來源:IT時報 

作者/孫妍

編輯/郝俊慧 挨踢妹 

北京時間8月9日,美國總統拜登簽署《2022年芯片和科學法案》(簡稱《芯片法案》),包括英特爾、美光、惠普和AMD等公司高層出席簽署儀式。該法案整體金額達2800億美元,對半導體單一行業如此高額補貼在美國曆史上實屬罕見。

業內對《芯片法案》的普遍共識是,美國一邊試圖通過鉅額補貼吸引半導體企業在美國本土設廠,一邊試圖通過限制補貼資格來阻止半導體企業在中國增產,等同於讓世界芯片巨頭在中美之間“二選一”。

半導體是產業鏈高度全球化的產業,如果環球同此涼熱,中國芯片業會因此得到和失去什麼?

8月10日,外交部發言人汪文斌表示,美國該法案限制有關企業在華正常投資與經貿活動和中美正常科技合作的條款,將對全球半導體供應鏈造成扭曲,對國際貿易造成擾亂。中方對此表示堅決反對。

美再度祭出“芯片霸權”

2800億美元,美國政府祭出高額補貼“引誘”各方通過《芯片法案》。

半導體行業是《芯片法案》的主要補貼領域,金額爲542億美元。542億美元分爲四個用途:400多億美元給“美國芯片基金”,其中300億美元用於芯片製造環節,110億美元用於基礎性研發;“美國芯片從業人才和教育基金”劃撥2億美元,解決半導體行業人才短缺和後備勞動力培育;“美國芯片國防基金”劃撥20億美元,用於美國國家安全高度相關的芯片供應鏈;“美國芯片國際科技安全和創新基金”劃撥5億美元,流向美國國際開發署、進出口銀行等國際貿易和金融機構,增強美國對全球半導體和通信行業供應鏈合規性的檢查。

除了400多億美元的直接補貼,美國政府還爲半導體制造投資提供25%的稅收抵免。

美國,急了。

目前美國芯片製造產能在全球市場佔比爲12%,而30年前這個數字是37%。更有分析師預估,未來幾年內,美國僅能提高約6%的新產能,而中國將提高40%。

《芯片法案》原文中有12處提到China,其真實目的昭然若揭。爲了讓芯片製造企業迴流,美國政府不惜在《芯片法案》中赤裸裸規定,拿到政府補貼的美國半導體企業必須在未來相當長的時間內放棄對華擴產,期限至少是10年。

另外,《芯片法案》不再諱言OpenRAN是美國電信運營商“黨同伐異”的工具,用來替換和隔離中國大陸通訊設備商是該聯盟成立的主要目的之一。

“中國威脅論”成了美國“芯片霸權”合理化的說辭。

芯片巨頭將被迫“二選一”

“(此法案)沒有外界想象得那麼大規模”,美國芯片分析師Pat Moorhead表示,一家先進芯片製造廠耗資就能超過100億美元,因此,用於芯片製造與研發的400多億美元如何分配是個難題。

據半導體產業研究機構芯謀研究分析,《芯片法案》的政策出臺後,英特爾等美國本土芯片製造巨頭將成爲最大受益對象,美光等具有芯片製造能力的IDM公司是第二受益羣體,與芯片製造相關的美國設備公司是第三受益羣體,而臺積電、三星等國際芯片製造巨頭只排在第四梯隊。

拿到補貼的前提有二:在美國設廠,不在中國增產。

縱觀芯片巨頭在中國大陸的佈局,臺積電在南京建有16納米和28納米的芯片製造工廠,三星在西安建有存儲芯片製造工廠,SK海力士在無錫和大連建有存儲芯片製造工廠,英特爾和美光在中國也建有芯片封裝和測試工廠。

對於英特爾等美國本土的芯片相關企業,美國自然有較強的把控力。去年,英特爾曾表示希望在成都增產硅晶片,但遭到美國政府拒絕。

由此看來,代工全球一半以上芯片、供應全球超90%先進芯片的臺積電是《芯片法案》“二選一”針對的頭號對象,另外,韓國芯片巨頭三星、韓國存儲巨頭SK海力士也是美國爭取的重點對象。

此前,臺積電已宣佈,將在美國亞利桑那州投資至少120億美元,生產5納米制程的芯片,目前這座工廠正在建設中,預計明年年底建成;三星也宣佈將在得克薩斯州投資170億美元建廠。

但是,這些重點爭取對象又能分到多少羹?目前,僅英特爾一家就希望獲得120億美元的建設補助金,將近總額度的三分之一。

芯片巨頭雖爲小心應付而赴美建廠,但態度多爲拖延觀望。多位半導體產業界人士認爲,芯片巨頭們選邊的可能性不大,畢竟中國對這些企業來說,不僅是不可錯失的市場,也已形成不可小覷的產業規模。

《華爾街日報》近日評估,2024年以前,中國大陸預計將有31座芯片晶圓廠投入量產,比中國臺灣地區(19座)與美國(12座)都多。

除卻政治和安全的考量,市場和成本也是芯片廠商重要考慮因素。臺積電創始人張忠謀認爲,美國發展半導體生產本地化會面臨極大挑戰,要成功幾乎不可能。美國想增加本土芯片的產量是昂貴、浪費又白忙一場的舉動,因爲美國雖然有大量設計芯片的人才,但卻相當缺乏製造芯片的人力。

變局:全球半導體產業鏈離散

美國之外的芯片製造主要分佈在東亞,全球最大最先進的芯片代工企業臺積電,主要製造工廠在中國臺灣。三星、SK海力士爲韓國企業,其中SK海力士近一半產能在中國。

芯謀研究認爲,美國意圖虹吸日本、韓國和中國臺灣芯片製造力量,打壓中國大陸,將會導致半導體產業從全球化、合作化、分工化向多區域化、多生態化、競爭化發展。全球主要半導體產業帶必然更加註重本國供應鏈自主可控和自主安全。

此前,意法半導體在法國新建一座半導體工廠,這是歐洲發展芯片製造以強化產業鏈安全的佐證。

美國《芯片法案》持續5年的補貼是否會因分配不合理而爛尾,還未可知。對中國半導體影響更爲深遠的是其背後的一套組合拳。

據外媒報道,美國正加大對華半導體制裁,制裁範圍涉及14納米以下製程,包括先進製程的設備安裝、維修和現場服務都將被禁止。

《芯片法案》並未言明,所謂先進製程和成熟製程是以幾納米爲界,而設置了一個較爲靈活的技術制裁門檻,目前市場普遍認爲28納米是先進製程和成熟製程的分界線。

此前,美國對華芯片制裁只限於中國國內芯片製造龍頭中芯國際等少數企業,但現在覆蓋到所有在華製造先進製程的芯片企業,首當其衝的是臺積電,它原定今明兩年擴廠11座,計劃地點包含美國、日本、中國南京與中國臺灣。

《芯片法案》的補貼政策吸引更多芯片巨頭在美投資建廠,抑制它們在中國的投資,從而削弱中國獲取國際資源的能力。暗藏風險是半導體設備漲價甚至缺貨,這會間接影響中國半導體產能建設。此外,美國也會阻礙半導體人才來華。

芯謀研究認爲,補貼政策只是誘餌,《芯片法案》也只是美國組合拳中的重要一步,組建CHIP4聯盟纔是關鍵殺招,美國拉攏日本、韓國和中國臺灣,意圖在產能供應、技術與標準分享、設備與材料供應等方面搞內部協同、外部封閉,最終想要達到孤立中國大陸半導體發展的目的。

“美國已經錯失打擊中國芯片發展的最好時機,也就是七八年前。”半導體行業投資人、IC咖啡發起人王欣宇認爲,美國《芯片法案》必然會阻礙中國半導體發展的進程,在全球發起“芯片軍備競賽”,但對我國半導體產業也是一種鞭策,儘快實現材料設備國產化,形成國產替代氛圍後,芯片設計公司也能擺脫只拼價格的狀態,集中攻堅技術。

中國的反擊途徑

儘管美國早已通過禁售ASML的EUV光刻機等措施,限制中芯國際生產先進製程芯片,但在近期,半導體研調機構Tech Insights從比特幣挖礦機中發現了中芯國際7納米產品。

中國早已成爲全球規模最大、增速最快的集成電路市場。根據芯思想研究院(ChipInsights)的數據,2020年,美國15家主要芯片公司來自中國的營收佔比都超過20%。

正如外交部發言人趙立堅所言,中美科技合作有利於雙方共同利益和人類共同進步,搞限制脫鉤,只會損人害己。

近幾年,全球沉浸在對先進製程的追趕中,但卻遺忘了成熟製程纔是制勝戰場。中國工程院院士、浙江大學微納電子學院院長吳漢明也一直強調,國內應該穩住成熟製程這一基本盤。“臺積電也表示28納米將持續缺貨兩年,畢竟再多8箇中芯國際,我們的產能才能跟得上。”在一次大會上吳漢明提到。

從產品面來看,先進製程只集中在極少數應用領域,包括手機、計算機裏的CPU、GPU,其餘車用電子、一般電子設備、國防工業用電子、太空電子等,都不需要先進製程。

作爲佐證的是,全球先進製程有9成掌握在臺積電手裏,卻只佔其營收的一半。

諮詢機構國際商業策略公司的數據顯示,到2030年的10年內,對28納米以上成熟製程芯片的需求量將增加2倍多,達到281億美元。到2025年,全球28納米以上芯片生產能力中將有40%來自中國,而2021年這一比例爲15%。

臺積電在先進製程發展上大者恒大,荷蘭ASML公司“鎖死”中國通過製程工藝改良製造高端芯片的方向,那麼中國芯片必須另闢蹊徑。

受限於設備、材料遭“卡脖子”,中國大陸芯片廠勢必主攻成熟製程。同時,吳漢明等國內院士普遍認爲,摩爾定律會在2025年走到終點。1納米之後如何突破?誰是摩爾定律的“拯救者”?

芯原股份董事長戴偉民認爲,Chiplet(芯粒,或稱小芯片)將是中國在既有成熟製程優勢下突圍的道路之一。

Chiplet就是將不同工藝節點的die(裸片)通過異構的方式混裝,這樣可以大大降低企業在先進工藝製程方面的成本。比如一塊芯片可以做到CPU用7nm工藝,I/0則用14nm工藝,這樣與完全由7nm打造的芯片相比,成本大約降低50%。

Chiplet對中國的吸引力更多來自對先進製程的技術突破。中國計算機互連技術聯盟(CCITA)祕書長、中科院計算所研究員郝沁汾曾表示,中國可以採用28納米成熟工藝的芯片,通過Chiplet封裝方式,使其性能和功能接近16納米甚至7納米工藝的芯片性能。

根據調研機構Omdia的數據顯示,到2024年,Chiplet處理器芯片的全球市場規模將達到58億美元,較2018年增長9倍。到2035年,全球Chiplet芯片市場規模將有望擴大到570億美元,較2024年增長近10倍。

華爲海思半導體是最早研究Chiplet技術的公司之一。目前Chiplet追隨者聯盟正在壯大,包括芯片IP公司芯原股份、國內芯片封裝龍頭企業長電科技、通富微電、華天科技等企業都在發力。

半導體產業是新時代的“原子彈”,中國沒有退路可言。除了穩住成熟製程基本盤,用Chiplet等技術實現先進製程突圍外,中國又該如何反擊?

芯謀研究提出了幾點建議:第一,中國應堅定不移扶持半導體,重視扶持政策的持續性;第二,梳理我國半導體供應鏈,明晰哪些需要長期攻克,哪些可以短期突破,哪些可靠國際合作,哪些必須自力更生,發揮新型舉國體制優勢,強化頂層設計,加強統籌全局;第三,以重點企業爲扶持核心,做大做強既有主體;第四;充分發揮市場作用,加強全球合作;第五,改善教育體系,加大國內技術人才培養力度。

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