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美智库讨论各国半导体竞争战略

编译者:wangln发布时间:2021-2-25点击量:136 来源栏目:智库观点

据美国信息技术和创新基金会(ITIF)官网9月17日发布了《半导体领导者的联盟方法》报告。该报告分析了全球半导体产业,包括半导体全球价值链的兴起,以及各国半导体竞争的战略;阐述了国家联盟在开发半导体技术、支持生态系统、保护技术、以及制定支持性贸易规则和制度这四大领域开展合作的方法,以期共同提高各国半导体产业和全球半导体产业的竞争力和创新能力。

1. 各国半导体竞争战略

(1)中国

2014年6月,中国政府发布了《国家集成电路产业发展推进纲要》,鼓励中央、省、市各级政府共同投入1500亿美元,推动在中国发展全闭环的半导体生态系统,使中国能在半导体制造业的研发、设计、制造等各个方面都实现自给自足。在这份国家集成电路计划中,中国希望到2025年在本国运营的公司所用半导体芯片中70%是中国制造。截至2017年,美国半导体行业协会(SIA)估计,中国的1500亿美元目标中已筹集了800亿美元。作为对这些投资的补充,2019年10月中国宣布了一项新的国家半导体基金,共2042亿元人民币(约289亿美元),资金来源于中央和地方政府支持的企业。在2020年初,工信部宣布了一项“新基建”行动,争取在未来五年内对人工智能、数据中心、移动通信等项目至少投入1.4万亿美元。这对中国的半导体行业很重要,因为这些资金理论上会投向使用中国制造半导体的数字技术。

截至2019年,中国占全球半导体芯片制造业的17%,预计到2030年,这一比例将增至28%,部分原因是中国政府目前资助了60多家新半导体工厂的建设。中国期望2035年达到70%的自给自足,虽然这一目标不太可能实现,但分析师认为到2035年中国的本土设计半导体可满足25%-40%的国内需求。中国将半导体产业视为其数字发展乃至广义经济增长计划的支柱,且已表明决心发展世界一流的半导体产业。

(2)欧盟

2013年5月,欧盟委员会宣布了一项针对微电子和纳米电子元件及系统的欧盟战略。该战略的一项实施计划呼吁欧洲企业和政府“到2025年在该行业至少投资350亿欧元(约合414亿美元)”。为支持这项战略,2014年在欧洲启动了两项投资:欧洲振兴电子元器件及系统联合计划(Electronic Components and Systems for European Leadership Joint Undertaking, ECSEL JU)和欧洲共同利益重要项目(Important Project of Common European Interest,IPCEI)。前者支持电子元器件及系统的研发和创新项目。到目前为止,已在51个ECSEL项目中投资了26亿欧元(约合31亿美元),超过1600个研发机构和最终用户机构参与了合作的研究和创新。

尽管如此,一些评论员指出,在过去的5年里,“欧洲成员国在半导体的共同战略上没有达成充分的一致”。为此,2018年,欧盟数字经济与社会专员Mariya Gabriel委托进行了“提升欧洲电子产品价值”(Boosting Electronics Value Chains in Europe)的研究。由此制定的战略文件概述了重振欧洲在电子及微电子领域竞争力的八步行动计划:①拓展欧洲的成功合作模式;②继续投资以发展强大的微电子制造业;③制定战略主权计划;④创建从知识产权到产品的顺畅创新路径;⑤实施战略设计行动;⑥为电子价值链创建设计工具;⑦培养电子教育和技能的人才队伍;⑧为先进计算技术建设泛欧洲的研究基础设施。

重要的是,在2018年底,欧盟委员会通过了欧洲共同利益重要项目(Important Project of Common European Interest,IPCEI)。该项目旨在推动法、德、意、英欧洲四国之间进行的微电子跨国合作项目,允许利用国家补贴提高微电子行业的竞争力。有29家欧洲公司直接参与了这一项目,包含40多个子项目,分为5大技术领域:节能型芯片、功率半导体、传感器、先进光学设备、以及复合材料。该项目的经费来自于参与国,而非欧盟。

该战略中还值得注意的是,“呼吁实施专门‘主权’计划,支持和开发关键电子元件的必需资产,实现对战略欧洲基础设施及系统的安全可信组件的访问与控制。”这将针对“航空航天、国防、安全、关键基础设施的必需技术、组件和产品线”。虽然在国家安全的关键业务系统以及国防平台上需要使用可信半导体,但欧洲仍应与理念相近国家的供应商合作,并更广泛地避免“数字主权”的理念。不幸的是,这一做法在欧洲越来越为人所接受。

(3)德国

2019年,德国联邦经济与能源部(Federal Ministry for Economic Affairs and Energy)提供2.75亿欧元(约合3.12亿美元),推动欧洲半导体产业的竞争力和创新能力。从2019年到2020年,德国共向该项目提供了10亿欧元。2020年6月,德国联邦教育及研究部(BMBF)公布了两项新的资助计划,总投入达4500万欧元(约合5000万美元),旨在开发可信电子产品。德国联邦教育及研究部计划通过“祖斯”(Zuse)项目用2500万欧元(约3000万美元)支持3个处理器开发项目。此外,从2021年开始,还将投入2000万欧元(约2500万美元)用于开发“可信生态系统”,将国内的硬件和软件组件进行集成。BMBF仍在评估,这些项目将在在国内实施,还是纳入更广泛的欧洲微电子计划。

(4)日本

尽管日本在半导体创新方面长年领先,也具有持久的技术能力和人才基础,但近年来日本的半导体工业一直萎靡不振。部分是因为日本对无晶圆厂代工模式的接受缓慢。另一原因是1986年签署的美日半导体协议,限制了日本对美国半导体出口,特别是动态随机存取存储器(DRAM)芯片的出口,美国制造的存储芯片在日本的销量增加到国内市场的10%。上世纪90年代和21世纪初,日本半导体及广泛的技术产业还面临另一个挑战:信息和通信技术部门与全球市场隔绝,患上了市场和技术孤立的“加拉巴哥岛综合症”(Galapagos Island syndrome),最终导致该国许多公司在全球经济中失去竞争力。

事实上,虽然1982年日本企业占据了全球半导体行业35%的份额,但该国在全球半导体工业增加值中所占比例已降至10%以下。目前,日本只有1家公司跻身全球半导体销量15强。在2016年名为“创新促进计划”的报告中,日本经济产业省(Ministry of Economy, Trade, and Industry)承认了该国的工业缺陷。该报告认为,造成当前困难的原因有:对环境变化的反应迟缓、研发投资封闭、私营企业只注重短期效益、人员和资金的流动性低,以及与全球网络的隔离。为了应对这些挑战,日本通过了《产业竞争力法案》(Industrial Competitiveness Act),并颁布了《日本振兴战略》(Japan Revitalization Strategy),旨在“振兴日本经济,提高在日经商企业的产业竞争力”。最近,日本“社会5.0”(Society 5.0)概念阐明了该国对未来数字化的愿景,要求日本成为“人工智能专门应用”半导体的领先制造商。

(5)韩国

2019年,韩国贸易、工业和能源部(Ministry of Trade, Industry, and Energy, MTIE)启动了一项新的半导体竞争力战略,旨在使该国成为领先的竞争者,并在未来10年内投资1万亿韩元(约合8.3亿美元),开发下一代半导体技术,培训1.7万名高端专业人才,并专门划拨1000亿韩元(约8300万美元),用于创建无晶圆厂企业基金。该战略还要求开发“联盟2.0”(Alliance 2.0)合作平台,在系统半导体需求量大或者韩国企业短时间内能获得竞争力的领域,有25家私营和公共机构参与,重点关注五大战略领域:汽车、生物技术、能源、基于物联网的家用电器、机械和机器人。该计划要求韩国在2030年前占领无晶圆厂模式(即芯片设计)领域10%的市场份额,并保持在半导体存储芯片制造业的领先地位。2020年7月,韩国贸易、工业和能源部宣布,将在材料、零部件和设备行业投入超过5万亿韩元(约合41亿美元),以确保对主要出口国的稳定供应。其中2万亿韩元(16亿美元)将在2021年分配给该国最重要的3个行业:半导体、生物技术和未来移动产业。

(6)美国

2017年,美国奥巴马政府总统科技咨询委员会(PCAST)发布了“确保美国在半导体领域长期领导地位”的报告,提出了美国半导体竞争力的愿景,依据是:1)有竞争力的国内产业部门,受到基本研发资金、培养和吸引人才的政策、公司税法以及许可证做法改革的支持;2)打击外国创新重商主义(innovation mercantilism);3)旨在推动半导体行业变革性创新的一系列登月计划。虽然它包含了一些有用的建议,但缺乏鼓励在美国建造更多半导体工厂的真正战略。

美国特朗普政府没有明确提出半导体行业的正式战略,但从奥巴马的战略中汲取了一些要素,包括采取措施对抗中国发展半导体行业的非市场化战略。例如,美国将中国DRAM芯片制造商福建晋华集成电路股份有限公司(fujinhua integral Circuit Company)列入实体名单(限制该公司进口关键敏感技术),理由是试图窃取美国知识产权;对华为实施出口管制;向荷兰极紫外光刻制造商阿斯麦公司(ASML)施压,使其拒绝向中芯国际出售关键半导体产品。特朗普政府还鼓励美国及外国公司增加在美国的半导体制造活动,这在一定程度上使得台积电(TSMC)承诺2020年在亚利桑那州新开一家工厂。

美国提出了两项旨在增强美国半导体竞争力的新法案:《为美国生产半导体创造有益激励措施的法案》(Creating Helpful Incentives to Produce Semiconductors for America Act, CHIPS),以及《美国晶圆代工业法案》(American Foundries Act of 2020, AFA)。后来,两项法案合并,纳入《2020财年国防授权法案》(2020 National Defense Authorization Act, NDAA),并于2020年7月经两院通过。该法案将扩大联邦政府在半导体研究和技术开发的投资,推出激励措施促进在美国开设半导体制造厂,并扩大对该行业投资的税收抵免。此外,该法案还将:①提供100亿到150亿美元的匹配资金,支持与符合世贸组织要求的州/地方激励措施,以吸引半导体制造工厂,这将有助于保持与他国激励措施一致的公平竞争环境。②在五年内投资120亿美元,用于国家科学基金会(NSF)、能源部和国防高级研究计划局(DARPA)等机构的半导体研究。③设立7.5亿美元的多边安全基金,支持安全微电子和安全微电子供应链的开发与运用。④建立美国半导体制造研究所和国家半导体技术中心,研究先进半导体,并制造原型。⑤对半导体设备和设施支出实行可退还的40%投资税收抵免。⑥启动计划,支持安全微电子和安全微电子供应链的开发和运用。如果美国要有健康稳健的经济,就必须在制造业,特别是在半导体等先进技术产业,具有竞争力。这意味着,像上述2个法案所提出的措施,并不是误导性的产业战略或企业救济,而是符合世贸组织要求、发展该行业的竞争力和创新能力的举措。

简言之,美国两届政府的措施再加上国会的高度关注,表明美国终于开始认真加强半导体行业的竞争力,但竞争对手国家也在进行同样的努力。尽管如此,到目前为止,美国的半导体政策和项目已经脱节,且资金不足。如果美国有定期更新的全面国家半导体竞争力战略,则将受益匪浅。

2. 政策建议

(1)协同开发技术

①建立美国制造业创新研究所(Manufacturing USA Institute),支持半导体产业的创新,包括研发、制造、封装等方面,并邀请理念相近国家的半导体企业共同参与进来。

②扩展半导体领域公私伙伴关系的国际合作。

③美国与理念相近的国家应加大资金投入,支持协作性研发工作,确保理念相近国家的半导体企业也有机会加入这样的联盟。

④美国政府应致力于更有效地协调在多个政府机构间开展的半导体研发项目。

⑤美国政府应探索授权更灵活的联邦分包指南,例如放松《美国联邦采购法规》(Federal Acquisition Regulations)规定,允许更多地使用其他交易授权工具,从而提高联邦资金支持的半导体研发项目的商业化潜力。

⑥美国政府应邀请其他盟国共同投资半导体的“登月项目”,产生的知识产权和技术发明按投资比例由各国共享。

⑦美国应探寻更多的机会,让来自盟国的同行加入可信代工厂项目,由盟国为其相关项目采取相应行动。

⑧理念相近的国家应调整其采购指南,在传统的价格、成本、质量三大标准之外再增加一个关键要素:安全。

(2)协同发展半导体生态系统

①理念相近的国家应继续支持开放标准的开发过程,因为它们与半导体密切相关,也与以半导体为基础的大量下游数字技术相关,如5G、人工智能、物联网和自主车辆。

②这些国家及其企业应携手开发更安全的计算基础设施。

(3)协同保护技术

①出口管制:针对半导体产业的全球态势发展,美国必须定期更新出口管制的规定,使这些管制不妨碍美国企业销售技术上与外国竞争对手的商品和服务相当的产品。一项新兴技术只在美国市场内开发和供应,才能视为符合出口管制法定标准的技术,且当这种排他性不再存在时,应取消管制。美国应避免实施单方面出口管制,而应致力于建立更具雄心、更有效的多边办法,与拥有本国半导体生产能力的理念相近国家共同发布出口管制。美国国会应扩大美国国务院出口管制与边境安全计划(Export Control and Related Border Security, EXBS)的影响范围,加大资金支持。在2020年9月计划召开的“敏感技术多边行动”(Multilateral Action on Sensitive Technologies, MAST)会议上,美国政府应考虑提出先进技术出口管制的多边方法。

②外资审查:美国应与理念相近国家合作,统一外资审查做法,并在其他国家试图利用不公平做法进行外国投资时交换信息,例如拥有大量国家补贴的国有企业试图收购先进技术行业中的他国企业。美国应继续与理念相近的国家协调投资审查流程,应考虑扩充“例外国”(Excepted Foreign State)名单,纳入法国、德国、荷兰、意大利、日本、韩国等国。

③打击外国窃取技术与知识产权的行为:理念相近的国家应建立企图或已窃取知识产权的企业及个人的全名单,并制定机制,限制此类公司和个人在这些国家的市场中展开竞争。理念相近的国家应提高信息共享,打击外国经济间谍以及盗窃知识产权/技术/商业秘密的行为。为打击先进技术产业中的受国家支持的经济间谍,美国应领导理念相近的国家开发更强大的信息共享机制。美国应继续与理念相近的国家携手合作,加强商业秘密保护制度。美国及理念相近的国家应继续在其签订的贸易协议中囊括可靠的商业秘密保护措施以及对故意大规模窃取商业秘密行为的惩罚。

(4)贸易的支持性政策、制度和做法

①提高世界半导体理事会(World Semiconductor Council, WSC)的地位。

②拓展信息技术协定(Information Technology Agreement, ITA)。

③维持世界贸易组织(WTO)临时免征电子商务关税的决定。

④与理念相近的国家共同努力,加入并扩展“全面进步跨太平洋伙伴关系”协议(Comprehensive and Progressive TransPacific Partnership, CPTPP)。

⑤扩展世贸组织的补贴规范。

⑥在数字化政府采购活动中坚持市场准入互惠的原则。

⑦考虑建立全球战略供应链联盟(Global Strategic Supply Chain Alliance, GSSCA)。

⑧制定联盟方法,在印度太平洋地区拓展市场交易方法。

徐婧 供稿自

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