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芯片正在“石油化”,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)已經(jīng)無法再走自由市場之路?

作者:愛集微APP 來源: 頭條號 36301/25

集微網(wǎng)消息,僅在過去兩年里,美國才完全認(rèn)識到半導(dǎo)體現(xiàn)在與石油一樣對現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)至關(guān)重要。對此,《華爾街日報(bào)》近日撰文,對美國“芯片法案”出臺的“初心”做了闡述。在數(shù)字化世界中,電動工具通常帶有可跟蹤其位置的藍(lán)牙芯片。家電已經(jīng)添加了芯片來管理用電

標(biāo)簽:

集微網(wǎng)消息,僅在過去兩年里,美國才完全認(rèn)識到半導(dǎo)體現(xiàn)在與石油一樣對現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)至關(guān)重要。對此,《華爾街日報(bào)》近日撰文,對美國“芯片法案”出臺的“初心”做了闡述。

在數(shù)字化世界中,電動工具通常帶有可跟蹤其位置的藍(lán)牙芯片。家電已經(jīng)添加了芯片來管理用電,2021年,每輛汽車平均裝有約1200個(gè)價(jià)值600美元的芯片,是2010年的兩倍。

造成芯片短缺的供應(yīng)鏈緊縮讓產(chǎn)業(yè)領(lǐng)教了一個(gè)大教訓(xùn)。據(jù)咨詢公司Alix Partners稱,去年汽車制造商因缺少芯片而損失了2100億美元的銷售額。與中國的競爭引發(fā)了人們的擔(dān)憂,即中國可能會主導(dǎo)民用或軍用的關(guān)鍵芯片行業(yè),甚至?xí)柚姑绹@得零部件。

現(xiàn)在,政府和企業(yè)正斥資數(shù)十億美元大力發(fā)展國內(nèi)制造業(yè)并保障芯片供應(yīng)。

據(jù)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會稱,自2020年以來,半導(dǎo)體公司在全國提出了40多個(gè)項(xiàng)目,價(jià)值近2000億美元,將創(chuàng)造4萬個(gè)就業(yè)崗位。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)與人才競爭

這是一個(gè)定義國際經(jīng)濟(jì)競爭輪廓并決定國家政治、技術(shù)和軍事優(yōu)勢的行業(yè)的重大賭注。

“石油儲量所在的位置決定了過去五年的地緣政治,”英特爾首席執(zhí)行官帕特·基辛格(Pat Gelsinger)在10月份的華爾街日報(bào)會議上宣布?!拔磥砦迥晷酒S的位置更為重要?!?/p>隨著石油在1900年代成為工業(yè)經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵,美國成為世界上最大的生產(chǎn)國之一。確保半導(dǎo)體供應(yīng)更加復(fù)雜。雖然一桶石油與另一桶石油非常相似,但半導(dǎo)體的類型、能力和成本卻令人眼花繚亂,并且依賴于跨越數(shù)千種投入和眾多國家的多層供應(yīng)鏈。鑒于規(guī)模經(jīng)濟(jì),美國無法自行生產(chǎn)所有這些產(chǎn)品。

“美國的前沿生產(chǎn)為零,”負(fù)責(zé)監(jiān)督芯片和科學(xué)法案實(shí)施的商務(wù)部辦公室負(fù)責(zé)人施密特說,該法案由拜登總統(tǒng)于8月簽署成為法律,該法案向半導(dǎo)體提供520億美元的補(bǔ)貼制造和研究。“我們正在談?wù)撌姑绹蔀轭I(lǐng)先生產(chǎn)領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者,并在未來創(chuàng)造自我維持的動力。毫無疑問,這是一組非常雄心勃勃的目標(biāo)?!弊罱绊懽畲蟮亩倘辈⒉灰欢ㄉ婕白畎嘿F的芯片。

美國芯片產(chǎn)業(yè)鏈vs全世界

福特汽車公司首席執(zhí)行官吉姆·法利去年11月在加利福尼亞州圣何塞舉行的一次芯片業(yè)高管聚會上說,北美的工人,自那年開始以來只工作了整整一周3次年因?yàn)樾酒倘薄S捎谌狈唵蔚男酒?,包括F-150皮卡車擋風(fēng)玻璃刮水器電機(jī)所需的40美分零件,導(dǎo)致其生產(chǎn)目標(biāo)不足40000輛。

直到2014年,總部位于圣地亞哥的Res Med制造的治療睡眠呼吸暫停的機(jī)器每臺都只包含一個(gè)芯片,用于處理氣壓和濕度。然后Res Med開始將蜂窩芯片放入設(shè)備中,將用戶睡眠模式的夜間報(bào)告卡發(fā)送到他們的智能手機(jī)上,并且發(fā)給他們的醫(yī)生。結(jié)果,用戶的常規(guī)使用率從略高于一半攀升至約87%。由于持續(xù)使用該設(shè)備的睡眠呼吸暫?;颊叩乃劳雎瘦^低,因此相對簡單的芯片可以幫助挽救生命。

在芯片短缺期間,當(dāng)對其設(shè)備的需求上升時(shí),Res Med無法獲得足夠的蜂窩芯片,部分原因是競爭對手的設(shè)備被召回,一些供應(yīng)商違背供應(yīng)協(xié)議?;颊呙媾R長達(dá)數(shù)月的等待。

首席執(zhí)行官米克·法雷爾 (Mick Farrell) 表示,盡管他的訂單相對較小,但他懇求長期供應(yīng)商優(yōu)先供應(yīng)他的設(shè)備。他說:“我要求越來越多,請優(yōu)先考慮我們,這是一個(gè)生死攸關(guān)的案例?!?/p>他是一群醫(yī)療技術(shù) CEO 之一,他們在電話會議上向商務(wù)部長吉娜·雷蒙多 (Gina Raimondo) 請求幫助。雷蒙多的工作人員要求其他聯(lián)邦機(jī)構(gòu)將醫(yī)療設(shè)備指定為必不可少的設(shè)備,并幫助將買家直接與制造商聯(lián)系起來,繞過分銷商。

這種請求也讓拜登政府在雷蒙多女士的領(lǐng)導(dǎo)下努力通過芯片和科學(xué)法案變得更加緊迫。美國長期以來一直對產(chǎn)業(yè)政策持謹(jǐn)慎態(tài)度,在該政策下,政府而非市場將資源引導(dǎo)至特定行業(yè)。 許多經(jīng)濟(jì)學(xué)家批評產(chǎn)業(yè)政策是在挑選贏家。但許多共和黨和民主黨立法者認(rèn)為,半導(dǎo)體應(yīng)該是一個(gè)例外,因?yàn)樗鼈兣c石油一樣,具有重要的民用和軍用用途。

該法案通過后不久,曾推動國會通過該法案兩年的英特爾公司在俄亥俄州破土動工了一項(xiàng)耗資200億美元的項(xiàng)目。商務(wù)部將在下個(gè)月公布有關(guān)如何授予法律制造業(yè)補(bǔ)貼的指導(dǎo)方針。

文章指出,美國科學(xué)家和工程師從1940年代開始發(fā)明半導(dǎo)體并將其商業(yè)化,如今美國公司仍然主導(dǎo)著半導(dǎo)體供應(yīng)鏈中最賺錢的環(huán)節(jié):芯片設(shè)計(jì)、EDA工具,以及與日本的競爭對手和荷蘭,價(jià)值數(shù)百萬美元的機(jī)器將芯片設(shè)計(jì)蝕刻到制造廠或晶圓廠內(nèi)的晶圓上。

但半導(dǎo)體的實(shí)際制造越來越多地外包給亞洲。根據(jù)波士頓咨詢集團(tuán)和SIA的數(shù)據(jù),美國在全球芯片制造中的份額已從1990年的37%下降到2020年的12%,而中國大陸的份額已從大約零下降到約15%,中國臺灣和韓國各占20%多一點(diǎn)。

先進(jìn)邏輯芯片(計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)和服務(wù)器的大腦)的最前沿制造商是臺積電(代工廠)和韓國三星,英特爾位居第三,內(nèi)存芯片主要由總部位于美國和亞洲的公司在亞洲制造。低端模擬芯片在消費(fèi)和工業(yè)產(chǎn)品中通常只執(zhí)行一些具體任務(wù),但在世界各地都有生產(chǎn)。

從2016年左右開始,美國官員開始限制中國采購一線芯片公司和技術(shù)。去年7月,一家加拿大研究公司報(bào)告稱,中國最大的芯片制造商中芯國際已開始生產(chǎn)7納米芯片——其復(fù)雜程度被認(rèn)為超出了其能力范圍,這讓華盛頓的許多人感到措手不及。

10月7日,美國政府毫無征兆地對向中國出口芯片相關(guān)產(chǎn)品實(shí)施了有史以來最廣泛的限制。 長期以來,美國一直愿意讓中國的半導(dǎo)體能力進(jìn)步,前提是只要美國保持領(lǐng)先。

新的控制措施走得更遠(yuǎn),試圖在美國及其盟友領(lǐng)先的同時(shí)阻止中國。

與此同時(shí),美國官員希望聯(lián)邦補(bǔ)貼將導(dǎo)致工廠足夠大和先進(jìn),以在未來很長一段時(shí)間內(nèi)保持競爭力和盈利能力。雷蒙多女士在接受采訪時(shí)說:“我們必須想辦法利用我們擁有的每一個(gè)杠桿,來推動這些公司變得更大。我需要英特爾考慮將俄亥俄州那個(gè)價(jià)值200億美元的設(shè)施變成一個(gè)價(jià)值1000億美元的設(shè)施。我們必須說服臺積電或三星,他們可以從每月20000片晶圓增加到100000片,并在美國取得成功并盈利?!?/p>這一雄心壯志恰好碰上芯片制造商的微妙時(shí)刻,他們中的許多人已經(jīng)看到對疫情初期電子產(chǎn)品的需求急劇下降。英特爾正在經(jīng)濟(jì)低迷時(shí)期削減資本支出,臺積電本周表示,需求疲軟可能導(dǎo)致其削減今年的資本支出。

為了滿足芯片公司的投資需求,雷蒙多已與私人基礎(chǔ)設(shè)施投資者接洽以參與芯片項(xiàng)目,仿照布魯克菲爾德資產(chǎn)管理公司對英特爾亞利桑那州晶圓廠的共同投資。去年 11 月,她在巴克萊銀行 (Barclays Bank)在新加坡舉辦的一次投資會議上,向700名基金經(jīng)理提出了這個(gè)想法。

她還與包括蘋果公司在內(nèi)的芯片客戶接洽,商討購買這些晶圓廠生產(chǎn)的芯片?!拔覀儗⑿枰罂蛻舫兄Z購買晶圓廠的產(chǎn)能,這將有助于降低交易風(fēng)險(xiǎn),并表明這些芯片有市場。”

這些努力似乎在12月得到了回報(bào),當(dāng)時(shí)臺積電宣布將在菲尼克斯北部建造的設(shè)施中將投資增加到400億美元,用于尖端芯片。這里現(xiàn)在到處都是建筑起重機(jī),并運(yùn)送了一些世界上最先進(jìn)的制造設(shè)備。

在拜登和包括雷蒙多在內(nèi)的高級政府官員出席的儀式上,蘋果首席執(zhí)行官蒂姆·庫克和 AMD首席執(zhí)行官蘇姿豐承諾接手臺積電部分產(chǎn)能。

盡管如此,臺積電在一封公開信中告訴商務(wù)部,盡管對其計(jì)劃以及地方、州和潛在的聯(lián)邦補(bǔ)貼感到興奮,但成本高于在國內(nèi)建立類似業(yè)務(wù)的成本。臺積電創(chuàng)始人張忠謀去年在11月表示,成本差距可能達(dá)到50%。臺積電稱已派出600多名美國工程師赴臺培訓(xùn)。

在美國之外,歐洲也有自己的計(jì)劃,在大約10年內(nèi)將其在全球產(chǎn)量中的份額翻一番,而中國臺灣、中國大陸和其他亞洲國家的當(dāng)局正在向該行業(yè)投入資金。

臺積電除了在亞利桑那州的項(xiàng)目外,還在日本建設(shè)一家芯片廠,并正在尋找對歐洲的潛在投資。美國合格勞動力的高成本和稀缺性,阻礙了之前將電子制造業(yè)轉(zhuǎn)移到海外的努力。印第安納州普渡大學(xué)校長Mung Chiang表示,計(jì)算機(jī)和工程專業(yè)的學(xué)生被芯片設(shè)計(jì)或軟件所吸引,而美國公司在這些領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位,而不是制造業(yè)。

普渡大學(xué)創(chuàng)建了一個(gè)專門的半導(dǎo)體項(xiàng)目,希望到2030年,每年可以親自和在線頒發(fā)1000多個(gè)證書和學(xué)位。

今年7月,位于明尼蘇達(dá)州布盧明頓的晶圓代工廠SkyWater Technology表示,將在普渡大學(xué)校園內(nèi)建造一座價(jià)值18億美元的晶圓廠,預(yù)計(jì)將得到Chips資金的支持。

開發(fā)國內(nèi)人才供應(yīng)只是成功的一半,美國在半導(dǎo)體的許多關(guān)鍵投入方面也依賴外國。比如氖氣。由于鋼鐵行業(yè)在過去半個(gè)世紀(jì)中大部分遷出美國,目前國內(nèi)生產(chǎn)的氖氣非常少。

大多數(shù)來自烏克蘭、俄羅斯和中國。“這對美國來說是一種風(fēng)險(xiǎn)嗎? 絕對是,”Electronic Fluorocarbons LLC 的執(zhí)行副總裁Matthew Adams說,這家總部位于馬薩諸塞州的公司進(jìn)口、凈化和銷售氖氣和其他氣體?!伴L期禁止從中國向美國出口氖氣,將不得不在庫存耗盡后關(guān)閉很大一部分半導(dǎo)體生產(chǎn)?!?/p>要真正將美國芯片行業(yè)與中國脫鉤,就需要取消幾十年的全球化,行業(yè)領(lǐng)袖表示這是不切實(shí)際的。即使美國不能成功確保整個(gè)半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的安全,它也確實(shí)有機(jī)會扭轉(zhuǎn)最近在一個(gè)制造業(yè)領(lǐng)域失去領(lǐng)導(dǎo)地位的歷史格局,包括乘用車、鐵路設(shè)備、機(jī)床、消費(fèi)電子和太陽能板。



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