20-16 How the United States marched the semiconductor industry into its trade war with China

1750 马萨诸塞州大道, NW | 华盛顿特区 20036 - 1903 美国 | + 1.202. 328.9000 | www. piie. com20 - 16 美国如何将半导体行业带入与中国的贸易战Chad P. Bown 2020 年 12 月摘要美中贸易战迫使一个勉强的半导体行业陷入了别人的斗争 ， 这与其在 1980 年代与日本的贸易冲突中的领导作用截然不同。本文描述了自 1980 年代以来全球半导体行业的政治经济如何演变。这包括半导体从概念到成品的商业模式转变 ， 以及需求和制造供应向亚洲的地理重新定位。它用这个镜头来解释 ， 在与中国的现代冲突中 ， 美国决策者如何转向针对半导体供应链的一系列法律上复杂的出口限制 ， 试图保护电信部门的关键基础设施。潜在影响深远的策略包括相对较小但高度专业化的美国软件服务和设备提供商将出口武器化，以限制财富全球 500 强公司华为。它描述了此类政策的潜在成本，一些意想不到的后果，以及政策制定者是否可能进一步推动这些政策以限制其他中国公司。JEL:F13关键字:出口限制, 供应链, 国家安全, 半导体, 华为, 美中贸易关系Chad P. Bown是彼得森国际经济研究所的雷金纳德 · 琼斯高级研究员。Note:本文的修订版将在《东亚经济评论》上发表。它源于经济合作与发展组织 2020 年全球生产力论坛的主题演讲。我感谢与会者的评论。我还要感谢 Marti Chorzempa，Ala Deardorff，Dog Irwi，Da Kim，Nic Lardy，Robert Lawrece，Mary Lovely，Somaya Keyes，Jeff Schott，Cidy Whag 和 Kevi Wolf 提供了有益的对话和建议 ； 李 Hexa 提供了出色的数据帮助 ； 以及 Melia Kolb，Willi所有剩余的错误都是我自己的。这份工作文件最初于 12 月 17 日发布，并进行了轻微修改，以反映美国政府 12 月 18 日宣布将中芯国际列入实体名单。工作纸 WP 20 - 16 | 2020 年 12 月2美中贸易战将半导体行业重新推向地缘政治焦点。这次是一个不情愿的参与者，美国公司不再像 20 世纪 80 年代与日本一样，成为导致对外贸易冲突的挑衅者。在过去的几十年中，对半导体的需求转移到了亚洲，如何使半导体变得碎片化的商业模式，美国公司开始严重依赖全球市场。这次，美国政策制定者介入了该行业的贸易斗争。美国的两项单独的政策行动突显了 1980 年代与当前时期之间的主要差异。2018 年 7 月，美国对从中国进口的半导体征收 25% 的关税。一个核心问题涉及指控，即中国的不公平贸易行为伤害了许多总部位于美国的公司，包括半导体行业。到 2019 年底，针锋相对的政府行动导致新的关税覆盖了两国之间超过 4500 亿美元的双边贸易，占双边贸易的一半以上。尽管半导体是美国政府首批征收关税的中国产品之一，但集成电路和制造半导体所需的设备显然不在中国广泛的报复清单中。到 2020 年，尽管发生了贸易战，中国仍继续增加从美国进口这些产品。第二个 ， 可以说更具经济破坏性的行业冲突始于 2019 年 ， 美国一系列出口管制针对全球半导体供应链。最初 ， 美国政策是出于国家安全考虑。限制美国半导体销售的目的是保持华为 - 中国国家冠军和财富全球 500 强公司 ， 其 5G 设备被美国政府视为威胁关键网络基础设施 - 访问其制造基站所需的投入。美国最初的出口管制不起作用 ： 华为从台湾和韩国的公司购买了半导体。美国采取了新的出口管制措施 ， 威胁要切断较小的美国公司向这些外国公司提供的利基设备和软件 ， 如果这些公司也不停止向华为出售的话。尽管对中国的潜在担忧表示同情，但美国工业界却反对美国的两项政策行动。这一立场与 20 世纪 80 年代初与日本发生冲突时的立场大不相同，当时美国公司推动实施高度干预主义的贸易政策。在那个时代，该行业希望对日本进口商品征收额外关税，限制日本出口，并希望日本政府达成协议，以促进美国半导体公司在日本实现市场份额目标的努力。该行业的要求在 1986 年的《半导体贸易协定》中达到顶峰，美国政府继续以 100 ％ 的关税执行该协议。1986 年协议签署后的时期导致了行业变革。由于日本对外国销售的限制 ， 当半导体价格上涨时 ， 韩国和台湾的公司利用了新的市场准入机会。在接下来的 15 年中 ， 随着这些公司的扩张 ， 它们也经常发现自己是美国行业驱动的贸易冲突的一部分。然而贸易紧张局势得到了控制 ， 包括通过使用世界贸易组织 （ WTO ） 争端解决。到 2019 年 ， 半导体占了近三分之一台湾商品出口总额和韩国出口总额的近五分之一。对于美国美国的两项单独的政策行动突显了 1980 年代与当前时期之间的主要差异。 WP 20 - 16 | 2020 年 12 月3美国行业收入的三分之一以上来自对中国公司的销售 ， 五分之一以上来自仅对中国设备制造商的半导体销售。1现代中美冲突凸显了自 20 世纪 80 年代以来的几十年里，“美国 ” 半导体的定义如何意味着根本不同。全球贸易壁垒和运输成本的降低，中国融入全球经济以及制造芯片的公司类型的重组，导致许多美国半导体在第三国制造。在新的商业模式下，制造业通常是根据合同和公平交易处理的，而不是通过外国直接投资 (FDI) 。经济上，什么。重要的是谁拥有产品的知识产权 ， 而不是在哪里甚至是谁最终制造了产品。这些事态发展为美国政策制定者在中美贸易和技术冲突期间利用对外国公司的杠杆作用带来了法律挑战。随着 1980 年代式的关税几乎无效，它们开始在供应方面发挥美国本土公司的潜在市场力量。只有在他们做出有争议的决定，将半导体行业的供应线武器化，试图保护 5G 网络的关键基础设施之后，他们才意识到其局限性。执行该战略将在法律上很复杂，并伴随着相当大的意外后果。最初，美国对半导体的出口管制因其覆盖范围有限而失败，而且可能给美国公司带来可观的成本。即使为了增加实现国家安全目标的机会，美国决策者也被迫对美国向包括台湾和韩国在内的其他地方的半导体制造商提供的投入进行更多的出口管制。他们威胁要限制美国知识产权，软件以及任何寻求在技术前沿制造半导体的公司所需的利基但领先的资本设备的出口，如果该公司想出售给华为。据报道，出于其他原因，他们考虑对中国主要半导体制造公司施加类似的出口限制，即使是对不向华为销售的公司也是如此。根据全球价值链，半导体行业已成为贸易政策不断变化的政治经济案例。本文介绍了关键的行业细节，以展示政府如何以及为什么转向不同的政策工具，即使只是为了实现非经济目标。理解现代冲突需要解释该行业的起点和 1980 年代的美日贸易冲突，以及该行业和政策在此期间的演变。鉴于现代中美冲突中的政策行动远未结束，从这一事件中汲取全套教训还为时过早。相反，最后一节提供了一些初步的含义以及其他需要调查的问题。现代中美冲突凸显了自 20 世纪 80 年代以来的几十年里 ， “美国 ” 半导体的定义如何意味着根本不同。1见 Keller, Goodrich, and Su (2020) and Varas and Varadarajan (2020, p.13) 。 WP 20 - 16 | 2020 年 12 月4半导体工业的发展与政治经济半导体是驱动智能手机，计算机，汽车，数据中心，电信硬件，武器系统等的微小芯片。该行业的特点是两组固定成本。首先是研发 （ R ＆ D ），包括产品和工艺创新 - 提出新产品以及通过学习来更有效地生产现有产品。二是资本设备。半导体制造涉及建造工厂 - 称为晶圆厂或铸造厂 - 可以。成本超过 100 亿美元 ， 需要超清洁设施 ， 并且需要配备专用设备。作为总收入的一部分 ， 研发支出美国半导体行业是所有行业中第二高的行业 （ 只有制药行业的研发强度更高 ） ， 资本支出是第二高的行业 （ 仅次于替代能源 ） 。每种类型的固定成本通常超过年度行业销售额的 10 ％ （ SIA 2020a ） 。现代行业的首要产品是集成电路 ， 2019 年集成电路占所有半导体销售额的 80% 以上 (SIA 2016 ，2020b) 。2逻辑和内存芯片分别约占全球半导体收入的四分之一 ， 是集成电路的前两个类别。逻辑芯片处于前沿，应用于人工智能和图形。它们包括智能手机和计算机中的微处理器和中央处理器。存储器芯片对于信息的存储是至关重要的。最终用途方面，2019 年通信设备、计算机和其他电子产品占半导体消费量的 75% （ SIA （ 2020b ） 。另外 25 ％ 用于汽车和工业应用或政府。半导体行业研究最广泛的领域是存储器 ， 特别是动态随机存取存储器 (DRAM) 。在他们的开创性研究中 ， Irwin 和 Klenow (1994) 研究了 7 代 DRAMS ， 这些 DRAMS 由位于美国、日本、欧洲和韩国的 32 家公司在 1974 - 92 年间制造。3他们发现平均学习率约为 20 ％ - 也就是说 ， 每累计产出翻一番 ， 单位生产成本就下降了 20 ％ 。即使在那个以外国直接投资为特征的时代 ， 尽管供应链的分散和全球化程度低于 2020 年 ， 他们也发现了证据 ， 表明在公司外部进行的一些学习跨越了边界 ， 并被其他国家的公司收购。半导体是驱动智能手机、电脑、汽车、数据中心的微小芯片 ，电信硬件、武器系统和更多。2其他类型的半导体包括分立半导体 （ 用于控制电流 ） 和光电和传感器 （ 用于感测相机或交通灯中的光 ） 。根据《世界半导体贸易统计》 （ 2020 年 ），2019 年，半导体销售占主导地位的是集成电路 （ 81% ），其次是光电和传感器 （ 13% ） 和分立半导体 （ 6% ） 。3有关在此期间研究通过做和存储芯片进行学习的其他方法 ， 请参阅 Baldwin 和 Krugman （ 1987 ） ， Dick （ 1991 ） 和 Gruber （ 1996 ） 。 WP 20 - 16 | 2020 年 12 月5半导体的美国开端晶体管于 1947 年在贝尔实验室发明 ； 它的发明者于 1956 年获得了诺贝尔奖。4 在 20 世纪 50 年代 ， Fairchild 半导体和德州仪器的研究人员发明了将多个晶体管放在单个平坦材料上的方法 ， 从而创建了集成电路。美国工业在 1960 年代迅速发展 ， 最初的需求是由美国军事和太空计划驱动的。该行业主要集中在加利福尼亚 （ 硅谷 ） ， 亚利桑那州 ， 德克萨斯州和纽约。到 1980 年代 ， 两种商业模式主导了美国的生产。第一种是 “俘虏 ” 生产 ， 其中 IBM ， 惠普和 AT ＆ T 为自己的用途制造半导体 - 用于计算硬件或例如 ， 他们出售给最终消费者的电信设备。第二个是集成设备制造商 （ IDM ） ， 包括英特尔 ， 美光和 AMD （ 高级微设备 ） 等较小的公司 ， 它们生产半导体 ， 与消费电子和计算机公司保持一定距离。5 混合动力包括摩托罗拉和德州仪器 ， 它们为自己的下游产品 （ 例如电话和计算器 ） 生产半导体 ， 并出售给其他产品。半导体领域的第一次外国直接投资发生在 1961 年，当时仙童半导体将制造的硅晶片外包给香港，然后将其组装并包装成半导体芯片，然后发送给最终用户公司。供应链中相对劳动密集型的部分导致美国公司在 1960 年代和 1970 年代初进行了大量的对外投资，因为公司将组装转移到了拥有大量低成本劳动力的亚洲国家。6来自日本的竞争日本公司在 1970 年代开始通过贸易进入美国市场。从 1981 年到 1984 年 ， 美国从日本的半导体进口每年几乎翻了一番 ， 仅在 1985 年的行业低迷时期才部分减少 （ 图 1 ） 。Irwin （ 1996 ） 指出了日本半导体崛起背后的许多因素。首先 ， 日本蓬勃发展的消费电子行业是本地需求的重要来源。在美国 ， 大约一半的1960 年代初，美