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(dǎo)體發(fā)展的歷史，認(rèn)為產(chǎn)業(yè)政策在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中起著關(guān)鍵作用。
從上世紀(jì) 80 年代起，為了與日本、韓國等國家的半導(dǎo)體公司競爭，美國的半導(dǎo)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(dǎo)體供應(yīng)鏈的構(gòu)建，使半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)圍繞巨頭形成了一套脆弱的供應(yīng)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(fù)一定責(zé)任。而對于半導(dǎo)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(yīng)安全，也能夠促進技術(shù)創(chuàng)新。
01. 美國半導(dǎo)體早期政策：多元化供應(yīng)、實現(xiàn)技術(shù)共享
根據(jù) Employ America 介紹，在半導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(zhǔn)監(jiān)管能力確保了半導(dǎo)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(dǎo)體供應(yīng)鏈安全，因此它對半導(dǎo)體供應(yīng)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(xì)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(dǎo)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(yīng)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(dāng)新技術(shù)在整個供應(yīng)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(dāng)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(jì) 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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)變得相對不那么重要。在商業(yè)應(yīng)用的推動下，1970 年成為了美國半導(dǎo)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(dǎo)體等應(yīng)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(dǎo)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(dāng)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(dǎo)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(dǎo)下，日本也建立了與此前美國類似的半導(dǎo)體政策：國家集中統(tǒng)一的計劃指導(dǎo)、采購協(xié)議和低利率貸款。
由于此時半導(dǎo)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(yán)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(dǎo)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(dǎo)體細(xì)分市場之一占據(jù)主導(dǎo)地位，日本開始成為美國半導(dǎo)體行業(yè)的主要競爭對手。
▲日本與美國半導(dǎo)體銷售情況對比（來源：ICE 半導(dǎo)體數(shù)據(jù)）
日本公司的競爭對美國半導(dǎo)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(yīng)，美國半導(dǎo)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(dǎo)體研究公司（SRC），組織、資助商業(yè)半導(dǎo)體研究。
此外，在美國政府資助下，14 家半導(dǎo)體公司還組建了半導(dǎo)體制造技術(shù)戰(zhàn)略聯(lián)盟 SEMATECH。最初該聯(lián)盟負(fù)責(zé)促進企業(yè)之間的橫向合作，很快 SEMATECH 轉(zhuǎn)向關(guān)注供應(yīng)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(jì) 80 年代開始解體。鑒于當(dāng)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(dǎo)體公司 IC 營收（來源：ICE 半導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)體公司需要負(fù)責(zé)芯片設(shè)計、制造、封裝、測試等多個流程，會導(dǎo)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(yīng)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(fù)責(zé)，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(dǎo)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(dǎo)體市場份額有所復(fù)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(dǎo)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(xué)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(yīng)。
但是該政策也意味著大量的重復(fù)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(dǎo)體產(chǎn)業(yè)開始實施科學(xué)技術(shù)政策。
該政策的重點是去除產(chǎn)業(yè)內(nèi)的重復(fù)和冗雜，使得投資價值最大化，節(jié)省企業(yè)成本，增強半導(dǎo)體公司競爭力。
▲1994 年的美國國家半導(dǎo)體技術(shù)路線圖（來源：美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會）
此時，美國半導(dǎo)體行業(yè)的重點已從創(chuàng)建具有強大供應(yīng)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(yīng)商和行業(yè)頭部玩家之間的復(fù)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(dǎo)體公司流行開來，因為這樣更加經(jīng)濟，資產(chǎn)負(fù)擔(dān)也最輕。在這樣的分工下，美國半導(dǎo)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(yīng)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(dǎo)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(fēng)。企業(yè)認(rèn)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(dǎo)體產(chǎn)品附加值與半導(dǎo)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(xué)技術(shù)政策的指導(dǎo)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(dǎo)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(dāng)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(fù)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(dǎo)體風(fēng)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(xué)技術(shù)政策指導(dǎo)之下，“消除冗雜”和 “增加脆弱性”就是半導(dǎo)體供應(yīng)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(dǎo)體公司的資產(chǎn)負(fù)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(yán)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(yán)重。Employ America 認(rèn)為，這些問題是美國半導(dǎo)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(dǎo)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(yīng)鏈，一般來說這種脆弱的供應(yīng)鏈在成本上具有很大優(yōu)勢，但是當(dāng)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(yīng)鏈無法提供足夠的緩沖，也就會面臨當(dāng)下的種種問題。
▲無晶圓廠半導(dǎo)體公司增長（來源：全球半導(dǎo)體聯(lián)盟、美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會）
從技術(shù)角度來看，當(dāng)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(dāng)半導(dǎo)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(dǎo)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(xué)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(yīng)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(xué)術(shù)研究往往遠(yuǎn)離當(dāng)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(xué)促進協(xié)會）
Employ America 稱，應(yīng)該通過回顧半導(dǎo)體的產(chǎn)業(yè)政策歷史，重新在半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的每個環(huán)節(jié)推動技術(shù)創(chuàng)新。目前美國的科學(xué)技術(shù)政策并不足以重新構(gòu)建美國半導(dǎo)體供應(yīng)鏈，需要結(jié)合政府訂單、融資擔(dān)保等一系列產(chǎn)業(yè)政策，確保推動半導(dǎo)體產(chǎn)能迅速增長，而由政府主導(dǎo)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(dǎo)體供應(yīng)鏈仍是未知數(shù)
從去年開始，美國政府就在積極恢復(fù)其的工業(yè)制造實力。針對半導(dǎo)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(dǎo)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(xì)分領(lǐng)域的供應(yīng)生態(tài)，如果想要重組供應(yīng)鏈可能需要相當(dāng)長的時間。
在半導(dǎo)體領(lǐng)域則尤其困難，各細(xì)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(rèn)為想要重新構(gòu)建半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的想法存在很多問題。未來半導(dǎo)體市場格局將有怎樣的變動仍有待觀察。
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