美國(guó)芯片行業(yè)復(fù)蘇勢(shì)頭強(qiáng)勁
2020-6-20 18:46:28??????點(diǎn)擊：
為了重振美國(guó)芯片制造業(yè)，立法者提出了數(shù)十億美元的支出和稅收優(yōu)惠，以促進(jìn)整個(gè)半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)的技術(shù)創(chuàng)新——從后摩爾定律的基礎(chǔ)研究到先進(jìn)芯片封裝。
雖然特朗普政府試圖通過(guò)出口管制來(lái)阻止中國(guó)獲得美國(guó)芯片制造設(shè)備，但《美國(guó)芯片法案》——即“為生產(chǎn)半導(dǎo)體創(chuàng)造有益的激勵(lì)措施”的提議重振了國(guó)內(nèi)芯片制造、資助研發(fā)和保障技術(shù)供應(yīng)鏈安全。
除了營(yíng)銷(xiāo)方面，此項(xiàng)計(jì)劃為五角大樓現(xiàn)有的電子產(chǎn)品“復(fù)興”計(jì)劃撥款至少120億美元，同時(shí)向其他聯(lián)邦機(jī)構(gòu)撥款50億美元用于半導(dǎo)體研發(fā)。其中最大的一筆50億美元將用于資助集成電路封裝和組裝研究所。這項(xiàng)努力還將創(chuàng)建一個(gè)5億美元的投資基金，以支持一個(gè)“國(guó)內(nèi)先進(jìn)微電子封裝生態(tài)系統(tǒng)”。
在佛羅里達(dá)州的美國(guó)封裝U.S. packaging將為國(guó)防部工業(yè)提供基礎(chǔ)資金，以利用數(shù)字孿生技術(shù)保護(hù)微電子供應(yīng)鏈。佛羅里達(dá)州一家名為BRIDG的非營(yíng)利機(jī)構(gòu)最近從空軍研究實(shí)驗(yàn)室獲得了另一份750萬(wàn)美元的合同，旨在收集芯片設(shè)計(jì)和制造過(guò)程的數(shù)據(jù)。
這種公私合營(yíng)的做法是向比利時(shí)芯片研發(fā)中心IMEC頒發(fā)技術(shù)許可，以便為硅芯片廠商開(kāi)發(fā)產(chǎn)品設(shè)計(jì)套件。
美國(guó)商務(wù)部長(zhǎng)Wilbur Ross近期參觀了BRIDG位于佛羅里達(dá)州基希米(Kissimmee)附近的工廠。 羅斯宣稱：“佛羅里達(dá)中部對(duì)美國(guó)的微電子制造供應(yīng)鏈及其國(guó)防和航天客戶至關(guān)重要，”除了IMEC, BRIDG的合作伙伴還包括洛克希德·馬丁公司、L3Harris、東京電子公司和佛羅里達(dá)州。
圍繞芯片制造和收緊技術(shù)供應(yīng)鏈的活動(dòng)漩渦出現(xiàn)在美國(guó)，中美半導(dǎo)體技術(shù)對(duì)峙忽遠(yuǎn)忽近。最值得注意的是，該行動(dòng)包括利用美國(guó)的出口管制來(lái)阻止中國(guó)獲得美國(guó)先進(jìn)的集成電路制造設(shè)備。主要目標(biāo)是電信巨頭以及5G領(lǐng)軍企業(yè)華為。www.004048.com
美國(guó)政府和國(guó)會(huì)最近采取的一系列措施提振了美國(guó)芯片制造業(yè)，總體上說(shuō)明了硅技術(shù)的戰(zhàn)略重要性。華盛頓戰(zhàn)略與國(guó)際研究中心(Center for Strategic and International Studies)技術(shù)政策項(xiàng)目主任James Lewis表示，在北京和華盛頓之間日益激烈的科技冷戰(zhàn)中，“半導(dǎo)體是一個(gè)瓶頸”。
《芯片法案》代表了美國(guó)重振半導(dǎo)體制造和供應(yīng)鏈薄弱環(huán)節(jié)的新戰(zhàn)線。新冠病毒暴露了這些薄弱環(huán)節(jié)。Lewis:“這項(xiàng)法案對(duì)這個(gè)國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目進(jìn)行再投資，為美國(guó)先進(jìn)制造業(yè)提供有針對(duì)性的稅收優(yōu)惠該組織的主要發(fā)起人、弗吉尼亞州民主黨參議員Mark Warner:“我們將資助微電子領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究，并強(qiáng)調(diào)與我們的盟友進(jìn)行多邊接觸的必要性，以提高透明度，并關(guān)注全球供應(yīng)鏈面臨的安全和完整性威脅。”
Warner補(bǔ)充道：“這項(xiàng)提議還回應(yīng)了美國(guó)的“自滿情緒，使得我們的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手得以迎頭趕上。”他的辦公室沒(méi)有回應(yīng)有關(guān)細(xì)節(jié)的要求。
行業(yè)組織對(duì)參議院的提案表示歡迎，該提案也是由德克薩斯州共和黨參議員John Cornyn所提出。類(lèi)似的法案也將于本周在眾議院提出。參議院法案的其他共同發(fā)起人包括Jim Risch, R-Idaho, Marco Rubio, R-Fla以及Kyrsten Sinema, D-Ariz.。
《芯片法案》的條款包括鼓勵(lì)投資國(guó)內(nèi)集成電路制造，特別是在2024年之前提供40%的投資稅收抵免。這項(xiàng)補(bǔ)貼將在2027年逐步取消。
與此同時(shí)，封裝計(jì)劃還將促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的制定和勞動(dòng)力培訓(xùn)。
支持這項(xiàng)立法的行業(yè)組織指出，他們一直主張聯(lián)邦稅收抵免，“以幫助創(chuàng)造公平的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境”，顧名思義指的是中國(guó)政府推動(dòng)國(guó)內(nèi)芯片行業(yè)快速發(fā)展的努力。
半導(dǎo)體行業(yè)組織SEMI在支持參議院芯片立法時(shí)指出，"其他國(guó)家有強(qiáng)有力的激勵(lì)措施，而美國(guó)聯(lián)邦政府缺乏激勵(lì)措施，是推動(dòng)半導(dǎo)體制造工廠遷往海外的關(guān)鍵因素。"
美國(guó)半導(dǎo)體工業(yè)協(xié)會(huì)(SIA)主席兼首席執(zhí)行官John Neuffer指出:“隨著全球競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手大舉投資，吸引了先進(jìn)的半導(dǎo)體制造企業(yè)的到來(lái)，美國(guó)必須參與進(jìn)來(lái)，使我們的國(guó)家在生產(chǎn)這種具有戰(zhàn)略重要性的技術(shù)方面更具競(jìng)爭(zhēng)力。”
美國(guó)370億美元穩(wěn)固半導(dǎo)體江山
據(jù)《華爾街日?qǐng)?bào)》報(bào)道，美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正加緊游說(shuō)美國(guó)政府和國(guó)會(huì)加大對(duì)半導(dǎo)體的補(bǔ)貼和投入。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)(SIA)提出的370億美元提案中，包括為建設(shè)一家新的芯片工廠提供補(bǔ)貼，為尋求吸引半導(dǎo)體投資的各州提供援助，以及增加研發(fā)資金。
美國(guó)國(guó)務(wù)院的一位發(fā)言人呼應(yīng)了這一支持，稱國(guó)務(wù)院正在“與國(guó)會(huì)和業(yè)界密切合作，以確保半導(dǎo)體行業(yè)的未來(lái)仍掌握在美國(guó)手中”。
據(jù)SIA估計(jì)，到2030年，中國(guó)在全球芯片產(chǎn)能中的份額預(yù)計(jì)將增加近一倍，達(dá)到28%左右，不過(guò)這包括了總部設(shè)在中國(guó)的外國(guó)公司的芯片產(chǎn)能。英特爾、格芯等一些總部位于美國(guó)的公司是世界上最大的芯片制造商，但國(guó)外的補(bǔ)貼政策促使它們將生產(chǎn)線轉(zhuǎn)向亞洲、以色列和愛(ài)爾蘭，因此這些公司只有12%的芯片是在美國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的。
SIA的建議包括為一家新的半導(dǎo)體工廠提供50億美元的聯(lián)邦資金，該工廠將與私營(yíng)部門(mén)合作資助和運(yùn)營(yíng)。在給美國(guó)國(guó)防部官員的一封信中，英特爾首席執(zhí)行官Bob Swan在4月提議由英特爾與五角大樓合作建設(shè)和運(yùn)營(yíng)該工廠。英特爾對(duì)此不予置評(píng)。
另有150億美元可作為整筆撥款劃給各州，可用于為新的半導(dǎo)體制造設(shè)施發(fā)放激勵(lì)款項(xiàng)。據(jù)SIA上述提案草案顯示，余下的170億美元可補(bǔ)充聯(lián)邦研究資金，其中50億美元用于基礎(chǔ)研究，70億美元用于應(yīng)用研究，50億美元用于一個(gè)新的技術(shù)中心。
SIA總裁兼首席執(zhí)行官John Neuffer稱：“我們的計(jì)劃開(kāi)支規(guī)模頗為龐大，但若不采取行動(dòng)，對(duì)我們的經(jīng)濟(jì)、國(guó)家安全及我們?cè)谖磥?lái)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位而言，付出的代價(jià)將大得多。”
SIA認(rèn)為，過(guò)去，當(dāng)美國(guó)在半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位面臨挑戰(zhàn)時(shí)，它通過(guò)合作和協(xié)作走到了今天。美國(guó)的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)地位現(xiàn)在面臨著類(lèi)似的挑戰(zhàn)，政府、學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界必須再次攜手克服這一挑戰(zhàn)。我們今天面臨的障礙與過(guò)去不同，因此，這一時(shí)刻需要戰(zhàn)略思考和新的解決方案，以實(shí)現(xiàn)我們繼續(xù)保持美國(guó)半導(dǎo)體領(lǐng)先地位的共同目標(biāo)。
5G部署是否是一道分水嶺？
在部署5G網(wǎng)絡(luò)的競(jìng)賽中，中國(guó)和世界其他國(guó)家之間的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)正在上演。美國(guó)正試圖利用出口管制阻止中國(guó)電信巨頭華為及其子公司海思半導(dǎo)體(HiSilicon)和臺(tái)積電(TSMC)等關(guān)鍵供應(yīng)商獲得關(guān)鍵制造技術(shù)。
中美國(guó)之間的技術(shù)冷戰(zhàn)可能會(huì)為5G網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)造一個(gè)分叉市場(chǎng)，而CSIS分析師Lewis認(rèn)為這是行不通的。"市場(chǎng)不會(huì)支持"這種做法。“到了一定程度，即便是華為也無(wú)法憑借5G的優(yōu)勢(shì)左右市場(chǎng)。”
延伸閱讀——美國(guó)半導(dǎo)體的輝煌得益于政府的支持
縱觀美國(guó)半導(dǎo)體的發(fā)展，早期美國(guó)政府和軍團(tuán)起到了不可磨滅的貢獻(xiàn)。
美國(guó)信號(hào)軍團(tuán)（U.S. Signal Corps）是美國(guó)半導(dǎo)體早期發(fā)展的主要資助者，30年來(lái)他們一直在研發(fā)晶體管和半導(dǎo)體，并購(gòu)買(mǎi)了大部分初始產(chǎn)量。美國(guó)軍方為西部電力公司(Western Electric)、通用電氣(General Electric)、雷神(Raytheon)和西瓦尼亞公司(Sylvania)的第一條試驗(yàn)生產(chǎn)線提供了資金，并建設(shè)了遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出需求的產(chǎn)能。從20世紀(jì)50年代末到70年代初，聯(lián)邦政府資助了美國(guó)半導(dǎo)體研發(fā)的40%到45%。對(duì)半導(dǎo)體的軍事采購(gòu)使該行業(yè)得以確立規(guī)模，從而導(dǎo)致半導(dǎo)體價(jià)格在1962年至1968年期間大幅下跌，使其更適于商業(yè)用途。
但在低成本資本和受到保護(hù)的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的支持下，日本開(kāi)始進(jìn)入DRAM行業(yè)，導(dǎo)致產(chǎn)能大幅增加，并在第三國(guó)市場(chǎng)傾銷(xiāo)產(chǎn)品。在使用相同設(shè)備的質(zhì)量和生產(chǎn)率方面，一些美國(guó)公司也落后于日本公司。其結(jié)果就是，到1985年，美國(guó)在這一市場(chǎng)的全球份額從大約90%下降到不到10%，英特爾、高級(jí)微設(shè)備公司(Advanced Micro Devices)和國(guó)家半導(dǎo)體公司(national semiconductor)等生產(chǎn)商都紛紛退出了DRAM業(yè)務(wù)。在DRAM失去市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)地位被認(rèn)為是美國(guó)行業(yè)的重大挫折，尤其是因?yàn)榇笕萘看鎯?chǔ)設(shè)備是該行業(yè)的工藝技術(shù)驅(qū)動(dòng)因素。大宗商品DRAM芯片的大規(guī)模生產(chǎn)，證明了對(duì)新工藝技術(shù)和晶圓制造設(shè)備的投資是合理的。
隨著日本企業(yè)在全球存儲(chǔ)設(shè)備市場(chǎng)占據(jù)了絕對(duì)的份額和技術(shù)領(lǐng)先地位，并迅速增加了產(chǎn)能。人們普遍擔(dān)心，美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)的衰落不僅會(huì)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn)，還會(huì)帶來(lái)國(guó)家安全風(fēng)險(xiǎn)。美國(guó)國(guó)防特別工作組甚至在1987年警告說(shuō)，依靠外國(guó)供應(yīng)商提供最先進(jìn)的武器芯片是一種“不可接受的情況”，因?yàn)檫@將破壞美國(guó)保持技術(shù)優(yōu)勢(shì)的軍事戰(zhàn)略。于是大家開(kāi)始向華盛頓政府尋求幫助，此舉對(duì)于扭轉(zhuǎn)市場(chǎng)份額和技術(shù)領(lǐng)先地位的喪失起到了重要作用。
意識(shí)到危機(jī)的美國(guó)開(kāi)始采取措施，第一步是加強(qiáng)研究機(jī)構(gòu)的建立，使美國(guó)的公司能夠與之合作。1982年，半導(dǎo)體工業(yè)成立了半導(dǎo)體研究公司(SIA的一個(gè)獨(dú)立分支機(jī)構(gòu))，并為其提供資金，在大學(xué)進(jìn)行硅基研究。兩年后，Ronald Reagan總統(tǒng)簽署了《國(guó)家合作研究法案》，該法案改革了美國(guó)反壟斷法，以鼓勵(lì)聯(lián)合研發(fā)協(xié)會(huì)。微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)機(jī)構(gòu)(Microelectronics and Computer Technology Corp.)是一家私人出資的行業(yè)財(cái)團(tuán)，是為了響應(yīng)日本政府資助的“第五代”研發(fā)計(jì)劃而成立的，但被認(rèn)為是失敗的，并在2001年被關(guān)閉。
SEMATECH是第二個(gè)也是更成功的聯(lián)盟。在半導(dǎo)體工業(yè)和國(guó)防科學(xué)委員會(huì)的建議下，在1987年由聯(lián)邦政府和大多數(shù)美國(guó)大型芯片公司共同出資成立了SEMATECH，每年投入2億美元的研究項(xiàng)目，加快了基于共同技術(shù)路線圖的半導(dǎo)體制造業(yè)的生產(chǎn)率和創(chuàng)新。SEMATECH公司的成員包括當(dāng)時(shí)所有最大的設(shè)備制造商，例如IBM、英特爾、摩托羅拉、德州儀器、惠普和國(guó)家半導(dǎo)體公司。英特爾前董事長(zhǎng)戈登?摩爾稱該組織在該行業(yè)是獨(dú)一無(wú)二的，它確保了美國(guó)公司將高層人員安排到公私合作關(guān)系中。該聯(lián)盟的戰(zhàn)略是讓SEMATECH專(zhuān)注于制造設(shè)備和工藝，關(guān)鍵加工技術(shù)的主要如光刻、熔爐和注入、等離子體蝕刻和沉積。SIA還協(xié)調(diào)政府、產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界制定指導(dǎo)研究和開(kāi)發(fā)的路線圖，并監(jiān)督研究的實(shí)施。
美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)的一份分析報(bào)告發(fā)現(xiàn)，該財(cái)團(tuán)“在促進(jìn)半導(dǎo)體行業(yè)有效制造技術(shù)方面發(fā)揮了不可或缺的作用”。SEMATECH公司還幫助設(shè)備行業(yè)開(kāi)發(fā)出可靠的、標(biāo)準(zhǔn)化的芯片制造工具，尤其是光刻技術(shù)。SEMATECH因減少了其成員的研發(fā)重復(fù)而受到贊揚(yáng)，從而降低了成本并釋放了額外投資的資金。
到1993年，美國(guó)半導(dǎo)體工業(yè)在世界半導(dǎo)體市場(chǎng)份額中重新占據(jù)領(lǐng)先地位。SEMATECH的成就很大程度上得益于其管理的靈活性和DARPA(美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局)提供的持續(xù)支持，以幫助振興美國(guó)芯片制造業(yè)。
在此不得不插播一下，DARPA在美國(guó)半導(dǎo)體的發(fā)展中扮演了非常重要的角色。幾十年來(lái)，DARPA一直堅(jiān)持一個(gè)單一而持久的使命：對(duì)國(guó)家安全突破性技術(shù)進(jìn)行關(guān)鍵性投資。在半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，DARPA組織過(guò)對(duì)半導(dǎo)體材料砷化鎵的研究、啟動(dòng)了VLSI計(jì)劃、進(jìn)行微波和毫米波集成電路（MIMIC）計(jì)劃、與商業(yè)伙伴共同開(kāi)創(chuàng)了193nm光刻技術(shù)、推動(dòng)MRAM技術(shù)的發(fā)展、還對(duì)RISC-V進(jìn)行過(guò)投資等等。從1987年開(kāi)始，SEMATECH就開(kāi)始獲得DARPA提供的公共資助，歷時(shí)五年，總計(jì)5億美元。
此后，國(guó)際SEMATECH仍然活躍，并已將其業(yè)務(wù)擴(kuò)展到設(shè)計(jì)，材料，測(cè)試和包裝技術(shù)。它還為新的300毫米工具的開(kāi)發(fā)提供資金，并繼續(xù)追求技術(shù)路線圖。美國(guó)其他行業(yè)，例如光電和納米技術(shù)，也紛紛效仿SEMATECH的模式。
到20世紀(jì)90年代初，美國(guó)半導(dǎo)體公司重新獲得了全球領(lǐng)先地位，盡管在韓國(guó)、中國(guó)大陸和中國(guó)臺(tái)灣出現(xiàn)了大量新的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，但美國(guó)半導(dǎo)體公司至今仍是全球最大的半導(dǎo)體生產(chǎn)商。2010年美國(guó)公司的銷(xiāo)售額占全球市場(chǎng)的48%。雖然只有一家美國(guó)公司仍然是內(nèi)存芯片領(lǐng)域的主要參與者，但美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)在微處理器和模擬混合信號(hào)產(chǎn)品等利潤(rùn)豐厚的邏輯設(shè)備市場(chǎng)占據(jù)主導(dǎo)地位。
SEMATECH不僅幫助美國(guó)實(shí)現(xiàn)了半導(dǎo)體行業(yè)復(fù)興，推動(dòng)了那個(gè)時(shí)代的技術(shù)創(chuàng)新。隨著全球市場(chǎng)和供應(yīng)鏈的開(kāi)放，SEMATECH的努力也導(dǎo)致了我們今天所擁有的無(wú)與倫比的增長(zhǎng)和創(chuàng)新。
事實(shí)上，聯(lián)邦政府一開(kāi)始就深度介入美國(guó)事務(wù)半導(dǎo)體行業(yè)。正如經(jīng)濟(jì)學(xué)家Laura Tyson在1992年所觀察到的那樣：“半導(dǎo)體行業(yè)從未擺脫政府干預(yù)這只看得見(jiàn)的手。”
為了在有望推動(dòng)未來(lái)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)鍵技術(shù)上取得突破，并在全球競(jìng)爭(zhēng)中保持美國(guó)的領(lǐng)導(dǎo)地位，美國(guó)雄心勃勃地對(duì)半導(dǎo)體研究加大投資。聯(lián)邦科學(xué)事業(yè)是美國(guó)社會(huì)皇冠上的一顆寶石，它產(chǎn)生了無(wú)數(shù)的創(chuàng)新，為美國(guó)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和國(guó)家安全做出了貢獻(xiàn)。
雖然特朗普政府試圖通過(guò)出口管制來(lái)阻止中國(guó)獲得美國(guó)芯片制造設(shè)備，但《美國(guó)芯片法案》——即“為生產(chǎn)半導(dǎo)體創(chuàng)造有益的激勵(lì)措施”的提議重振了國(guó)內(nèi)芯片制造、資助研發(fā)和保障技術(shù)供應(yīng)鏈安全。
除了營(yíng)銷(xiāo)方面，此項(xiàng)計(jì)劃為五角大樓現(xiàn)有的電子產(chǎn)品“復(fù)興”計(jì)劃撥款至少120億美元，同時(shí)向其他聯(lián)邦機(jī)構(gòu)撥款50億美元用于半導(dǎo)體研發(fā)。其中最大的一筆50億美元將用于資助集成電路封裝和組裝研究所。這項(xiàng)努力還將創(chuàng)建一個(gè)5億美元的投資基金，以支持一個(gè)“國(guó)內(nèi)先進(jìn)微電子封裝生態(tài)系統(tǒng)”。
在佛羅里達(dá)州的美國(guó)封裝U.S. packaging將為國(guó)防部工業(yè)提供基礎(chǔ)資金，以利用數(shù)字孿生技術(shù)保護(hù)微電子供應(yīng)鏈。佛羅里達(dá)州一家名為BRIDG的非營(yíng)利機(jī)構(gòu)最近從空軍研究實(shí)驗(yàn)室獲得了另一份750萬(wàn)美元的合同，旨在收集芯片設(shè)計(jì)和制造過(guò)程的數(shù)據(jù)。
這種公私合營(yíng)的做法是向比利時(shí)芯片研發(fā)中心IMEC頒發(fā)技術(shù)許可，以便為硅芯片廠商開(kāi)發(fā)產(chǎn)品設(shè)計(jì)套件。
美國(guó)商務(wù)部長(zhǎng)Wilbur Ross近期參觀了BRIDG位于佛羅里達(dá)州基希米(Kissimmee)附近的工廠。 羅斯宣稱：“佛羅里達(dá)中部對(duì)美國(guó)的微電子制造供應(yīng)鏈及其國(guó)防和航天客戶至關(guān)重要，”除了IMEC, BRIDG的合作伙伴還包括洛克希德·馬丁公司、L3Harris、東京電子公司和佛羅里達(dá)州。
圍繞芯片制造和收緊技術(shù)供應(yīng)鏈的活動(dòng)漩渦出現(xiàn)在美國(guó)，中美半導(dǎo)體技術(shù)對(duì)峙忽遠(yuǎn)忽近。最值得注意的是，該行動(dòng)包括利用美國(guó)的出口管制來(lái)阻止中國(guó)獲得美國(guó)先進(jìn)的集成電路制造設(shè)備。主要目標(biāo)是電信巨頭以及5G領(lǐng)軍企業(yè)華為。www.004048.com
美國(guó)政府和國(guó)會(huì)最近采取的一系列措施提振了美國(guó)芯片制造業(yè)，總體上說(shuō)明了硅技術(shù)的戰(zhàn)略重要性。華盛頓戰(zhàn)略與國(guó)際研究中心(Center for Strategic and International Studies)技術(shù)政策項(xiàng)目主任James Lewis表示，在北京和華盛頓之間日益激烈的科技冷戰(zhàn)中，“半導(dǎo)體是一個(gè)瓶頸”。
《芯片法案》代表了美國(guó)重振半導(dǎo)體制造和供應(yīng)鏈薄弱環(huán)節(jié)的新戰(zhàn)線。新冠病毒暴露了這些薄弱環(huán)節(jié)。Lewis:“這項(xiàng)法案對(duì)這個(gè)國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目進(jìn)行再投資，為美國(guó)先進(jìn)制造業(yè)提供有針對(duì)性的稅收優(yōu)惠該組織的主要發(fā)起人、弗吉尼亞州民主黨參議員Mark Warner:“我們將資助微電子領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究，并強(qiáng)調(diào)與我們的盟友進(jìn)行多邊接觸的必要性，以提高透明度，并關(guān)注全球供應(yīng)鏈面臨的安全和完整性威脅。”
Warner補(bǔ)充道：“這項(xiàng)提議還回應(yīng)了美國(guó)的“自滿情緒，使得我們的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手得以迎頭趕上。”他的辦公室沒(méi)有回應(yīng)有關(guān)細(xì)節(jié)的要求。
行業(yè)組織對(duì)參議院的提案表示歡迎，該提案也是由德克薩斯州共和黨參議員John Cornyn所提出。類(lèi)似的法案也將于本周在眾議院提出。參議院法案的其他共同發(fā)起人包括Jim Risch, R-Idaho, Marco Rubio, R-Fla以及Kyrsten Sinema, D-Ariz.。
《芯片法案》的條款包括鼓勵(lì)投資國(guó)內(nèi)集成電路制造，特別是在2024年之前提供40%的投資稅收抵免。這項(xiàng)補(bǔ)貼將在2027年逐步取消。
與此同時(shí)，封裝計(jì)劃還將促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的制定和勞動(dòng)力培訓(xùn)。
支持這項(xiàng)立法的行業(yè)組織指出，他們一直主張聯(lián)邦稅收抵免，“以幫助創(chuàng)造公平的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境”，顧名思義指的是中國(guó)政府推動(dòng)國(guó)內(nèi)芯片行業(yè)快速發(fā)展的努力。
半導(dǎo)體行業(yè)組織SEMI在支持參議院芯片立法時(shí)指出，"其他國(guó)家有強(qiáng)有力的激勵(lì)措施，而美國(guó)聯(lián)邦政府缺乏激勵(lì)措施，是推動(dòng)半導(dǎo)體制造工廠遷往海外的關(guān)鍵因素。"
美國(guó)半導(dǎo)體工業(yè)協(xié)會(huì)(SIA)主席兼首席執(zhí)行官John Neuffer指出:“隨著全球競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手大舉投資，吸引了先進(jìn)的半導(dǎo)體制造企業(yè)的到來(lái)，美國(guó)必須參與進(jìn)來(lái)，使我們的國(guó)家在生產(chǎn)這種具有戰(zhàn)略重要性的技術(shù)方面更具競(jìng)爭(zhēng)力。”
美國(guó)370億美元穩(wěn)固半導(dǎo)體江山
據(jù)《華爾街日?qǐng)?bào)》報(bào)道，美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正加緊游說(shuō)美國(guó)政府和國(guó)會(huì)加大對(duì)半導(dǎo)體的補(bǔ)貼和投入。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)(SIA)提出的370億美元提案中，包括為建設(shè)一家新的芯片工廠提供補(bǔ)貼，為尋求吸引半導(dǎo)體投資的各州提供援助，以及增加研發(fā)資金。
美國(guó)國(guó)務(wù)院的一位發(fā)言人呼應(yīng)了這一支持，稱國(guó)務(wù)院正在“與國(guó)會(huì)和業(yè)界密切合作，以確保半導(dǎo)體行業(yè)的未來(lái)仍掌握在美國(guó)手中”。
據(jù)SIA估計(jì)，到2030年，中國(guó)在全球芯片產(chǎn)能中的份額預(yù)計(jì)將增加近一倍，達(dá)到28%左右，不過(guò)這包括了總部設(shè)在中國(guó)的外國(guó)公司的芯片產(chǎn)能。英特爾、格芯等一些總部位于美國(guó)的公司是世界上最大的芯片制造商，但國(guó)外的補(bǔ)貼政策促使它們將生產(chǎn)線轉(zhuǎn)向亞洲、以色列和愛(ài)爾蘭，因此這些公司只有12%的芯片是在美國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的。
SIA的建議包括為一家新的半導(dǎo)體工廠提供50億美元的聯(lián)邦資金，該工廠將與私營(yíng)部門(mén)合作資助和運(yùn)營(yíng)。在給美國(guó)國(guó)防部官員的一封信中，英特爾首席執(zhí)行官Bob Swan在4月提議由英特爾與五角大樓合作建設(shè)和運(yùn)營(yíng)該工廠。英特爾對(duì)此不予置評(píng)。
另有150億美元可作為整筆撥款劃給各州，可用于為新的半導(dǎo)體制造設(shè)施發(fā)放激勵(lì)款項(xiàng)。據(jù)SIA上述提案草案顯示，余下的170億美元可補(bǔ)充聯(lián)邦研究資金，其中50億美元用于基礎(chǔ)研究，70億美元用于應(yīng)用研究，50億美元用于一個(gè)新的技術(shù)中心。
SIA總裁兼首席執(zhí)行官John Neuffer稱：“我們的計(jì)劃開(kāi)支規(guī)模頗為龐大，但若不采取行動(dòng)，對(duì)我們的經(jīng)濟(jì)、國(guó)家安全及我們?cè)谖磥?lái)關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位而言，付出的代價(jià)將大得多。”
SIA認(rèn)為，過(guò)去，當(dāng)美國(guó)在半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位面臨挑戰(zhàn)時(shí)，它通過(guò)合作和協(xié)作走到了今天。美國(guó)的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)地位現(xiàn)在面臨著類(lèi)似的挑戰(zhàn)，政府、學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界必須再次攜手克服這一挑戰(zhàn)。我們今天面臨的障礙與過(guò)去不同，因此，這一時(shí)刻需要戰(zhàn)略思考和新的解決方案，以實(shí)現(xiàn)我們繼續(xù)保持美國(guó)半導(dǎo)體領(lǐng)先地位的共同目標(biāo)。
5G部署是否是一道分水嶺？
在部署5G網(wǎng)絡(luò)的競(jìng)賽中，中國(guó)和世界其他國(guó)家之間的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)正在上演。美國(guó)正試圖利用出口管制阻止中國(guó)電信巨頭華為及其子公司海思半導(dǎo)體(HiSilicon)和臺(tái)積電(TSMC)等關(guān)鍵供應(yīng)商獲得關(guān)鍵制造技術(shù)。
中美國(guó)之間的技術(shù)冷戰(zhàn)可能會(huì)為5G網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)造一個(gè)分叉市場(chǎng)，而CSIS分析師Lewis認(rèn)為這是行不通的。"市場(chǎng)不會(huì)支持"這種做法。“到了一定程度，即便是華為也無(wú)法憑借5G的優(yōu)勢(shì)左右市場(chǎng)。”
延伸閱讀——美國(guó)半導(dǎo)體的輝煌得益于政府的支持
縱觀美國(guó)半導(dǎo)體的發(fā)展，早期美國(guó)政府和軍團(tuán)起到了不可磨滅的貢獻(xiàn)。
美國(guó)信號(hào)軍團(tuán)（U.S. Signal Corps）是美國(guó)半導(dǎo)體早期發(fā)展的主要資助者，30年來(lái)他們一直在研發(fā)晶體管和半導(dǎo)體，并購(gòu)買(mǎi)了大部分初始產(chǎn)量。美國(guó)軍方為西部電力公司(Western Electric)、通用電氣(General Electric)、雷神(Raytheon)和西瓦尼亞公司(Sylvania)的第一條試驗(yàn)生產(chǎn)線提供了資金，并建設(shè)了遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出需求的產(chǎn)能。從20世紀(jì)50年代末到70年代初，聯(lián)邦政府資助了美國(guó)半導(dǎo)體研發(fā)的40%到45%。對(duì)半導(dǎo)體的軍事采購(gòu)使該行業(yè)得以確立規(guī)模，從而導(dǎo)致半導(dǎo)體價(jià)格在1962年至1968年期間大幅下跌，使其更適于商業(yè)用途。
但在低成本資本和受到保護(hù)的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的支持下，日本開(kāi)始進(jìn)入DRAM行業(yè)，導(dǎo)致產(chǎn)能大幅增加，并在第三國(guó)市場(chǎng)傾銷(xiāo)產(chǎn)品。在使用相同設(shè)備的質(zhì)量和生產(chǎn)率方面，一些美國(guó)公司也落后于日本公司。其結(jié)果就是，到1985年，美國(guó)在這一市場(chǎng)的全球份額從大約90%下降到不到10%，英特爾、高級(jí)微設(shè)備公司(Advanced Micro Devices)和國(guó)家半導(dǎo)體公司(national semiconductor)等生產(chǎn)商都紛紛退出了DRAM業(yè)務(wù)。在DRAM失去市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)地位被認(rèn)為是美國(guó)行業(yè)的重大挫折，尤其是因?yàn)榇笕萘看鎯?chǔ)設(shè)備是該行業(yè)的工藝技術(shù)驅(qū)動(dòng)因素。大宗商品DRAM芯片的大規(guī)模生產(chǎn)，證明了對(duì)新工藝技術(shù)和晶圓制造設(shè)備的投資是合理的。
隨著日本企業(yè)在全球存儲(chǔ)設(shè)備市場(chǎng)占據(jù)了絕對(duì)的份額和技術(shù)領(lǐng)先地位，并迅速增加了產(chǎn)能。人們普遍擔(dān)心，美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)的衰落不僅會(huì)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)挑戰(zhàn)，還會(huì)帶來(lái)國(guó)家安全風(fēng)險(xiǎn)。美國(guó)國(guó)防特別工作組甚至在1987年警告說(shuō)，依靠外國(guó)供應(yīng)商提供最先進(jìn)的武器芯片是一種“不可接受的情況”，因?yàn)檫@將破壞美國(guó)保持技術(shù)優(yōu)勢(shì)的軍事戰(zhàn)略。于是大家開(kāi)始向華盛頓政府尋求幫助，此舉對(duì)于扭轉(zhuǎn)市場(chǎng)份額和技術(shù)領(lǐng)先地位的喪失起到了重要作用。
意識(shí)到危機(jī)的美國(guó)開(kāi)始采取措施，第一步是加強(qiáng)研究機(jī)構(gòu)的建立，使美國(guó)的公司能夠與之合作。1982年，半導(dǎo)體工業(yè)成立了半導(dǎo)體研究公司(SIA的一個(gè)獨(dú)立分支機(jī)構(gòu))，并為其提供資金，在大學(xué)進(jìn)行硅基研究。兩年后，Ronald Reagan總統(tǒng)簽署了《國(guó)家合作研究法案》，該法案改革了美國(guó)反壟斷法，以鼓勵(lì)聯(lián)合研發(fā)協(xié)會(huì)。微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)機(jī)構(gòu)(Microelectronics and Computer Technology Corp.)是一家私人出資的行業(yè)財(cái)團(tuán)，是為了響應(yīng)日本政府資助的“第五代”研發(fā)計(jì)劃而成立的，但被認(rèn)為是失敗的，并在2001年被關(guān)閉。
SEMATECH是第二個(gè)也是更成功的聯(lián)盟。在半導(dǎo)體工業(yè)和國(guó)防科學(xué)委員會(huì)的建議下，在1987年由聯(lián)邦政府和大多數(shù)美國(guó)大型芯片公司共同出資成立了SEMATECH，每年投入2億美元的研究項(xiàng)目，加快了基于共同技術(shù)路線圖的半導(dǎo)體制造業(yè)的生產(chǎn)率和創(chuàng)新。SEMATECH公司的成員包括當(dāng)時(shí)所有最大的設(shè)備制造商，例如IBM、英特爾、摩托羅拉、德州儀器、惠普和國(guó)家半導(dǎo)體公司。英特爾前董事長(zhǎng)戈登?摩爾稱該組織在該行業(yè)是獨(dú)一無(wú)二的，它確保了美國(guó)公司將高層人員安排到公私合作關(guān)系中。該聯(lián)盟的戰(zhàn)略是讓SEMATECH專(zhuān)注于制造設(shè)備和工藝，關(guān)鍵加工技術(shù)的主要如光刻、熔爐和注入、等離子體蝕刻和沉積。SIA還協(xié)調(diào)政府、產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界制定指導(dǎo)研究和開(kāi)發(fā)的路線圖，并監(jiān)督研究的實(shí)施。
美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)的一份分析報(bào)告發(fā)現(xiàn)，該財(cái)團(tuán)“在促進(jìn)半導(dǎo)體行業(yè)有效制造技術(shù)方面發(fā)揮了不可或缺的作用”。SEMATECH公司還幫助設(shè)備行業(yè)開(kāi)發(fā)出可靠的、標(biāo)準(zhǔn)化的芯片制造工具，尤其是光刻技術(shù)。SEMATECH因減少了其成員的研發(fā)重復(fù)而受到贊揚(yáng)，從而降低了成本并釋放了額外投資的資金。
到1993年，美國(guó)半導(dǎo)體工業(yè)在世界半導(dǎo)體市場(chǎng)份額中重新占據(jù)領(lǐng)先地位。SEMATECH的成就很大程度上得益于其管理的靈活性和DARPA(美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局)提供的持續(xù)支持，以幫助振興美國(guó)芯片制造業(yè)。
在此不得不插播一下，DARPA在美國(guó)半導(dǎo)體的發(fā)展中扮演了非常重要的角色。幾十年來(lái)，DARPA一直堅(jiān)持一個(gè)單一而持久的使命：對(duì)國(guó)家安全突破性技術(shù)進(jìn)行關(guān)鍵性投資。在半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，DARPA組織過(guò)對(duì)半導(dǎo)體材料砷化鎵的研究、啟動(dòng)了VLSI計(jì)劃、進(jìn)行微波和毫米波集成電路（MIMIC）計(jì)劃、與商業(yè)伙伴共同開(kāi)創(chuàng)了193nm光刻技術(shù)、推動(dòng)MRAM技術(shù)的發(fā)展、還對(duì)RISC-V進(jìn)行過(guò)投資等等。從1987年開(kāi)始，SEMATECH就開(kāi)始獲得DARPA提供的公共資助，歷時(shí)五年，總計(jì)5億美元。
此后，國(guó)際SEMATECH仍然活躍，并已將其業(yè)務(wù)擴(kuò)展到設(shè)計(jì)，材料，測(cè)試和包裝技術(shù)。它還為新的300毫米工具的開(kāi)發(fā)提供資金，并繼續(xù)追求技術(shù)路線圖。美國(guó)其他行業(yè)，例如光電和納米技術(shù)，也紛紛效仿SEMATECH的模式。
到20世紀(jì)90年代初，美國(guó)半導(dǎo)體公司重新獲得了全球領(lǐng)先地位，盡管在韓國(guó)、中國(guó)大陸和中國(guó)臺(tái)灣出現(xiàn)了大量新的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，但美國(guó)半導(dǎo)體公司至今仍是全球最大的半導(dǎo)體生產(chǎn)商。2010年美國(guó)公司的銷(xiāo)售額占全球市場(chǎng)的48%。雖然只有一家美國(guó)公司仍然是內(nèi)存芯片領(lǐng)域的主要參與者，但美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)在微處理器和模擬混合信號(hào)產(chǎn)品等利潤(rùn)豐厚的邏輯設(shè)備市場(chǎng)占據(jù)主導(dǎo)地位。
SEMATECH不僅幫助美國(guó)實(shí)現(xiàn)了半導(dǎo)體行業(yè)復(fù)興，推動(dòng)了那個(gè)時(shí)代的技術(shù)創(chuàng)新。隨著全球市場(chǎng)和供應(yīng)鏈的開(kāi)放，SEMATECH的努力也導(dǎo)致了我們今天所擁有的無(wú)與倫比的增長(zhǎng)和創(chuàng)新。
事實(shí)上，聯(lián)邦政府一開(kāi)始就深度介入美國(guó)事務(wù)半導(dǎo)體行業(yè)。正如經(jīng)濟(jì)學(xué)家Laura Tyson在1992年所觀察到的那樣：“半導(dǎo)體行業(yè)從未擺脫政府干預(yù)這只看得見(jiàn)的手。”
為了在有望推動(dòng)未來(lái)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的關(guān)鍵技術(shù)上取得突破，并在全球競(jìng)爭(zhēng)中保持美國(guó)的領(lǐng)導(dǎo)地位，美國(guó)雄心勃勃地對(duì)半導(dǎo)體研究加大投資。聯(lián)邦科學(xué)事業(yè)是美國(guó)社會(huì)皇冠上的一顆寶石，它產(chǎn)生了無(wú)數(shù)的創(chuàng)新，為美國(guó)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和國(guó)家安全做出了貢獻(xiàn)。
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