不這樣做，美國將失去半導體？

來(lái)源：半導體行業(yè)觀(guān)察

在我們進(jìn)入這個(gè)問(wèn)題之前，讓我們先談?wù)劽绹雽w主導地位的現狀。大多數最大的半導體設備、設計和軟件公司都位于美國或在美國擁有關(guān)鍵項目。在設備領(lǐng)域，Lam Research、應用材料和 KLA 均位于美國。ASML 是廣為人知的光刻領(lǐng)導者，他們在圣地亞哥的 EUV Source和EUV Collector進(jìn)行了許多關(guān)鍵工程。這些技術(shù)資產(chǎn)和團隊來(lái)自對位于圣地亞哥的Cymer公司的收購。ASML向 EUV-LLC 支付專(zhuān)利使用費，其成員包括多個(gè)美國國家實(shí)驗室。沒(méi)有這些工具，就不可能制造芯片。

用于設計芯片的關(guān)鍵軟件被稱(chēng)為EDA，它都來(lái)自美國。Cadence, Synopsys和Mentor Graphics(現在屬于西門(mén)子)等三大EDA廠(chǎng)商都位于美國。沒(méi)有這個(gè)軟件，就不可能設計出現代芯片。

德州儀器和英特爾等美國公司在制造自己的芯片的同時(shí)，在各自領(lǐng)域擁有領(lǐng)先的市場(chǎng)份額。為外部銷(xiāo)售和使用合同制造商設計芯片的 4 大公司也是美國的。他們是高通、博通、英偉達和 AMD。

但這種主導地位正在轉移到構成地緣政治風(fēng)險的國家。美國在芯片制造中的份額處于歷史最低水平。除非立即采取行動(dòng)，否則美國將失去半導體產(chǎn)業(yè)。這是一場(chǎng)國家安全危機。

美國一直是通過(guò)創(chuàng )業(yè)、教育和大規模投資實(shí)現創(chuàng )新的標志。這三個(gè)原則正在逐漸消失，部分原因是私人市場(chǎng)的態(tài)度，部分原因是政府的政策激勵了某些行為。這種轉變有利于那些擁有有利的政府政策、監管支持、專(zhuān)注于STEM高等教育、以及對半導體制造重要性的普遍文化認識的國家。

半導體創(chuàng )業(yè)精神

創(chuàng )業(yè)精神是創(chuàng )新和半導體的第一要素。自從貝爾實(shí)驗室發(fā)明晶體管以來(lái)，硅谷的創(chuàng )業(yè)公司創(chuàng )造并定義了現代半導體產(chǎn)業(yè)。不幸的是，半導體行業(yè)的創(chuàng )業(yè)精神正在消失。

SemiEngineering是半導體行業(yè)領(lǐng)先的出版物之一，按公司總部所在地跟蹤每月半導體和半導體鄰近行業(yè)的初創(chuàng )企業(yè)融資情況。下表列出了5月份的數據，但其他月份的數據看起來(lái)非常相似。這一趨勢令美國硬件主導地位的前景堪憂(yōu)。不僅大部分組裝工作是在中國大陸完成的，而且半導體領(lǐng)域資金最充足的初創(chuàng )公司和半導體領(lǐng)域最多的ipo都在中國大陸進(jìn)行。

雖然初創(chuàng )公司和ipo不一定意味著(zhù)創(chuàng )新，但它們是創(chuàng )新的基石之一。不是所有的創(chuàng )業(yè)公司都能成功，美國創(chuàng )業(yè)公司嚴格的融資模式很可能意味著(zhù)他們更有可能成功，但這種差異是個(gè)大問(wèn)題。美國不再是創(chuàng )業(yè)之地，盡管它仍在歐洲等世界其他地區占據主導地位?，F在是中國大陸。

為什么美國的半導體初創(chuàng )公司

這么少？

美國的風(fēng)險投資和天使投資私人市場(chǎng)完全放棄了對基于軟件平臺的“科技”公司的投資。雖然這種類(lèi)型的投資很好，但這些風(fēng)險投資和天使投資人完全忽略了半導體和硬件領(lǐng)域。我們在 SemiAnalysis 已經(jīng)親眼目睹了這一點(diǎn)，因為我們幫助了半導體行業(yè)的一些公司籌集了資金。說(shuō)服風(fēng)險資本家投資初創(chuàng )公司是極其困難的，即使他們擁有有前途的技術(shù)和卓越的業(yè)績(jì)記錄。

私人市場(chǎng)對硬件初創(chuàng )公司有著(zhù)強烈的偏見(jiàn)。一般來(lái)說(shuō)，半導體的啟動(dòng)成本較高，與基于平臺的科技公司相比，市場(chǎng)潛力有限?？偛课挥诿绹娘L(fēng)險投資家和天使投資者往往會(huì )考慮數百億美元或數千億美元的潛在市場(chǎng)。他們想要的軟件平臺，可以有幾十名員工，有潛力擴大到數十億美元的收入。不過(guò)Instagram、Uber、Shopify和Airbnb也就這么多。硬件創(chuàng )業(yè)是必要的，即使它不能滿(mǎn)足美國風(fēng)投和天使投資者的瘋狂夢(mèng)想。SemiAnalysis的朋友Jay Goldberg在他的通訊中寫(xiě)了關(guān)于這種現象的文章，標題是《HARD OR SOFT?》以及《HARD VS. SOFT–WITH MATH》。

半導體投資是一個(gè)悲劇的共同風(fēng)格的情況。沒(méi)有一個(gè)私人實(shí)體會(huì )投資基礎設施，因為沒(méi)有一個(gè)實(shí)體會(huì )獲得所有可能的回報。半導體制造和設計能力是現代技術(shù)和軟件的基礎設施，類(lèi)似的要求是，這類(lèi)基礎設施項目需要政府激勵和監管支持才能蓬勃發(fā)展。美國政府必須通過(guò)國家科學(xué)基金會(huì )提供孵化器和加速器來(lái)幫助半導體創(chuàng )業(yè)行業(yè)。

半導體投資危機

初創(chuàng )企業(yè)并不是唯一缺乏投資的地方。這個(gè)問(wèn)題也存在于最大的公司中。因此，美國在半導體研發(fā)中的份額急劇下降，國內芯片產(chǎn)量從 40% 下降到 15% 以下。我們的金融市場(chǎng)或政府政策不鼓勵投資。我們將通過(guò)幾個(gè)例子展示美國政策的困境，這些政策鼓勵回購和股息而不是投資。

首先讓我們討論一下問(wèn)題的癥結所在。下圖顯示了按地區劃分的半導體晶圓制造設備總支出。這表明中國大陸目前正在建造最多的晶圓廠(chǎng)，這得益于其有利的稅收和監管政策以及巨額補貼。美國在全球支出中只占很小的份額。如果保持目前的支出速度，那么十年后，美國制造的半導體將不到全球 10%，而中國大陸將制造近 30%。

美國國家、州和地方政府制定了稅收和監管政策，使得投資新的半導體制造能力變得異常困難。甚至要通過(guò)許可和批準成為美國的項目，都需要大量的資金和多年的時(shí)間。此外，雖然這些政策旨在保護環(huán)境，但實(shí)際上并非如此。他們只是減慢了流程并增加了成本。

與此形成鮮明對比的是，其他國家對投資半導體工具提供稅收抵免和巨額扣除。他們?yōu)橹圃煸O施的許可和批準提供了簡(jiǎn)化的流程。他們通過(guò)對污染企業(yè)采取積極的懲罰措施來(lái)保護環(huán)境。在半導體設施周?chē)?，公寓、住宅、企業(yè)等可以迅速開(kāi)發(fā)，因此，工人們不用把工資的很大一部分花在生活費用上，從而降低了企業(yè)的成本，提高了整個(gè)社區的生活水平。

美國必須讓企業(yè)的利益相關(guān)者更有利地大舉投資于新產(chǎn)能，而不是支付股息和股****回購。一種解決方案是提供一個(gè)永久性選項，在購買(mǎi)的第一年內100%扣除芯片制造設備、工具和其他相關(guān)資本支出。其他工業(yè)設備，如卡車(chē)，是這種政策的先例。

需要明確的是，這樣的政策只會(huì )成為旨在與其他國家平等政策的多層面激勵計劃的一部分。中國大陸對國內半導體企業(yè)實(shí)行了長(cháng)達10年的免稅政策。盡管這種極端措施在美國是不現實(shí)的，但它應該突顯出，在我們最大的地緣政治對手愿意采取這種措施時(shí)，需要進(jìn)行政策改革的重要性。

正是這種政策差距導致美國最大的內存制造商美光(Micron)將制造業(yè)務(wù)轉移到美國以外的地方。美光目前主要在新加坡和中國臺灣生產(chǎn)存儲芯片，盡管他們的研發(fā)中心和原始生產(chǎn)設施都設在美國。世界上最大的兩家存儲器制造商SK海力士和三星的總部都在韓國。雖然在技術(shù)上被認為與美光持平或落后，但SK海力士和三星占據的市場(chǎng)份額更大。這在一定程度上是韓國各種半導體政策的副產(chǎn)品，這些政策鼓勵加大對制造能力的投資。韓國的“K-Belt”計劃只是加快了半導體產(chǎn)業(yè)的激勵步伐。這一政策是一個(gè)地理上被圍起來(lái)的低稅收和支持研發(fā)的地區，具有工具和研發(fā)稅報銷(xiāo)。

此外，必須對研發(fā)支出實(shí)行稅收抵免。目前，美國的稅收政策并沒(méi)有與許多亞洲國家相匹配。相反，它鼓勵盡可能減少研發(fā)，以資助股****回購、股息和財務(wù)工程收購。

博通就是一個(gè)例子，說(shuō)明美國稅收政策的漏洞激勵了半導體行業(yè)的錯誤行為。盡管博通一直是值得投資的明星股，而且他們在某些技術(shù)領(lǐng)域仍處于領(lǐng)先地位，但他們的創(chuàng )新戰略對整個(gè)行業(yè)來(lái)說(shuō)非常消極。博通通常會(huì )嚴格控制所有開(kāi)支，包括研發(fā)支出的增長(cháng)。與此同時(shí)，它們還提高了幾乎處于壟斷地位的芯片和軟件的價(jià)格。最后，他們利用這些利潤收購更具創(chuàng )新性的領(lǐng)先公司，這些公司擁有他們可以應用這一公式的產(chǎn)品和技術(shù)。這一政策被半導體行業(yè)人士和投資者通俗地稱(chēng)為“Hock Tan Flywheel”，以設計這一戰略的首席執行官的名字命名。我們甚至不會(huì )提到他們?yōu)榱藘?yōu)化稅收而把總部搬到新加坡好幾年，但這也是美國糟糕政策的結果。

另一個(gè)糟糕的投資相關(guān)政策的例子是英特爾在前十年的情況。他們在半導體方面是世界頂尖的。他們沒(méi)有在半導體設計和制造的新領(lǐng)域進(jìn)行創(chuàng )新，而是專(zhuān)注于降低資本支出和總支出在銷(xiāo)售額中的比重。他們用利潤回購股****，并支付更多的股息。股東選出的董事會(huì )成員為這種行為喝彩，并特別鼓勵這種行為。英特爾的衰落當然有很多原因，包括技術(shù)失誤和不良的企業(yè)文化，但美國稅收政策和金融市場(chǎng)的缺陷無(wú)疑是一個(gè)重要因素。如今，英特爾已經(jīng)意識到他們的錯誤，并將股****回購減少到0。它們在盡其所能地投入每一美元，但與臺積電(TSMC)和三星(Samsung)等其他國家的晶圓制造巨頭相比，它們根本無(wú)法相提并論。

Wolfspeed和紐約州的政策就是一個(gè)很好的有針對性的例子。紐約通過(guò)退稅和其他補貼幫助Wolfspeed建立世界上最大的碳化硅半導體制造設施。紐約因此成為電動(dòng)車(chē)中大量使用的一種芯片的世界領(lǐng)導者，創(chuàng )造了數千個(gè)高薪工作崗位，紐約州立大學(xué)有一個(gè)完整的研究和教育計劃，為人們在該領(lǐng)域的持續創(chuàng )新做好準備。

半導體教育

即使創(chuàng )業(yè)公司和生產(chǎn)設施在美國，目前該領(lǐng)域的熟練工人也嚴重短缺。到2025年，這一缺口預計將高達30萬(wàn)人。有知識、有技術(shù)的人才是創(chuàng )新的基石，沒(méi)有他們就不能創(chuàng )新。

大多數追求高等教育的美國人都選擇了non-stem領(lǐng)域。雖然這本身不是一個(gè)負面消息，但考慮到半導體行業(yè)熟練工人短缺的預期，這是一個(gè)巨大的擔憂(yōu)。在美國，超過(guò)500萬(wàn)人在高等教育機構獲得了學(xué)位/證書(shū)，但根據Statista的以下圖表，甚至不到五分之一的人是STEM專(zhuān)業(yè)的。

美國三分之二的STEM博士生是外國人。他們能夠獲得學(xué)生簽證，因為他們的教育，但他們中的許多人有一個(gè)非常困難的時(shí)間移民，盡管他們希望這樣做。中國大陸每年有近500萬(wàn)人獲得STEM學(xué)位，人口規模的差異使中國大陸和美國之間的差距不可能僅用國內人口來(lái)填補。

美國必須讓世界各地受過(guò)教育的人更容易移民。在美國歷史上的其他時(shí)期，這要容易得多，這是美國在創(chuàng )新方面超過(guò)世界其他國家的秘訣之一。人才流失的概念是非?，F實(shí)的，必須允許世界上最優(yōu)秀、最合格的人才移居美國。

中國大陸不只是允許半導體工人移民，他們明確地找到他們想要的人，然后去爭取。有多家國有企業(yè)為從中國臺灣搬來(lái)的工程師提供非常具體和有聲望的生活質(zhì)量。它們在半導體中心附近提供寬敞的住宿環(huán)境，并為定向移民提供個(gè)人稅收優(yōu)惠。如果有機會(huì )，許多來(lái)自中國臺灣的優(yōu)秀工程師會(huì )來(lái)美國，即使沒(méi)有國家資助的生活方式。

此外，在美國STEM專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)生中，專(zhuān)門(mén)從事半導體、制造或設計相關(guān)領(lǐng)域的畢業(yè)生只占總數的很小一部分。這些與半導體相關(guān)的STEM項目資金嚴重不足。聯(lián)邦政府和州政府沒(méi)有以任何方式推廣它們。與此同時(shí)，競爭國家對這些項目進(jìn)行了大量補貼。這反過(guò)來(lái)又增加了他們各自半導體行業(yè)的可用人才總數，從而允許更多的創(chuàng )新。

美國的高等教育體系對所有學(xué)位和證書(shū)的補貼金額大致相同，盡管有些職業(yè)存在技術(shù)工人嚴重短缺的問(wèn)題。我們的教育體系在補貼教育成本或推廣某些領(lǐng)域時(shí)，需要考慮到基于勞動(dòng)力需求行業(yè)差距的有效技能配置。

公眾和媒體對這個(gè)領(lǐng)域的看法對這個(gè)問(wèn)題也沒(méi)有幫助。芯片架構師、過(guò)程集成工程師或電路板設計師并不是大多數孩子和年輕人向往的職業(yè)。這一點(diǎn)都不吸引人。但中國大陸卻在鼓舞半導體產(chǎn)業(yè)的人心。

對半導體缺乏興趣的部分原因是修理和修補計算設備的文化。半導體行業(yè)的許多人在第一次開(kāi)發(fā)電腦時(shí)就愛(ài)上了這個(gè)行業(yè)。例如，我對半導體行業(yè)的癡迷始于我在圣誕節得到了一臺Xbox 360。幾個(gè)月后，由于被稱(chēng)為“死亡紅環(huán)”的缺陷，它破裂了。在網(wǎng)上做了一些調查之后，我發(fā)現了一種名為“Penny Trick”的家用維修方法，其中包括打開(kāi)手機。這激發(fā)了我對這個(gè)行業(yè)的熱愛(ài)。不幸的是，由于各種立法和公司特定的障礙，維修電腦、游戲機和智能手機的文化在西方世界正在消亡。

在中國臺灣和中國大陸，這種文化很繁榮。獲取設備部件非常容易，無(wú)論是顯示器、電池、內存，甚至是整個(gè)主板。人們可以去中國臺灣臺北市的光華市場(chǎng)、中國大陸深圳的華強北市場(chǎng)，或這些國家的許多其他市場(chǎng)，購買(mǎi)與維修普通消費電子設備有關(guān)的任何組件或工具。

實(shí)施修復政策的權利將使美國與這些國家平起平坐，應該得到兩黨支持。這對消費者來(lái)說(shuō)是好事，因為他們有更多的自由來(lái)控制他們購買(mǎi)的設備，并允許他們的設備使用更長(cháng)時(shí)間。這對環(huán)境有好處，因為產(chǎn)生的電子垃圾更少。這對半導體行業(yè)來(lái)說(shuō)是件好事，因為它讓更多人對打開(kāi)電腦和了解它們的工作原理感興趣。中國臺灣和中國大陸大陸可以這樣做，因為它們的政府允許修復運動(dòng)蓬勃發(fā)展，如果我們希望我們的年輕人也愛(ài)上這個(gè)行業(yè)，美國需要匹配它們。

國會(huì )必須采取行動(dòng)拯救半導體行業(yè)

如果國會(huì )想讓美國半導體行業(yè)重新回到世界前沿，就必須立即通過(guò)多項跨黨派立法。

國會(huì )必須立即通過(guò)兩年多前首次引入的 CHIPS 法案。他們還應該增加限制條款，限制任何 CHIPS 法案資金的接受者接觸在中國大陸擴張的公司。與 SemiAnalysis 從中國大陸政府以稅收政策、直接 + 間接贈款、當地合資企業(yè)和補貼貸款的形式統計的超過(guò) $250B 的補貼相比，這里的 $52B 仍然是杯水車(chē)薪，但它是一個(gè)開(kāi)始。

國會(huì )必須立即修改美國稅法，使其與其他公司目前擁有不公平優(yōu)勢的國家相提并論。這可以通過(guò)在購買(mǎi)當年對芯片制造設備、制造晶圓制造設備的工具以及與半導體設計或生產(chǎn)相關(guān)的其他相關(guān)資本支出實(shí)施可選的 100% 折舊來(lái)實(shí)現。國會(huì )還必須對這些投資群體實(shí)施永久性稅收抵免，以與其他東亞國家相匹配。

國會(huì )必須立即修復美國的許可和監管鎖定，這嚴重延長(cháng)了創(chuàng )建半導體制造設施的時(shí)間并增加了成本。

國會(huì )必須立即通過(guò)為與半導體相關(guān)的研發(fā)增加稅收抵免來(lái)彌補研發(fā)支出缺口。

國會(huì )必須立即解決創(chuàng )業(yè)危機，指示國家科學(xué)基金會(huì )創(chuàng )建一個(gè)針對半導體行業(yè)的創(chuàng )業(yè)孵化器和加速器。

國會(huì )必須立即通過(guò)資助半導體和半導體相鄰的中學(xué)后教育計劃來(lái)解決教育差距。

國會(huì )必須立即資助并建立一個(gè)類(lèi)似于歐洲 IMEC 的美國半導體研究機構。

國會(huì )必須立即通過(guò)允許熟練的半導體工人移民到美國來(lái)解決熟練的半導體工人短缺的問(wèn)題。

國會(huì )必須立即通過(guò)修復法律的權利，以增加對硬件行業(yè)的興趣，從而增加消費者自由和保護環(huán)境。

國會(huì )必須立即通過(guò)立法，以防止國家資助的企業(yè)間諜活動(dòng)、強制知識產(chǎn)權轉讓和半導體行業(yè)的黑客攻擊。

如果采取這些行動(dòng)，我們有信心充分發(fā)揮美國的聰明才智和創(chuàng )新能力，讓美國繼續走在半導體產(chǎn)業(yè)的頂峰。如果不采取這些行動(dòng)，我們相信美國將進(jìn)一步削弱其在這個(gè)對國家安全越來(lái)越重要的行業(yè)中的領(lǐng)導地位。