晶片產業已成為大國的馬奇諾防線

隨著全球經濟迅速走向數字化，各行各業對晶片的需求猛增。同時，由於新冠肺炎疫情的影響，全球晶片半導體產業供應鍊和物流鏈遭到破壞，短期內加劇了晶片的供求矛盾。

作為數位時代的底層支撐，晶片半導體在國際競爭的背景下越來越具有戰略性質。在數位經濟、新冠肺炎疫情和地緣政治三重因素疊加作用下，實現晶片半導體產業的安全和彈性成為各方競爭的焦點。

全球晶片半導體產業正面臨新一輪挑戰與調整，各國面臨哪些挑戰與機遇？如何提昇在晶片半導體領域的戰略自主性？

現狀和趨勢

半導體（Semiconductor）是指常溫下導電能力介於導體和絕緣體之間的材料，其產品主要分為積體電路、光電子器件、分立器件和傳感器四類。在這四類產品中，積體電路具有絕對優勢，在半導體產品佔比中超過80%，因此，半導體行業又被業內稱為積體電路行業。積體電路（Integrated Circuit，IC）是指通過特定的工藝流程，將晶體管、二極管等元器件按照一定的電路互聯，“積體”在半導體晶片上以執行特定功能的電路或系統，因此又被稱作晶片（Chip）。

在不考慮技術細節的情況下，半導體、積體電路、晶片基本可視作同一概念。全球半導體產業鍊主要由半導體支撐產業、製造產業和應用產業組成。其中有些企業專事代工（Foundry），如台積電。與之相對應的是擁有完整設計和生產能力的公司（IDM，Independent Development Manufacturer），如英特爾、德州儀器。此外也有獨立的設計公司（Fabless），如高通、博通、聯發科等。晶片半導體產業鍊是一個全球產業鏈，根據比較優勢原則，不同國家和地區在諸多半導體細分領域具有不同的優勢，且高度集中於少數壟斷企業。在新冠肺炎疫情衝擊以及地緣政治加劇的條件下，現有的產業格局開始鬆動。具體來看，全球晶片半導體產業格局具有以下特點：

第一，地區專業化特徵凸顯。波士頓諮詢公司和美國半導體協會聯合發布的《強化不確定時代下的全球半導體供應鏈報告》顯示，美國憑藉強大的科研創新能力，在半導體研發密集型領域處於領先地位，尤其是在電子自動化設計/核心知識產權（EDA/IP，74%）、邏輯器件（67%）、製造設備（41%）等細分領域；中國大陸的比較優勢領域在於封裝測試（38%）、晶圓製造（16%）以及原材料（13%）；歐盟的相對優勢領域在於EDA/IP（20%）、製造設備（18%）；而韓國、日本和台灣則在原材料、記憶晶片、晶圓製造等領域佔據絕對優勢。目前，按地區劃分的全球晶片生產能力，台灣佔22%，韓國占21%，中國大陸和日本各佔15%，美國占12%，歐洲佔9%。值得注意的是整個東亞地區的半導體產能占到了全球的73%，與之對應的是東亞地區在製造晶片的半導體設備市場規模達到了全球市場的83.85%。

第二，市場集中程度高。半導體產業行業壁壘高，是典型的資本—技術雙密集型產業，關鍵部件和生產原料壟斷在少數企業中，市場集中度居高不下。在全球半導體企業中，美國公司佔據排名前十中的八家，綜合競爭力處於行業領先地位。從細分領域來看，關鍵環節技術往往掌握在少數幾家大企業中。以半導體矽片和電子特氣技術為例，前者主要被日本信越化學、日本勝高、台灣環球晶圓、德國世創和韓國SK五大企業佔據，後者則被美國空氣化工、法國液化空氣、日本大陽日酸和德國林德四大公司佔據，其他企業很難染指。在半導體光刻膠供應商中，日本企業佔據絕對主導地位，囊括了全球72%的市場份額。全球半導體設備市場則主要集中在美國、荷蘭和日本製造商手中，荷蘭光刻機巨頭ASML則壟斷了全球光刻機高端市場的83.3%。

第三，新冠肺炎疫情衝擊全球半導體供應鏈，導致“缺芯”困境短期加劇。新冠肺炎疫情帶來的供應鏈危機包含兩個方面：其一，各國為防控疫情進行了不同程度的停工停產，全球半導體供應鏈某些節點無法正常持續運行，以及由於企業員工感染新冠病毒造成的短期產能不濟，直接導致晶片供給水平下降。其二，新冠肺炎疫情導致全球物流鏈斷裂，晶片供需結構進一步失衡。全球晶片消費市場遍及世界，主要產能卻聚集在東亞地區，新冠肺炎疫情導致全球物流鏈斷裂，部分國家關閉航線以及港口管理不善造成擁堵進一步加劇了市場上晶片供應的短缺。以車載晶片為例，2021年初，福特、豐田、戴姆勒等一眾企業因晶片不足相繼減產甚至停產部分車型。

第四，數字化進程加速，晶片需求持續上漲，預計“缺芯”困境仍將持續，全球半導體產業鏈調整勢在必行。如果說疫情造成了晶片短期供給不暢，那麼數字化進程的加速則導致了晶片需求的持續增長。一方面自動駕駛汽車、人工智能、工業互聯網等新的晶片需求市場不斷被數字化創造出來。另一方面居家辦公、智能家居、虛擬現實等工作生活娛樂方式也在數字時代不斷普及，由此導致的是全球晶片需求的不斷攀升。據IC Insights統計，2021年全球晶片市場價值約為5500億美元，並預測到2030年全球晶片市場預計將超過1萬億美元。晶片需求的巨大缺口，也對全球半導體供應鏈提出結構性調整要求。

各方展開新一輪競爭

鑑於晶片半導體在數字化時代生產結構中的重要地位，各主要經濟體對於與之相關的、具有重要戰略性質行業部門的產業政策表現出了極大的興趣。相關主體開始推進各種措施，不僅僅是在投資方面，還包括稅收、貿易、監管和反壟斷等一系列手段，支持本國戰略產業的發展。因為晶片半導體產業的特殊性質，技術和資本密集程度高，使得在新的一輪產業競爭中，參與者的數量遠遠少於工業時代，目前只有歐盟、美國、韓國、日本、中國大陸和台灣等為數不多的參與者，僅上述國家和地區就佔據了半導體產業價值鏈的96%（2019年），全球晶片生產能力的93%（2020年）。為了進一步鞏固優勢，各主要行為體圍繞晶片半導體產業展開新一輪競爭。

目前歐洲在全球半導體製造業上的產能已經從2000年的24%下降到今天的8%。為了改變這一劣勢，2021年3月，歐盟委員會發布《2030數位羅盤：歐洲數字十年之路》，提出歐盟生產的尖端半導體要在2030年達到全球總產值的20%，在減少對外部供應鏈的過度依賴的同時重塑歐洲高端製造業競爭力。2022年2月，歐盟委員會公佈《晶片法案》，要求歐盟在2030年之前，投入430億歐元資金，支持晶片設計與製造，強化歐洲在技術方面的領導力。為響應此號召，2022年3月，晶片巨頭英特爾宣布將在未來十年內投資800億歐元，在德法等國建設從設計到製造全覆蓋的晶片產業鏈。

2022年2月，美國眾議院通過了近3000頁的《2022年美國競爭法案》，該法案將對美國半導體研究和製造提供520億美元的撥款和補貼，用以解決汽車和電腦零部件問題，同時提供450億美元強化科技產品供應鏈。除此之外，此前美國還相繼出台《半導體十年計劃》（2020）、《美國晶片法案》（2020）、《美國創新與競爭法案》（2021）等，旨在促進美國半導體製造業的投資，以及半導體模擬硬件、工業電子和計算機相關的研發與生產。在美國的政策推動下，2020年5月全球半導體代工企業台積電（TSMC）宣佈在美國亞利桑那州增建5個代工廠，2022年初英特爾也宣布將投資200億美元在美國俄亥俄州新建兩個半導體工廠。與此同時，美國正在積極遊說韓國、日本、台灣，試圖組建晶片四方聯盟，以控制全球半導體產業鏈。

2021年5月，韓國發布《K—半導體戰略》，建設“K—半導體產業帶”，力求在2030年將韓國打造成綜合性半導體強國，主導全球半導體供應鏈。為此，政府將在稅收減免、金融和基礎設施等方面對相關企業進行支援，最高稅額抵扣幅度將達到50%。另外，韓國政府還將設立1萬億韓元的半導體設備投資特別基金。方案出台後，以三星和SK海力士為代表的153家企業積極響應，承諾將在2021-2030年期間共計投入510萬億韓元（約合4510億美元），力求在原材料、零部件和尖端設備和系統半導體方面取得突破。與此同時，韓國業界加強和全球唯一EVU光刻設備公司ASML的聯繫，後者將投資2400億韓元在韓國京畿道建設EVU綜合集群。

日本也不甘落後，2021年6月，日本經濟產業省發布《半導體數字產業戰略》，將半導體行業視為與食品能源行業同等重要的“國家項目”（national project），藉此尋求擴大日本國內半導體生產能力。為實現此目標，日本政府將實施“加快建設物聯網半導體生產基地”“促進美日半導體技術合作”以及“創新可以改變'遊戲規則'的新技術”的三步走戰略規劃，從國家層面確保半導體的供給能力。日本政府將提供超越一般產業政策的“特殊待遇”，以吸引海外晶片半導體代工廠尤其是台積電赴日投資。為此日本將在新能源與產業技術綜合開發機構（NEDO）中設立數千億日元的建設基金，以及最高50%的半導體生產工廠的建造費用補貼。

中國近年來也不斷出台相關政策以推動國內半導體產業發展。2016年國務院發布的《“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃》強調了提升核心基礎硬件供給能力。2019年發布的《財政部稅務總局關於積體電路設計和軟件產業企業所得稅政策的公告》，對半導體相關企業進行所得稅減免。2020年國務院印發《新時期促進積體電路產業和軟件產業高質量發展的若干政策》，再次從稅收和經費支持等角度鼓勵晶片和積體電路產業的相關研究與發展。《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》也寫入積體電路相關內容，將大力攻關積體電路領域，著力解決高端晶片基礎元器件等“卡脖子”問題，加快自主創新步伐。

台灣擁有世界最強的半導體製造代工能力，幾乎在所有製程範圍均佔據重要地位。目前僅有台灣地區和韓國擁有10納米及以下的晶圓製造代工能力，台灣更是佔據了全部代工生產份額的92%。在全球晶片短缺的背景下，台灣代工企業加大了相關投入，台積電預估2022年資本支出將達到400至440億美元，並優先佈局2納米、3納米、5納米、7納米等先進製程。

競爭加劇的動因

晶片半導體產業並非僅僅是一個經濟問題或者市場問題，因為行業的特殊性質，越來越多的國家和地區把它當作一個戰略問題，因而在國際上越來越具有政治色彩。這主要是由於以下三個因素造成的。

首先，全球經濟數位化。全球經濟的迅速數位化使得國家愈加重視晶片半導體產業。從生產方式上看，以晶片為核心元器件的移動互聯網、物聯網、超級計算機等新技術的廣泛運用對原先的生產結構造成了顛覆性影響。從生活方式上看，新冠肺炎疫情使得基於晶片的數位技術和產品的應用成為生活的必需。從規模上看，2020年全球47個國家數位經濟增加值規模高達32.6萬億美元，佔GDP比重為43.7%。

另外半導體產業對GDP的增長也具有巨大的推動作用。隨著全球數位化進程的加速，以人工智能（Artificial Intelligence）、區塊鏈（Blockchain）、雲計算（Cloud Computing）和大數據（Big Data）為代表的新興產業成為數位時代全球競爭的關鍵，而作為上述產業的核心元器件晶片以及整個半導體產業便成了支撐國家數字化進程的關鍵。因此，全球主要國家均把目標投向了這些領域，紛紛出台政策，以支持相關產業發展。

其次，競爭主體的國家化。第三次工業革命開始於20世紀50年代，主要以原子能、電子計算機和空間技術為代表，這些技術主要是以美蘇爭霸為核心目標由國家設項和投資而發展起來的，並非市場自由競爭的結果。如今人類社會正處於第四次工業革命初創時代，無論是人工智能、區塊鏈、雲計算、大數據等新技術新業態，還是半導體、晶片等更為基礎的產品，背後都有國家的支持。

各主要經濟體都把促進技術創新和數位進程作為政府的核心任務並加以扶持。可以說，在數位時代的全球化競爭中，國家才是競爭的主體。以歐盟為例，“歐洲共同利益重要項目”（IPCEI）是《歐盟運作條約》規定的一種國家援助形式，2018年之後，歐盟先後批准了有關微電子和電池的三項IPCEI項目，並建立了IPCEI戰略論壇，作為歐洲戰略自主的重要工具。對於半導體，歐盟成員國正在積極討論與此相關的新的歐洲共同利益項目，試圖通過國家援助來促進該行業的突破和發展。

最後，產業鏈問題的安全化。當國家紛紛把促進本國數位經濟發展作為政府的主要推動目標時，原先盛行的自由市場理念逐漸讓位於政治考量。同時，近年來國際、國內兩個層面上的貧富分化造成了全球各地民粹主義和逆全球化勢力的崛起。其政治後果是特朗普式的人物紛紛走向政治前台，各國政府開始實行經濟民族主義政策，經濟失衡問題被迅速地政治化，先前建立起來的相互依賴的經濟體系轉而成為各國危機感的來源。

在中美經貿摩擦和新冠肺炎疫情的衝擊下，這種不安全感被迅速放大，於是各國開始尋求降低關鍵行業和領域的對外依存度，以尋求供應鏈安全。全球半導體產業鏈幾乎掌握在少數幾個參與者手中，因此造成了國家對少數企業以及特定國家和地區的極端依賴，在全球地緣政治的背景下，這種依賴從心理上帶來嚴重的不安。為了促進更為平衡的相互依賴關係，各國紛紛出台政策措施，尋求建立一個安全和彈性的供應鏈，確保本國在晶片供應上不再簡單依靠某一國家或公司。

中國面臨的挑戰

新冠肺炎疫情加速了全球數位化進程，同時加劇了供應鏈領域的安全化傾向，使得全球主要大國在晶片半導體領域展開了一場安全競賽。經濟與政治交互影響，世界百年未有之大變局加速演進。

挑戰主要是兩個方面。其一，技術挑戰。目前中國半導體產品主要集中在半導體材料、晶圓製造和封裝測試等中低端領域，半導體產能也主要集中在28納米以上的成熟製程。技術水平差異導致我國需要大量進口中高端半導體產品，其中CPU、GPU、存儲器等領域幾乎全部依賴進口。據海關總署統計，中國半導體設備國產化率不足20%，僅2021年的進口額度就高達4325億美元。本土技術水平成為製約中國半導體產業發展的最大瓶頸。

其二，國際政治挑戰。美國政府力圖將美國半導體企業遷至美國本土、日本以及韓國等控制力所及的地區，即使在新冠肺炎疫情衝擊之下，全球晶片短缺之時，拜登政府仍然拒絕了英特爾公司在中國擴大生產的計劃，以避免中國大陸獲得先進製程的能力。不僅如此，美國還加大了對華為等中資企業的製裁力度，打壓中國高科技企業發展，以防止中國對美國主導的互聯網架構形成威脅。

在疫情和地緣政治的雙重衝擊下，全球晶片半導體產業必然會迎來一個結構性調整的時期，中國也被迫優化產業結構。第一，美國對中國的打壓使自由市場的神話破滅，打破了“造不如買、買不如租”的幻想，進一步堅定了中國自主掌握尖端科技的決心和步伐。第二，美國的“晶片禁令”，客觀上為中國企業提供了國內市場資源。以化學機械拋光設備為例，2017年美國應用材料、日本荏原佔據了98.1%的中國市場，而今中電科電子裝備集團製造的8英寸拋光設備已經奪回了70%的中國市場。第三，政府投入的增加保障中國晶片半導體產業高速發展。2014年國家積體電路產業投資基金成立，首期募集資金就超過1387億元人民幣，其中積體電路製造佔比67%。根據中國半導體行業協會數據，中國積體電路製造行業規模逐年增長，2020年為2560億元人民幣，同比增長19.11%，產量為2614.70億塊，同比增長19.55%。

半導體行業的競爭，很大程度上是全球頂尖科技人才的競爭，各國都面臨著人才缺口，中國的晶片半導體產業起步於20世紀90年代，相關從業人員主要集中在製造領域，且數量和質量均難以滿足行業需求。據預測，2022年中國的積體電路人才缺口將達到25萬。