數字科技革命正在將半導體晶元產業推向一個「超級週期」。（圖片來源：Adobe Stock）
【看中國2021年5月24日訊】數字科技革命正在將半導體晶元產業推向一個「超級週期」，與此同時，疫情凸顯了晶元產業鏈的戰略安全意義。半導體技術研發實力雄厚的美國，也希望提高本土的晶元生產能力。美韓等國紛紛計畫在此領域投入千億美元，中國的晶元強國路可能在激烈的全球競爭下越走越窄。
美韓各提晶元製造激勵計畫
韓國總統文在寅上星期訪美引起關注的議題之一是美韓兩國在晶元製造方面的競爭與合作。美韓首腦在白宮峰會後宣布，兩國同意共同努力增加汽車使用的傳統晶元的全球供應，並通過促進增加相互投資和研發合作，支持兩國的先進半導體製造業。
白宮在一份聲明中說：「隨著技術領域的日新月異，我們同意加強在關鍵和新興技術方面的夥伴關係，以促進我們的共同安全與繁榮。」
白宮說，美韓兩國將促進對半導體（包括先進晶元和汽車級晶元）和高容量電池的相互和互補投資，並承諾在這些關鍵產品的材料、零件和設備的整個供應鏈上進行相互和補充投資，以擴大生產能力。
韓國總統府5月21日在總統文在寅訪美期間表示，韓國已要求美國提供減稅、支持穩定的水電供應等激勵措施，以支持包括三星電子等韓國企業在美國的晶元建廠投資。
據路透社報導，青瓦臺方面確認，三星已經計畫投資177億美元在美國德克薩斯州奧斯汀興建一座新的晶元代工廠。
此次峰會前，美韓兩國已經先後發力，希望通過政府直接投資和對私營企業的優惠措施，提高各自在半導體晶元製造領域的能力。
拜登行政當局和美國國會目前正在推動的公共投資立法擬定的半導體投資規模超過千億美元。韓國政府方面5月13日宣布計畫，在2030年以前投資約4500億美元，要打造全球最大的晶元製造產業中心。
韓國的半導體投資計畫將主要由私企佔主導。韓國政府計畫以撥款、減免稅賦和支持基礎設施的方式對私營企業提供政策支持。在韓國企業中，三星電子一家就計畫投資171萬億韓元（約合1520億美元），以提升該公司在邏輯晶元（即非內存晶元）晶圓代工方面的實力。
兩個500億？美國政府能投多少？
美國方面，項目冗雜的2021年《國防授權法》收入了此前國會議員提出的《美國晶元法》（CHIPS for America Act）條款。根據這一法案，美國將授權一系列半導體研發計畫，並為國內半導體晶元製造提供補助。
由於《晶元法》沒有指定政府資助資金來源，行政當局和國會都在為撥款支援國內半導體產業進行立法努力。目前外界主要關注的是拜登提出的基礎設施計畫和國會參議院推出的一項支持科技產業的法案，兩項計畫的政府出資額都超過500億美元。
拜登在今年2月表示，要為《美國晶元法》的實施爭取370億美元的撥款投入，但在他3月31日宣布的2萬億美元基礎設施計畫中，用於半導體製造和研發方面的專項投資加碼到了500億美元。
不過，目前白宮已將基礎設施投資計畫的投資總額降低到1.7萬億美元，試圖消除共和黨人對預算中納入的不必要花銷的不滿。半導體項目500億撥款能否落實還是一個未知數。
國會參議院方面，此前獲得跨黨派支持的《無盡邊疆法》（Endless Frontier Act）最近追加修正案，為美國半導體產業提供520億美元的聯邦政府資助。參議院民主黨領袖舒默5月18日在院會發言中說，這筆資金將即刻促進國內晶元生產，加強半導體供應鏈安全。
《無盡邊疆法》本月在參議院商務委員會通過表決，經修訂後改名為《美國創新和競爭法〉（U.S. Innovation and Competition Act）。舒默的書面聲明說，這項補充撥款提案計畫在未來5年投入390億美元，完全用於旨在帶動傳統晶元生產的激勵項目，另投入105億美元用於支持半導體研發項目。
「這對我們國家的經濟，包括汽車和科技產業在內，以及軍事都是非常關鍵的。」舒默說：「我們不能依賴外國生產的晶元了。」
與此同時，美國半導體企業還在遊說政府出臺更優惠的稅收減免措施，為晶元製造設備採購、設施建設、研發等方面爭取高達40%的稅收減免。
與之相比，韓國最近出臺的半導體產業扶助計畫也納入了類似的稅收優惠措施，將大公司的半導體研發投入的稅額抵扣率從30%提高到40%—50%，設備投資的稅額抵扣率增加到10%—20%。預計三星電子、SK海力士將是直接受益者。
而在美國本土進行的私企投資方面，除了三星提出的170億美元晶元代工廠計畫之外，奉行垂直整合製造（IDM）模式的美國半導體巨頭英特爾今年3月提出了在亞利桑那州投資200億美元新建兩座晶圓廠的計畫，計畫2024年投產。
另據路透社報導，台積電繼去年宣布將在亞利桑那州鳳凰城投資100億至120億美元興建晶元工廠後，最近考慮加碼在美國投資，生產更先進的3納米晶元，新工廠可能耗資230億至250億美元。
中國晶元競爭力壓力陡生
以台積電和三星為主導的臺灣和韓國半導體製造商目前佔據全球先進晶元生產的半壁江山。如果美國對晶元製造業的國家支持得以落實，美國本土晶元產能將大幅提高。與此同時，中國的國產晶元征程將面臨更多險阻。
中國是世界上最大的晶元市場，但本土企業產能遠遠不能滿足內需。有預測說，如果美國晶元製造激勵政策得以落實，美國企業的全球份額可以提升到世界第二，而中國產能仍將落後。
商業諮詢平臺億歐智庫發布的一份報告說，中國2020年的晶元市場規模超過1400億美元，但中國大陸的公司當年的晶元製造產值僅為83億美元，僅滿足了內需的5.8%。
市場研究公司Counterpoint Research本月對先進邏輯晶元行業（10納米或以下節點）進行了分析預計。這份分析說，2021年，全球先進晶圓產能的55%集中在臺灣，韓國以20%的佔比排名第二，美國第三，佔全球總量的18%。
該分析預計，《美國晶元法》如果得以落實，到2025年，美國的先進晶元產能將超過韓國，擴大到全球總量的21%，並在2027年繼續提高到全球產能的24%，屆時臺灣的產能份額將降至40%，臺灣和韓國的總產能將佔全球的57%。
這份分析預計，受美國制裁影響，中國無法採購關鍵生產設備，中國的先進晶元產能仍將大幅落後，三、五年後的全球份額僅佔全球總量的6%。
卡托研究所高級研究員斯科特·林西科姆（Scott Lincicome）說，中國的晶元生產水平仍處於中游，距離世界頂尖水平至少有5到10年的差距。
他對美國之音說：「但問題是，其他公司和政府當然也在創新……我的感覺是，中國的晶元產業很難在高端領域趕上台積電、三星、英特爾這三大巨頭。當然，美國的制裁雪上加霜，制裁確實讓中國晶元產業很難獲得生產這些5納米甚至3納米晶元所需的頂級設備，雖然不是完全沒有可能。」
日經亞洲（Nikkei Asia）今年3月進行的一次調查顯示，7家中國晶元製造設備製造商表示，他們的訂單大多是生產14至28納米晶元的機器，有些製造商甚至生產的是更老一代的晶元生產設備。受訪者說，美國對中國的貿易制裁使從國外獲得零部件和材料變得困難，使用中國國產零件和材料作為替代品也降低了成品合格率。
美國科技產業諮詢公司國際數據公司（IDC）副總裁、負責半導體產業研究項目的馬里奧·莫拉萊斯（Mario Morales）對美國之音說，美國歷來是半導體研發強國，設計能力具有本土的生態優勢，影響著半導體產品的供應層面。
他說：「看看美國，美國在研發方面仍然領先。世界上最大的無晶圓廠（fabless）晶元公司仍然主要來自美國。所以像高通（Qualcomm）、博通（Broadcom）、賽靈思（Xilinx）和超微（AMD）這樣的公司——這些都是無晶圓廠的公司，它們在各自的領域都處於領先地位……所以這給了美國一個優勢。還有，在工具和軟體方面，這裡的電子設計自動化（EDA）環境支撐了大量的晶元設計，這個市場主要由新思科技（Synopsys） 和益華（Cadence）控制。」
發展黃金期遇上政策戰略期 政府投資是無謂燒錢還是順水推舟？
美國半導體行業正在積極爭取政府資助和政策優惠，認為這可以催化和引入更多晶元生產投資。而批評者則指出，晶元企業資金雄厚、無須資助，各國加大補貼可能引發日後的貿易爭端。
晶元製造資金投入極高，先進的晶圓工廠建廠成本常常高達70億到100億美元。美國半導體行業協會（SIA）和波士頓諮詢集團（BCG）的報告說，美國在全球半導體製造能力中所佔的份額已從1990年的37%下降到現在的12%。
這份報告說，聯邦政府如果出臺200億美元的經濟刺激計畫，可以催生14家半導體晶圓廠，吸引1740億美元的投資；若能拿出500億美元，新增加的晶圓廠可以提高到19家，吸引投資金額可達2790億美元，扭轉美國國內晶元產能下滑的趨勢。
業界分析認為，晶元行業正在迎來一個「超級週期」（super cycle）。從新一代智能手機、計算機等IT設備、到數據中心系統，到航空航天和軍事應用，晶元需求無所不在，各國政府也開始對這一領域產生更多的興趣，紛紛強調在本國投資。
IDC的半導體應用預測分析報告說，2021年，全球半導體市場可以達到5220億美元，同比增長12.5%。消費類、計算、5G和汽車半導體需求將繼續強勁增長，晶元供應緊缺將持續。
IDC副總裁莫拉萊斯對美國之音說：「半導體製造商也意識到，即使在疫情結束後，對晶元的需求也會增加。因此，這讓所有人都想在半導體生產上投入更多的資金。當然，美國又回到了與中國對抗的立場……出於對中國的擔憂，要將一些半導體產品生產帶回國內，實行（支持）龍頭企業、產業政策這樣的做法。這就是我們現在的情況：私人公司和政府不約而同地決定，不僅世界需要更多的晶元生產能力，各地這些政府也希望把晶元生產帶到本國境內，所以錢就像洪水一樣湧入。」
「從投資的角度來看，這只是一個開始。」 莫拉萊斯說：「這些政府中的大多數，無論是歐盟、美國，甚至是日本……其中很多都不僅僅著眼於未來兩年，他們著眼的是未來10年。」
莫拉萊斯說，政府關注半導體行業是好事，但晶元製造成本高，很容易出現僧多粥少的局面。
他說：「英特爾、三星、台積電和格芯（GlobalFoundries），一定會排著隊等著利用政府要出的這筆錢，因為對他們來說，這能補貼半導體行業這個整體存在的一些沈重的成本結構。」
莫拉萊斯說：「（即使政府投資）530億，除以研發，除以製造，你就能發現這筆錢如何分散、是遠遠不夠的。因此，我認為對企業更有利的做法更多的應該是一種補貼，就像中國現在的做法一樣，或者臺灣或韓國政府那樣，提供稅收優惠，提供激勵，以鼓勵更多的國內投資。」
卡托研究所的林西科姆則批評美國目前提出的晶元補貼方案沒有針對性，沒有集中支持最高端的生產技術。
他說：「這些補貼中的大多數，沒有把重點放在尖端晶圓廠上。所以一家生產12納米晶元、甚至是汽車製造商使用的那種特別大體積的晶元的公司也能獲益。」林西科姆說：「這實際上對全球半導體競爭沒有影響，這只是直接發放給企業的福利（corporate welfare），幫助某些公司，可能會降低美國汽車製造商的晶元價格，但肯定不是一種好的產業政策。」
大力資助半導體產業的政府不僅限美、中、韓地區，歐盟也正考慮建立一個半導體聯盟，並希望引進台積電、三星或英特爾在歐洲建廠，計畫在2030年讓歐盟在全球半導體生產的佔有率從10%提高到20%。
政府資金可能來自7500億歐元的疫情後的復甦基金，該基金中的1434億歐元用於創新和數字行業。。
林西科姆指出，晶元巨頭其實都不缺錢，各國政府之間的「補貼競賽」令人匪夷所思，而補貼可能在未來引發貿易爭端。
「三星、台積電和英特爾目前並沒有因為現金問題而受到什麼傷害。然而，各國政府在這場‘補貼競賽’中都好像被迫必須要採取行動。」他說：「問題有兩個方面：一是這些補貼造成了各種扭曲，我們可能最終導致行業產能過剩——先是短缺，然後是補貼，然後通常下一步是過剩——這幾乎不可避免地會造成貿易摩擦。我們有約束補貼和補貼進口的全球貿易規則。因此，我們可以遇見到未來幾年，這些補貼可能引發大的貿易爭端，然後可能帶來關稅等問題。」
