“几乎100%的制造端都在东亚,90%由一家公司制造,这是一个严重的漏洞。”近期,美国在白宫举行的半导体主题峰会上又一次表示对芯片制造落后的担忧。

 

芯片短缺问题对美国汽车业打击重大,美国慌了,开始认真审视自己在半导体芯片制造上的短板。

 

放眼全球,能生产高端芯片的主要玩家只剩三个:台积电、三星、英特尔。

 

 

不幸的是,英特尔正面临衰退的危机,沦落到需要将最先进的制造业务外包给台积电的地步。如今超过70%的芯片由中国台湾的台积电和韩国三星两大巨头制造生产,仅台积电一家,就占据超过50%的市场份额。

 

为此,不安的美国政府频频挑起争端,采取各种手段遏制中国科技企业发展,掀起“逆全球化”思潮,给全世界带来焦虑。

 

数十年以来,半导体的发展已经从垂直整合制造模式的盛行演变成了如今分工明确的芯片设计、制造、封装等各细分领域百花齐放的繁荣生态。

 

当下,美国重振本土芯片制造来势汹汹,地缘政治冲突的升级正推动全球半导体产业链格局生变。

 

 

当初甩掉“制造”包袱,如今自食其果

美国原本可以坐拥芯片制造,但他自己却放弃了。

 

今日面临的缺芯问题,其实是美国主动选择的结果。

 

这一切还得从上世纪80年代的美日之争说起。

 

上世纪80年代之前,美国半导体产业依靠美国政府为企业和大学提供科研资金的支持以及军方采购订单快速发展了起来。80年代之后,日本开始崛起,并将美国甩在身后。

 

美国不甘落后,开始调整自己的策略,抛弃了原来主流的从设计到制造全由一家企业完成的垂直分工模式,专注于轻资产的芯片设计。

 

美国鼓励新创企业甩掉“制造”包袱进行降本增效,而将投入巨大但附加值小的生产制造环节甩给其他国家去做。

 

凭借这种轻资产运行的策略,美国很快将日本击败了,并在90年代重获全球半导体主导地位。同时也孕育了高通、英伟达等实力强劲的顶级芯片设计公司。

 

美国深信,这种无工厂化的发展策略既能保持创新发展能力又无需大规模财政支持,沿用至今。

 

然而美国不曾想到,这一策略的短期成功是要以长期失利为高昂代价的。

 

“设计创新与生产过程的分离的确可以降低成本。但随着这种分离时间的拉长,制造到设计之间的信息反馈会逐渐出现问题,从而产生工艺上的“黑盒子”,研究就会开始逐渐远离当下的制造问题,反而阻碍了产业的创新。”业内人士分析道。

 

而且,由于长期的资产投入不足,美国半导体供应链变得脆弱。尤其是当台积电超越英特尔独霸天下的时候,美国已经失去了制造端技术的领先地位,美国公司也面临着严重的供应瓶颈。

 

随着负面效应不断变大,“芯急”的短视最终导致美国在汽车芯片供需失衡和行业格局变化带来的冲击下,被打得措手不及。

 

怒砸800亿美元力挽狂澜

“再不加大投资,美国将失去科技主导地位 !”美国和欧盟的政界人士已呼吁在本地建立更多的芯片工厂。

 

此外,以英特尔为首的多家美企声称,在海外半导体生产商持续挤压美国制造业的情况下,美国必须要为本土生产提供更多的激励措施。

 

不允许别人的核心科技超过自己,美国政府逐渐加大政策扶持力度,推动芯片供应链回流美国。

 

近期,拜登政府抛出2.3万亿美元基础设施建设计划,其中500亿美元用于半导体制造和研究。此外,今年早些时候,美国就曾宣布将投入370亿美元的资金用于芯片生产。媒体猜测,这当中大部分资金将可能用于台积电、三星赴美建造芯片工厂以及英特尔的扩产。

 

毋庸置疑,为了分散亚洲制造,美国一心想让台积电和三星赴美建厂。台积电响应了美国的号召,计划在美国凤凰城建设的芯片制造厂成本可能接近360亿美元,几乎是起初宣布的120亿美元的3倍。同时,三星也披露了耗资170亿美元赴美建厂的计划。

 

有媒体分析称,台积电、三星应邀赴美建厂,一方面或许是看准了美国政府的减免优惠政策。另一方面,可能他们没有足够的底气说“不”。

 

首先,在美建厂能距离重要客户的需求更近一些。无论是台积电还是三星的大客户,都以美国芯片厂商为主。其次,任何先进晶圆厂使用的半导体设备、材料,几乎都离不开欧美日进口。

 

不过,业内人士透露,台积电赴美建厂其实是承受美国巨大压力之下不得不做的决定,台积电在美国设立的芯片工厂几乎是无法盈利的,而且存在台积电本部的专业工程师被挖角以及技术从台积电美国工厂转移到美国本地公司的可能性。

 

美国政府一边无端打压华为等中国科技企业,另一边又向台湾当局施压,要求台积电优先满足其汽车芯片的供应需求,占据先进芯片制造战略高地的台积电夹在中美之间左右为难。

 

从近年的投资计划来看,台积电似乎有意提前对冲其中的风险。比如,台积电在南京设立的工厂早已开始量产。

 

砸钱也无解,重构供应链有多难?

在数十年的半导体发展史中,垂直分工模式的盛行促就了如今芯片设计、制造、封装等各细分领域的繁荣生态,如果想要重组供应链可能需要相当长的时间。

 

尤其是在市场被巨头集中瓜分的现今。芯三板认为,中美两地都很难再造出一个台积电,因为制造生产技术密集且重资产的属性决定了该领域必然投入高、见效慢、回报周期长。

 

台积电历经了多少年的努力,才成为芯片制造的全球领跑者。台积电不仅优秀而且还很努力,近期还宣布准备再投资一两百亿美元,以巩固自己的地位。

 

根据路透社的报道,众多半导体行业企业高管也都表态,虽然重新构建半导体供应链很重要,但在某个区域从上游到下游重建整个供应链太昂贵了,不太可能实现,而且拜登政府面临要补贴哪些要素的复杂选择。

 

以一家美国公司为现代汽车公司新型电动汽车提供的芯片为例,生产单个芯片可能涉及1,000多个步骤,70个地区以及许多专门的公司。该过程从原始硅片开始,在被称为“晶圆厂”的芯片工厂中,电路被蚀刻到硅中,并通过一系列复杂的化学过程在其表面上堆积,随后进行封装。这意味着将每个芯片放置在“引线框架”上并将其焊接到电路板上,然后将整个组件封装到树脂盒中以对其进行保护。

 

而封装本身就有自己的供应链:例如,韩国的HaesungDS生产汽车芯片的封装组件,然后将其出口到马来西亚或泰国,以供英飞凌和NXP等客户使用。这些公司,或者在某些情况下是分包商,然后为博世和大陆集团等汽车供应商组装和封装芯片,后者又向汽车制造商提供最终产品。

 

美国想要在芯片供应上取得成功,还得重振封装产业,否则就是在浪费时间和金钱。

 

更要命的是,美国不仅需要支持新的尖端晶圆厂,而且还需要支持旧技术,因为美国严重短缺的是更成熟的芯片。

 

这与半导体行业的资本不匹配,因为美国大部分资金的流向是最先进的技术,而芯片封装行业的利润率低于芯片工厂和芯片设计公司。从经济学的角度来看,大笔投资封装产业是没有意义的。

 

不仅是产业链配套,数量充沛的从业人员也是产业回流成功的关键。 

 

重振半导体制造的过程非常耗费人力,最令美国政府头疼的是,即使付出了高昂成本建设产业链配套,美国人的生产力却难以匹配。要知道,过去几十年来,美国因为芯片制造业的外流造大量工人流失,而现在的美国人过惯了好日子恐怕难以胜任高强度且枯燥的制造业劳动。

 

美国重振半导体制造之路可没有想象那么容易。