【芯論語(yǔ)】人禍加上天災，芯片行業(yè)“國際化分工協(xié)作”的好日子將一去不復返（1）

前言：其他國家還在對抗新冠肺炎疫情的時(shí)候，慶幸我國成功地戰勝了疫情，快速實(shí)現了復工復產(chǎn)。但是，芯片行業(yè)在經(jīng)受了2019年、2020年由美國挑起的科技戰“人禍”后，2021年又爆發(fā)了由疫情、地震、火災等引發(fā)的芯片產(chǎn)能緊張和全球芯片供不應求的“天災”。國際形勢今非昔比，種種跡象表明芯片行業(yè)“國際化分工協(xié)作”的好日子將一去不復返了。

俗語(yǔ)說(shuō)“屋漏偏逢連陰雨”、“禍不單行”，中國芯片行業(yè)經(jīng)歷了2019年、2020年由美國挑起的以芯片技術(shù)為核心的科技戰，進(jìn)入2021年后又面臨著(zhù)由疫情、地震、火災等引發(fā)的全球芯片產(chǎn)能緊張和芯片供不應求的局面，許多芯片供貨周期拉長(cháng)到8～12周，中小企業(yè)少量訂貨周期拉長(cháng)到10～20周甚至更長(cháng)。造成了汽車(chē)企業(yè)、安防產(chǎn)品和智能設備等企業(yè)無(wú)芯片可用而被迫停產(chǎn)。

3月22日，本田汽車(chē)宣布將北美部分工廠(chǎng)停產(chǎn)；通用汽車(chē)宣布暫時(shí)關(guān)閉其位于密歇根州蘭辛的工廠(chǎng)，該工廠(chǎng)生產(chǎn)雪佛蘭科邁羅以及凱迪拉克 CT4 和 CT5，預計今年 4 月份之前不會(huì )重新開(kāi)工。3月26日，蔚來(lái)汽車(chē)宣布因芯片短缺暫停生產(chǎn)5個(gè)工作日，芯片供應緊張已經(jīng)影響了公司今年3月份的汽車(chē)產(chǎn)量。

美國挑起以芯片為核心的科技戰是“人禍”。特朗普是全球芯片行業(yè)“人禍”的始作俑者。從2018年4月16日的中興事件開(kāi)始，到他黯然下臺的兩年多時(shí)間里，美國先后出臺了至少20多項舉措[8]，全面圍堵打壓中國的芯片產(chǎn)業(yè)和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。這些舉措先從芯片禁售開(kāi)始，再由芯片設計延伸到芯片制造、設備和材料，最后深入到關(guān)鍵核心技術(shù)，逐層深入地圍堵打壓中國，使中國芯片產(chǎn)業(yè)經(jīng)受著(zhù)最困難的時(shí)期，也使全球芯片產(chǎn)業(yè)鏈和正常商業(yè)秩序遭到嚴重破壞。

“人禍”引起了幾方面的惡果，一是打破了幾十年來(lái)建立的芯片產(chǎn)業(yè)鏈“國際化分工協(xié)作”的良好格局，使產(chǎn)業(yè)鏈上的企業(yè)人人自危，使投資和經(jīng)營(yíng)目標變得不可預期。二是使關(guān)鍵核心技術(shù)成為政客手中隨意操弄的籌碼，政客甚至不惜損害本國企業(yè)的商業(yè)利益，也要挑起事端，以達到其政治目的。三是使系統整機企業(yè)對全球芯片產(chǎn)業(yè)鏈、供應鏈安全失去信心，大量?jì)湫酒?，從而造成了芯片供應極度緊張。四是引起各大國對芯片重要性重新認識，紛紛重視了芯片產(chǎn)業(yè)自主可控的布局，加強了對關(guān)鍵核心技術(shù)和產(chǎn)品的管控。芯片產(chǎn)業(yè)鏈“去外國化”的氣氛濃厚，重回“國際化分工協(xié)作”正軌的希望變得十分渺茫。

圖1.美國挑起以芯片為核心的中美科技戰(來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )圖片)

疫情、地震、火災影響芯片供應鏈是“天災”。如上所述，特朗普挑起了芯片科技戰的“人禍”，加上2020年蔓延全球的新冠肺炎疫情的“天災”，使芯片產(chǎn)業(yè)鏈上企業(yè)的生產(chǎn)、原材料運輸都受到限制，使全球芯片產(chǎn)業(yè)鏈、供應鏈安全雪上加霜。更不幸的是，還有其它“天災”事件的疊加影響。

2021年2月13日，日本本州東岸近海發(fā)生了7.3級地震，導致包括信越化學(xué)(Shin-Etsu Chemical)等主要半導體原材料供應商的生產(chǎn)與海外供貨嚴重受阻，信越化學(xué)宣布關(guān)閉了廠(chǎng)區。這些日本廠(chǎng)商主導著(zhù)全球光刻膠約80%的市場(chǎng)份額，這次2.13大地震使全球半導體關(guān)鍵耗材供應告急，供應商提價(jià)幅度高達10%～20%。隨著(zhù)光刻膠供應供不應求，半導體芯片的缺貨更趨嚴重[13]。

圖2.日本信越化學(xué)(Shin-EtsuChemical)受2.13地震的影響大(來(lái)源：參考資料13)

2021年3月19日，瑞薩電子(Renesas Electronics)旗下生產(chǎn)車(chē)用半導體產(chǎn)品的重要工廠(chǎng)茨城縣那珂工廠(chǎng)發(fā)生火災，受災的是尖端產(chǎn)品12寸(300mm)晶圓生產(chǎn)線(xiàn)?；馂臎](méi)有造成人員傷亡，但部分設備損壞。瑞薩電子總裁柴田英利21日說(shuō)，那珂工廠(chǎng)火災可能對供應鏈產(chǎn)生很大影響，公司將竭盡全力使受災工廠(chǎng)在一個(gè)月內恢復生產(chǎn)。路透社22日報道，瑞薩電子在全球汽車(chē)微控制器(MCU)芯片市場(chǎng)占據大約30%的份額，其火災影響可能外溢至歐美汽車(chē)廠(chǎng)商。日本豐田、本田、日產(chǎn)等汽車(chē)廠(chǎng)商22日也在忙于評估火災對芯片供應鏈造成的影響[14]。

那珂工廠(chǎng)多災多難。2011年的3.11大地震后，那珂工廠(chǎng)關(guān)閉了3個(gè)月。今年2.13大地震迫使工廠(chǎng)停產(chǎn)3天。這次3.19火災又使那珂工廠(chǎng)被迫停產(chǎn)1個(gè)月以上，將使全球汽車(chē)生產(chǎn)受到較大影響。

圖3.日本瑞薩電子的那珂工廠(chǎng)3月19 日發(fā)生火災后被迫停產(chǎn)(來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )圖片)

全球芯片供應全面短缺的現狀和原因分析。去年全球芯片產(chǎn)能就開(kāi)始緊張，今年以來(lái)，芯片產(chǎn)能全線(xiàn)滿(mǎn)負荷運行，全球芯片還是全面缺貨。這次缺貨不是一般地缺，而是嚴重地缺、極缺！一般說(shuō)來(lái)，系統整機廠(chǎng)商生產(chǎn)一種產(chǎn)品，一般需要幾十種元器件和芯片，缺任何一種，如果找不到代用品就只得停產(chǎn)。在芯片產(chǎn)能全面緊張，芯片全面缺貨的情況下，代用品也不好找。有些中小公司反映，他們有些芯片的訂貨周期已拉長(cháng)到20周以上，讓他們對所缺芯片有一種“遠水不解近渴”、“朝思暮想”的期待感。這可能是全球電子信息產(chǎn)業(yè)有史以來(lái)，遭遇到的最艱難的時(shí)期，與全球新冠肺炎疫情是人類(lèi)發(fā)展史上遇到的最艱難階段一樣。

為什么芯片產(chǎn)能如此緊張，芯片全面缺貨？參考資料10進(jìn)行了細致地分析，主要包括三方面原因。一是疫情原因導致芯片需求量暴增。2020年以來(lái)，受新冠肺炎疫情影響，全球各國均采用遠程辦公、遠程上課、遠程會(huì )議等以減少公眾聚集接觸，這就導致了筆記本、平板電腦需求量顯著(zhù)增加，芯片需求量巨增。二是整機廠(chǎng)不僅買(mǎi)芯片，還在囤芯片。華為公司為了應對美國制裁大量采購和囤積芯片，囤貨量很大、種類(lèi)很廣。這對其它手機廠(chǎng)商的芯片采購造成了威脅，迫使全球手機廠(chǎng)商跟進(jìn)，最終引發(fā)芯片產(chǎn)業(yè)鏈上企業(yè)(包括原材料、中間件廠(chǎng)商)的連鎖跟進(jìn)。業(yè)內人士表示，目前產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節的企業(yè)囤貨已經(jīng)成為了大趨勢，已成為了一種競賽和暗戰，囤三個(gè)月的量是常態(tài)，部分廠(chǎng)商的囤貨規模已經(jīng)接近六個(gè)月的量。三是芯片制造產(chǎn)能是有限的，不是想擴產(chǎn)就能快速擴產(chǎn)。美國挑起芯片科技戰和新冠肺炎疫情之前，芯片制造產(chǎn)能是幾十年來(lái)由市場(chǎng)機制建立起來(lái)的，基本維持著(zhù)芯片產(chǎn)業(yè)鏈的平衡。這種平衡還包括芯片制造廠(chǎng)投入產(chǎn)出的盈利平衡、技術(shù)競爭的平衡、地區間的分布平衡等。正是特朗普挑起的芯片科技戰和突如其來(lái)的新冠肺炎疫情打破了這些平衡。目前要填補巨大的產(chǎn)能缺口，需要巨量資金投入，而且難以在短時(shí)間完成。即便是快速滿(mǎn)足了目前“波峰”產(chǎn)能需求，在疫情過(guò)后“波谷”產(chǎn)能需求到來(lái)的時(shí)候，芯片制造廠(chǎng)將面臨代工需求不夠，導致巨大虧損的風(fēng)險。

目前，全球半導體和芯片行業(yè)面臨的困難局面，主要是由特朗普挑起對中國芯片科技戰的“人禍”造成的惡果，加上疫情、地震、火災等“天災”起到了推波助瀾的作用。貿易戰和科技戰沒(méi)有贏(yíng)家，美國自身的芯片供應也嚴重不足。

美國的“芯荒”要追溯到去年下半年，當時(shí)汽車(chē)行業(yè)率先出現芯片產(chǎn)能吃緊的問(wèn)題。美國作為汽車(chē)制造大國，芯片緊缺的影響對汽車(chē)企業(yè)是首當其沖，福特汽車(chē)因為缺芯，已經(jīng)關(guān)閉了兩家工廠(chǎng)，通用汽車(chē)也已經(jīng)關(guān)閉了三家[11]。這些問(wèn)題已引起了拜登政府的重視。美國挑起人禍，既禍害了別人，也傷害到自己，正應了俗語(yǔ)“搬起石頭砸自己的腳”、“多行不義必自斃”。

圖4.美國“芯荒”火燒眉毛，拜登向記者展示車(chē)企緊缺的汽車(chē)芯片(來(lái)源：參考資料11)

一、芯片技術(shù)成為大國必爭的科技高地

人工智能、生物工程等新興技術(shù)是科技制高點(diǎn)嗎？肯定是，而且也是大國必爭的。但是芯片(集成電路)雖然是發(fā)展了60多年的老技術(shù)，但它作為今天信息化社會(huì )和智能化社會(huì )的基石，也必將是大國必爭的科技高地。否則國家的經(jīng)濟建設、社會(huì )發(fā)展和國家安全就會(huì )很容易被外國“卡脖子”。目前中、美、歐、日、韓已對半導體和芯片產(chǎn)業(yè)高度重視，資金投入和促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的重大舉措頻出。

中國：我國在經(jīng)歷了芯片科技戰和“卡脖子”的困境后，痛定思痛，發(fā)展我國自主可控的芯片產(chǎn)業(yè)已成為全國上下的共識。從中央到地方，各級政府和許多企業(yè)都已布局大力開(kāi)展芯片關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā)，大力促進(jìn)自主可控芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2020年7月27日，國務(wù)院關(guān)于《新時(shí)期促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展若干政策》(國發(fā)〔2020〕8號)發(fā)布，這是繼國發(fā)〔2000〕18號文、國發(fā)〔2011〕4號文發(fā)布以來(lái)，第三次出臺促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)的專(zhuān)項政策，它將有力支撐國家信息化建設，促進(jìn)了國民經(jīng)濟和社會(huì )持續健康發(fā)展。近幾年各省市出臺的扶持集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的專(zhuān)項政策不少于30項。除了國家集成電路大基金，各省市也設立了規模不等的集成電路專(zhuān)項投資基金。通過(guò)產(chǎn)業(yè)政策和投資基金實(shí)現了政府引導和市場(chǎng)化運作的雙輪驅動(dòng)，可以促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)盡快實(shí)現自主可控、高質(zhì)量發(fā)展的目標。2020年12月30日，國務(wù)院學(xué)術(shù)委員會(huì )和教育部已下發(fā)通知，設立“集成電路科學(xué)與工程”一級學(xué)科，將為我國集成電路人才培養打下良好的基礎。

美國：據Insidedefense網(wǎng)站2020年6月29日報道，美國國防部調整關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)優(yōu)先順序，把微電子技術(shù)排到了第一位。6月底多位美國兩黨議員共同提出《2020美國晶圓代工法案(AFA,The American Foundries ActOf 2020)》,這是6月以來(lái)，美國兩黨議員提出的第二項刺激芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的法案。如果法案獲批，美國將向各州芯片制造業(yè)、國防芯片制造業(yè)投入共計250億美元(約合人民幣1771億元)資金。

2021年2月18日，美國信息技術(shù)和創(chuàng )新基金會(huì )(ITIF)發(fā)布了《摩爾定律被破壞：中國政策對全球半導體創(chuàng )新的影響》的報告，概述了全球半導體行業(yè)的發(fā)展情況；分析了半導體行業(yè)持續創(chuàng )新的動(dòng)力和條件；探討了中國的半導體行業(yè)政策及其影響；主張對我國采取強硬的反制措施。此報告在半導體領(lǐng)域的建議與拜登政府“聯(lián)合盟國、發(fā)展國內制造業(yè)、遏制中國”的思路不謀而合[5]。

2021年2月24日，美國總統拜登簽署美國供應鏈行政令(Executive Order onAmerica’s Supply Chains)，指示對從半導體到醫療用品、關(guān)鍵礦產(chǎn)及高容量電池的供應鏈進(jìn)行廣泛評估。半導體行業(yè)對于美國制造業(yè)、經(jīng)濟和國家安全的重要性不可言喻，這些都已引起拜登政府的高度重視[5]。

據路透社報道，也是在2月24日，美國總統拜登表示,他將推動(dòng)本屆政府與工業(yè)領(lǐng)袖合作，尋找解決半導體短缺問(wèn)題的辦法。國會(huì )已經(jīng)批準了一項增強美國芯片制造能力的法案，他將推動(dòng)與法案配套的370億美元資金落實(shí)到位[6]。

2021年3月1日，美國國家人工智能安全委員會(huì )(NSCAI)投****通過(guò)了一份長(cháng)達756頁(yè)的2021年度最終建議報告，該報告一是建議對中國芯“卡脖子”，竭力保證美國在芯片技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)導地位，防止中國在未來(lái)幾年內超越美國。二是建議國會(huì )“拉攏”尼康(Nikon)、佳能(Canon)，以及阿斯麥爾(ASML)等公司，實(shí)現對中國的圍堵。三是建議加大投資力度，發(fā)展美國本土的芯片制造業(yè)[9]。

2021年3月24日，英特爾(Intel)新CEO基辛格(Pat Gelsinger)提出一項多年戰略計劃，將在美國亞利桑那州投資200億美元建設兩座半導體新工廠(chǎng)，并計劃提供代工業(yè)務(wù)。新工廠(chǎng)預計采用7納米及以后的先進(jìn)工藝，預計2024年投產(chǎn)，產(chǎn)能尚未公布。

歐洲：在全球性的缺芯危機下，歐洲多國也在加大半導體行業(yè)的投資力度。根據多方媒體此前報道，德國、法國等 17 個(gè)歐盟國家于2020年12月7日簽署一份《聲明》，計劃投資500/1450億歐元(約合人民幣3232/9373億元,筆者注：媒體上兩個(gè)版本)，有針對性地扶持當地半導體技術(shù)的研發(fā)和設計，以免過(guò)度依賴(lài)美國而被“卡脖子”。未來(lái)美國要“提防”的競爭對手不僅僅只有中國，將還有歐盟[9]。

另外，根據一份新聞界獲得的草案文件，為了擺脫對于美國和亞洲公司的“高風(fēng)險依賴(lài)”，歐盟希望到2030年，全球先進(jìn)半導體產(chǎn)品的至少20%應該在歐盟本地工廠(chǎng)制造。這份文件將在近期提交給歐盟執行機構歐盟委員會(huì )。另外，歐盟內部已經(jīng)討論過(guò)設立一家全新的大型芯片制造廠(chǎng)，計劃能生產(chǎn)比5納米更先進(jìn)、性能更強的芯片，推動(dòng)歐洲本地半導體制造業(yè)發(fā)展[12]。

日本：據日經(jīng)中文網(wǎng)2020年10月10日報道，日本知名化工巨頭富士膠片公司(Fujifilm)與住友化學(xué)(Sumitomo Chemical)發(fā)布消息，公司將加緊投資，爭取在2021年內布局新一代半導體材料的生產(chǎn)業(yè)務(wù)，主要包括 EUV(極紫外線(xiàn))光刻工藝用的光刻膠等材料。富士膠片將投資45億日元(折合約2.8億元人民幣)，為其在日本靜岡縣的工廠(chǎng)引進(jìn)設備，最早于2021年內開(kāi)始量產(chǎn)半導體尖端材料。住友化學(xué)也計劃要在2022年度之前在大阪市的工廠(chǎng)建設一條從開(kāi)發(fā)到生產(chǎn)的半導體材料生產(chǎn)線(xiàn)。

韓國：自2019年7月遭到日本斷供光刻膠之后，差點(diǎn)讓三星、海力士等芯片巨頭瞬間“休克”，韓國已提高了警惕。今2020年5月下旬，韓國科學(xué)和信息通信技術(shù)部(MSIT)已經(jīng)宣布，將在未來(lái)5年內投資950萬(wàn)美元(折合約6360萬(wàn)元人民幣)，發(fā)展 5nm以下半導體光刻工藝的材料技術(shù)。

據外媒報道， 2021年2月下旬，韓國的有關(guān)部門(mén)向全球范圍內的半導體IP發(fā)起了名為“半導體IP使用支持”的計劃，為全球范圍內的半導體IP建立半導體IP使用平臺，來(lái)整合全球的半導體IP資源。該平臺預計在2022年面世。據悉，韓國本土的半導體IP將率先被納入平臺，在IP的使用費用上，韓國計劃給予使用該平臺的相關(guān)企業(yè)五折及以上的折扣。美國芯片巨頭Synopsys和英國芯片設計巨頭ARM正在對接，準備加入該平臺。

三星電子(SamsungElectronics)在臺積電(TSMC)宣布在美國建廠(chǎng)后，也宣布在美國投資170億美元建設3nm芯片生產(chǎn)線(xiàn)，并就建廠(chǎng)補貼事宜已經(jīng)與美國政府展開(kāi)了協(xié)商。

2021年3月24日，在得知美國半導體巨頭英特爾(Intel)計劃斥資200億美元新建晶圓廠(chǎng)，并開(kāi)放代工業(yè)務(wù)后，韓國《東亞日報》發(fā)出了“這是美國政府要借英特爾之口發(fā)動(dòng)半導體爭霸戰？”的感慨[17]。

中國臺灣：臺積電(TSMC)是全球最大、制程最先進(jìn)的芯片制造商，美國從2019年開(kāi)始多次修改規則，禁止臺積電在2020年9月15日后，在沒(méi)有許可的情況下自由出貨。出于占領(lǐng)美國市場(chǎng)和迎合美國的需要，臺積電宣布在美國投資120億美元建廠(chǎng)，計劃2024年月產(chǎn)5nm芯片2萬(wàn)片。有分析認為，其目的是爭取美國政府補貼和換取自由出貨許可。但是，三星電子計劃在美國建廠(chǎng)宣布后，臺積電表示將更改投資計劃，投資規模擴大為超過(guò)300億美元，建設6座代工工廠(chǎng)。顯然，臺積電和三星電子都要看美國老大的臉色行事，兩家公司顯然都有爭寵老大之嫌。但是老大的胃口很大，而且隨時(shí)會(huì )出爾反爾，臺積電和三星電子隨時(shí)可能被本土企業(yè)欺壓。老大不講理，小弟不好當！

圖5.美國政府要借英特爾之口發(fā)動(dòng)半導體爭霸戰？(來(lái)源：參考資料17)