2022 年 6 月加强跨国半导体产业詹姆斯·A·刘易斯本白皮书是技术与力量的一部分，该系列来自 CSIS 战略技术计划，内容涉及关键技术的开发和治理以及如何利用这些技术获得国家优势。如果数据是新的石油，那么芯片就是新的钢铁——国家力量的基本组成部分，类似于钢铁生产在工业时代所扮演的基础角色。像这样，半导体芯片自然是政府干预和支持加速增长和建立安全供应链的重点。美国半导体政策的具体目标是提高供应的可靠性和信任度，加强芯片制造能力的所有要素，并减少中国在供应链中的作用。芯片生产基于复杂的、全球分布的、专业的供应链，涉及生产的多个阶段，包括专业材料、生产设备、设计和相关软件、制造、测试和封装。在某些生产阶段，劳动力成本很重要；在其他情况下，这是资本成本，因为尖端制造厂或晶圆厂的成本可能超过 120 亿美元。台湾、韩国、美国、日本、新加坡和中国是主要的芯片生产国。在欧洲、东南亚、南美和以色列也有重要的设施（通常是领先生产商的子公司）。这种全球分布导致一些人推动在美国增加产量，但如果目标是建立可靠和更具生产力的供应链，那么试图“重新安置”分布在许多国家的全球供应链将适得其反。问题是中国，而不是全球生产。芯片行业的政治普遍对美国有利。韩国是一个主要生产国，它是一个条约盟友，与台湾相比，面临来自中国的破坏风险较小。另一个主要生产国日本是美国最重要的安全合作伙伴之一，并且与美国一起主导生产半导体制造设备（SME）。总部位于荷兰的另一家领先的 SME 生产商 ASML 也是重要的盟友。新加坡虽然不愿卷入巨头之间的争斗，但也是一个值得信赖的合作伙伴。这些国家共享民主价值观，在许多情况下是条约盟友。芯片制造的全球分布在对美国友好的国家是一个优势。 加强跨国半导体产业|页2半导体供应链中的许多环节——从材料到设计、制造、封装和测试——为跨国合作创造了机会。并非所有细分市场都需要位于同一个国家/地区。在美国或欧洲努力实现自给自足将带来严重的效率成本，并放弃对中国的一个关键优势：伙伴关系已经建立在强大的商业基础和基于法治和民主的共同政治价值观之上。在美国或欧洲努力实现自给自足将带来严重的效率成本，并放弃对中国的一个关键优势：伙伴关系已经建立在强大的商业基础和基于法治和民主的共同政治价值观之上。回流也与芯片制造方式的根本变化——“无晶圆厂和代工厂”生产模式的成功背道而驰。 Fabless 是指一家公司设计和销售芯片，但将其生产承包给第三方。代工厂承担维持最先进晶圆厂的财务负担。这是许多领先科技公司使用的商业上可行的替代方案。台积电（TSMC）在无晶圆厂市场占有 50% 的份额。然而，台积电靠近中国，经常威胁要入侵和吸收台湾，这造成了潜在的安全风险。这个全球产业中最大的地缘政治脆弱性是台湾。台湾经过数十年的投资，主导了最先进芯片的生产，但面临更大的风险一个日益好战的中国，经常威胁要占领它。它与中国的接近导致了不确定性，但即使中国是友好的，让一个国家在关键行业取得如此主导地位可能没有战略或商业意义。无论中国的这些威胁是否可信，它们都是反复出现的，因此美国政策的重点一直是在靠近中国的国家以外扩大生产能力——有些人希望将这些能力转移到美国本土。中国的威胁和芯片“短缺”的开始促使美国决策者考虑如何加强这一战略产业。讨论往往模糊了减少对中国和台湾的依赖与减少对全球供应链的依赖之间的区别。事实上，这些问题正在减缓中国的增长，同时确保美国及其盟国能够获得他们需要的筹码。美国有一个根本性的决定，即在多大程度上依赖跨国芯片供应链而不是本土生产。本文认为，跨国方法——与日本、韩国、欧洲和其他伙伴合作——是迄今为止最好的途径。在追求可靠供应链的过程中，美国可能会寻求建立一个国家芯片生产基地，而不是遵循成功的芯片公司使用的模式——这种模式将设计、制造和其他生产环节分散到各地。世界。例如，英特尔在中国、马来西亚、哥斯达黎加、以色列和爱尔兰设有制造工厂。尽管有人担心美国将无法“安全地从其他国家随意购买[芯片]，” 很难想象爱尔兰、哥斯达黎加或以色列决定对美国实施禁运的情景。准确地说很重要：问题在于中国、它的产业政策以及它对台湾的意图，而不是离岸生产。欧洲在技术主权和自主权方面也有一个根本性的决定。这一决定将决定欧洲在技术上是赶上还是下降。的关键问题 詹姆斯·A·刘易斯 |页3欧洲是与美国的伙伴关系。看到技术强大的欧洲符合美国的利益。如果欧洲追求自治而变弱，会损害美国的利益，但会更加损害欧洲的利益。自戴高乐以来，战略自治一直是欧洲一些人的梦想，但仍然不现实。在民主国家之间建立更紧密的技术合作伙伴关系时，对供应链漏洞的共同担忧使半导体成为加强合作的良好候选者。中国重塑全球芯片市场中国是芯片问题的中心。鉴于中国的掠夺性做法以及在习近平领导下与中国做生意的政治风险，建立一个有弹性和值得信赖的国际技术供应链意味着中国的角色会被削弱。这样做需要缩小中国供应商的市场，减少先进芯片技术的转让（不仅使用出口管制，而且限制中国投资），并限制中国参与研发（R&D）。自 1980 年代以来，中国政策制定者一直在寻求建立本土芯片制造能力。他们通过向中国公司提供充足的财政支持来做到这一点，并受到工业间谍活动和掠夺性商业行为的支持。如果中国公平竞争，如果它的目标是商业的而不是政治的，那么各国就会接受这种新的竞争。然而，中国的芯片努力被其取代西方供应商的战略目标所扭曲，这是其追求重组的全球秩序的一部分，该秩序使中国占据主导地位。中国的持续投资将在未来增加其产能和市场份额几十年来，无论美国和日本的政策如何，但这些国家（和欧盟）继续限制中国获得芯片技术的决定可以显着减缓这种增长。虽然中国的目标是建立本土供应链并取代西方供应商，但中国专家私下承认，要与西方芯片供应商平起平坐还需要十多年的时间。供应链弹性的问题是中国市场的引力。美国和欧洲的公司享受着全球化的鼎盛时期，更愿意继续在中国投资和销售。中国是包括半导体在内的西方技术的全球领先消费国（尽管产品通常用于再出口）。由于计划建立一个占主导地位的本土芯片产业，中国也是中小企业的主要市场。中国的芯片产业还必须通过收购西方公司或聘请西方工程师来获得大规模生产芯片所需的专有技术和无形技能（它正在台湾齐心协力做到这一点）。中国通过创建“跨境半导体工作委员会”以吸引西方公司在中国投资（这也可能是中国对其他国家众多国家芯片倡议的回应）。该委员会延续了中国从西方提取技术的长期政策。从中国过去的实践来看，这将包括使用强制措施和激励措施来提取技术。中国的努力面临严重障碍，因为西方增加了出口管制限制，阻碍了中国收购芯片技术。关于哪些产品可以安全转移到中国的决定将影响芯片市场多年。业界的论点是，持续向中国销售提供了支持其研发所需的收入。这有一定的道理，政府不准备赔偿公司对中国的销售损失。然而，行业观点也可以忽略安全问题以及持续向中国销售所带来的长期竞争损害。另一种观点认为，美国需要迅速采取行动，削减对中国的所有芯片和与芯片相关的出口，这种观点就更没有道理了。这将对美国公司造成巨大损害。好案例 加强跨国半导体产业|页4可以说，在出口不会造成不可接受的风险的情况下，让西方公司继续向中国出售产品符合美国的利益。商品筹码（以数百万计出售且非专门设计的筹码）风险低；中小企业是高风险的。平衡风险和机会的政策需要权衡长期安全风险与持续收入的近期利益。这不仅仅是美国的问题。不受欧洲限制，美国美国和日本在对中国的出口和收购方面，重建有弹性的芯片产业的努力将毫无意义。对于欧洲来说尤其如此，其芯片产业最无力与中国竞争。如果不加以制止，中国将寻求对半导体行业做它对 4G 电信供应商所做的事情，利用补贴、掠夺性贸易做法和间谍活动将外国竞争对手赶出市场。对于半导体而言，这一努力因西方的反应而放缓，其中包括限制中国收购西方半导体公司和限制半导体相关技术的出口。封锁中国不能成为政策的唯一重点，因为西方的限制充其量只能减缓中国的速度，而不是阻止它。限制可能最多给西方十年。目标应该是加强西方半导体产业，构建独立于中国供应商的新型跨国芯片供应链。需求、供应和自治中国市场的扭曲只是芯片行业面临的问题之一。另一个是世界处于芯片产能的极限。半导体的持续短缺表明它们对全球经济的重要性。需求每年增长 10% 以上，由于 Covid-19 大流行，需求激增了 20% 以上。这导致了许多举措，例如美国的“为美国生产半导体 (CHIPS) 创造有益的激励措施”法案； 《欧洲芯片法》；和新节目在日本、新加坡、台湾和韩国——扩大供应并加强芯片供应链。这些举措包括政府对研发和劳动力发展的支持；补贴以降低新设施的成本；以及支持性的贸易、税收和投资政策。问题在于，为包括中国在内的全球市场提供服务会导致战略风险集中。亚洲公司制造了全球 75% 的半导体供应。半导体产业以环太平洋地区为中心，在加强芯片产业的过程中为美国和日本提供了优势。随着亚洲的发展和制造业转移到中国，欧洲的芯片产业萎缩。这意味着跨大西洋芯片伙伴关系对欧洲比对美国更重要，但政策目标应该是建立一个由日本、美国和欧盟组成的主要芯片生产国的三巨头，它们构成了欧洲的核心。供应国。这三个中的每一个都有优点和缺点。日本面临着与美国相似的问题。在过去的 30 年里，日本在芯片生产中的份额下降到 10%。根据对日本官员的采访，日本公司并未对其晶圆厂进行现代化改造。但是，该国在中小企业和材料等其他芯片制造行业仍然很强大。日本与美国合作限制中小企业向中国转移将显着减缓中国芯片产业的增长。鉴于日本的科技巨头、机器人技术的地位以及其发展半导体行业的新政策，日本相对于欧洲而言处于更好的位置，可以重新获得更大程度的芯片供应。日本已承诺为芯片制造（包括 5G 基础设施）提供补贴。与美国和欧洲一样，日本也为台积电等外国供应商在日本建设提供补贴。 詹姆斯·A·刘易斯 |页5欧洲在先进制造设备的研究、设计和（与 ASML 一起）生产方面拥有强大的能力。欧洲在早期芯片和专用芯片的生产方面也很强大，例如用于汽车的芯片，这些芯片不需要处于芯片技术的前沿。然而，与美国和其他国家一样，欧洲一直痴迷于收购尖端晶圆厂，这是芯片生产中最昂贵和最困难的元素。增加欧盟市场份额是一个明智的目标，但最好的方式是在欧盟已经强大的芯片供应链部分进行扩张，或者在取代中国公司（或位于在中国），例如在测试和包装方面。三大领先的芯片公司是台积电、三星和英特尔。一个问题是布鲁塞尔是否可以满足于不将欧洲公司添加到这个巨头名单中。但加入一家芯片公司说起来容易做起来难。中国在十多年花费数百亿美元并通过非法行为获得优势之后，只能产生少数几家公司成为主要参与者（半导体制造国际公司和长江存储技术公司）。但两者都依赖西方技术，因此出口管制和制裁严重减缓了它们的增长。对于最先进的芯片（按特征尺寸和性能），中国公司无法可靠地大规模生产。这将需要数年时间才能改变，而现在这一时期因制裁而变长。然而，并非所有芯片都需要处于最前沿，微电子（如晶体管或转换器）、老一代“传统”芯片和专用工业芯片有着广阔的市场。欧洲已经在这些领域拥有强大的影响力。美国领先芯片制造商的一项研究发现，手机中四分之三的芯片来自老一代。智能手机中的一些传统芯片和许多微电子元件现在来自中国。扩大这些市场的产能将为欧盟提供更好的服务。可以为与日本合作重建芯片供应链的跨大西洋方式的经济和政治优势，中国的作用大大降低，但欧盟将需要改变其投资重点来支持这一点。如果测试和封装等活动从中国转移到东欧成本较低的国家，欧洲在全球半导体行业的份额可能会增加。美国科技公司已经在欧洲投资，苹果和英特尔对半导体相关企业进行了大量投资。如果目标是市场份额而不是完全本土化的供应链，欧洲也可以扩大其研究实力。对于欧洲来说，无晶圆厂芯片生产可以利用欧洲的研发实力。英国芯片设计公司 Arm 是全球领先者和一个例子，但在德国和比利时也有世界领先的设计和研究能力。追求垂直集成（即所有生产环节）的芯片容量将是昂贵且耗时的。一种利用芯片生产的专业化和细分化并建立在无晶圆厂方法之上的方法有望更快地增加市场份额和能力，同时与美国和日本减少对中国依赖的目