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美国《2022 芯片与科学法》对我国集成电路的影响及应对

朱晶 · 2022-10-27 · 来源:经济导刊
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一方面,全球集成电路产业链布局的成本与效率导向,势必要在相当程度上让位于国家安全战略,我国利用比较优势获得全球化红利的机遇减少,“后发型”赶超道路受阻,为我国加快推进集成电路产业升级带来极大挑战。另一方面,各国纷纷效仿我国以“国家力量”推进集成电路产业发展,表明我国坚定不移以国家意志发展集成电路产业的总体策略是正确的

  集成电路是关系国民经济和社会发展的基础性、先导性和战略性产业。以美国为首的西方国家对中国采取种种制裁、打压手段,企图推进全球产业链重构和“去中国化”,集成电路产业首当其冲。

  近日美国出台《2022芯片与科学法》,并联手日本、韩国以及中国台湾地区组建“四方芯片联盟”,构建“围堵”中国的同盟,试图将中国集成电路产业孤立在全球供应链体系之外。

  美国对中国采取“小院高墙”政策以遏制中国集成电路关键领域的科技进步,对内强推《2022芯片与科学法》,试图通过大额投资补贴,引导先进制造业、特别是集成电路产业环节回归本土。这一系列“筑墙”“脱钩”措施,严重扰乱了全球集成电路供应链,同时也使我国集成电路产业面临严峻的外部竞争。

  美国在集成电路领域立法的历史沿革

  长期以来,科技立法是美国争夺尖端技术领导地位的重要手段,并且非常重视科技立法与科技发展的同步性。

  美国是最早开发和制造集成电路的国家,也是世界上第一个单独立法保护集成电路知识产权的国家。1979年,美国国会开始讨论“以知识产权保护集成电路掩膜”的议案,1984年美国通过了《半导体芯片保护法》, 为固定在半导体芯片中的掩膜产品建立了一种新型的知识产权保护,并把它编入《美国法典》第17编——《版权》。

  2007年,《美国竞争法案》生效。其主旨为保持美国在21世纪的创新性,增强美国竞争力,要求对联邦政府一系列科学技术研究项目投入336亿美元。

  按法案的规划,在2007-2010年内,联邦政府将对一系列与科学有关的联邦机构实施注资计划,包括国家标准与技术研究所、国家科学基金会、能源部下属的一些科学计划等。在法案提议下,还将在半导体、新能源等领域支持一批新的政府项目,另外再新设一个“技术创新项目”,资助中小型公司进行高风险、高回报的研究。

  2014年,《振兴美国制造业和创新法案》在美国国会获得通过,其前身为美国国家制造业创新网络计划,源于美国在金融危机后推动制造业回归的重大国家战略。该法案对《国家标准与技术研究院(NIST)法案》进行修改,授权美商务部长在NIST框架下实施制造业创新网络计划,在全国范围内建立制造业创新中心。该法案明确要求该创新中心应重点关注纳米技术、先进陶瓷、光子及光学器件、复合材料、生物基和先进材料、混动技术、微电子器件工具开发等领域。

  2022年8月9日,美国总统拜登签署了《2022芯片与科学法》。这份法案所涉及对集成电路产业的资金支持规模和覆盖范围远远超越了之前的所有相关法案,被认为是“数十年来政府对产业政策最重大的干预”,将为“与中国的地缘政治竞争”提供长期战略支持。

  美国《2022芯片与科学法》的内容与影响

  《2022芯片与科学法》涉及总额2800亿美元,分5年执行。其中涉及支持芯片发展的资金额度为527亿美元,旨在鼓励企业在美国研发和制造芯片,并为这些企业提供25%的投资税抵免,价值240亿美元。未来5年美国在芯片领域投入的政府资金接近800亿美元。

  美国重点支持先进芯片制造产能建设。

  《2022芯片与科学法》中资金分配计划如表1所示,对集成电路领域的资金额中,接近3/4直接支持芯片制造业,表明美国急于改变当前全球集成电路制造能力的布局状况。目前,全球芯片制造产能的75%已转至亚太地区,美国本土产能则从1990年的38%下降到现在的12%。

  《2022芯片与科学法》对芯片制造业的直接支持额度达到390亿美元,其中20亿美元用于传统芯片生产,其余370亿美元则全部投入先进工艺节点(14纳米及以下)的产能建设。

  根据该法案规定的流程,每个项目获得的补贴额度最大不超过30亿美元,说明5年内在美至少会增加12条先进工艺生产线。

  按照为这些企业提供25%、价值240亿美元的投资税抵免来测算,企业对先进工艺生产线的总投资接近千亿美元,加上政府补贴的370亿元,预计5年内,美国将有近1400亿美元的金额投入芯片先进制造产能建设中,按照先进工艺产能每万片/月投资额在20亿美元测算,未来5年美国将会增加超过70万片/月的先进产能。而目前全球的先进工艺产能仅为122万片/月。依此推算,5年后美国的新增芯片先进产能将占全球先进工艺产能总量的30%-40%,全面提升美国芯片制造业在全球的话语权。

  美国首次通过立法方式针对性地遏制中国集成电路产业崛起。

  《2022芯片与科学法》文本中关于补贴资助对象资格的内容明确,禁止接受联邦奖励资金的企业,在“中国等对美国国家安全构成威胁的特定国家”扩建或新建先进半导体的新产能,期限为10年,违反禁令或未能修正违规状况的公司,可能需要全额退还联邦补助款。

  法案中还要求接受NSF(国家科学基金会)资助的机构,每年披露对受重点关注的国家(中国、俄罗斯、朝鲜、伊朗)的财政支持,并允许NSF在某些情况下减少、暂停或终止资助。

  这是美国首次通过立法方式,通过限制补贴资格遏制中国集成电路产业发展。法案出台前,美国拼凑欧、日、韩等盟友和伙伴成立“四方芯片联盟”,多管齐下全面压制中国集成电路产业。《2022芯片与科学法》更企图构建完备的支持体系,继续拉大与中国的技术差距。

  该法案对美国集成电路的支持不仅局限在先进制造层面,还包括提供110亿美元资金,支持国家半导体技术中心(NSTC)、国家先进封装制造计划以及其他研发和劳动力发展计划,接近30亿美元的资金用于集成电路领域的人才和劳动力培养、军民融合以及美国及其盟友之间在先进半导体技术及供应链上的协作。

  另外,该法案还规定未来5年内将拨款1700多亿美元,授权NSF、商务部等部门,增加对关键领域科技研发的投资,主要应用于人工智能、量子计算、先进制造、6G通信、能源与材料等领域;部分用于科学、技术、工程、数学领域的教育和人才培养,促进美国在尖端科学领域的研究能力提升。

  《2022芯片与科学法》是一份精心设计的高科技产业规划文件,为继续引领集成电路产业构建一套从先进制造能力、前沿技术研发、人才培养、技术应用及联盟合作等完备的生态化支持体系。

  美国在集成电路领域立法的主要特点

  美国的科技政策与立法中,涉及与集成电路技术及产业相关的法案数量并不多,支持力度却越来越大。根据这些法案,可以总结出以下几个特点:

  一是与时俱进。美国的科技立法注重与时代的同步性,随着科技的发展而不断地调整和适应。例如20世纪80年代,美国政府为了加强科技研发和促进高技术产业发展,制定和修改了一系列法规,如修改《反托拉斯法》;1984年颁布《国家合作研究法》;1986年颁布促使科研成果商品化的《联邦技术转让法》;支持小企业创新活动,1982年制定《小企业创新研究法案》及1987年制定《技术竞争力法案》。

  二是注重对科技前沿领域的保护和支持。美国的科技立法保护范围几乎涵盖了所有科学技术前沿领域。1984年《半导体芯片保护法》、2007年《美国竞争法案》以及《2022芯片与科学法》中,都对前沿领域的关键集成电路技术予以资金支持,对于促进美国的科技发展与创新都起到很大的作用,科技成果源源不断;集成电路成就长期处于世界前沿。

  三是对集成电路领域的立法尤其体现其霸权至上的价值取向。美国当前科技发展势头出现明显颓势,集成电路先进制造产能在全球占比的持续下降就很能说明问题,因此希望通过高额的补贴政策和严格的法律制度,阻止获得政府补贴的芯片制造厂商在中国投资扩大产能、禁止相关机构人员参与“外国人才招聘计划”、阻隔科技交流,压缩中国企业在国际市场的生存空间。

  四是对有关法案执行的连续性和实施效率难以保证。美国的三权分立制度,使得他们的一些重大政策落地程序繁琐,即使由法案形式出台,也容易流于形式,因为政客们还有追求选票的考虑。

  美国在集成电路领域立法的趋势变化

  随着美国对中国的“遏制与全面竞争”政策的明确化,对其“国家安全”的焦虑心态不断加强,美国在集成电路领域的立法,未来可能有以下趋势:

  一是对集成电路领域支持资金规模将越来越大。在推出《2022芯片与科学法》之前,美国科技立法中涉及集成电路领域的法案。

  2007年《美国竞争法案》和2014年《振兴美国制造业和创新法案》中,集成电路产业都不是重点支持领域,支持资金规模也有限。《2022芯片与科学法》是美国历史上首次大规模地对单一行业进行补贴。随着集成电路在国家安全战略的地位不断提高,该行业研发成本呈指数级提升,未来美国在该领域立法涉及的支持资金额度将会越来越高。

  二是出口管制水平不断加强,尤其是前沿集成电路技术领域的出口管制。一直以来,美国不断推进《出口管理法》《出口管理条例》的修订,不断收紧高技术的出口,尤其关注高科技领域战略物资的出口及转口。《2022芯片与科学法》针对中国的各项限制,以及紧随该法案的关于14nm以下先进制造设备和3nm GAA技术所要用到的EDA工具禁运,都凸显了这一趋势。

  随着集成电路进入后摩尔时代,下一代前沿技术可能改变“竞争赛道”和“游戏规则”,美国会更加紧限制针对中国的高技术出口管制,以及限制高科技人才国际合作和交流。由此,中国从国外获取相关技术资源的难度将进一步加大。

  三是通过美国联邦通信委员会和美国联邦贸易委员会,加强对中国相关企业数据的审核,并通过各种非政府组织推动隐私保护、数据保护等议题,限制中国企业的创新模式,以此来压制、排挤中国企业。

  同时,通过国家标准与技术研究院,制定各种网络安全标准,以保护美国国家供应链为由,进行全面的网络安全审查,审核中国高科技企业的商业数据和科技成果,并且通过美国龙头企业的主动配合,逼迫中国企业就范。此外,美国还将进一步加强对其科研机构的监管,强调科研安全,对科研人才和科研活动中可能存在的“外国影响力”进行管控。

  全球集成电路产业格局新变化

  及对我国的影响

  美国等西方国家从大国竞争的政治利益出发,无视全球集成电路产业分工给各国带来互利共赢的基本事实,强行切断产业链,利用技术优势推进“去中国化”、重构产业链,阻遏中国集成电路产业的升级步伐,维持其全球优势地位。这对中国深度参与全球集成电路产业分工带来诸多不确定性。

  我国在集成电路关键领域追赶所受阻力加大。韩国政府于2021年5月发布《K-半导体战略》,以“打造世界最强的半导体供应链”为愿景,围绕构建“K-半导体产业带”、加大半导体基础设施建设、夯实半导体技术发展基础、提升半导体产业危机应对能力这四大方面,制定了16项推进课题,计划到2030年,将半导体年出口额增加到2000亿美元,就业岗位增至27万个,国会拟制定《半导体特别法》,主要内容包括人才培养、基础设施支持、投资支持、研发加速化方案等。

  2021年6月,日本对半导体、数字基础设施及数字产业的发展做出综合部署,制定了以扩大国内半导体产能为目标的《半导体数字产业战略》。欧洲于2022年2月出台《欧洲芯片法案》,提出将在2030年前调动公共和私营部门资金,投入430亿欧元(约合3000亿人民币)构建繁荣的生态系统,确保欧盟在半导体领域的领先地位。

  以上法案体现出,美欧等国将支持集成电路产业发展作为一个长期目标,且一定程度上确保了其产业政策的延续性。这将使得大量资金、关键人才和企业热衷于向美国、欧洲等先进国家转移,削弱我国获取国际产业资源和创新要素的能力。

  同时,几乎所有先进国家新推行的集成电路领域相关法案或政策,都对加大技术出口管制有明确规定,这使得国际企业在我国的技术溢出和人才培养贡献将会减小,长期以来我国依靠“外源式”创新获得的技术提升机会将会大打折扣,在集成电路关键领域实现追赶的阻碍将显著加大。

  近年来,我国集成电路供应链“断供”风险加大。美国从特朗普时期开始的对华集成电路全面封锁政策,到拜登政府实施的定向封锁和选择性脱钩,对华竞争立场并没有实质性转变。

  此外,拜登政府还提出新的“投资、联合、竞争”策略,拉拢欧、日、韩等伙伴成立“四方芯片联盟”,多管齐下,对我国集成电路产业开启“围剿”之势。

  一方面,美国试图通过控制欧、日、韩和中国台湾在集成电路工艺、封装、设备、材料以及存储器等领域的关键资源、关键技术和关键供应链,将中国挤出全球集成电路产业版图,并由此破坏当前以中国为核心的数十万亿产值规模的电子信息制造生产网络和产业链,动摇中国制造业大国的市场地位,延滞中国产业升级和经济发展。

  另一方面,美国又准备通过不断升级对华制裁和禁运,在存储器设备、14 nm及以下先进工艺设备、先进EDA工具等领域进行进一步的围追堵截,同时阻断我国跟欧洲、日本、韩国等进行尖端技术合作的通路,实现在尖端技术领域与中国“精准脱钩”。美国在关键技术领域加强进出口管制,使我国集成电路供应链断供风险大幅增加。

  我国集成电路市场周期波动不确定性加大。一直以来,集成电路行业普遍受到宏观经济的影响,周期性特点非常明显。但近年来受到贸易保护主义抬头、新冠肺炎疫情流行的冲击,全球集成电路产业链分工合作的态势被打破,企业寻求建立兼具韧性与稳健性供应链的意愿更加迫切,纷纷加强备货和安全库存,加上美国对中国特定企业实施针对性制裁和“断供”威胁,全球集成电路供应链体系无法正常运转,导致2021年出现全球芯片紧缺的局面。

  由于全球经济下行,2022年全球集成电路供应链体系从“全面缺芯”态势逐步转变为“结构性缺芯”,尤其是消费电子类芯片产品从2022年三季度开始进入漫长的去库存过程。

  新能源汽车、数据中心、工业领域的芯片需求仍然饱满,且维持一定的紧缺态势。这种由全球供应链不确定性和不透明而引发的集成电路市场供应关系转变和调整,将有可能成为常态,使得我国集成电路市场周期波动不确定性加大,给我国相关企业的生存和发展带来更多考验。

  我国集成电路高质量国产替代难度加大。随着美国不断收紧对我国集成电路产业的技术和供应链限制,我国开始实施关键技术和产品的国产替代,并在一系列产业政策的推动下取得了阶段性的成效。

  在信创、北斗等领域,已经实现国产芯片全链的替代能力,为保障国家“新基建”战略和党政军用基础设施建设贡献力量。目前我国集成电路的加速替代进程面临天花板,大量中低端产品完成浅层替代,迫切需要攻关更多“卡脖子”领域的关键技术,去实现高水平的深度替代。

  集成电路产业链条上一些“硬骨头”的攻关,往往对创新资源的有效获取及科学筹划组织提出了更高的要求。我国当前面临着高质量的国产替代难度显著加大的局面。

  一方面,由于美国等先进国家有意识地控制先进技术外溢,为我国通过科研合作、尖端人才引进等渠道实现技术升级设置了诸多障碍。

  另一方面,当前国内仍存在大量的低水平重复建设,资金、人才等创新资源分散,需要集中力量形成合力进行高水平的国产替代。此外,对光刻机、14nm先进工艺等这些对我国集成电路产业链供应链起到“堡垒”作用的最核心领域,我国还需要大力度、可持续的资金投入,高效科学的统筹和组织布局。

  结论

  大国竞争背景下的全球集成电路产业链重构正在加速演进。一方面,全球集成电路产业链布局的成本与效率导向,势必要在相当程度上让位于国家安全战略,我国利用比较优势获得全球化红利的机遇减少,“后发型”赶超道路受阻,为我国加快推进集成电路产业升级带来极大挑战。另一方面,各国纷纷效仿我国以“国家力量”推进集成电路产业发展,表明我国坚定不移以国家意志发展集成电路产业的总体策略是正确的,强化战略定力,探索建立新型举国体制,积极在社会主义市场经济条件下开展“卡脖子”领域攻关,就能有效应对全球集成电路价值链重构的挑战和风险,在大国竞争中立于不败之地。

  在当前形势下,我们需要在以下几方面进一步发展完善:

  一是在国家层面加大组织力度,全力解决“卡脖子”领域关键技术自主化问题。例如在先进工艺、光刻机及部分关键设备、先进EDA工具、关键半导体材料和零部件等领域的攻关问题,我们仍需要在国家层面加大组织力度,加速实现国产化替代。其次,对于参与上述专项集中攻关的尖端领军人才和工程师人才,给予与其贡献相称的相应激励,以保障攻关的效率和连续性。

  二是全力保障国产集成电路制造供应链安全稳定发展。根据大生产线的切实需要,加快国产设备、材料的验证进程,同时积极推进先进工艺所需的设备及材料、零部件的开发和验证。鼓励企业积极采取多源和国产化应对措施,在对美依赖程度高的关键领域积极寻找非美和国内供应商进行联合开发和验证,重新布局自主供应链体系。

  三是充分发挥国内超大规模市场优势,强化前沿新技术领域的“内源式”创新能力。支持相关企业开展新技术和新工艺研发,采取“赛马”和“揭榜”机制,给予新技术新工艺“上场竞技”的机会,争取在新赛道建立一定的基础引领优势,以绕过现有技术领域的供应链限制。

  四是继续发挥政策和金融对产业的助力作用,有序及合理引导产业发展。《国家集成电路产业发展推进纲要》已出台近10年,建议进一步加强产业发展的顶层设计,统筹规划,出台我国集成电路产业新的“十年计划”和到2035年的中长期发展规划,以强化集成电路产业发展的国家意志。

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