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2月18日，美國信息技術與創新基金會(ITIF)發布了《摩爾定律被打破:中國政策對全球半導體創新的影響》報告(以下簡稱《報告》)。該報告概述了全球半導體產業的發展；分析了半導體產業持續創新的動力和條件。討論了中國半導體產業政策及其影響。
隨後，美國總統拜登簽署了關於美國供應鏈的行政命令，指示對半導體、醫療用品、關鍵礦產和高容量電池的供應鏈進行廣泛評估。
由此可見，半導體產業對美國制造業、經濟和國家安全的重要性不言而喻。
當前全球半導體產業的競爭格局
1.美國企業占全球銷售額的近50%，但生產能力較弱。
2019年，總部位於美國的半導體公司占全球半導體行業銷售額的47%(與2012年的51.8%相比下降約5%)，其次是韓國(19%)、日本和歐洲(各18)。
但截至2019年，美國僅占全球半導體制造市場的11%，韓國占28%，中國臺灣省占22%，日本占16%，中國大陸占12%，歐洲占3%。2015 2019年，中國大陸在全球半導體制造市場的份額幾乎翻了壹番。到2020年底，美國只有20家半導體制造廠(fab)在運營。
2.美國、歐洲和韓國在半導體工業的不同領域都處於領先地位。
邏輯芯片、存儲芯片、模擬芯片和分立芯片是半導體行業的四大領域。從全球半導體行業各主要細分市場的市場份額來看，2019年，美國在邏輯芯片和模擬芯片上明顯領先；韓國記憶領先(美國緊隨其後)；歐洲在分立器件領域領先。中國企業在邏輯芯片領域的市場份額為9%，在分立器件領域的市場份額為5%。
就具體企業而言，英特爾是邏輯芯片的全球領導者；到2020年第壹季度，德州儀器、ADI和英飛淩是模擬芯片的領導者，市場份額分別為65，438+09%、65，438+00%和7%。三星、SK海力士和美光在動態隨機存儲器(DRAM)領域處於領先地位，分別占全球市場份額的44%、29%和265，438+0%。
3.全球半導體產業鏈參與度高，各國價值優勢不同。
半導體行業高度全球化，大量國家/地區在半導體生產的許多方面展開競爭，從半導體設計到制造，再到ATP(組裝、測試和封裝)。在半導體價值鏈的每個環節，來自25個國家的企業參與直接供應鏈，來自23個國家的企業參與支持職能。超過12個國家擁有直接從事半導體芯片設計的企業，39個國家擁有至少1個半導體制造廠，超過25個國家擁有ATP企業。
半導體生產過程中的每壹個環節都創造了可觀的價值。根據美國國際貿易委員會(ITC)的估算，半導體芯片90%的價值存在於設計和制造階段，65，438+00%的價值來自於ATP。
全球半導體產業的壹個關鍵驅動力是專業化，因為企業——甚至是國家內部的整個產業生態集群——選擇專註於掌握半導體生產過程中的關鍵環節。比如荷蘭在極紫外(EUV)光刻方面的優勢；日本在化學品和生產設備方面的優勢；韓國在內存芯片方面的優勢；中國臺灣省在鑄造方面的優勢；馬來西亞和越南在ATP的優勢。
4.美國在半導體專利申請方面領先世界。
根據美國專利商標局(USPTO)授予的半導體專利數據，雖然美國在全球半導體專利中的份額從1998年的43%下降到2018年的29%，但仍然領先。日本的份額下降了約1/3，從33%降至23%；其次是中國、臺灣省和韓國；歐盟排名第五；中國大陸排名第六，約占全球專利的6%。如果以每6543.8美元+0億GDP的專利數量來計算，中國的滯後更為嚴重。6543.8+0億美元的GDP中，美國半導體企業獲得了365.438+00項專利，中國半導體企業僅獲得77項專利。
5.中國在全球半導體產業附加值中的份額正在上升。
就全球半導體產業增加值的份額而言，2001 2016年，中國大陸的增長率幾乎翻了兩番，從8%增長到31%；美國的份額從28%下降到22%；日本的份額下降了三分之二以上，從30%降至8%；中國臺灣省的份額從8%增加到15%；韓國的份額從5%增加到10%；德國和馬來西亞各占2%的份額。
6.除日本和美國外，世界主要國家(地區)半導體產業出口均有所增長。
從2005年到2019年，中國大陸半導體產業出口從278億美元增長到138億美元；中國臺灣省從359億美元增加到111億美元；韓國從309億美元增加到924億美元；EU- 27+英國從694億美元增加到816億美元。與此同時，美國出口基本保持不變，2005年達到5365438+億美元，2019年達到529億美元。日本出口額略有下降，從479億美元降至469億美元。
7.半導體是世界上R&D最密集的產業之壹。
半導體和生物制藥是世界上研究最密集的行業。2019歐盟工業R&D投資記分牌(2019歐盟工業R & amp；d投資記分牌)，排名前13的半導體公司在R&D上花費了18.4%的銷售額，超過了生物制藥行業。其中，前三名分別是美國的高通、中國臺灣地區的聯發科和美國的AMD。實際投資額方面，三星以654.38+04.8億歐元(約654.38+07.6億美元)領先，華為以654.38+02.7億歐元(約654.38+05億美元)緊隨其後，英特爾以654.38+065.438+08億美元。
截至2018，美國總部企業半導體R&D投資占銷售額的比例為17.4%，歐洲為13.9%，中國和臺灣省為9.9%，日本為8.8%，中國大陸為8.4%，韓國為7.3%。歐洲半導體產業的R&D強度從2010年的16.5%下降到今天的13.9%。相反，中國半導體企業的R&D強度從2012年的6.3%上升到2018年的8.4%。
8.半導體行業資本投入高。
半導體也是資本密集型產業。2019年，美國半導體行業的全球資本支出(CapEx)總額為319億美元，占銷售額的12.5%，僅次於美國的替代能源部門。在全球資本支出方面，2019年，總部位於韓國的企業占半導體行業全球資本支出的31%，其次是美國(28%)、中國臺灣省(17%)、中國大陸(10%)、日本(5%)和日本。
開發新的半導體設計或建立新的半導體晶圓廠所需的專業知識、資金和規模非常高，而且還在不斷增加。例如，將芯片設計從10納米推至7納米的成本增加了超過1億美元，而將芯片設計從7納米推至5納米的成本可能再次翻倍，從3億美元增至近5.5億美元。但這只是設計芯片的成本。預計到2020年，新建壹座14 16nm晶圓廠的平均成本為13億美元；10nm晶圓廠建設成本為15億美元；7nm晶圓廠建設成本為6543.8美元+0.8億美元；5納米晶圓廠的建設成本為200億美元。
中國在全球半導體行業扮演著重要角色。
1.中國半導體實力持續增強。
從芯片設計和制造來看，中國的半導體實力正在快速增長。例如，2010年和2015年，中國集成電路設計企業數量從485家增加到715家。2005-2015年，中國半導體行業年復合增長率為18.7%，半導體消費增長率為14.3%，全球半導體市場年復合增長率僅為4.0%。
目前，全球約20%的無晶圓廠集成電路設計公司位於中國。正如德勤的壹份報告所言，“在集成電路設計方面，中國大陸的能力在過去五年激增，並開始趕上中國大陸、臺灣省和南韓，成為亞太地區集成電路設計的主要參與者。”
2.中國市場對美國半導體企業非常重要。
中國市場非常重要，在許多美國半導體企業的收入中占相當大的比例。比如2018前四個月，中國市場占高通收入的60%以上，美光的50%以上，博通的45%左右，德州儀器的40%以上。2018年，美國半導體企業約36%的收入，即750億美元，來自對中國的銷售。
3.中國半導體行業收入增長迅速，但凈利潤率較低。
截至2019年底，全球最大的136家半導體企業創造的收入總計5718億美元。其中，中國企業占465，438+0.3億美元，占全球收入的7.2%以上。中國企業占全球封裝測試服務(OSAT)收入的265，438+0%(60億美元)；OEM收入的8%(45億美元)；它占芯片設計和制造收入的7%(296億美元)。2015年，中國企業占全球半導體行業收入的4%。於是，從2015到2019，我國企業收入占比幾乎翻了壹番。
雖然中國半導體行業的收入發展迅速，但其凈利潤率僅為英特爾、三星、臺積電、SK海力士和美光的壹小部分。平均來看，2019年，非中國半導體企業的凈利率為19.4%，而中國半導體企業的凈利率為12.1%。
智庫未來應該為中國提出哪些措施？
根據該報告，中國通過重商主義政策扭曲了全球市場，阻礙了創新企業和R&D投資的發展，並破壞了半導體行業的摩爾定律。該報告從國際層面和美國國內層面提出了應對“中國挑戰”(實施《芯片法》和增加聯邦對R&D半導體的投資)的壹些建議。其中，國際壹級的建議包括:
1.擴大世貿組織關於補貼的內容
根據WTO的規定，財政援助作為補貼需要具備三個要素:1)財政出資；2)政府或公共機構給予的；3)此項捐贈的收入。
因此，美國應該與誌同道合的國家和世貿組織合作，更新規則，對激進的工業補貼施加更嚴格的條件和懲罰。首先，澄清“公共機構”的定義，並將其擴大到包括國有企業和私營企業以及受國家影響的其他實體。同時，國有企業所需的補貼不會損害其他國家。
誌同道合的國家應著眼於大幅提高全球補貼的透明度，包括堅持及時完整地通知補貼，並對未及時通知的補貼建立損害推定。各國還應舉行世貿組織成員和世貿組織上訴機構之間的年度會議，討論與過度使用補貼有關的模式和挑戰。
2.盟國應在半導體出口管制方面進行合作。
對於全球半導體產業來說，中國不僅是壹個重要的市場，也是壹個重要的生產地。毫無疑問，支撐中國經濟和軍事崛起的核心技術出口管制將成為決策者認真考慮的工具。但是，正如ITIF曾經提出的，美國應該盡力與誌同道合的國家合作，協調出口管制措施，“因為出口管制制度在國際協調的情況下是最成功的。”如《出口管制改革法》第4811(5)條所述，“出口管制應與多邊出口管制制度相協調。多邊出口管制是最有效的，應該把重點放在核心技術和其他可用於對美國及其盟友構成嚴重國家安全威脅的物品上。”
報告稱，為了實現經濟或貿易政策目標，美國不斷推行單邊出口管制。它需要與傳統的瓦森納協議(WAC)形成新的控制模式，WAC代表特定的半導體行業(包括半導體制造設備)和更廣泛的先進技術。因此，美國應避免單方面的出口管制，並尋求與德國、日本、韓國、中國、臺灣省、荷蘭和聯合王國制定壹個更雄心勃勃和有效的多邊辦法來實施出口管制。
這些國家應共同努力，就非市場經濟國家的企業對全球半導體產業構成的威脅以及半導體技術的發展速度和進步達成共識。那麽，這些國家應該在“瓦協”之外建立壹個工作組，即“小瓦協”，定義半導體技術及相關管制物項(在現有管制物項範圍之外)，並制定相同的許可政策。
3.統壹外商直接投資審查程序。
2018外國投資風險審查現代化法案(FIRRMA)指示美國海外投資委員會(CFIUS)建立壹個正式的程序，與盟國政府共享信息，並在投資安全問題上進行協調和合作。因此，美國應繼續與誌同道合的國家合作，協調投資審查程序，並考慮擴大例外外國名單，以包括法國、德國、荷蘭、意大利、日本和韓國。
4.加強信息享受，打擊國外經濟間諜和竊取知識產權、技術或商業秘密。
美國應該領導更多誌同道合的國家建立更廣泛的“五眼聯盟”，致力於在國家資助的先進技術領域合作打擊間諜活動。該組織可以編制壹份企圖竊取知識產權的企業和個人的名單，同時制定機制限制這些企業和個人在聯盟市場上競爭。
5.實現半導體研發中的聯盟合作。
半導體創新的廣泛性和復雜性意味著有機會招募誌同道合的國家參與長期和高潛力的R&D計劃，如“半導體登月計劃”。事實上，這是美國芯片為美國法案所期望的，該法案呼籲建立壹個7.5億美元的多邊安全基金，以支持安全微電子技術的開發和采用。在這方面，確保微電子供應鏈的安全將是第壹步，國會將在今年秋天審議國防授權法案的重新授權時為這壹條款撥款。
總結
根據賓夕法尼亞大學發布的《2020年全球智庫指數報告》，ITIF在美國頂級智庫中排名第39位，在全球頂級科技政策智庫中排名第4位。其董事長羅布·阿特金森具有豐富的政府部門工作經驗，其觀點在政界有壹定影響力。此前，ITIF的很多建議和倡導都被美國政府采納。
ITIF壹直對中國的科技創新政策持批評態度，主張對中國采取強硬的反制措施。報告在半導體領域的建議與拜登團結盟友、發展國內制造業、遏制中國的理念不謀而合，因此很可能被美國政府采納。