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半导体供应链全球化的撕裂与代价

2023-10-01张锐

上海企业 2023年2期
关键词:半导体供应链芯片

张锐

无论是手机与电脑,还是汽车与飞机,抑或是5G设备与军用武器,芯片都成了嵌入其中且不可或缺的核心与关键元器件,由此牵引着芯片或者半导体产业上升到全球科技发展的战略与头部位置,世界各主要经济体围绕着半导体产业链所展开的竞争也日益加剧,国际芯片市场因此被烘托得波云诡谲的同时,大国与强国之间运用半导体作为博弈工具展开地缘政治、科技主权以及国家安全等诸多层面的激烈制衡也甚嚣尘上,全球半导体供应链在许多国家基于本身利益最大化的政策布局力量肢解下正面临着撕裂与碎片化风险。

本土化加剧下的马太效应

半导体供应链是一个端到端的完整体系,不仅包括前端的研发,也包括上游的设计与中游的制造以及下游的封测和后端的销售、服务与技术支持,此外还包含半导体设备和材料。过去半个多世纪,半导体供应链一直按照摩尔定律向前发展,虽然因国家和地区之间技术与要素禀赋的不同,半导体企业的分布呈现出区域化与聚集化格局,但总体上也并未影響产业的全球化协调运转与市场供求的畅通,直到最近一年因主要经济体政策驱动下的本土化强化才发生畸变和转向。

根据《芯片与科学法》,从2022年至2026年,美国专门斥资527亿美元为在美投资芯片的研发与制造的企业提供补贴,同时附加25%的税收抵免优惠,总共税收抵免金额达240亿美元。美国的自我优先政策引来了欧盟的追随。按照《欧洲芯片法案》,到2030年欧盟将为欧洲的芯片制造、试点项目和创业项目提供450亿欧元的资金,同时允许成员国政府对更广泛的芯片企业提供补贴,而不仅仅是最先进的芯片,补贴可覆盖在计算能力、能源效率、环境效益和人工智能方面带来创新的芯片,目的是将欧盟在全球芯片生产中目前8%的份额提升到20%。

在亚洲,日本确立的“半导体数字产业战略”明确要加强与海外伙伴的合作,联合开发尖端半导体制造技术并确保生产能力,把合作伙伴的部分供应链转移到日本,为此,日本经产省已向台积电、美国芯片制造商美光、铠侠及其西部数据提供补贴,同时由索尼集团公司和NEC公司牵头,日本政府注资5亿美元、其他参与者各投资约700万美元的Rapidus芯片财团也高调落地。与日本比肩,韩国发布了“K-半导体战略”,提出到2030年向半导体领域投资510万亿韩元,同时韩国国会通过的《半导体特别法》将对半导体企业设备投资的税收支持从6%—10%提高至8%—12%。

观察发现,欧美日韩等国实施与强化半导体供应链的本土化存在着十分一致的战略性诉求,即在确保自己绝对优势的前提下全力补齐供应链的局部短板,以实现对半导体全产业链的全程控制,从而摆脱对外界的依赖。如美国在芯片设计领域处在全球最顶部位置,其政策创新争取的重点就是半导体制造企业以及半导体设备与材料供应商,相反欧盟在半导体设备与材料方面占据领先优势,其政策目标所要聚集的就是具有竞争力的全球半导体制造公司,而日本同样在半导体设备与材料端保持龙头地位,其政策诉诸方向就是扩大晶圆制造能力。韩国的芯片制造能力也十分强大,政策引力的重点就是扩大半导体设备以及材料产业的自控度。

特定的政策导向已经引起了全球半导体企业有规制性的定向增资和进行资本与要素的新布局。在美国,规模为200亿美元的英特尔新工厂已开工奠基,同时美光科技宣布计划投资150亿美元在爱达荷州博伊西市建立新工厂,并将在未来20年内斥资1000亿美元在美国纽约州兴建大型晶圆厂。不仅如此,韩国SK集团在密歇根州建立了名为半导体晶圆厂,三星、台积电也将5nm、3nm芯片制成生产能力移入美国,而随着晶圆厂未来的持续扩产也带来了上游产业链的强劲需求,关东化学、三菱瓦斯等半导体材料与设备供应商均宣布在美增资建厂。在欧洲,除了本土的意法半导体、英飞凌等企业纷纷表示加大数十亿欧元在法国与德国的投资外,英特尔已官宣在德国萨克森-安哈尔特州初步投资170亿欧元并于2023年上半年开建两家半导体制造厂,同时台积电和三星也明确表示将在欧建厂。在日本,除了佳能公司斥资380亿日元计划于2023年下半年在宇都宫地区新建半导体光刻设备产能外,台积电的日本熊本厂已于2022年开始建设并将于2024年底开始投产,投资规模达70 亿美元。而在韩国,三星电子正在不遗余力地配合政府引入光刻胶产能。这种基于加强本土化的产能争夺导向势必使本已不平衡的全球半导体供应链布局更趋分化,马太效应进一步彰显。

贸易壁垒下的供应链分叉

标准普尔前不久发布了一个有趣的研究报告,指出全球芯片供应链存在着分叉的风险,而导致这场风险的最根本原因则是地缘政治,同时标准普尔强调,全球半导体供应链的分叉将是一个十分痛苦与昂贵的过程。虽然标准普尔的用词较为学术化,但透过近几年地缘政治的力量博弈其实不难看出相关问题的子丑寅卯。

特朗普执政时期,美国就出台了具有量身定制意义的“外国直接产品规则”(FDPR),在只有120天宽限期的出口管制高压下,华为、中兴等中国企业不得不超量采购芯片,同时台积电等供应商只能集中力量仓促供货,市场供求因FDPR的压迫一时完全乱了阵脚,全球半导体供应链遭遇严重干扰。承接前任衣钵,拜登推出的《芯片和科学法》公开提出凡是接受美国政府资助的企业不可以到中国大陆建设先进节点半导体制造厂,而且越来越多的中国企业被列入美国商务部 的“实体清单”以及“未经验证清单”(UVL)之中,遭到FDPR的严厉限制与打压。不仅如此,美国商务部还出台了《出口管制条例》,除了涉及芯片和芯片制造技术的出口限制外,禁止所有美国公司向中国出口高端芯片制造设备,同时禁止美国公民参与中国芯片行业,并禁止第三方国家与目标公司参与同中国企业的芯片交易。

其实,除了美国对中国的半导体进出口频繁设堵之外,因地缘政治格局恶化而冲击全球半导体供应链的结果也在其他地区屡有发生。俄乌战争暴发,美国率先宣布对俄罗斯进行出口管制,欧盟、日本、澳大利亚、英国、加拿大等也加入到制裁行列,结果加剧了全球半导体供应链的中断格局,进一步放大了全球供应链的脆弱性。因历史遗留问题,日本也在半导体出口管制上对韩国抡拳动粗,宣布对出口韩国的氟聚酰亚胺、抗蚀剂和高纯度氟化氢等半导体材料进行出口管制,而且日本国会通过的《经济安全保障推进法案》也允许政府建立对半导体、蓄电池等战略物资供应链进行调查的机制,同时政府拥有调查原材料供货商及库存的权限。

单方面针对特殊目标对象架设与抬高贸易壁垒的同时,全球半导体供应链上的主导力量也正在基于特殊目的而朝着集团化与联盟化的方向集结。一方面,美国正在推动由自己主控,有日本、韩国和中国台湾参加的“芯片四方联盟(Chip 4)”,该联盟试图运用美国掌握芯片设计、日本掌握半导体材料、韩国和中国台湾掌握先进芯片产能的从分工优势,将中国从半导体供应链排除出去,甚至可以形成针对中国芯片进口需求的管制闭环。策应盟主的主张,日本计划拨款24 亿美元与美国的合作,在本世纪后半叶开发和量产电路线宽为2nm的先进半导体,此举虽看上去是一种纯粹的商业行为,但由于双方在某个特定的钳制对象上极容易达成一致,因此不排除产业合作上的排他性目的。

外溢的风险与代价

从经济学的角度审视,任何一个商品与服务的供应链全球化应当包括以下几个方面:一是投资的无国界化,即除了限制性领域外,资本遵循着成本最低与收益最大的原则在全球不同区域与国家进行自主与自由性选址与建厂;二是贸易的无门槛化,即除了禁止性商品与服务外,其他商品与服务遵循着快捷化与便利化原则在全球范围内自由流动;三是资源与要素配置的最优化,即企业遵循路径最短与时效最高原则在全球获取资本、信息、技术与劳动力等资源要素并进行高效安排与处置。当然,以上表述只是一种纯理论性综合诉求,诸多事实表明,半导体供应链全球化不仅目前做得不到位,而且面临着逆全球化阴霾的覆盖与侵蚀。按照台积电董事长张忠谋的话就是:“半导体行业全球化几乎已经死亡,自由贸易也快死了”,只是这种真实悲观的背后可能隐藏着更大的产业变局风险与代价。

首先,就本土化而言,任何一个国家试图在半导体供应链形成闭环格局的可能性非常之小,并且将原有的产业链全球化割裂为产能分布的碎片化也势必延缓半导体产业的未来进程。半导体供应链涉及的内容极其广泛,产业门类种类众多,全球供应链已经构成了半导体的根基。根据波士顿咨询的估计,如果全球主要国家和地区各自建立完整的半导体本地供应,需要投入9000亿~12250亿美元的前期投资以及450亿~1250亿美元的增量年运营成本,同时,美国集成电路协会评估,建立自给自足的美国本土供应链将需要至少1万亿美元的预先投资,且芯片价格总体上涨35%至65%。如此巨大的成本代价不是所有国家能够承受的,而即便是勉强可以承受,但建立一个半导体供应链也至少需要10年时间,各国分散独立布局与画地为牢的结果,只会在技术和市场成熟度等方面对半导体产业的进程构成拖曳与掣肘。

其次,就出口管制与联盟合作而言,任何基于对特定目标对象而采取的选择性政策安排与实际行动,最终结果只能是杀敌八百自损一千。就美国来说,尽管针对中国架设起来的贸易壁垒必然削弱中国的半导体产业赶超速度,但同时也会让自己遭遇巨大的商业损失。作为美国芯片产业的最大出口市场,中国贡献了美国全球市场的35%,据波士顿咨询公司等机构估計,如果美国采取对华“技术硬脱钩”政策,将会使美国半导体企业丧失全球市场中37%的收入,相应地减少1.5万个至4万个高技能工作岗位。更为重要的是,在美国“胡萝卜+大棒”力量的诱逼之下,众多半导体跨国公司被迫“选边站”,结果就是无奈“躺枪”。就韩国来说,近40% 的半导体出口流向中国大陆,并且中国也是三星电子和SK海力士的最大海外出口市场,如果屈从美国而限制与中国大陆客户的交易,韩国半导体企业所付出的代价可想而知。总体而言,在出口收益被显著压缩的前提下,企业必然会减少研发支出,结果也势必抑制全球半导体供应链的创新活跃度与拉长产品迭代周期。

再次,就半导体供应链的固有趋势而言,任何违背规律的人为拆解与割裂必将带来全球产业配置与国际贸易的紊乱。目前,半导体产业发展进入了加速创新、跨界融合的新时期,一方面集成电路技术向异构化、多元化、多技术融合发展,产业链分工呈现进一步的细化趋势。另一方面,新材料、新工艺、新结构推动晶圆制造技术也在发生重大变革,加之产业生态变革创新加速,产业链环节分工界限在逐渐模糊,上下游相互交叉、渗透的态势愈趋明显。不仅如此,从国际贸易门类的排位看,半导体已成紧跟石油和汽车之后,贸易额排在了第三位的产品,具有显著的全球化特征。因此,漠视上述生态环境,主观上恶意撕裂全球市场网络,只会导致产业资源的错配,同时引来非正常的地缘竞争与频繁的国际贸易摩擦,最终危及全球半导体供应链的安全性。

最后,必须强调,意图谋求全球半导体供应链重构的本轮系列行动直接由美国发动与推动,其他主要国家则是被动而无奈地裹挟进去,遏制与打压的主要目标就是中国的半导体产业,只是这种极端做法必然会倒逼中国放弃一切幻想并更加快捷与更为深度地进入到半导体产业自主发展的轨道上来,同时更大程度地聚举国之力突破产业瓶颈,进而累积出强大的后发优势。据世界知识产权组织公布的2022年全球创新指数,中国已经跃升为全球第11名,超过日本、法国和英国等发达国家,而从半导体产业看,中国有着较为完整的上下游产业链,并形成了以上海为中心的长三角地区、以北京为中心的环渤海地区、以深圳为中心的泛珠三角地区和以武汉、成都为代表的中西部地区四大产业集聚区,行业集群效应显著,同时在2022年世界上增长最快的20家芯片行业公司中,中国多达19家企业上榜,并且中国已涌现出50家半导体独角兽,而更重要的是,中国半导体产业产值已突破1万亿元人民币,后续需求市场强劲。因此,对于中国半导体产业而言,外部制裁虽必然产生阵痛,但阵痛后迎来的一定就是新生。

(作者系中国市场学会理事、经济学教授)

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