美日為何聯手研究下一代芯片?下一代芯片有什么特點?
美國和日本宣布聯合成立下一代半導體研究中心,搶占新技術高地。
當地時間7月29日,美日首次“經濟2+2”(外長級與商務部長級官員)會議在華盛頓舉行。會后兩國官員宣布,將啟動建立一個新的研發機構,研究新一代半導體。日本經濟產業大臣萩生田光一表示,這個研發中心將對其他“志同道合”的國家開放。
這次會議并沒有公布計劃的更多細節。不過據多家日媒稱,該研究中心將于今年年底在日本成立,用于研究開發2納米芯片量產技術。該中心還將建設一條原型生產線,計劃2025年開始批量生產。
會后聲明表示,對“有害使用經濟影響力表示嚴重關切和反對”,“打擊經濟脅迫以及不公平和不透明的借貸行為”。路透社文章稱,這次會議旨在“對抗中國以及俄烏沖突造成的供應鏈混亂”。
在7月28日的記者會上,中國外交部發言人趙立堅針對美國芯片補貼問題表示,美國如何發展自己是美國自己的事,但不應為中美正常的科技人文交流合作設置障礙,更不應該剝奪和損害中方正當的發展權益。中美科技合作有利于雙方共同的利益,搞限制“脫鉤”只會損人害己。同時,中國堅持把國家的民族發展放在自己力量的起點上,任何限制打壓都阻擋不了中國科技發展和產業進步的步伐。
確保美國在半導體領域的強勢地位,一直是拜登政府政策議程的核心。自去年1月就任總統以來,拜登一直優先考慮該國半導體行業的競爭力和安全性。同年6月發布的全面供應鏈評估,就提出了美國在全球半導體價值鏈中同時實現“領導力”和“韌性”的愿景。
二戰之后,美國一直引領著半導體的開發和制造。1980年代后期,美國的領導地位受到日本半導體公司崛起的短暫挑戰。不過,美國芯片生產商很快就依靠創新,而非保護主義,迅速獲勝,鞏固了在1990年代初期的主導地位,其高端主導地位一直延續至今。
美國主導地位的核心基于半導體行業全球價值鏈的形成。技術發展導致了以設計和銷售為重點的無晶圓制造的出現,同時將半導體的實際生產外包。東亞半導體制造公司由此迅速崛起,這也使得先進的美國公司能夠專注于芯片設計,同時利用亞洲相對低成本的熟練勞動力。
正是這種全球價值鏈的形成,促使美國在中低端制造方面的全球份額持續下降。據2023年6月的一份報告,全球半導體制造能力集中在東亞,2023年中國臺灣占全球總量的20%,其次是韓國、日本、中國大陸和美國。另據美國半導體工業協會 (SIA) 報告,1990年美國半導體制造份額在全球占比37%。不過,2023年已經下滑至12%。經過五年的迅速發展,中國芯片產業占到全球銷售額的近10%。
不過,這并不意味著美國失去了全球半導體行業的主導地位。通過國家創新體系,美國公司一直壟斷著半導體設計軟件,使得美國一直占據著全球價值鏈高端。
問題是,拜登政府現在不僅要捍衛價值鏈頂端的絕對主導地位,還要關注全球價值鏈的中低端。香港中文大學學者Tian He和Anton Malkin稍早前在《外交學人》雜志撰文指出,拜登正以兩種方式推動這一目標的實現。
首先是與全球半導體公司結盟,通過引導制造工廠回流國內來重新生產。比如,英特爾宣布“IDM 2.0”戰略,以恢復其先進制造能力并為其他公司提供代工服務。在美國政府的敦促下,臺積電和三星也宣布了在美國擴大建廠的計劃。
作為這項計劃的配套政策支持,自2023年年中以來,美國國會一直在推出產業政策相關法案,比如《創新與競爭法》、《為美國創造有益的半導體生產激勵措施法案》等。經過一年多的討價還價,7月底,資金規模達2800億美元的《芯片和科學法案》在參眾兩院均獲通過。
其次,拜登有意與“志同道合”的國家合作,建立“更可靠”的半導體供應鏈。比如,拉攏日韓等加入“Chip4”半導體聯盟。以及最近宣布的印度-太平洋經濟框架 ( IPEF ) ,與亞洲盟友合作、發展美國半導體供應鏈的彈性就是其中的重要組成部分。
這種戰略關注并不新鮮,但是拜登政府面臨的挑戰是前所未有的。
香港中文大學的Tian He等人認為,挑戰主要來自兩個方面。首先,在于生產成本的增加。半導體全球價值鏈的形成,使得處于價值鏈高端的美國企業能夠以最低的經濟成本獲得最好的產能,從而推動技術突破和創新的良性循環。當拜登著手恢復制造業時,情況將不再如此。
波士頓咨詢集團的一份報告顯示,在美國運營晶圓廠10年的相關成本,將比中國臺灣、韓國或新加坡高出約30%,比中國大陸高出約37%-50%。鑒于巨大的經濟成本,將制造業帶回美國說起來容易做起來難。
其次,可能會進一步擾亂半導體全球價值鏈的運作。拜登希望與日韓等建立技術聯盟,以加強供應鏈的彈性。這種戰略以安全為核心訴求,與經濟原理是背道而馳的,可能會影響價值鏈頂端的美國公司與其中低端供應商之間的關系。
另外,它的有效性也取決于美國與盟友的外交關系。而東亞地區政府和資本的不安情緒越來越明顯。例如,日本政府擔心美國制造業的回歸可能會掏空整個東亞的制造業,從而使日本在2030年重新獲得半導體行業主導地位的雄心變得不可能。4月份,臺積電創始人張忠謀直接表達懷疑稱,由于高成本和缺乏制造人才,美國增加在岸半導體制造的努力是徒勞的。
“簡而言之,供應鏈問題正迫使拜登政府過度擴張美國的半導體產能。重塑全球半導體行業的項目將需要國家動員和一系列外交行動,這肯定需要很長時間才能實現。”Tian He和Anton Malkin寫道。
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