備的整個(gè)供應(yīng)鏈上進(jìn)行互補(bǔ)投資，以擴(kuò)大這些關(guān)鍵產(chǎn)品的生產(chǎn)能力[9]。6 月，日本首相菅義偉推出增長(zhǎng)戰(zhàn)略草案，把日本重建半導(dǎo)體制造自主能力和加強(qiáng)尖端技術(shù)管控作為優(yōu)先事項(xiàng)，以確保半導(dǎo)體供應(yīng)安全，并支持日本公司與美國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣等地主要芯片制造商合作。9 月，在美國(guó)和歐盟啟動(dòng)的美國(guó)-歐盟貿(mào)易和技術(shù)理事會(huì)（TTC）首次會(huì)議中，美歐達(dá)成了一項(xiàng)加強(qiáng)半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的聯(lián)合聲明，最初重點(diǎn)是緩解短期半導(dǎo)體供應(yīng)瓶頸，隨后解決較長(zhǎng)期的供應(yīng)鏈脆弱問題，并采取更統(tǒng)一的方式來監(jiān)管大型全球科技公司[10]。9 月，美國(guó)、日本、澳大利亞和印度在華盛頓舉行了四方首腦會(huì)議。會(huì)后，白宮發(fā)布了關(guān)于新興技術(shù)的原則聲明，四方將啟動(dòng)一項(xiàng)聯(lián)合計(jì)劃，以評(píng)估半導(dǎo)體及其關(guān)鍵部件的產(chǎn)能、識(shí)別漏洞并加強(qiáng)供應(yīng)鏈安全。這一舉措將確保四方合作伙伴支持一個(gè)多樣化和競(jìng)爭(zhēng)性的市場(chǎng)，為全球數(shù)字經(jīng)濟(jì)提供必要的安全關(guān)鍵技術(shù)[11]。

3 成立美國(guó)半導(dǎo)體聯(lián)盟，推動(dòng)龍頭企業(yè)投入

美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)（SIA）作為行業(yè)的重要組織協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)，積極響應(yīng)美國(guó)政府的號(hào)召，開展了系列活動(dòng)。2021 年4 月，美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)向美國(guó)商務(wù)部提交文件，回應(yīng)拜登總統(tǒng)關(guān)于確保美國(guó)關(guān)鍵供應(yīng)鏈安全的行政命令，提出相關(guān)建議。5 月，在美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)推動(dòng)下，美國(guó)半導(dǎo)體聯(lián)盟宣布成立，由來自美國(guó)、歐洲、日本、韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣等地64 家有實(shí)力的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)組成。

3.1 成立美國(guó)半導(dǎo)體聯(lián)盟

美國(guó)半導(dǎo)體聯(lián)盟（Semiconductors in America Coalition，SIAC）是美國(guó)建立的以美國(guó)及其盟友企業(yè)為核心、以美國(guó)利益和標(biāo)準(zhǔn)為優(yōu)先的“技術(shù)圈”群體。美國(guó)企業(yè)包括亞馬遜、蘋果、AT&T、思科、通用電氣、谷歌、惠普、微軟、英特爾、AMD、高通、科銳等。非美國(guó)企業(yè)成員約占2/3，包括荷蘭光刻設(shè)備供應(yīng)商阿斯麥、德國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)英飛凌、英國(guó)芯片設(shè)計(jì)企業(yè)ARM、韓國(guó)制造商三星、日本光刻設(shè)備制造商尼康、中國(guó)臺(tái)灣芯片代工企業(yè)臺(tái)積電和芯片設(shè)計(jì)企業(yè)聯(lián)發(fā)科等[12]。

美國(guó)半導(dǎo)體聯(lián)盟的使命是呼吁制定并實(shí)施美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)相關(guān)政策，推動(dòng)美國(guó)半導(dǎo)體技術(shù)持續(xù)發(fā)展創(chuàng)新，以支持美國(guó)未來經(jīng)濟(jì)、關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施和國(guó)防裝備的升級(jí)，提高美國(guó)本土產(chǎn)能，減少對(duì)亞太地區(qū)半導(dǎo)體制造業(yè)的過度依賴[12]。

3.2 龍頭企業(yè)積極響應(yīng)

在美國(guó)政策推動(dòng)下，聯(lián)盟主要企業(yè)積極加大投入，英特爾、蘋果公司、三星電子等紛紛宣布擴(kuò)大產(chǎn)能。

英特爾宣布重啟制造產(chǎn)能擴(kuò)張戰(zhàn)略，包括投資 200 億美元在美國(guó)亞利桑納州建兩座新的 7 納米晶圓廠Fab 52 和Fab 62，預(yù)計(jì)2024 年全面投入運(yùn)營(yíng)后，新芯片廠將采用英特爾最先進(jìn)的制程技術(shù)，包括采用全新RibbonFET 和PowerVia 創(chuàng)新技術(shù)的英特爾20A（2 納米）工藝[13]。蘋果宣布在2024 年前投資超過10 億歐元在德國(guó)慕尼黑建設(shè)大型的歐洲硅設(shè)計(jì)中心，該設(shè)計(jì)中心將集中研發(fā)5G 連接和無線半導(dǎo)體及硬件[14]。三星電子計(jì)劃投資170 億美元在美國(guó)得克薩斯州建立新的晶圓廠，這將是三星電子在美國(guó)的第二座芯片工廠。三星電子在美國(guó)的這一新工廠建成之后，將采用先進(jìn)的5 納米極紫外（EUV）光刻膠芯片制造工藝，生產(chǎn)先進(jìn)的邏輯半導(dǎo)體。新工廠計(jì)劃在2024 年年底投入運(yùn)營(yíng)，將創(chuàng)造約1 800 個(gè)就業(yè)崗位[15]。臺(tái)積電投資 120 億美元，擴(kuò)大在美國(guó)亞利桑納州的投資設(shè)廠計(jì)劃，新建造六間晶圓工廠，直接創(chuàng)造 1 600 多個(gè)高技術(shù)專業(yè)職位[16]。此外，臺(tái)積電還計(jì)劃在美國(guó)再建一家先進(jìn)半導(dǎo)體技術(shù)制造工廠。美國(guó)半導(dǎo)體存儲(chǔ)制造商美光宣布計(jì)劃在2021 年至2031 年投資1 500 億美元用于存儲(chǔ)器制造和研發(fā)，包括提升其本國(guó)晶圓廠的潛在生產(chǎn)能力和規(guī)模[17]。

4 研判半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)，提出政策建議

美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)牽頭，聯(lián)合市場(chǎng)調(diào)研機(jī)構(gòu)和半導(dǎo)體行業(yè)機(jī)構(gòu)，發(fā)布了一系列計(jì)劃和報(bào)告，對(duì)美國(guó)半導(dǎo)體的技術(shù)研發(fā)、市場(chǎng)態(tài)勢(shì)、制造能力及就業(yè)情況等多方面進(jìn)行了深入了研究和剖析，并就美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的未來發(fā)展提出一系列舉措和建議。

2021 年1 月，美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)與美國(guó)半導(dǎo)體研究公司（SRC）聯(lián)合發(fā)布《半導(dǎo)體十年計(jì)劃》報(bào)告[18]，旨在加速重大芯片技術(shù)革新，推動(dòng)美國(guó)在人工智能、量子計(jì)算、先進(jìn)無線通信等半導(dǎo)體重要應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展。5 月，美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)與牛津經(jīng)濟(jì)研究院合作發(fā)布研究報(bào)告《芯片市場(chǎng)：美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)勞動(dòng)力及聯(lián)邦激勵(lì)措施如何增加就業(yè)》，分析了美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)對(duì)拉動(dòng)就業(yè)的積極影響以及聯(lián)邦政府大力投資國(guó)內(nèi)芯片制造將帶來的經(jīng)濟(jì)利益[19]。7 月，美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布《盤點(diǎn)中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)》白皮書，分析了中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈中的角色和作用、中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)策略、中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及遇到的挑戰(zhàn)，以及應(yīng)對(duì)中國(guó)日漸提升的半導(dǎo)體實(shí)力的措施[20]。9 月，美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布《2021 年美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)報(bào)告》，從新冠疫情對(duì)美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的影響及應(yīng)對(duì)，美國(guó)芯片法案和晶圓代工法案，全球芯片短缺和產(chǎn)業(yè)應(yīng)對(duì)舉措、市場(chǎng)及需求驅(qū)動(dòng)因素，美國(guó)市場(chǎng)份額及技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力、勞動(dòng)力就業(yè)情況，以及美國(guó)為保持產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力采取的舉措等多個(gè)維度分析了美國(guó)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)形勢(shì)[21]。

4.1 全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)

當(dāng)前全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)愈演愈烈，世界范圍內(nèi)的半導(dǎo)體芯片緊缺問題在全球范圍內(nèi)影響多個(gè)行業(yè)的發(fā)展以及國(guó)際經(jīng)濟(jì)形勢(shì)?！?021 年美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)報(bào)告》指出，2020 年和2021 年全球芯片緊缺，半導(dǎo)體行業(yè)一直努力增產(chǎn)來保證芯片供應(yīng)。為了滿足火熱的市場(chǎng)需求，前端晶圓廠的產(chǎn)能利用率普遍超過80%，甚至高達(dá)90%、100%。當(dāng)前，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正在加大制造和研發(fā)方面的投資，以滿足未來市場(chǎng)的增長(zhǎng)，全球的芯片制造商都在投資新的晶圓廠。半導(dǎo)體行業(yè)的資本支出也創(chuàng)造了歷史紀(jì)錄，2021 年的行業(yè)資本支出接近1 500 億美元，而在2021 年之前，此項(xiàng)數(shù)據(jù)從未超過1 150 億美元。疫情的影響和新興技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了半導(dǎo)體市場(chǎng)快速增長(zhǎng)。2019 年，全球半導(dǎo)體銷售額為4 123 億美元，在2020 年為4 404 億美元，增幅為6.8%。2020 年全球半導(dǎo)體需求最高的終端是電腦，占據(jù)了32.3%的全球半導(dǎo)體份額；其次是智能手機(jī)等通信終端，占據(jù)31.2%的份額；消費(fèi)電子、工業(yè)、汽車3 個(gè)領(lǐng)域終端產(chǎn)品分別占據(jù)12%、12%和11.4%的份額，政府終端份額僅為1%。

4.2 美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)芯片設(shè)計(jì)和制造情況

《2021 年美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)報(bào)告》指出，美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在芯片設(shè)計(jì)方面處于領(lǐng)先地位。美國(guó)無晶圓廠公司銷售額約占全球無晶圓廠公司銷售額的60%，一些自行設(shè)計(jì)的整合元件制造商（Integrated Device Manufacturer， IDM）也是美國(guó)公司。此外，美國(guó)在全球設(shè)計(jì)人才中所占的比重最大，這也凸顯了美國(guó)芯片設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)和學(xué)術(shù)生態(tài)系統(tǒng)的實(shí)力?？紤]到半導(dǎo)體設(shè)計(jì)在制造過程中增值的重要性，美國(guó)在這個(gè)生產(chǎn)階段擁有并保持領(lǐng)導(dǎo)地位至關(guān)重要。相比2013 年，美國(guó)半導(dǎo)體制造商逐漸開始更多地將前端晶圓廠產(chǎn)能設(shè)在新加坡、中國(guó)臺(tái)灣、歐洲、日本等地區(qū)。2013 年，約57%的美國(guó)半導(dǎo)體制造商晶圓產(chǎn)能位于美國(guó)；2020 年，這一數(shù)字降到了43%。2011 年至2021 年，海外芯片制造產(chǎn)出的平均增長(zhǎng)率是美國(guó)的5 倍。事實(shí)上，全球3/4 的芯片制造能力集中在東亞地區(qū)，中國(guó)大陸很可能在2030 年占據(jù)全球最大的芯片制造份額。

目前，在制造工藝技術(shù)方面，美國(guó)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于亞洲。美國(guó)還沒有10 納米以下的先進(jìn)邏輯能力，亞洲已經(jīng)實(shí)現(xiàn)5納米工藝技術(shù)，3納米技術(shù)即將問世[22]。在28 納米以上的邏輯能力方面，美國(guó)也遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于亞洲。存儲(chǔ)器制造技術(shù)方面，美國(guó)在動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（DRAM）和立體閃存設(shè)備（3D-NAND）領(lǐng)域恢復(fù)了競(jìng)爭(zhēng)力，美國(guó)企業(yè)正在全面接受極紫外光刻技術(shù)。美國(guó)公司也走在使用3D 異質(zhì)集成的先進(jìn)封裝技術(shù)的前沿。此外，美國(guó)還在一些新興的制造技術(shù)方面處于領(lǐng)先地位，例如復(fù)合半導(dǎo)體。

4.3 美國(guó)半導(dǎo)體研發(fā)投入和市場(chǎng)情況

美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)在研發(fā)密集活動(dòng)方面處于世界領(lǐng)先地位，包括半導(dǎo)體研發(fā)和芯片設(shè)計(jì)等?！?021 年美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)報(bào)告》顯示，美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的研發(fā)支出一直處在高位，從2000 年到2020 年，美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的研發(fā)支出以每年約7.2%的復(fù)合增長(zhǎng)率增長(zhǎng)[21]。2020 年，美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在研發(fā)方面的投資總額為440 億美元。在美國(guó)所有產(chǎn)業(yè)中， 美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的研發(fā)投入占銷售額的比重僅次于制藥和生命科學(xué)產(chǎn)業(yè)。在全球競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手為與美國(guó)競(jìng)爭(zhēng)而增加研發(fā)投資的情況下，美國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)的研發(fā)投入占銷售額的比例比其他任何國(guó)家都要高。這些對(duì)高水平研發(fā)的再投資推動(dòng)了美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)的創(chuàng)新，并在美國(guó)各地創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì)。

雖然美國(guó)占全球芯片制造份額有所下降，但2020 年美國(guó)半導(dǎo)體公司的銷售額仍占據(jù)了全球市場(chǎng)額度的近50%，韓國(guó)、日本、歐洲、中國(guó)等國(guó)家和地區(qū)企業(yè)所占市場(chǎng)份額分別為20%、10%、10%和12%。在全球銷售市場(chǎng)的領(lǐng)先地位使美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)能夠在研發(fā)方面投入更多資金，這反過來有助于確保美國(guó)持續(xù)的銷售領(lǐng)先地位。在全球市場(chǎng)占有率的領(lǐng)先地位又能使美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)持續(xù)受益于創(chuàng)新的良性循環(huán)，這得益于美國(guó)高技能工程人才和蓬勃發(fā)展的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)，特別是來自領(lǐng)先大學(xué)的創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)。

4.4 美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)對(duì)就業(yè)和經(jīng)濟(jì)的影響

《芯片市場(chǎng)：美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)勞動(dòng)力及聯(lián)邦激勵(lì)措施如何增加就業(yè)》和《2021 年美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)報(bào)告》指出，美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)對(duì)其國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)至關(guān)重要。美國(guó)從事半導(dǎo)體設(shè)計(jì)、制造、測(cè)試和研發(fā)的人員超過27.7 萬(wàn)，能夠影響2 600 多萬(wàn)美國(guó)工人，每個(gè)半導(dǎo)體崗位都會(huì)額外制造5.7 個(gè)工作崗位。2020 年，美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)就創(chuàng)造了185 萬(wàn)個(gè)工作崗位。美國(guó)聯(lián)邦政府500 億美元的半導(dǎo)體投資計(jì)劃預(yù)計(jì)將在2021—2026 年建造19 家新的半導(dǎo)體制造工廠，平均每年創(chuàng)造18.5 萬(wàn)個(gè)臨時(shí)工作崗位，拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)年增長(zhǎng)246 億美元；2026 年后將為美國(guó)增加28 萬(wàn)個(gè)長(zhǎng)期就業(yè)崗位，其中包括4.2 萬(wàn)個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)直接就業(yè)崗位。

除了創(chuàng)造就業(yè)，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)對(duì)GDP 的影響也十分重要。2020 年美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)對(duì)GDP 的總影響達(dá)2 464 億美元，還創(chuàng)造了1 608 億美元的收入，覆蓋范圍包括建筑、金融等不同領(lǐng)域。在出口方面，2020 年美國(guó)半導(dǎo)體總出口額達(dá)490 億美元，僅排在飛機(jī)、成品油和原油之后。

4.5 美國(guó)半導(dǎo)體技術(shù)未來研究方向

《半導(dǎo)體十年計(jì)劃》報(bào)告指出，美國(guó)信息通信技術(shù)占全球半導(dǎo)體市場(chǎng)份額的70%以上。因此，美國(guó)針對(duì)信息通信技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和需求，提出模擬電子技術(shù)、內(nèi)存/存儲(chǔ)、通信、安全、節(jié)能計(jì)算五大半導(dǎo)體應(yīng)用領(lǐng)域面臨的重大變革、研究目標(biāo)和優(yōu)先研究方向。

在模擬電子技術(shù)領(lǐng)域，報(bào)告認(rèn)為重大變革是通過模擬硬件的根本性突破來研制能夠感知、傳感和推理的更智能的機(jī)器接口。在內(nèi)存/存儲(chǔ)領(lǐng)域，重大變革在于內(nèi)存需求的增長(zhǎng)將超過全球硅芯片供應(yīng)，為全新的內(nèi)存和存儲(chǔ)器解決方案帶來機(jī)遇。在通信領(lǐng)域，重大變革是隨時(shí)可用的通信技術(shù)需要新的研究方向，以解決通信容量與數(shù)據(jù)生成速率之間的不平衡。在安全領(lǐng)域，重大變革是需要突破硬件研究障礙，應(yīng)對(duì)高度互聯(lián)系統(tǒng)和人工智能系統(tǒng)面臨的安全挑戰(zhàn)。在節(jié)能計(jì)算領(lǐng)域，重大變革是與全球能源生產(chǎn)相比，日益增長(zhǎng)的計(jì)算能源需求正在產(chǎn)生新的風(fēng)險(xiǎn)，新的計(jì)算模式提供了大幅提高能效的機(jī)會(huì)[18]。

4.6 提出美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的措施建議

針對(duì)美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)的短板，美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)在《2021 年美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)報(bào)告》中提出了四點(diǎn)建議：一是加強(qiáng)投資美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)，包括制定投資稅收抵免政策等，以刺激創(chuàng)新；二是加強(qiáng)美國(guó)技術(shù)人才實(shí)力，改善教育體系，并吸引外國(guó)技術(shù)人才移民；三是促進(jìn)自由貿(mào)易和知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，擴(kuò)大信息技術(shù)協(xié)定；四是加強(qiáng)和盟友合作，認(rèn)識(shí)到半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的全球?qū)傩?，打造更有利于增長(zhǎng)、創(chuàng)新和供應(yīng)鏈彈性的監(jiān)管和法律環(huán)境。

針對(duì)未來半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展方向，《半導(dǎo)體十年計(jì)劃》報(bào)告呼吁聯(lián)邦政府每年投入34 億美元研發(fā)資金，鞏固美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的全球領(lǐng)導(dǎo)地位。

針對(duì)中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，《盤點(diǎn)中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)》白皮書建議美國(guó)應(yīng)在國(guó)際貿(mào)易規(guī)則和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境方面與盟友合作，加大對(duì)美國(guó)國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的投資力度，制定新的全球規(guī)則和標(biāo)準(zhǔn)，改善市場(chǎng)準(zhǔn)入等，從而應(yīng)對(duì)中國(guó)日益增強(qiáng)的半導(dǎo)體實(shí)力。

5 啟示及建議

美國(guó)政府和美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)所采取的一些舉措旨在強(qiáng)化其在世界半導(dǎo)體行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)地位?！睹绹?guó)半導(dǎo)體激勵(lì)法案》一旦獲批，通過在科技和產(chǎn)業(yè)的投入，將推動(dòng)美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)重振；半導(dǎo)體聯(lián)盟的成立標(biāo)志著美國(guó)向增強(qiáng)半導(dǎo)體供應(yīng)鏈彈性邁出戰(zhàn)略性的一步；供應(yīng)鏈評(píng)估報(bào)告提出的一攬子扶持措施的落實(shí)將改善美國(guó)半導(dǎo)體制造生態(tài)系統(tǒng)，助力美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展和供應(yīng)鏈安全；加強(qiáng)與日韓歐盟等盟友的合作，將提升美國(guó)半導(dǎo)體供應(yīng)鏈安全。美國(guó)通過芯片相關(guān)企業(yè)實(shí)體獲得半導(dǎo)體供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)后，將對(duì)我國(guó)相關(guān)企業(yè)產(chǎn)生不利的影響。

近年來，我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在國(guó)家科技計(jì)劃和政策支持下取得了快速發(fā)展。面對(duì)國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)新的競(jìng)爭(zhēng)格局，我國(guó)應(yīng)積極應(yīng)對(duì)，制定半導(dǎo)體領(lǐng)域發(fā)展戰(zhàn)略和協(xié)同措施，做好近、中、遠(yuǎn)期的重點(diǎn)任務(wù)的統(tǒng)籌和協(xié)調(diào)。加大科技投入，建立我國(guó)半導(dǎo)體領(lǐng)域國(guó)家戰(zhàn)略科技力量，充分發(fā)揮半導(dǎo)體領(lǐng)域的國(guó)家級(jí)科研機(jī)構(gòu)、具有學(xué)科優(yōu)勢(shì)的高校以及科技創(chuàng)新型企業(yè)的作用，集中優(yōu)勢(shì)力量加快研發(fā)和創(chuàng)新速度，實(shí)現(xiàn)我國(guó)在半導(dǎo)體領(lǐng)域的科技自立自強(qiáng)。積極布局產(chǎn)業(yè)鏈，確保我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全，建立保障我國(guó)供應(yīng)鏈安全的彈性機(jī)制，發(fā)揮我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟在整合產(chǎn)業(yè)鏈上下游中的作用。加大優(yōu)惠政策，推動(dòng)我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境的建設(shè)，鼓勵(lì)半導(dǎo)體領(lǐng)域企業(yè)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，加強(qiáng)企業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)意識(shí)，培育具有核心競(jìng)爭(zhēng)力的龍頭企業(yè)。加大我國(guó)本土半導(dǎo)體科技人才和產(chǎn)業(yè)人才的教育和培養(yǎng)力度，加快優(yōu)勢(shì)高校新設(shè)立的集成電路學(xué)院的建設(shè)和人才培養(yǎng)。多渠道進(jìn)行國(guó)際科技合作，確保我國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。