[color=rgba(0, 0, 0, 0.3)]芯片實驗室趙工 半導體工程師 [color=rgba(0, 0, 0, 0.3)]2022-02-12 08:16

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#制造業(yè)[color=rgba(0, 0, 0, 0.3)]1個#半導體[color=rgba(0, 0, 0, 0.3)]451個

#半導體設備[color=rgba(0, 0, 0, 0.3)]27個#晶圓[color=rgba(0, 0, 0, 0.3)]58個美國智庫CSET【1】《維持美國在半導體制造領域的競爭力-芯片法案激勵優(yōu)先事項》報告重要內容簡述

為了重振美國本土半導體制造業(yè)，2021年國會通過了《美國芯片法案》(CHIPS for America Act)，該法案授權美國商務部管理約390億美元聯(lián)邦撥款（以下稱為激勵款項），用來資助建設新的半導體制造設施【2】，以激勵芯片制造商提高在美生產能力。許多美國和非美芯片制造商都希望能從激勵款項中分得一杯羹。如何分配激勵款項是《美國芯片法案》能否幫助美國鞏固在先進半導體制造領域領導地位的關鍵。

2022年1月，美國智庫CSET發(fā)布了《維持美國在半導體制造領域的競爭力-芯片法案激勵優(yōu)先事項》的報告，該報告評估了當前美國在半導體制造能力方面存在的突出風險，并從國家安全角度最迫切需要回流的芯片制造能力、現(xiàn)有激勵款項下建設多大的產能、如何分配激勵款項三個方面，給出了有效使用370億美元激勵款項【3】的政策建議。

一、美國半導體制造能力風險評估結果（一）邏輯芯片【4】過度依賴中國大陸和中國臺灣，將威脅美國經濟和國家安全。

一是，美國在邏輯芯片上的消費每年達數(shù)百億美元，這其中約25%的邏輯芯片消費是用在人工智能、數(shù)據中心、軍事以及汽車 (包括軍用車輛)等敏感領域。二是，美國境內5nm邏輯芯片（以下稱先進邏輯芯片）產能為零，而16nm節(jié)點以上的傳統(tǒng)邏輯芯片（以下稱傳統(tǒng)邏輯芯片）產能僅占全球的8%。三是，先進邏輯芯片制造能力約85%位于中國臺灣，全球傳統(tǒng)的邏輯芯片制造能力約65%位于中國大陸和中國臺灣。中國臺灣地區(qū)在未來十年面臨地震、海嘯等自然災害和政治混亂的重大風險，可能會導致邏輯芯片供應中斷的發(fā)生。（二）動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)過于依賴韓國，也存在一定風險。

一是，DRAM芯片對美國經濟至關重要，但美國境內DRAM芯片生產能力非常有限。全球DRAM芯片的需求基本由美光、三星和SK海力士三家公司滿足，美光公司目前在美國本土沒有領先的DRAM芯片生產能力。二是，全球DRAM芯片的產能50%集中在韓國，其余約43%位于中國大陸和中國臺灣。由于韓國緊鄰朝鮮，DRAM芯片制造面臨供應中斷的風險處于中度。（三）閃存、模擬、光電子、傳感器和離散器件等其他類型的半導體器件供應面臨重大中斷的風險較低。

一方面是因為這些器件的生產沒有集中在韓國、中國大陸和中國臺灣;另一方面，即使是在供應中斷的情況下，大多數(shù)也可以找到替代。

二、關于使用370億美元激勵款項的政策建議

為確保美國政府將激勵款項用于資助對美國經濟和國家安全最重要的芯片制造業(yè)回流本土，改變全球半導體制造業(yè)的格局，該報告提議芯片激勵的優(yōu)先級順序為：先進邏輯芯片(最高優(yōu)先級)、DRAM芯片(第二優(yōu)先級)、傳統(tǒng)邏輯芯片(第三優(yōu)先級)。具體政策建議如下：（一）美國應重建先進邏輯芯片制造能力，以期到2027年左右滿足本土需求。

基于先進邏輯芯片具有重要的戰(zhàn)略意義以及中國臺灣地區(qū)發(fā)生動蕩導致供應鏈中斷風險較高兩方面的考慮，先進邏輯芯片應獲得最高的資助款項。一是建議230億美元(約占芯片激勵款項的62%)的芯片激勵款項用以提升先進邏輯芯片制造能力。這些激勵款項足以支撐到2027年左右美國先進邏輯芯片制造能力滿足境內的消費需求，并將鼓勵英特爾、三星和臺積電在美國的長期穩(wěn)定存在。二是建議先進邏輯芯片激勵款項在英特爾、三星和臺積電三家企業(yè)之間按照1：1：2的原則進行分配。美國對先進邏輯芯片的需求主要來自英特爾、三星和臺積電三家芯片制造商【5】。若230億美元用于提升先進邏輯制造能力，可以確保在美國新建4個先進邏輯芯片晶圓廠。由于上述三家企業(yè)的芯片制造能力不可互換，230億美元的款項應按美國對英特爾、三星和臺積電生產的芯片的需求進行分配【6】，具體分配比例見附錄表2，相當于支持英特爾和三星各新建1家晶圓廠、臺積電新建兩家晶圓廠【7】（二）美國應在本土新建一家先進的大型DRAM芯片工廠。

一是建議50-100億美元的芯片激勵款項用于提升美國境內DRAM制造能力。DRAM經濟規(guī)模高，成本效益最低的DRAM晶圓廠的月產能是10萬片，相當于目前全球DRAM產能的6%左右。當全球DRAM芯片出現(xiàn)嚴重短缺時，月產能10萬片即可滿足美國DRAM最敏感的應用領域需求，新建一家月產能10萬片的DRAM晶圓廠將需要50-100億美元的資金。二是建議DRAM激勵款項給予美光公司。全球DRAM的需求基本由美光、三星和SK海力士三家公司滿足，這三家生產商的產品在很大程度上是可替代的�？紤]到DRAM投資具有大規(guī)模性和長期性的特點，DRAM的激勵款項應給予在美國具有長期生存能力和對美忠誠的公司。作為總部位于美國的唯一一家存儲芯片制造商，美光將是很好的對象。（三）美國應與盟友協(xié)調，用來重塑傳統(tǒng)邏輯芯片制造能力。

一是瞄準傳統(tǒng)邏輯芯片境內產能缺口，用剩余的40 - 90億美元激勵款項建造2 - 5家傳統(tǒng)邏輯芯片廠。雖然這不會完全滿足美國對傳統(tǒng)邏輯芯片的需求，但可以覆蓋敏感應用領域的需求。二是聯(lián)合盟友（特別是德國、日本和韓國）投資傳統(tǒng)邏輯芯片制造，以減少全球對中國大陸和中國臺灣的依賴。德國、日本、韓國、新加坡等都具備傳統(tǒng)邏輯芯片制造能力，聯(lián)合這些國家投資傳統(tǒng)邏輯芯片制造，美國可將更多的激勵款項用于提升先進邏輯芯片制造能力。（四）美國應聯(lián)合東亞盟國參與評估和協(xié)調關于半導體制造的激勵措施。

一是，進一步研究和了解日本和韓國為其芯片制造商提供的激勵措施的水平。二是，與盟友（尤其是中國臺灣和韓國）協(xié)商調整激勵措施，以鼓勵供應鏈的彈性和多樣性。

附錄：

注腳

【1】 CSET簡介：CSET是美國喬治敦大學(Georgetown University)沃爾什外交學院 (Walsh School of Foreign Service)下屬智庫安全與新興技術中心(Center for Security and Emerging Technology, 簡稱CSET)，喬治城大學擁有“政客樂園”的稱譽，喬治城大學沃爾什外交學院與哈佛大學肯尼迪政治學院、約翰·霍普金斯大學保羅·尼采高級國際研究學院、哥倫比亞大學國際與公共事務學院齊名，為美國及世界各國政府機構輸送了大量杰出的領導人。

【2】包括已經在建的和計劃新建的芯片制造廠

【3】390億美元聯(lián)邦撥款中有20億美元是為成熟技術節(jié)點預留的，該部分刺激款項的使用不在該報告研究范圍。

【4】包括16納米（nm）節(jié)點以上的傳統(tǒng)邏輯芯片和5nm節(jié)點的先進邏輯芯片。

【5】英特爾主要專注PC機和服務器芯片，三星主要專注于平板電腦和智能手機芯片，臺積電可提供幾乎所有先邏輯芯片的代工。

【6】CSET估計，美國先進邏輯芯片的消費英特爾占25%，三星占20%，臺積電占55%。

【7】目前，英特爾、三星和臺積電都已經有了在美國新建先進邏輯芯片廠的計劃，若這些計劃不依賴于芯片法案的激勵款項，節(jié)省下來的資金可用于投資于未來幾代的先進邏輯芯片。在這種情況下，未來的激勵款項仍應遵循類似1:1:2的比例分布在英特爾、三星和臺積電的晶圓廠。

來源： 集成電路產業(yè)研究

作者：孟祥翠、馮錫平

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]半導體工程師[color=rgba(0, 0, 0, 0.5)]半導體經驗分享，半導體成果交流，半導體信息發(fā)布。半導體行業(yè)動態(tài)，半導體從業(yè)者職業(yè)規(guī)劃，芯片工程師成長歷程。

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