在美投资建厂的芯片企业会竹篮打水一场空吗?

机械工业信息研究院    2024-08-26 14:16:03

2022年8月9日,美国出台《芯片与科学法案》(以下简称“《芯片法案》”),旨在重建美国在半导体制造业的领导地位,巩固全球供应链,加强国家和经济安全。国外媒体称“这是美国自二战以来在产业政策方面最大胆的尝试”。

《芯片法案》自酝酿之初在美国国会历经多年立法“拉锯”,几易其名、若干次修改后,最终签署成为法律。其核心内容是投资美国芯片产业。

美国的既定目标

《芯片法案》实施的根本原因在于,美国认识到先进芯片具有特殊的地缘政治重要性。这些芯片采用最先进的设备和技术制造,与前几代芯片相比,它们的运行速度更快,能效更高,运用在关键战略领域的地方越来越多。

《芯片法案》旨在实现三个关键目标:降低外国供应冲击的风险、增强美国的技术竞争力以及降低在关键国家安全领域中使用外国生产芯片的依赖性。

美国当务之急是建立大规模生产集群,用于生产尖端逻辑芯片和尖端存储芯片;建立大量的先进封装工厂;增加本土传统芯片的生产。

目前进展情况

根据白宫发布的内容,《芯片法案》实施2年来,在以下方面已取得进展:引导美国半导体制造业回流;为美国工人创造就业和劳动力渠道;加快区域经济发展和创新;维护国家安全,与盟友和伙伴进行合作及创新。

其中,在引导美国半导体制造业回流中:

  • 截至2024年8月9日,美国商务部的CHIPS激励计划已与15个州的15家公司签署了初步协议,为半导体制造项目提供超过300亿美元的直接资金和约250亿美元的贷款。芯片法案提供的直接激励计划总额为390亿美元。商务部将在2024年底前将所有剩余资金分配出去。

  • 两年前,美国本土没有可生产最先进芯片的工厂。现在,美国拥有5家世界上领先的逻辑、内存和先进封装厂。到2032年,美国本土工厂将使美国能够生产全球近30%的尖端芯片。

  • 《芯片法案》通过支持多个先进封装厂的建设、扩大现有和成熟制程半导体以及关键供应链中组件的生产,正在创建一个强大的半导体生态系统。

  • 美国财政部继续制定了先进制造业投资抵免规则,为从事半导体制造和生产半导体制造设备的公司提供25%的投资税收抵免。

面临的难题

需要后续措施、持续投入

2024年2月,美国商务部长雷蒙多在英特尔的一场线上活动中称:“如果我们想引领世界,就必须持续投资,无论你要把这些投资称为‘芯片法案二’(Chips Two)或其他名称。”

2022年,SEMI公司在报告中提到,预计2021-2023年期间,全球半导体行业将投资5000多亿美元,用于84座芯片制造设施的开工建设。3年,5000亿美元,这只是建厂的支出,还不包括其他方面的投资。制造尖端芯片并不是简单复制一条平行的供应链。美国半导体制造业仍将依赖进口设备、硅片、特种化学品和许多其他投入要素。因此,半导体这一产业在创造着数千亿美元产值的同时,也需要千亿美元的投资来不断输血。《芯片法案》只是漫长旅程的第一步。

建厂延误

尽管花费巨大,但美国本土的大部分芯片厂建设都面临建厂延误的问题:三星、台积电和英特尔新工厂的建设进度都比原计划晚了一年或更久。爆出的延误原因有:

  • 员工文化冲突

自2020年5月首次宣布赴美设厂以来,台积电已陆续规划在美国亚利桑那州新建3座工厂,累计投资高达650亿美元,是美国史上最大的外方直接投资项目。然而,台积电难以克服美国的工作文化差异,迟迟未能开工。在中国台湾地区,台积电拥有数千名熟练的工程师,也很方便与供货商维持多年合作建立起来的关系。但在美国,台积电必须从头做起。台积电创始人张忠谋表示,如果美国凌晨1点机器坏了,第二天早上才能修好,但在中国台湾地区,凌晨2点就会修好。复制这种中国台湾地区的工作文化在其他国家(地区)可能具有挑战性。

  • 劳动力危机

到目前为止,主流观点认为,提高芯片制造能力只是“钱”的问题。然而,事实证明,“钱”在芯片制造中并非万能。建设芯片工厂不同于在其他国家建立智能手机组装厂,后者可以快速招聘和培训当地工人。芯片工厂需要拥有硕士和博士学位的科学和工程方面的高技能人才。甚至芯片工厂的建设本身也需要专业工人。

麦肯锡分析显示,美国芯片行业的巨额投资和随后的扩建将创造超过16万个工程和技术支持岗位,以及相关建筑行业的其他岗位。然而,美国每年只有大约1500名工程师和1000名技术人员加入芯片行业。未来五年,对这些工人的需求预计将达到7.5万人。与此同时,美国芯片制造业的劳动力自2000年峰值以来已经下降了43%。按照目前的趋势,到2029年,工程师和技术人员的短缺可能达到14.6万人。

  • 环保审核

美光科技计划在纽约州锡拉丘兹(Syracuse)周边扩建4座工厂。但在环境审查过程中,美光科技发现White Pine商业园区内生活着两种濒临灭绝的北美蝙蝠,该园区还拥有204英亩受联邦政府监管的湿地和6716英尺长的溪流。美国环境保护署担心美光科技拟建的工厂“目前不符合”《清洁水法案》。美光科技表示,在州和联邦政府的审查和许可完成后,将立即开始建设,目标是在2025年初完工。前两座晶圆厂计划于2028年和2029年开始生产,第三座和第四座晶圆厂可能分别于2035年和2041年投产。

  • 自身财务问题

美国商务部长雷蒙多称英特尔是“美国的冠军(an American champion)”,他们将给予英特尔“最高补贴”。但8月初,该公司披露了严重的经营问题。由于销售额下降,英特尔计划裁减1.5万个以上的工作岗位,出售其所持有的英国芯片公司Arm Holdings的118万股股份。英特尔的股价也跌至十多年来的最低水平。

  • 政治困境

即将到来的美国大选可能会颠覆整个局面,政治形势摇摆不定是厂商建厂最大的不确定性,企业必须谨慎做出决定。如台积电亚利桑那厂是美国努力降低对海外生产芯片依赖的一个最主要的试验项目。然而,美国共和党总统候选人特朗普在接受采访时直言“台积电夺走了美国的芯片产业”,批评民主党政府资助了台积电。如果特朗普当选,台积电或将处于进退两难的尴尬境地。

未来可能供过于求

随着美国大规模兴建芯片工厂,根据半导体行业协会(SIA)发布的新报告,到2032年,美国芯片制造能力预计将增长两倍。SIA分析认为,当前制造厂建设的轨迹使得未来对28纳米及以上“传统”芯片的需求产能“大大超过未来需求”。如果真如SIA预测的那样,企业最后或将面临投资失败,甚至可能拖垮企业。

小心竹篮打水一场空

《芯片法案》大部分政府投资目前还仅仅是承诺,但各家公司已为此投入了真金白银。《芯片法案》提前给自己“上了一个保险”:只有在公司达到特定的建设和生产标准之后,才能获得资金,如果项目始终没有完成,美国商务部芯片计划办公室(CPO)可以收回已经拨付的款项。在美国政府的大力号召下,企业投入的真金白银能否取得收益?会不会“无功而返”?或许只有企业能给出答案……

小结

为了重振美国在芯片制造领域的霸主地位,美国政府一方面颁布《芯片法案》,通过产业政策投资本国芯片产业;另一方面通过出口管制、投资审查、《芯片法案》中的护栏条款等措施遏制中国发展。同时,美国还展开政治游说,通过”胡萝卜加大棒“的做法,威逼利诱盟友与其采取一致行动。

雷蒙多近日称,美国的“胡萝卜加大棒”政策将继续鼓励伙伴国家站在同一阵营,尤其是在关键的人工智能领域,“对于先进技术,我们希望盟友选边站……”这种要求盟友“选边站队”的政策,或可能导致部分国家对美国出口管制政策具体实施细节持有不满或抵触情绪。

除美国外,许多国家(地区)都在大力补贴半导体等行业,以实现在自己国家(地区)建立本土供应链。其中,欧盟制定了463亿美元的计划来扩大本土制造能力;印度2月批准了由100亿美元政府基金支持的半导体投资计划;沙特阿拉伯的公共投资基金计划进行一笔“大规模投资”,以促使该国进军半导体领域;日本自2021年6月启动芯片行动以来,经济产业省已为其芯片行动筹集了约253亿美元资金;韩国避免采取直接融资和补贴,而是更愿意充当本国企业的指导者……这种补贴竞争可能导致各国不断加大财政支持力度,形成“竞相压价”的局面,从而压低市场价格,扭曲市场,使企业对补贴产生依赖而非市场竞争力。这不仅会增加各国的财政负担,还可能引发国际贸易紧张。

而最终《芯片法案》成效如何,是否能达到美国的既定目标?在美国投资建厂的芯片企业又是否会竹篮打水一场空,我们拭目以待。

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