美國“芯片法案”正式實(shí)施 中國芯積極尋求突圍

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/吳子鵬）美東時間8月25日，美國總統(tǒng)拜登簽署了一項(xiàng)旨在實(shí)施《2022年芯片和科學(xué)法案》的行政命令，意味著備受關(guān)注的“美國芯片法案”將正式進(jìn)入實(shí)施階段。白宮在相關(guān)聲明中表示，這一行政命令兌現(xiàn)了政府的承諾，將全方位增強(qiáng)美國半導(dǎo)體在世界范圍內(nèi)的競爭優(yōu)勢。

近段時間，“芯片法案”的快速推進(jìn)說明美國對于重振該國本土半導(dǎo)體制造業(yè)是非常迫切的，同時也表明，中國芯片產(chǎn)業(yè)近幾年迅速崛起給美國帶來了很大壓力。在后續(xù)發(fā)展過程中，中美雙方的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)都將面臨實(shí)質(zhì)性的待解難題。

美“芯片法案”強(qiáng)行逆周期

美國“芯片法案”以及相關(guān)的《芯片與科學(xué)法案》自2019年開始醞釀，此后兩年多的時間里，基本都是在完善此中的細(xì)則問題，最終形成了一份長達(dá)一千多頁，涉及2800億美元撥款的綜合法案。

從半導(dǎo)體發(fā)展大勢來看，美國“芯片法案”屬于違背大的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移周期，強(qiáng)行將半導(dǎo)體制造帶回美國本土。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展至今，已經(jīng)出現(xiàn)了兩次已經(jīng)完成的大規(guī)模轉(zhuǎn)移。其中，第一次發(fā)生在上世紀(jì)70年代末期和80年代初期，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)由美國轉(zhuǎn)到日本，這一次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移以家電裝備產(chǎn)業(yè)為引導(dǎo)，完成了半導(dǎo)體從美國向日本的擴(kuò)散；第二次則發(fā)生在80年代末和90年代初，由于日本經(jīng)濟(jì)泡沫，加上PC和消費(fèi)電子崛起，全球半導(dǎo)體進(jìn)一步擴(kuò)散到了韓國和中國臺灣地區(qū)，且由于PC和后續(xù)消費(fèi)電子中的智能手機(jī)極為看重處理器，而處理器又倚重摩爾定律的發(fā)展，因此韓國和中國臺灣在半導(dǎo)體制造方面目前屬于一枝獨(dú)秀。

能夠看出，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移深受終端產(chǎn)業(yè)變遷的影響，近幾年P(guān)C和智能手機(jī)為主的消費(fèi)電子產(chǎn)業(yè)已經(jīng)出現(xiàn)了明顯的天花板效應(yīng)，終端產(chǎn)業(yè)開始向著萬物互聯(lián)和新能源轉(zhuǎn)變，半導(dǎo)體制造也開始強(qiáng)調(diào)超越摩爾。在這個過程中，中國大陸地區(qū)憑借大力投資和政策引導(dǎo)，在增強(qiáng)傳統(tǒng)芯片制造實(shí)力的同時，開始謀劃半導(dǎo)體先進(jìn)制造、先進(jìn)封裝，以及第三代半導(dǎo)體。如果沒有外力干預(yù)，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有著明顯第三次產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的勢頭，目的地為中國大陸。

綜合多方面因素考慮，美國顯然并不希望第三次半導(dǎo)體轉(zhuǎn)移順利完成，并且從發(fā)展軌跡來看，數(shù)次轉(zhuǎn)移之后，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)越來越偏離美國本土，這其實(shí)就是美國提出“芯片法案”的大背景。

不過很顯然，這是一個逆周期的行為。并且，從美國對日本半導(dǎo)體所做的事情來看，這其實(shí)也是美國“芯片霸權(quán)”的一種手段，韓國和中國臺灣的半導(dǎo)體制造業(yè)其實(shí)一樣有很深的危機(jī)意識。

此外，從手段來看，美國現(xiàn)階段對中國半導(dǎo)體采用的“招數(shù)”和當(dāng)年對日本半導(dǎo)體的“招數(shù)”并無差異，依然是打政策和貿(mào)易的組合拳。因此，這也就是此前很多國內(nèi)的專家和分析人士將美國的舉動形容為“華盛頓翻開舊的工具箱”。

美“芯片法案”面臨多方挑戰(zhàn)

綜合近一段時間以來國內(nèi)外分析人士對美國“芯片法案”的解讀，即便現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入了正式的實(shí)施階段，但面臨的阻礙是多方面且巨大的。

首先是下游產(chǎn)業(yè)的趨勢問題，我們從前兩次半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，以及最近本該發(fā)生的半導(dǎo)體轉(zhuǎn)移上能夠看出，終端產(chǎn)業(yè)對推動半導(dǎo)體轉(zhuǎn)移有非常明顯的作用。然而，下一波趨勢中的終端產(chǎn)業(yè)基本都在中國大陸地區(qū)爆發(fā)了。

首先在萬物互聯(lián)方面，中國是全球最大的物聯(lián)網(wǎng)市場，是全球物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的中心區(qū)域。從設(shè)備連接數(shù)量來看，根據(jù)GSMA Intelligence在2020年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，中國在全球15億蜂窩網(wǎng)絡(luò)連接中占比64%。在物聯(lián)網(wǎng)支出方面，IDC預(yù)計，到2024年中國物聯(lián)網(wǎng)市場支出將達(dá)到約3000億美元，未來5年的復(fù)合增長率將達(dá)到13.0%，這一投資比例也將使得中國超越美國成為全球最大的物聯(lián)網(wǎng)支出市場。

在對于萬物互聯(lián)發(fā)展至關(guān)重要的5G方面，根據(jù)中國工業(yè)和信息化部的最新統(tǒng)計，我國累計建成開通5G基站196.8萬個，5G移動電話用戶達(dá)到4.75億戶，已建成全球規(guī)模最大的5G網(wǎng)絡(luò)，已開通5G基站占全球5G基站總數(shù)的60%以上。

在全球雙碳目標(biāo)下，另一個大的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)是新能源，其也是帶動第三代半導(dǎo)體最明顯的產(chǎn)業(yè)。目前，在光伏和新能源汽車領(lǐng)域，中國已經(jīng)居于明顯的領(lǐng)先位置。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，目前中國光伏企業(yè)貢獻(xiàn)了全球76%的光伏產(chǎn)品產(chǎn)量，并且后續(xù)這一比例將持續(xù)攀升。目前，在全球光伏企業(yè)的統(tǒng)計中，至少有7家是中國企業(yè)，有統(tǒng)計顯示為10家全是中國公司。

在新能源汽車方面，中國已成為全球最大的新能源汽車市場，在全球新能源汽車產(chǎn)能方面已經(jīng)超過了50%，在2022年1-5月份，中國生產(chǎn)的新能源汽車約40%銷往歐洲地區(qū)。

因此，美國現(xiàn)階段進(jìn)行半導(dǎo)體制造回籠，實(shí)際上是沒有太好的終端產(chǎn)業(yè)根基的，所瞄準(zhǔn)的更多會是上一周期里面的先進(jìn)制程，而先進(jìn)制程依托的PC和消費(fèi)電子已經(jīng)沒有太多增長潛能，因此美國此舉實(shí)際上是要從韓國和中國臺灣的相關(guān)廠商手里搶份額，但這些相關(guān)廠商卻又是美國“芯片法案”見效的捷徑。

除了終端產(chǎn)業(yè)的支撐問題以外，此前電子發(fā)燒友網(wǎng)也曾多次報道過，美國“芯片法案”在資金規(guī)模、人才儲備、行政效率和廠商抉擇等方面也面臨著巨大的挑戰(zhàn)。

這些挑戰(zhàn)中，人才儲備問題是目前美國“芯片法案”最棘手的問題。近幾年美國的留學(xué)政策收緊讓人才出現(xiàn)了斷檔問題，美國國際教育者協(xié)會主席埃絲特·布里默曾發(fā)布署名文章抨擊過這一問題，他指出，美國的《芯片法案》立法，并未觸及招聘美國半導(dǎo)體行業(yè)以及所有STEM領(lǐng)域所需人力資本中存在的真正障礙。

作為美國芯片制造主要的目標(biāo)之一，臺積電也曾吐槽過美國的人才短缺問題，該公司正在美國興建5nm工廠，預(yù)計在2023年Q1將芯片生產(chǎn)設(shè)備遷入美國新廠，然而由于半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)中心長期在亞洲，并且臺積電的企業(yè)文化導(dǎo)致該公司在美國的招聘工資吸引力非常低，甚至對頂尖高校畢業(yè)生的招聘薪資只有英特爾的一半，這讓臺積電非?？鄲?，已經(jīng)開始籌備在中國臺灣地區(qū)招聘人才然后轉(zhuǎn)移到美國，此舉的難度可想而知有多大。

總體而言，美國“芯片法案”無論是從資金上，還是從人才上來看，都面臨著僧多肉少的難題。

中國芯積極尋求突圍

近一段時間，為了阻止中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的崛起，美國采取了大量的舉措，包括拉動全球64家半導(dǎo)體企業(yè)組建半導(dǎo)體聯(lián)盟（SIAC），拉動韓國、中國臺灣和日本組建CHIP4聯(lián)盟，制定和簽署美國“芯片法案”，以及各種對中國企業(yè)和半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的制裁措施等等。國內(nèi)的半導(dǎo)體從業(yè)者認(rèn)為，美國多番舉動就像是對中國芯片產(chǎn)業(yè)多次呼喊“狼來啦”，而將“芯片法案”立法并實(shí)施則是真正的“狼來了”。

圍繞美國“芯片法案”還有一條規(guī)定，那就是獲得該法案補(bǔ)貼的半導(dǎo)體企業(yè)，在未來的10年內(nèi)，都不能在中國大陸新建或是擴(kuò)建先進(jìn)的半導(dǎo)體工廠。并且，美國已經(jīng)將對中國的半導(dǎo)體設(shè)備限制提升到了14nm。

面對美國種種打壓行徑，中國并沒有坐以待斃，而是積極尋求突圍辦法。近期，兩條路徑較為受到產(chǎn)業(yè)界關(guān)注。

其中一個是Chiplet技術(shù)，我們此前的文章已經(jīng)分析過，在國內(nèi)Chiplet技術(shù)主要以先進(jìn)封裝為抓手，以此進(jìn)一步挖掘成熟制程的潛力。目前，長電科技、華天科技、通富微電國內(nèi)三大封裝企業(yè)都是Chiplet熱門企業(yè)。

在芯片制造方面，國內(nèi)也將目光再一次聚焦到了FD-SOI上。FD-SOI（fully depleted silicon-on-insulator）即全耗盡型絕緣體上硅的平面工藝技術(shù)，主要技術(shù)創(chuàng)新為超薄的埋氧層和非常薄的硅膜制作晶體管溝道，曾在半導(dǎo)體制程方面和FinFET齊名，被認(rèn)為是20nm以下的可選路徑之一。

目前，F(xiàn)D-SOI在28nm和22nm方面已經(jīng)證明了自己，尤其是低功耗方面的顯著優(yōu)勢，走向14nm已經(jīng)是產(chǎn)業(yè)趨勢，將會為圖像傳感器、物聯(lián)網(wǎng)芯片等芯片制造帶來性能加持。芯原股份創(chuàng)始人、董事長兼總裁戴偉民認(rèn)為，F(xiàn)D-SOI是中國大陸Fabless“換道超車”的機(jī)會。

小結(jié)

美國“芯片法案”正式實(shí)施之后，中國芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨著更加嚴(yán)峻的外部挑戰(zhàn)。不過，美國逆周期的行徑想要取得成功，面臨的阻礙也是多方面且巨大的?，F(xiàn)階段的情況是，中國已經(jīng)很難在芯片產(chǎn)業(yè)過往的路徑上繼續(xù)發(fā)展，需要更多的原始創(chuàng)新，包括更好地使用Chiplet和FD-SOI技術(shù)。