【编者按】随着信息社会的不断深入发展，半导体产业已经成为影响全球各领域的关键性技术力量，国家在高精尖技术实力的竞争逐渐汇聚到半导体技术，半导体产业发展成为一国综合实力的重要组成部分，国家围绕半导体产业展开的政治经济博弈日益激烈。2020年9月美国信息技术和创新基金会（ITIF）发布了《结盟打造半导体领导力》报告（An Allied Approach to Semiconductor Leadership）。报告首先从全球半导体产业市场规模、研发投入、生产价值链和运营模式等方面呈现了当前的全球半导体生态格局；其次，分析了中国、美国、欧盟、日本、韩国等国家的半导体竞争战略；最后，从协同技术开发、打造协调性半导体生态系统、技术保护、开展支持性贸易政策制度和实践四个方面提出若干项具体政策建议，旨在与美国志同道合的国家一起打造全球半导体领导力。

1 核心要点

●  半导体产业是现今最重要的行业之一，通过核心技术为现代数字世界发展提供动能，推动几乎所有经济领域的创新和生产。

●  研制和创新半导体所需成本、规模和复杂性不断增加，因此没有一个国家可以独立完成。面对来自中国的挑战，半导体领域的结盟合作至关重要。

●  成功的半导体创新有赖于科学家、研究人员和工程师在跨国公司、高校、政府机构、研究机构和公私合作研究机构的通力合作。

●  在全球半导体价值链的每一个环节，平均有25个国家的企业直接参与，23个国家的企业提供支撑。

●  一些国家将重点放在建立国内半导体生态系统上，但美国半导体行业的成功表明应该通过有效利用全球供应链，才能实现互利共赢。

●  寻求半导体行业自给自足的国家，特别是通过不公平的重商主义手段，有可能对该行业造成严重损害，减缓全球半导体创新。

●  美国应增加对合作、预竞争（pre-competitive）研发的资助，鼓励扩大国内生产。

2 全球半导体产业总览

2019年，总部位于美国的半导体企业在全球半导体行业销售中占据47%的市场份额，韩国企业占19%，日本和欧洲企业各占10%，台湾企业占6%，中国企业占5%(见图1)。加入附加值(一个国家实际生产的价值)指标后的全球半导体产业市场份额。中国创造了1200亿美元的附加值，相比之下，美国创造了830亿美元，台湾创造了556亿美元，韩国创造了390亿美元(见图2)。

图1 2019年全球半导体产业市场份额（总部在美国的企业）

图2 全球半导体产业产值（加入附加值指标）

就全球半导体行业附加值的份额而言，从2001年到2016年，中国增长了近4倍，从8%增长到31%，而美国的份额从28%下降到22%，日本的份额从30%下降到8%。台湾和韩国的份额都翻了近一番。德国和马来西亚保持了各自2%的份额(见图3)。

图3 全球半导体产业附加值增长变化

根据经济合作与发展组织(OECD)的数据，2018年中国半导体出口1380亿美元，台湾1110亿美元，韩国920亿美元，新加坡870亿美元，美国530亿美元，欧盟和英国合计530亿美元，日本480亿美元(见图4)。

图4 2019年各国和地区半导体出口额

就半导体产业贸易顺差而言，2019年，台湾贸易顺差540亿美元，韩国470亿美元，日本210亿美元，新加坡180亿美元，美国20亿美元。2018年印度的半导体贸易逆差为140亿美元，欧盟27国和英国为180亿美元，中国为2350亿美元(见图5)。

图5 半导体产业贸易收支

然而需要注意的是，虽然中国半导体贸易逆差相当可观，但实际情况是大约一半的半导体进口都是预进口，进口后在中国进行安装和加工。中国作为全球生产网络的一部分大量生产手机、平板电脑和其他电子产品，在半导体贸易逆差大幅增长的同时，电子产品的贸易顺差也大幅增长，占出口总额的58%。

2018年，总部在美国的半导体公司研发投入占其销售的16.4%，总部在欧洲的公司该比值为15.3%，总部在台湾的公司该比值为10.3%。总部在日本的公司该比值为8.4%，总部在中国的公司该比值为8.3%，总部在韩国的公司该比值为7.7%，其他国家的平均值为5.6%（见图6）。

图6 各国半导体产业研发投入占比

表1 半导体行业研发投入领先企业在2019年欧盟工业投入积分表

半导体行业也是高度资本密集行业，事实上，美国半导体行业的全球总资本支出在2019年达到319亿美元占销售的12.5%，仅次于美国的替代能源行业。2019年，总部设在韩国的企业在该领域的投资占全球资本支出的31%，其次是美国企业占28%，台湾企业占17%，中国企业占10%，日本企业占5%，欧洲企业占4%(见图7)。

图7 2019各国总部企业占全球半导体产业资本支出百分比

3 全球半导体价值链

半导体行业可能是世界上所有行业中价值链最复杂，地理上最分散的。在《跨越国界:全球半导体产业价值链》报告中提供的一个例子，大的硅锭可以在日本生产并切割成硅片；这些光秃秃的晶圆片被运到美国，加工成晶圆片并切割成模具，在模具上蚀刻功能集成电路，制成半导体；这些半导体芯片然后被运往一个国家如马来西亚或越南，在那里半导体芯片经过ATP程序；这些芯片随后被出口到中国、韩国或美国集成到终端产品中，如平板电脑、手机或服务器；然后这些最终消费产品出口到世界各地(见图8)。

图8 半导体价值链分布案例

事实上，半导体价值链的每个环节平均有25个国家参与直接供应链，23个国家参与支持职能。超过12个国家有企业直接从事半导体芯片设计，39个国家有至少1个半导体制造工厂，超过25个国家有企业从事ATP活动(见图9)。

图9 参与半导体制造过程的国家数量

半导体行业的国际化也反映在其主要的参与者上，2019年4个全球半导体销售额最高的企业来自3个不同的国家和地区(见表2)。没有中国公司进入前15名，华为海思排名第16。

表2 2019年半导体销售排行榜

半导体供应链的全球化已经产生了各种各样的商业模式。从历史上看(可以追溯到20世纪五六十年代)，半导体行业主要由集成设备制造商组成——也就是公司内部负责半导体制造的所有关键方面，尤其是设计和制造。1987年台积电开创了代工商业模式，专注于为半导体设计的无晶圆厂制造商代工制造，这些半导体通常用于特定应用，如人工智能、无线通信或高性能计算(HPC)。这本质上是一种外包制造，它彻底改变了该行业，催生了一大批新参与者。代工制造厂的出现反过来又支持了无晶圆厂的兴起，产生了一大批专注于半导体芯片设计的公司。最后，外包的ATP由许多全球企业执行。总的来说，这被称为“无晶圆厂制造”模式（参见图10）。

图10 半导体产业经营模式

简而言之，半导体生态系统已经从20世纪50年代的完全整合公司发展到2010年代的一组全球性公司，这些公司专门从事分立的活动，如研发、设计、机床加工、组件、铸成厂、组装、测试和封装(见图11)。

中国

2014年6月,中国政府发布了《国家集成电路产业发展推进纲要》，促进发展一个闭环半导体生态系统。中国希望到2025年在中国运营的公司所使用的半导体芯片中有70%是国产的。2019年10月，中国宣布成立一个新的299亿美元的国家半导体基金，由中央和地方政府支持提供资金。中国工业和信息化部宣布了一项“新基础设施”方案，希望未来五年内在人工智能、数据中心、移动通信和其他项目上投资至少1.4万亿美元。

截至2019年，中国占全球半导体芯片制造的17%，预计到2030年，这一比例将升至28%，部分原因是中国政府目前资助建设了60多家新的半导体晶圆厂。尽管中国不太可能在2035年前实现70%的自给率，但专家预计届时中国本土设计的半导体将能够满足国内25% - 40%的需求。中国将半导体行业视为其数字化发展乃至最大规模经济增长计划的关键，并已证明自己愿意利用一切可以利用的工具来努力发展世界级的半导体产业。

欧盟

2013年5月，欧盟委员会宣布了关于微型和纳米电子元件和系统的全欧盟战略。为支持该战略，2014年在欧洲启动为欧洲领导层提供资金的电子元件和系统(ECSEL)联合事业，资助电子元件和系统的研究、开发和创新项目;以及IPCEI(欧洲共同利益重要项目)工具。迄今为止，ECSEL项目共投资了26亿欧元(31亿美元)，涉及1600多个研究、开发和终端用户组织的合作研究和创新。

2018年，欧盟数字经济与社会开展了一项关于“促进欧洲电子产品价值链”的研究，由此产生的战略文件概述了八步行动计划，以振兴欧洲在电子和微电子领域的竞争力。2018年年底欧盟委员会批准了“重要的欧洲共同利益微电子项目(IPCEI)”，这将促进法国、德国、意大利和英国四个欧洲国家的微电子领域的跨国合作项目。该战略“呼吁实施一个具体的‘主权’计划，以支持和开发关键电子组件的基本资产，从而确保访问和控制欧洲战略基础设施和系统的安全和可信组件。”这可以理解，但欧洲仍应在任何可能的地方与志同道合国家的供应商合作，并更广泛地避免“数字主权”的概念，不幸的是，这种概念在欧洲越来越普遍。

德国

2019年，德国联邦经济事务和能源部向欧洲微电子项目(European microelectronics programme)提供了2.75亿欧元以提升欧洲半导体行业的竞争力和创新能力。从2019年到2021年，德国承诺为这项工作投入总计10亿欧元。2020年6月，德国联邦教育和研究部(BMBF)公布了两项新资助计划，总价值4500万欧元，旨在开发“可信的”电子产品。此外，从2021年开始，将再投入2000万欧元用于开发一个“可信的生态系统”，将国内硬件和软件组件集成到其中。德国联邦教研部仍在评估这些计划将在德国国内实施的程度，或作为更广泛的欧洲微电子计划的一部分。

日本

尽管日本在半导体创新方面有着辉煌的历史，拥有持久的技术能力和人才基础，但日本的半导体产业近年来一直萎靡不振。一方面，在于日本对无晶圆代工模式的接受较慢；另一方面是1986年美日半导体协议限制了日本对美国半导体的出口。虽然日本公司在1982年占全球半导体工业的35%，但日本在全球半导体工业增加值中所占的份额已经下降到不足10%，目前全球半导体销售前15名中只有一家日本公司。日本今天面临的挑战是延迟关闭研发投资，短期的私人公司，低流动性的人员和资金，全球市场的隔离。为了应对其中一些挑战，日本通过了《工业竞争力法》，并颁布了《日本振兴战略》。最近，日本的社会愿景5.0（Society 5.0 vision）表达了该国对未来数字化的愿景，呼吁日本成为“专门用于人工智能应用”的半导体的领先制造商。

韩国

2019年,韩国推出了一个新的半导体竞争力战略,旨在使国家领先竞争对手和投资1万亿韩元开发和培养下一代半导体技术和培训高端专业人士。该战略包括1000亿韩元专项用于创建一个无晶圆厂企业基金。战略还要求开发被称为“北约2.0”合作平台，将涉及25个地区私人和公共组织对系统半导体的高需求，聚焦于五大战略领域:汽车、生物技术、能源、基于物联网的家电、机械、机器人。该计划要求韩国到2030年在无晶圆厂(即芯片设计)领域占据10%的市场份额，并保持在半导体存储芯片制造领域的领先地位。此外，在2020年7月，MTIE宣布韩国将在材料、零部件和设备行业投资超过5万亿韩元，以确保该国主要出口商的稳定供应。其中2万亿韩元将用于2021年韩国最重要的3个产业，包括半导体、生物技术和未来移动产业。

美国

2017年,奥巴马政府提出“确保美国长期领导半导体产业”的愿景，建立美国半导体核心竞争力。特朗普政府尚未就半导体行业提出正式战略，但从奥巴马战略中吸取了一些元素，包括采取措施与中国以非市场为基础的半导体行业发展战略相抗衡。特朗普政府还与国会一些关键议员合作通过立法方式增强美国半导体竞争力，如参议员提出的“Creating Helpful Incentives to Produce Semiconductors (CHIPS) for America Act”和“American Foundries Act”，当前两个法案已经合并为一个版本，合并版本的法案包括在2020年国防授权法案内。该法案将扩大联邦政府对半导体研究和技术开发的投资，为在美国设立半导体制造设施提供激励措施，并为该领域的投资提供扩大的税收抵免。

简而言之，过去两届政府的行动，加上国会的高度关注，表明美国终于开始认真对待增强其半导体竞争力的问题，尤其是在其他国家也在试图这么做的情况下。尽管如此，到目前为止，美国的半导体政策和项目仍然是脱节的，而且资金不足。国家将受益于定期更新的、全面的国家半导体竞争力战略。

5 政策建议

01 协同技术开发

●  建立美国制造研究所（Manufacturing USA Institute(s)），支持半导体产业创新——包括研发、制造和封装——并邀请总部位于志同道合国家的半导体企业参与。

●  扩大半导体公私伙伴关系（public-private partnerships, PPP）的国际合作。

●  美国和其志同道合国家应该增加对合作性、预竞争性研发工作的资助，并确保这些国家的半导体企业有互惠的机会参与半导体发展联盟。

●  美国政府应努力更有效地协调各政府机构开展的半导体研发项目。

●  美国政府应通过授权设立更灵活的联邦交易指南，如放宽联邦采购规定、允许使用其他交易性权力工具，从而增加联邦资助的半导体研发项目商业化潜力。

● 美国政府应该邀请其他盟国共同投资半导体发展计划，使知识产权和技术发明按国家相互投资的比例共享。

●  美国应探索更多的机会，让盟国同行参与信任建设项目，盟国为其相关项目采取对等行动。

●  志同道合的国家应该修改他们的采购指南，在传统的价格、成本和质量标准之外增加第四个关键指标——安全。

02 协调半导体生态系统发展

●  志同道合的国家应该继续倡导开放标准的发展，这些标准不仅涉及半导体，还涉及大量基本基于半导体的下游数字技术，如5G、AI、物联网和自动驾驶汽车等。

●  志同道合的国家和企业应该合作打造一个整个体系更安全的计算基础设施。

03 协调技术保护

出口管制

●  美国出口管制必须定期更新，以反映半导体行业的全球状况，确保管制不会妨碍美国企业的营销。

●  任何最终被确定符合出口管制标准的新兴技术，只有在美国市场独家开发和可获得的情况下，才应被指定为符合出口管制标准的技术，当这种独家性不再存在时，应取消对这些技术的管制。

●  美国应避免实施单边出口管制，寻求一种多边管制机制，与志同道合国家建立多边管制机制，从而提升半导体生产力。

●  美国国会应扩大国务院出口管制和相关边境安全( Export Control and Related Border Security, EXBS)项目的职权范围和资金。

●  在定于2020年9月举行的2020年敏感技术多边行动( Multilateral Action on Sensitive Technologies, MAST)会议上，美国应考虑推进一个多边方案管控先进技术出口。

外资审查

●  当他国利用不正当手段进行对外投资时（如国家补贴，国有企业收购），美国及志同道合国家应该合作进行对外投资审查实践和信息互换。

●  美国应继续保持与志同道合国家的投资审查合作，并应考虑扩大“外国例外国家”名单，包括法国、德国、荷兰、意大利、日本和韩国等国家。

汇总和打击外国窃取技术和知识产权行为

●  志同道合国家应制定一份企图盗取或影响知识产权的企业和个人全名单，并限制这类企业和个人在志同道合的国家市场上竞争。

●  志同道合的国家应加强信息共享，打击外国经济间谍活动和知识产权/技术/商业秘密盗窃。

●  美国应领导志同道合的国家发展更强有力的信息共享机制，重点打击在先进技术行业由国家支持的经济间谍活动。

●  美国应继续与志同道合的国家合作，加强保护商业机密。

开展支持性贸易政策、制度和实践

●  提升世界半导体理事会( World Semiconductor Council, WSC)的认可和地位。

●  扩大信息技术协议( Information Technology Agreement, ITA)。

●  保持世界贸易组织暂停电子商务关税的规定。

●  与志同道合的国家一起加入并扩大全面和进步的跨太平洋伙伴关系(CPTPP)协议。

●  扩大世贸组织的补贴事项。

●  在数字政府采购活动中坚持市场准入对等原则。

● 考虑组建全球战略供应链联盟( Global Strategic Supply Chain Alliance, GSSCA)。

●  在印度-太平洋地区制定联合方针，扩大基于市场的贸易方针。

编译 | 杨乐/赛博研究院研究员

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