剖析中美半导体产业生态特点及发展路径.docx

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1、剖析中美半导体产业生态特点及发展路径目录前言11 .美国半导体生态体系的优势22 .中国半导体生态体系的优势23 .美国增强半导体供应链弹性的途径34 .美国半导体科技和产业政策与举措及对我国的启示44.1.要点：CHINAGOINGG1OBA1THINKTANK54.2.提出美国半导体激励法案(CHIPS)54.2.1.为美国制造半导体创造有益激励机制64.2.2.为美国国防基金生产半导体的有益激励机制64.2.3.为美国国际技术安全与创新基金生产半导体创造有益激励机制74.3.美国政府高度重视半导体供应链安全问题74.3.1.美国白宫发布半导体等供应链百日评估报告74.3.2.美国建立半导

2、体供应链早期预警系统84.3.3.美国加强与盟友在供应链安全方面的战略合作94.4.成立美国半导体联盟，推动龙头企业投入94.4.1,成立美国半导体联盟104.4.2.龙头企业积极响应104.5.研判半导体产业发展态势，提出政策建议114.5.1.全球半导体产业发展态势114.5.2.美国半导体产业芯片设计和制造情况124.5.3.美国半导体研发投入和市场情况124.5.4.美国半导体产业对就业和经济的影响134.5.5.美国半导体技术未来研究方向144.5.6.提出美国半导体产业发展的措施建议145.启示及建议14前言2023年6月，德国新责任基金注册协会技术与地缘政治主任在美中经济与安全审

3、查委员会举办的“全球供应链的中美竞争”听证会上发表证词，分析了半导体基本情况、中美两国半导体优势等，并提出美国增强半导体供应链弹性途径的建议。1 .美国半导体生态体系的优势美国公司在全球半导体产业链的许多领域都占据着优势，美国大学与这些公司在半导体研发的诸多方面处于世界领先地位。电子设计自动化(EDA)：三家总部位于美国的EDA工具供应商：楷登电子(Cadence)新思科技(SynoPSyS)和西门子EDA(前身为MentorGraphics明导国际)基本上控制着全球EDA市场，芯片设计工具对于(尖端)芯片设计必不可少，尽管中国正试图建设国内EDA市场，如芯华章(X-EPiC)和概伦电子(Pr

4、imariusTechno1ogies),但在短期内打破美国垄断不具现实性。前端制造设备：美国拥有一些领先的设备供应商，这些设备可用于蚀刻、沉积和过程控制等工艺步骤，如应用材料(APP1iedMateria1s)、科嘉(K1A)和泛林(1amReSearCh)是按收入规模世界排名前列的供应商，也是大多数晶圆厂的重要供应商。芯片设计公司：美国集成电路(IC)产业的收入规模是中国台湾的3倍以上，是中国内地的7倍多，智能手机供应商(苹果)、汽车制造企业(特斯拉)、超大规模企业(谷歌、亚马逊)等美国系统企业也在过去十年间大举投资于自己的芯片设计能力，进一步增强了其国内半导体生态系统的建设。由于芯片设计

5、是附加值最高的生产环节，因此美国芯片设计公司在全球半导体生态系统中掌握较大话语权。模拟半导体：世界最大的模拟半导体供应商，如德州仪器(TeXaSInstrumentsJs亚德诺半导体(Ana1ogDeVices)、思佳讯(SkyWOrkSSoIUtions)、美信(MaXim)等也都位于美国。2 .中国半导体生态体系的优势后端制造：中国在过去15年中获得了半导体组装、测试和封装产业的全球最大份额。内地三大半导体组装和测试外包企业占据了全球35%的半导体组装和测试市场份额，据估计，中国大陆和台湾加起来约占全球后端制造能力的60%o前端制造(成熟节点)：受美国对某些生产设备出口管制的影响，中国没有

6、能够制造小于10纳米芯片的尖端晶圆厂，但中国在一些成熟节点上有相当成熟的制造能力。与其他国家相比，中国在180纳米以上的芯片工艺技术方面拥有最强的前端制造能力，制造40纳米-180纳米的晶圆J方面，中国大陆的设备容量仅次于台湾。虽然40纳米芯片不能用于现代处理器，但它们对于模拟半导体、离散半导体以及单片机至关重要。与其他国家相比，中国在40纳米、60纳米、90纳米、130纳米和180纳米等成熟节点上的投入较大，未来国外极有可能越来越依赖中国成熟的节点制造能力。根据数据显示，2017年第一季度至2023年第一季度，全球共计940亿美元的制造设备运往中国，是美国的2.6倍，由于美国对尖端制造设备的

7、出口限制，美国运往中国的设备没有一个是用于尖端工艺节点的，这些设备只能生产大于10纳米规格的芯片。可以看出，中国在10纳米40纳米以及大于40纳米以上的成熟节点产能显著高于其他任何国家。芯片设计：中国的芯片设计生态系统发展迅速，竞争日益激烈。与美国类似，阿里巴巴(A1ibaba)和腾讦I(TenCent)等中国大型企业也在投资自己的芯片设计能力，受美国出口管制影响，在华为陷入困境之际，中国其他手机和消费电子公司正在变得日趋强大。如，专注于手机芯片组的中国无晶圆厂企业紫光展锐(UniSOe)从三星(SamSUrIg)手里抢夺了大量初级智能手机和平板电脑市场份额。总而言之，中国半导体产业在这三个生

8、产步骤上越来越成功，但在供应商市场(IP、EDA、设备、化学品和晶圆)上步履维艰，据美国半导体工业协会(SIA)估计，中国设备供应商可能在“未来几年内”在40纳米工艺技术上实现自力更生。3 .美国增强半导体供应链弹性的途径信息积累。为了加强风险应对能力，与盟国协调性，更好的处理因对中国芯片生态系统的相互依赖而产生的风险，美国和盟国需对全球半导体产业链进行深刻和全面的了解，尤其是政府出口管制和投资审查部门。为了持续绘制产业链并评估依赖性和技术瓶颈，政府需从制度层出发，如建立专门绘制半导体产业链的机构。行业协会、市场分析师和金融部门拥有大量的信息，政府可以利用这些信息建立一个地图框架，该框架包括贸

9、易、金融、以及能彰显公司竞争力的市场数据，还可以通过有针对性地要求企业提供信息，弥补相关空白。正如目前在欧盟.美国贸易和技术理事会(TTC)所述，供应链监测是半导体和终端客户的责任，但政府主导下战略性的、长期的半导体地图绘图将有力支撑当前的政策工具(投资筛选、出口限制、制裁和补贴)，并为潜在的国际伙伴关系提供信息。了解出口限制对所在行业的长期影响。如果最终目标是不惜一切代价遏制中国半导体生态系统的发展，那么通过出口限制来维持美国(及其盟友)设备供应商和EDA供应商的主导地位是有意义的。然而，这也存在重大风险。首先，半导体行业是高研发密集型行业:设备供应商的研发支出占总收入的10%-15%,ED

10、A供应商的研发支出超过30%。而目前中国是半导体设备供应商最重要的市场，占设备销售总额30%以上。出口限制导致的销售损失会对未来的研发(R&D)产生负面影响。其次，如果不是完全脱钩，也就意味着美国及其盟国的设备和EDA供应商在一定程度上还留在中国市场上，出口管制可能会被中国的终端客户视为一种风险，从而促进他们努力“去美国化”。第三，出口管制的广泛实施也促使中国努力开发本土替代能力，损害美国国内工业的长期竞争力。与盟友的合作。无论是前端或是后端制造，在不依赖盟友支持的情况下制造芯片，不会增强美国半导体弹性，这在经济上也不具备现实意义。美国应继续并加强与志同道合的国际伙伴的合作，探讨如何加强全球半

11、导体产业链弹性的方式，并就各国政府在半导体生态系统中发挥的作用达成共识。如美国-欧盟贸易和技术委员会、美韩两建立定期部长级供应链和商业对话、美日达成的导体合作基本原则等均是很好的开端和实例。重视终端客户市场。半导体公司是汽车、消费电子、信息通信技术等终端客户的供应商，如果以提高弹性为目的的全球半导体价值链重组主要依靠政府的“推动”，而不是终端客户产业的“拉动”，从长远来看注定会失败。迄今为止，美国和欧盟围绕半导体所做的努力大多数都是从政府和半导体供应商角度出发，如果没有最终需要为此买单的终端客户市场，预期效果收效甚微。4 .美国半导体科技和产业政策与举措及对我国的启示2023年8月，白宫方面表

12、示，美国总统拜登将签署芯片与科学法案。该法案由美国半导体激励法案(CHIPS)、研发、竞争和创新法、“2023年最高法院安全资金法案”三个法案组成，有望为美国半导体的研究和生产提供约520亿美元的政府补贴。走出去智库(CGGT)观察到，美国原本一度几乎囊括全球半导体制造的全部产能，但目前美国仅拥有12%的全球半导体产能份额，这种巨大反差成为美国试图通过该法案重塑其在全球半导体制造领域核心地位，进而遏制中国半导体产业发展的重要原因，可见美国已经认识到产业政策在半导体产业发展中的重要作用。美国的半导体产业政策有哪些关键措施？今天，走出去智库(CGGT)刊发相关分析文章，供关注中美科技竞争的读者参考

13、。4.1.要点：CHINAGOINGG1OBA1THINKTANK1、美国在半导体芯片设计方面仍处于全球领先水平，美国公司约占半导体芯片设计市场份额的70%。然而，美国半导体制造业的全球份额由1990年的37%下滑到2023年的仅12%,如果没有一个全面的美国战略来支持，该数字预计还会进一步下降。2、美国半导体行业协会(SIA)作为行业的重要组织协调机构，积极响应美国政府的号召，开展了系列活动。3、加大优惠政策，推动我国半导体产业生态环境的建设，鼓励半导体领域企业强强联合，加强企业知识产权的保护意识，培育具有核心竞争力的龙头企业。面对全球半导体需求持续增长、半导体供应链普遍短缺的现状以及美国半

14、导体行业在全球市场地位逐年下滑的挑战，美国认为提升本土半导体制造实力是“经济和国家安全方面的当务之急”，美国需要再一次成为半导体行业的领军者。2023年以来，拜登政府、美国半导体行业以及龙头企业，围绕促进美国半导体技术和产业发展、增强其本土半导体供应链弹性以及应对中国竞争等方面，密集开展行动，理清美国半导体产业现状和存在的风险，提出一系列政府和行业方面的扶持政策举措。这些政策措施的落实将推动美国半导体产业重振，也必将对全球半导体产业格局以及我国半导体产业发展带来深刻影响。4.2.提出美国半导体激励法案(CHIPS2023年1月，美国颁布的2023财年国防授权法案中首次纳入美国半导体激励法案，授

15、权政府实施促进半导体产业发展扶持措施。该法案授权政府开展一系列行动以促进半导体领域的创新和制造，并降低半导体供应链中的风险。在全球半导体芯片紧缺的大背景下，该法案不仅获得了美国总统拜登的支持，更是在国会获得两党领袖的赞成。2023年6月，美国参议院组织通过2023年美国创新与竞争法，将美国半导体激励法案列于无尽前沿法案等多个法案之前。美国半导体激励法案旨在支持2023财年国防授权法案中包含的半导体条款的快速实施，为执行法案提供了527亿美元的紧急补充拨款，包括“为美国制造半导体创造有益激励机制”“为美国国防基金生产半导体的有益激励机制”“为美国国际技术安全与创新基金生产半导体创造有益激励机制”

16、等3个基金。4.2.1.为美国制造半导体创造有益激励机制法案要求基金必须用于实施2023财年国防授权法案第9902条（半导体激励）和9906条（半导体研发）授权的商务部半导体激励和研发计划。美国计划5年内拨款502亿美元，2023财年拨款240亿美元，2023财年拨款70亿美元，2024财年拨款63亿美元，2025财年拨款61亿美元，2026财年拨款68亿美元。每一财政年度，高达2%的资金用于美国本土半导体制造的工资和开支、管理和监督，其中每年有500万美元供商务部监察长使用。半导体激励计划：预先拨款390亿美元，2023财年190亿美元，20232026财年每年50亿美元，用于美国的半导体制造、组装、测试、先进封装或研发设施和设备的投资