2022年9月19日,美国智库新美国安全中心(CNAS)发布了一份针对美国半导体产业政策建议的报告《重新布局:美国半导体产业政策》。该报告分析了美国及其他国家和地区的产业政策经验,并为美国出台下一阶段产业政策的方向提供了建议。报告建议美国围绕四个主要目标制定政策:促进科技进步、确保供应链韧性和完整性、确保对“卡脖子”技术的控制及积极与盟友展开合作以保持对中国的技术优势。此外,报告还认为目前半导体产业链过于集中,在地缘冲突中存在重大的中断风险,并建议美国政府分散半导体制造基地,提高对产业链的专业化认知水平,设立新的机构以跟踪产业链的最新技术变化趋势。
来源:CNAS报告《Rewire:Semiconductors and U.S. Industrial Policy》
一、美国及其他国家半导体产业政策经验
报告回顾了二战以来全球主要国家和地区的半导体产业链政策和经验,如美国、日本和中国台湾等,并从中归纳了有益于政策制定者的政策方向和潜在效果。
美国半导体产业经验表明,政府在推动半导体产业链发展的进程中最重要的是培育产业生态,而不是扮演风险投资的角色。1976年,美国国防部高级研究计划局(DARPA)资助了一份关于攻克半导体小型化挑战的报告,同时还资助了相关实验室研究和系列研讨会。这些前瞻性研究极大刺激了美国半导体产业的发展,最终使美国建立起一个强大的芯片设计软件产业。
日本半导体产业经验表明,简单向半导体产业投入大量资金,会面临短期成功、长期失败的困境。20世纪80年代日本借助极低利率的资金优势,在DRAM芯片领域进行大量投资、过度扩张,最终将美国DRAM生产商赶出了市场。但由于日本过度专注于DRAM芯片,导致错失了芯片行业的重要创新节点,最终被韩国用更加低成本的方式而取代。美国英特尔则押注新型半导体开发,大力投资新型微处理器并最终取得成功。
中国台湾半导体产业经验表明,具有竞争力的半导体产业需要企业自发进行创新。1987年成立的台积电(TSMC)通过创新商业模式,为芯片设计公司提供晶圆代工服务,打破了IDM(Integrated Device Manufacture,集成器件制造)模式独占市场的格局,发展成为亚洲最大的半导体公司之一。
二、目前全球半导体产业市场动态
报告认为,制定半导体产业政策不仅需要考虑半导体产业结构的现状,还应考虑未来十年产业变化的主要趋势。在摩尔定律的推动下,半导体产业比其他产业的变化速度都快,每隔18月芯片性能会翻一倍。所以产业政策聚焦点应该放在未来十年如何塑造半导体产业变化的轨迹上。
目前半导体芯片主要为三个终端市场提供服务,分别是智能手机、个人电脑和数据中心及其他IT基础设施,它们的市场份额分别为25%、20%和25%。这三个终端市场所使用的技术相对成熟,所以未来芯片产业的变化动力主要来自于其他市场,如高性能计算和汽车市场。
在高性能计算市场上,随着人工智能和云计算的大量部署,高性能芯片将激发巨大的市场新需求。美国英伟达公司通过开发应用于人工智能的专业芯片而在国际上占据优势。此外,英特尔和英伟达在开发数据中心芯片的过程中正将硅芯片和软件进行集成,这种“系统集成”技术在未来芯片产业变革中会起到越来越重要的作用。
在汽车市场上,自动驾驶系统的逐渐应用将对先进的处理器芯片、存储芯片和传感器产生大量的需求。此外,汽车其他功能也需要大量芯片进行管理,如智能座舱、安全气囊和电源管理等。
此外,芯片的封装技术也正在变革半导体产业。将芯片封装在一起的新技术正在推动“小芯片”产业的兴起,使多个芯片混合封装以提供最佳的计算性能、内存和成本的组合产品。行业分析师预计,小芯片的兴起会颠覆一些半导体公司的商业模式。
来源:CNAS报告《Rewire:Semiconductors and U.S. Industrial Policy》
三、针对美国的半导体产业政策建议
报告建议美国围绕四个主要目标制定政策:促进科技进步、确保供应链韧性和完整性、确保对“卡脖子”技术的控制及积极与盟友展开合作以保持对中国的技术优势。为了实现上述目标,报告建议政策制定者可实行下列措施:
1.促进科技进步。第一,应对专业人才培养进行投资,确保高素质学生在芯片行业具有明确的职业通道。第二,改革签证政策,以确保全球的芯片专家能够到美国工作,如美国仙童半导体公司的八位创始人中有两位来自于美国境外。第三,芯片风投资金应集中在技术开发和原型技术上,而不是基础研究上,如美国的贝尔实验室在将前瞻技术推向商业化方面发挥了重要作用。
2.确保供应链韧性和完整性。第一,重点投资用于识别半导体安全漏洞的技术。当前,美国目前缺乏足够的工具来评估芯片设计在制造或封装过程中被篡改的问题。第二,提高美国政府对半导体产业的认知水平。第三,识别并降低美国供应链对“某些国家”的依赖。第四,应定期检查供应链,以确定对地缘政治对手的依赖领域。第五,将半导体产业链上的制造基地分散化。
3.确保对“卡脖子”技术的控制。第一,优先围绕技术瓶颈进行研发。半导体政策应优先扶持能形成技术瓶颈的公司。第二,积极与盟友合作,加强对芯片制造设备的出口控制。
4.积极与盟友展开合作以保持对中国的技术优势。第一,尽力与中国达成限制芯片补贴的协议。中国虽然不太可能同意这样的协议,但有助于美国向盟友澄清,中国的挑战无法在现有框架内解决。第二,通过控制对外投资,限制对中国芯片产业的投资。第三,通过出口管制和制裁来解决中国芯片补贴的问题,如阻止获得高额补贴的中国芯片企业进入重要的市场。
四、评析
《重新布局:美国半导体产业政策》报告是在拜登政府2022年8月签署涉及2800亿美元的《芯片与科学法案》之后,美国智库针对美国半导体产业政策进一步提出的建议报告。该报告从半导体产业历史经验、政策导向、科技动态和地缘政治等多个维度分析了全球半导体产业的变化趋势及应对策略,为美国下一步加强半导体产业链的控制提供了方向性建议。
该报告对于全球半导体产业发展进行详细的分析,特别是对美国及其他国家和地区半导体产业的历史经验总结,对中国快速推进半导体产业有一定的借鉴意义。另外,值得注意的是,报告中的产业政策建议很多是针对中国而提出的,如分散半导体制造基地、加强出口管制和阻止中国芯片补贴等,其目的是进一步遏制中国半导体的产业发展,继续保持美国对“卡脖子”技术控制的优势。这也预示着,美国未来将对中国半导体产业发起更强势的竞争以及更猛烈的打压。
作者简介
刘纪铖 国务院发展研究中心国际技术经济研究所研究二室,助理分析员
研究方向:信息领域战略、技术和产业前沿
联系方式:[email protected]
作者简介
唐乾琛 国务院发展研究中心国际技术经济研究所研究二室,三级分析员
研究方向:信息领域战略、技术和产业前沿
联系方式:[email protected]
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编辑丨郑实
研究所简介
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