芯東西 4 月 6 日消息，近期美國產(chǎn)經(jīng)智庫 Employ America 梳理了過去 50 年間美國半導體發(fā)展的歷史，認為產(chǎn)業(yè)政策在半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中起著關(guān)鍵作用。
從上世紀 80 年代起，為了與日本、韓國等國家的半導體公司競爭，美國的半導體政策逐漸向縮減運營成本、提高公司利潤等方向傾斜，忽略了對于半導體供應鏈的構(gòu)建，使半導體產(chǎn)業(yè)圍繞巨頭形成了一套脆弱的供應鏈。
在 Employ America 看來，這種政策傾斜需要對目前美國芯片制造能力的衰落負一定責任。而對于半導體產(chǎn)業(yè)來說，正確的產(chǎn)業(yè)政策可以更好的保證供應安全，也能夠促進技術(shù)創(chuàng)新。
01. 美國半導體早期政策：多元化供應、實現(xiàn)技術(shù)共享
根據(jù) Employ America 介紹，在半導體行業(yè)誕生之初，美國政府就通過產(chǎn)業(yè)政策幫助建設(shè)半導體多元化生態(tài)，確保技術(shù)上的進步也能在經(jīng)濟上帶來好處。
60 年代以前，電子技術(shù)剛剛起步，美國國防部（DoD）就是美國半導體市場上最大的客戶。很多企業(yè)之所以能夠發(fā)育壯大，都是依靠美國國防部的訂單。一方面，美國國防部的采購協(xié)議保證了市場的穩(wěn)定性，很多小公司可以放心擴充產(chǎn)能；另一方面，美國國防部依靠訂單得到的的準監(jiān)管能力確保了半導體生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)建和技術(shù)進步的多元化。
由于美國國防部十分關(guān)心其半導體供應鏈安全，因此它對半導體供應和技術(shù)安全提出了很高的要求，比如 “第二來源”策略要求美國國防部采購的任何芯片至少由兩家公司生產(chǎn)；該策略還將采購和技術(shù)轉(zhuǎn)讓聯(lián)系起來，要求貝爾實驗室等大型研發(fā)部門公布技術(shù)細節(jié)并許可其他公司使用該技術(shù)。美國國防部的這種要求也直接促進了美國半導體公司之間的對話與技術(shù)共享。
對于美國國防部來說，“第二來源”策略確保了供應鏈的穩(wěn)定。而對于整個行業(yè)來說，該政策加快了創(chuàng)新步伐，并使新技術(shù)迅速遍及整個行業(yè)。
事實上，當新技術(shù)在整個供應體系中自由移動時，所有公司都能獲得享受到技術(shù)進步帶來的好處；美國國防部的訂單也確保了投資者愿意增加支出，投資新技術(shù)。
這種競爭環(huán)境加上當時的反壟斷法，令很多小公司進入了野蠻擴張，美國模擬器件巨頭德州儀器就是借此獲得技術(shù)進入半導體行業(yè)。通過這種方式，在不斷地技術(shù)創(chuàng)新下，美國國防部保證了其工業(yè)能力的連貫性和針對性。
更重要的是，這一戰(zhàn)略下，半導體技術(shù)開發(fā)優(yōu)先于任何單個公司的收入最大化或成本最小化，讓半導體行業(yè)不受所謂的 “市場規(guī)律”影響，將重點放在創(chuàng)新和生產(chǎn)上，沒有追求狹義上的經(jīng)濟成功。
然而，到 20 世紀 60 年代末，該行業(yè)發(fā)展得如此之快，以至于政府采購已變得相對不重要，此時國防軍事采購只占不到 1/4 的市場，國防部通過 “第二來源”合同獲得的監(jiān)管能力被大大削弱。
▲藍色柱狀圖為美國半導體公司營收，紅色曲線為美國政府采購所占比例（來源：ICE 半導體數(shù)據(jù)）
這種情況下，商業(yè)客戶和私營公司成為了更重要的采購商，政府的采購和指導變得相對不那么重要。在商業(yè)應用的推動下，1970 年成為了美國半導體產(chǎn)業(yè)的一個黃金時代。
因為美國國防部尋求專門解決軍事問題的電子技術(shù)解決方案，尤其是開發(fā)非硅基或不受輻射影響的半導體等應用范圍狹窄的技術(shù)，美國軍方和商業(yè)客戶的需求開始出現(xiàn)分歧。
1970 年代，在美國政府支持、協(xié)調(diào)逐漸減少的情況下，商業(yè)半導體市場開始蓬勃發(fā)展，小型公司和大型公司并存，MOS IC、微處理器、DRAM 等新發(fā)明將整個行業(yè)推向了新的高度。
當時，國際競爭的缺乏和市場的蓬勃發(fā)展，也確保了無論是創(chuàng)新還是利潤，大多數(shù)半導體投資都可以帶來豐厚的回報。
02.1980 年代：激烈的國際競爭促使政策轉(zhuǎn)型
只是好景不長，1980 年代，由于日本公司的快速崛起，美國開始失去了國際貿(mào)易市場和技術(shù)優(yōu)勢。在日本國際貿(mào)易產(chǎn)業(yè)?。∕inistry of International Trade and Industry）的產(chǎn)業(yè)政策指導下，日本也建立了與此前美國類似的半導體政策：國家集中統(tǒng)一的計劃指導、采購協(xié)議和低利率貸款。
由于此時半導體市場規(guī)模相比 60 年代已經(jīng)增長了許多，日本政府采取了比美國更加嚴厲的政策，幫助建設(shè)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施、協(xié)調(diào)計算機、半導體等領(lǐng)域的企業(yè)發(fā)展等。隨著東芝等公司在 DRAM 這個最大的半導體細分市場之一占據(jù)主導地位，日本開始成為美國半導體行業(yè)的主要競爭對手。
▲日本與美國半導體銷售情況對比（來源：ICE 半導體數(shù)據(jù)）
日本公司的競爭對美國半導體市場產(chǎn)生了巨大影響，其動蕩使許多美國公司永久退出了 DRAM 市場。作為回應，美國半導體協(xié)會開始游說美國政府保護美國免受日本 “傾銷”的影響，同時成立了半導體研究公司（SRC），組織、資助商業(yè)半導體研究。
此外，在美國政府資助下，14 家半導體公司還組建了半導體制造技術(shù)戰(zhàn)略聯(lián)盟 SEMATECH。最初該聯(lián)盟負責促進企業(yè)之間的橫向合作，很快 SEMATECH 轉(zhuǎn)向關(guān)注供應商和制造商之間的垂直整合，以最小化成本。
由于技術(shù)和經(jīng)濟因素的共同作用，傳統(tǒng)的垂直整合公司在 20 世紀 80 年代開始解體。鑒于當時的經(jīng)濟形勢，在競爭激烈的全球市場上，沒有人有興趣投資低附加值的生產(chǎn)。
▲美國半導體公司 IC 營收（來源：ICE 半導體數(shù)據(jù)）
MOS 晶體管的出現(xiàn)使得晶圓代工變得更加劃算，于是半導體巨頭開始兼并小廠商，傳統(tǒng)的 IDM（Integrated Device Manufacture）模式開始解體。
在 IDM 模式下，半導體公司需要負責芯片設(shè)計、制造、封裝、測試等多個流程，會導致公司規(guī)模龐大、管理成本較高、運營費用較高、資本回報率偏低。與之對應的是代工（foundry）模式，芯片的設(shè)計、制造、封裝、測試等各個環(huán)節(jié)交由專門的公司負責，資產(chǎn)較輕，成本相對較低，更為靈活。因此，臺積電等大型代工廠商與只專注芯片設(shè)計的無晶圓廠（fabless）半導體公司共存。
美國工業(yè)界對這一戰(zhàn)略的擁護在短期內(nèi)取得了成功，使得 1990 年代美國半導體市場份額有所復蘇。同時，日本則開始面臨韓國公司的競爭。但從政策角度看，美國的半導體產(chǎn)業(yè)政策仍未起到太大作用。
相反，日本、韓國等產(chǎn)業(yè)政策通過國內(nèi)整合、壟斷、采取貿(mào)易保護并加大科學研究資金取得了很好的效果。此前，美國 “第二來源”政策雖然加快了創(chuàng)新步伐，并確保了單個公司的失敗無法動搖整個生態(tài)鏈供應。
但是該政策也意味著大量的重復投資，很多美國公司雖然依靠 IDM 模式在發(fā)掘技術(shù)潛力、設(shè)計制造協(xié)同方面做的不錯，在激烈的市場競爭中，這些公司卻往往由于成本較高而無法產(chǎn)生足夠盈利能力。1990 年代，美國半導體產(chǎn)業(yè)開始實施科學技術(shù)政策。
該政策的重點是去除產(chǎn)業(yè)內(nèi)的重復和冗雜，使得投資價值最大化，節(jié)省企業(yè)成本，增強半導體公司競爭力。
▲1994 年的美國國家半導體技術(shù)路線圖（來源：美國半導體產(chǎn)業(yè)協(xié)會）
此時，美國半導體行業(yè)的重點已從創(chuàng)建具有強大供應鏈的生態(tài)系統(tǒng)，轉(zhuǎn)變?yōu)閰f(xié)調(diào)公私機構(gòu)、無晶圓廠設(shè)計公司、設(shè)備供應商和行業(yè)頭部玩家之間的復雜關(guān)系。
同時，更寬松的貿(mào)易政策和運輸能力的提升也使無晶圓廠半導體公司流行開來，因為這樣更加經(jīng)濟，資產(chǎn)負擔也最輕。在這樣的分工下，美國半導體公司不需要投入大量研發(fā)費用，政府也可以避免大規(guī)模的投資支出。
過去幾十年，美國構(gòu)建強大供應鏈的產(chǎn)業(yè)政策促進了大規(guī)模就業(yè)，大量技術(shù)工人集中在行業(yè)內(nèi)部，也在某種程度上成為了技術(shù)創(chuàng)新的來源，《經(jīng)濟地理（Economic Geography）》雜志 “無貿(mào)易的相互依存（untraded interdependencies）”一文解釋了半導體行業(yè)工人大群體的融合對該行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的重要性。
在激烈的市場競爭中，為了降低成本提高效率，縮減勞動成本占了上風。企業(yè)認為，將大量工人集中在一個環(huán)節(jié)是浪費、效率低下的，如果能夠縮小公司規(guī)模，其競爭力就會大大增強，但這種縮減很大程度上犧牲了企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新能力。
▲半導體產(chǎn)品附加值與半導體行業(yè)雇傭人數(shù)對比（來源：美國人口普查局）
理論上，在科學技術(shù)政策的指導下，政府能夠協(xié)調(diào)企業(yè)相互矛盾的需求，又不會在技術(shù)上進一步落后。但是因為美國政府也在節(jié)省開支，無法提供足夠的財政補貼，最終美國不得不允許所有半導體公司在不犧牲技術(shù)發(fā)展的情況下削減成本、追求利潤。
當很多公司削減開支時，這種集體行為進一步削弱了美國公司的技術(shù)創(chuàng)新能力。短期內(nèi)，這種策略是成功的，美國花少得多的錢恢復了技術(shù)優(yōu)勢，私人企業(yè)將研發(fā)重點集中在了領(lǐng)先現(xiàn)有技術(shù)的下一兩個節(jié)點上，而更長期的研究則由政府資助的研究人員進行。但是長期來看，美國半導體風光之下潛伏著眾多危險。
03.2000 年之后：制造優(yōu)勢不再
在美國科學技術(shù)政策指導之下，“消除冗雜”和 “增加脆弱性”就是半導體供應鏈中硬幣的兩面。大量技術(shù)工人的聚集不僅有助于企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新，同時也在培養(yǎng)其下一代工程師與技術(shù)人員。在去工廠、輕資產(chǎn)的運營理念下，雖然每家半導體公司的資產(chǎn)負債表看起來更加穩(wěn)健，美國芯片制造的優(yōu)勢卻已經(jīng)轉(zhuǎn)向中國臺灣、韓國等其他地區(qū)。
因為持續(xù)到投資不足、芯片產(chǎn)能嚴重下降，數(shù)十年來縮減勞動力成本也使技術(shù)人員和工程師數(shù)量下滑嚴重。Employ America 認為，這些問題是美國半導體企業(yè)長期追求高利潤、低成本所造成的，行業(yè)巨頭和無晶圓廠半導體公司創(chuàng)造了一個搖搖欲墜的生態(tài)系統(tǒng)。
與此前美國國防部類似，這些行業(yè)巨頭在行業(yè)研究和投入的優(yōu)先級上占優(yōu)絕對優(yōu)勢，像英特爾的主要買家可以圍繞其需求構(gòu)建行業(yè)供應鏈，一般來說這種脆弱的供應鏈在成本上具有很大優(yōu)勢，但是當新冠肺炎疫情等事件爆發(fā)時，整個行業(yè)就會面臨各種沖擊，而針對短期盈利的供應鏈無法提供足夠的緩沖，也就會面臨當下的種種問題。
▲無晶圓廠半導體公司增長（來源：全球半導體聯(lián)盟、美國半導體產(chǎn)業(yè)協(xié)會）
從技術(shù)角度來看，當技術(shù)進步圍繞這些巨頭時，由于缺乏競爭對手，如果巨頭的技術(shù)路線發(fā)生錯誤，很可能會阻礙整個行業(yè)的發(fā)展。
而當半導體公司通過構(gòu)筑專利墻就可以盈利必要時，那么研究、設(shè)計和構(gòu)想就會優(yōu)先于實施、生產(chǎn)和投資。這也是無晶圓廠半導體公司興起的原因。
▲美國公共（非國防）研發(fā)支出（來源：美國科學促進協(xié)會）
但是，有時候優(yōu)先考慮研發(fā)反而會放緩創(chuàng)新的步伐，因為 “邊生產(chǎn)邊研究”是技術(shù)創(chuàng)新的關(guān)鍵。工程師會在生產(chǎn)過程中的每一步，以及供應鏈的每個環(huán)節(jié)尋求創(chuàng)新，將生產(chǎn)外包給代工廠，就會產(chǎn)生工藝上的黑匣子。另外，學術(shù)研究往往遠離當下的制造問題，因此時常偏離商業(yè)化的道路，無法驅(qū)動產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新。
事實上，摩爾定律的逐漸失效、各種異構(gòu)芯片的興起，都很好地展示了技術(shù)發(fā)展有時候不止一條道路。數(shù)十年來未能投資于工業(yè)生產(chǎn)能力和就業(yè)機會，造成美國公司高度依賴外部制造工廠。
▲美國聯(lián)邦政府研發(fā)費用撥款（來源：美國科學促進協(xié)會）
Employ America 稱，應該通過回顧半導體的產(chǎn)業(yè)政策歷史，重新在半導體供應鏈的每個環(huán)節(jié)推動技術(shù)創(chuàng)新。目前美國的科學技術(shù)政策并不足以重新構(gòu)建美國半導體供應鏈，需要結(jié)合政府訂單、融資擔保等一系列產(chǎn)業(yè)政策，確保推動半導體產(chǎn)能迅速增長，而由政府主導的強有力的投資增長將創(chuàng)造高薪制造崗位，可以更好的減少失業(yè)率。
04. 結(jié)語：美國政府能否重建半導體供應鏈仍是未知數(shù)
從去年開始，美國政府就在積極恢復其的工業(yè)制造實力。針對半導體領(lǐng)域更是連連出招，吸引了臺積電、三星等眾多廠商赴美建廠。近期，美國政府更是拋出 2 萬億美元基建計劃，在逐漸加打政策扶持力度。
但在數(shù)十年的半導體發(fā)展史中，垂直分工模式的盛行促就了如今芯片設(shè)計、制造、封裝等各細分領(lǐng)域的供應生態(tài)，如果想要重組供應鏈可能需要相當長的時間。
在半導體領(lǐng)域則尤其困難，各細分領(lǐng)域市場十分集中，巨頭企業(yè)占據(jù)大部分市場份額。如今，臺積電、ASML 等公司已經(jīng)表態(tài)，認為想要重新構(gòu)建半導體供應鏈的想法存在很多問題。未來半導體市場格局將有怎樣的變動仍有待觀察。
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