一份《报告》,一场“芯片战”

作者:悟理哥

来源:科技金眼

“更重要的,一旦美国停止创新,中国在半导体领域的领先是必然的。因此保持美国的领导地位的关键就是持续创新”

2017年1月6日,也就是美国总统奥巴马与特朗普权力交接前半个月,美国总统科技顾问委员会(PCAST)发表了一份名为《如何确保美国在半导体领域长期领导地位》的战略咨询报告。这份重磅报告称,中国的芯片业已经对美国的相关企业和国家安全造成了严重威胁,建议美国总统下令对中国的芯片产业进行更加严密的审查和限制。

现在将近四年过去了,虽然特朗普替代了奥巴马,但换汤不换药,特朗普的行动表示他仍吸纳了报告里的很多建议,对中国半导体产业技术进行了持续且不断收紧的打压。由此可以确认的是,本次美国总统换届,无论是特朗普续任还是拜登上位,未来对中国的压制都是不可避免的。我们要做好充分的准备和应对!

现在重读《如何确保美国在半导体领域长期领导地位》并复盘美国政府过去几年的做法,对于科技行业的人来说,应该别有一番体味。由于报告较长,悟理哥在这里去掉边角料,为大家凝练总结成三个主要部分:

一、PCAST主任致美国总统的信

二、PCAST对中国半导体产业技术和政策的评价

三、PCAST对美国政府的建议


一、PCAST主任致美国总统的信 


亲爱的总统:

这个报告是由工作组内的相关行业领袖、杰出研究员和曾经的政策制定者拟定的,PCAST已经做了审核并通过。报告主要是谈及半导体产业在创新、竞争和安全方面面临的挑战和机会。

半导体是现代生活的重要组成部分,在半导体领域取得的进展已经将基于其打造的设备和服务提升到一个新的阶段。与此同时,还开拓了很多新的业务模式和产业,为美国相关从业人员与消费者带来了巨大的收益,对促进全球经济的发展也产生了重大的影响。我们也要明白到,尖端的半导体技术对于美国的国防系统和军队实力来说,也是重要的保证。无处不在的半导体使得我们还同时面临了网络安全的风险。

但现在,美国半导体的创新、竞争及其完整性正在面临重大的的挑战。由于材料、设备和技术本身的限制,市场的速度变化,半导体创新的步伐已经放缓。加上现在中国正在打造半导体产业链带来的担忧,他们使用政府主导的数千亿美元基金在全球疯狂并购,会给美国带来重要的威胁,我们会在文中详细提及。

该报告的核心是:只有通过在尖端科技的持续创新,可以减缓中国半导体带来的威胁并能促进美国经济的发展。因此本报告精心制定并推荐了三个重点策略保持美国半导体的领先:

(1)抑制中国半导体产业的所谓创新;

(2)改善美国本土半导体企业的业务环境;

(3)推动半导体接下来几十年的创新转移;

为将这些影响放到最大,那就需要政府、产业界和学术界通力合作。

上述信件中,签字的是PCAST共同主席(主任)J.P. Holdren以及E.S. Lander,但是信中提到的工作组成员,则包括英特尔公司前CEO兼总裁Paul Otellini,飞思卡尔前董事长Richard Beyer,晶圆代工厂Gloubal Foundries前首席执行官Ajit Manocha,军火商Northrop Grumman的董事长兼首席执行官Wes Bush,基辛格的智库公司副董事长Jami Miscik,微软前资深顾问Craig Mundie,应用材料公司前董事长兼首席执行官Mike Splinter,高通公司副董事长Paul Jacobs等等,都是美国半导体行业的元老或者大咖。


二、PCAST对中国半导体产业技术和政策的评价


中国半导体的崛起,给美国半导体产业带来了巨大的挑战。中国的竞争手段是扭曲市场。他们通过破坏创新抢夺美国的市场份额,并让美国面临国土安全的危险。因此在创新的过程中美国政府应该极力阻止中国的破坏和影响。

创新的缓慢、市场的转变还有产业的集中化会给他们带来巨大的挑战。但这也不及中国带来的影响巨大。

现在中国通过非市场手段,利用各种方针策略,期望在半导体的设计和制造领域获得全球领先的位置。伴随着中国半导体产品消耗的增长,这让半导体产业面临的挑战更加错综复杂。

按理说,中国的入局会给产业界和消费者带来巨大的利好。但是从现在中国半导体的策略上看,他们的发展会给半导体创新和美国国土安全带来威胁。

中国在半导体技术方面的追随是远远落后于美国,这是毋庸置疑的。中国的先进逻辑制造技术跟美国、台湾和其他先进的半导体玩家比较,也是大大不如的。现在中国有很多半导体Fab,但都比当前主流的工艺落后1到1.5个世代。在存储方面,虽然中国正在大力投入,但可见的是,目前中国并没有本土相关量产企业,现在中国本土量产的先进存储都是国外公司在中国的投资企业产出的。由于这些外国公司都无一例外地,不选择中国公司作为合伙人,因此中国就选择投入大量的资金,去建立本土的存储产业。

同理,中国缺少Tier-One(一级供应商)的半导体设备公司,但有一个Tier-Two设备公司在上海,那就是AMEC(中微半导体)。这个公司制造半导体Fab厂所需的某种制造工具。

在这种环境下,中国半导体只能通过收购海外包括美国、日本、欧洲、韩国和台湾)的先进半导体公司或者其某些部门来提高其竞争力。而中国在这方面的投入也是明显增加。

现在看来,中国半导体表现最突出的领域就是Fabless(设计)。根据我们统计,中国现在有400家IC设计公司,当中大多数正在快速成长。但坦白说,中国这些Fabless和国外先进同侪相比,还是有比较大的差距。从目前看来,大部分的中国Fabless都是瞄准低端和中端市场。假设这些公司将保持高速增长,或许他们未来会针对中国市场做定制化的芯片。这对于国外的FAB来说,也许是一个激励,在最后还会给设备公司带来利好。

出于对经济和国土安全的考虑,中国政府公开宣称,将会打造一个比现在更先进、更完善的半导体产业链,以降低对国外的依赖。在经历了十年失败的半导体尝试之后,中国在2014年颁布了“IC推进纲领”来促进中国半导体产业的发展。在纲领里面,包含了营收要求和技术目标。这个纲领也获得了包括习近平主席在内的众多中国高级领导的支持。当中一个主要目标就是——中国希望到2030年,将其半导体产业链重要领域的水平拉升到全球第一阵营。

中国的半导体策略依赖于其庞大的经费支持。这是一个包括国家基金和私募资产在内的,金额总额达到1500亿美元,周期长达十年的投资。而其中技术的获取,中国则希望通过对先进企业的投资和收购获取。美国过去五年共230亿美元的并购规模与其对比,那就是小巫见大巫。现在很多中国投资机构依循政府的方针,开启了疯狂的并购。

这和中国在其他领域的投资是一致的。中国现在也正在推动本土的技术创新和转移。

中国现在在半导体领域的逆风投资,就是看在未来半导体创新的缓慢,这就让中国可以利用其政策扶持,推动其本土产业跟上世界先进业者的步伐,逐渐取替他们。

纵观中国半导体的建设策略,主要由两个方面组成:一是补贴,另一方面则是零和博弈。

(1)补贴

为了支持本土半导体企业的发展,中国提供了一系列的补贴。这些补贴是为了推动中国电子产业减低对国外的依赖的,还有基于其国土安全的考虑。中国的补贴包括了吸引国外企业来中国投资建厂,本土企业的海外并购(包括公司和技术)。但是中国的补贴对于国外半导体制造商(公司和工作人员)来说,是一个明显的零和博弈的话题。对其他参与者来说,也是零和博弈的问题。

短期来看,中国的补贴对于美国公司和消费者来说,是利好的,这些钱或许能够帮忙降低成本和产品价格。但长期来说,这些补贴会减弱其创新能力。取决于市场的初始状态,这些补贴也会推动中国企业的集中化运营,而对美国来说,由于中国会将其产品的销售范围扩大,这会增加美国国土安全面临的风险。而生产的过剩,则会对直接竞争者构成影响。这些补贴,也会直接侵蚀美国企业的市场份额。影响企业的雇佣状况和创新。

(2)零和博弈

中国在半导体建设上采取的一些策略也很明显的看作零和博弈。他们的一些策略让业务转移到中国带来的并不是降价,而是升价。这些策略是有害的,因为他们进行的业务并不会给其他竞争者带来收益,还会提升消费者的产品价格,和其他使用半导体设备的价格,同时还会阻碍创新

由于中国的加入,加速了敏感技术的传播,这会给美国的国防安全带来极大的挑战。

中国的“零和博弈”策略包括了以下方面:

强迫或者鼓励本土消费者购买中国半导体供应商的产品中国在这方面的表现是很突出的(尤其是在政府采购)。这样就会使得全球创新的动力骤减。对于那些非中国的供应商来说,市场就更小了。而中国公司面对的竞争也更小了。考虑到中国本土庞大的市场容量,这在未来可能会导致全球市场向中国高度集中的可能。

强迫用技术换市场这样就会降低创新的动力,尤其是对美国企业来说。这样同样会引致先进技术能够被所有企业迅速复制的可能。这同样会引致市场向中国集中的可能。相反地,随着中国市场的高度集中的出现。中国就有能力去推动技术转移,这是一个恶性循环。

盗窃IP在技术创新转移的过程中,这也明显对创新造成影响。根据媒体报道,中国经常明里暗里盗取IP技术。明地里意味着中国通过审查的方式,去检查哪些安全可控的技术,以此获取相关半导体的技术细节。

共谋,根据媒体报道,中国公司和一些低价值的收购目标共谋,协助中国获取相关技术。

这些动作有时候会违反国际规则。


三、PCAST对美国政府的建议


(一)美国政策制定者应该遵循以下六大方针

(1)为了获得胜利,必须跑得更快

从上面描述我们得知,在降低中国追赶速度的过程中,我们会面临很多的诱惑。但是我们要认清现状。如果美国在领先全球制造的情况下,不保持创新,那么在半导体方面的停止就会影响到生活水平和军事实力。更重要的,一旦美国停止创新,中国在半导体领域的领先是必然的。因此保持美国的领导地位的关键就是持续创新

(2)聚焦在先进的半导体技术研发

先进的半导体技术是经济创新转型的关键。这也是国防实力领先的关键。除了领先技术,政策制定者也要聚焦在主要的安全挑战。当中包括了持续性供应、国际贸易中的障碍还有投资策略,而不是仅仅在半导体技术上领先。

(3)打造自身的优势,而不是对中国如影随形

美国和中国对私营和国营的概念有很大的差距。在美国,联邦企业的存在是缔造一个良好的环境,帮助适应企业的成功,还会通过投资帮助竞争者崛起,政府在当中充当的角色并不是去担当资产的分配者;

而中国则更愿意将补贴投向成熟的公司和行业,并持续投入帮助其成长壮大,最后产能过剩,导致经济受到影响。

美国提倡全球开放交易和投资,当然在关键的安全领域是例外。这个立场会让消费者和全球经济受益。

中国从全球的开放中受益,但是很少承担相应的义务。很多情况下,中国反而阻碍正常的市场化运动。例如中国对进入其市场企业的条件和限制。

(4)预估中国对美国策略的回应

中国并不会对美国无动于衷的,更多的可能是中国对美国制定的策略会强力回应。尤其是在那些美国具有极大领先优势的领域,这个回应尤为强烈。

美国对于中国在美国收购的的审查,是对中国相关政策的回应。

(5)不要条件反射地反对中国的进步

美国致力于推动一个开放,具有竞争力的全球经济体。但前提是这些发展的过程并不是中国推动的那些违背国际规则的做法。与此同时,美国政府需要找出那些特别的半导体技术和公司,并对其加以保护,拒绝并购,避免造成可能的安全威胁。

(6)执行贸易和投资规定

美国政府应该反对中国那些违反规则的行为,即使这些行为对美国经济是有一定的促进作用的。这些反对是很积极的。

(二)影响中国的计划

美国有很多方式限制中国的行动。当中包括了正式和非正式的贸易和投资规定,还有类似基于国土安全考虑的CFIUS(美国外资投资委员会)单边审查的工具。目前看来,这些限制效果还是很显著的。美国政府需要持续研究这些政策,避免一些可能出现的对国家经济和安全的威胁。

(1)推动全球先进技术的透明化

理想情况下,全球应该在为半导体产业打造一个公平,且以市场为主导的环境。当然,为了国土安全,某些例外也是被允许的。但与中国达成相关的协议,似乎有点难度。因此美国政府需要推动中国在半导体先进技术方面策略的透明化。

作为WTO成员国,中国有义务其他WTO成员国家公开其补贴策略。而中国虽然有向其他国家公布相关方针,但美国认为这是不完整的。中国同样有义务公开其贸易相关的法律法规,并将其翻译出来。但似乎中国对这个不热衷。

在2016年11月的JCCT上,中美达成了一个半导体产业的相关协议,那就是打造一个公平、公开并受透明法规和规定控制的半导体环境。中国方面声称并不会要求能投资到某些结束或者IPR转移。中美双方就这个协议还交换了意见。

基于以上考虑,美国政府应该在咨询相关行业专家的建议之后,推动某些领域的公开,以使得多方受益。

(2)重构国防安全的工具,必要的,对中国的相关方针进行阻碍

美国对其本土半导体的限制,主要为了国防安全的考虑。美国政府也应该坚持这种观点,而不要为了某些眼前的利益动摇。美国政府也不应该对中国这些扭曲市场的行为视而不见。因此美国应该限制中国对美国公司的收购和出口的限制。

美国应该以国防安全作为做相关决定的衡量出发点。在某些领域不应该给中国任何谈判的可能。只要中国还坚持他们的那些不合理的方针,美国也应该持续执行这些策略。例如中国在信息技术领域的所谓"安全可控",这应该成为美国策略制定的参考。

另外,如果中国企业通过政府支持,从美国这边获取先进技术产品,并最终将其推向产能过剩的后果,那么对于我们的政策制定者来说,就需要考虑是否答应中国的这个并购了。总之大方向就是降低中国带来的威胁。

(3)与盟友联手,加强全球出口控制和内部投资安全

美国致力于推动实物的出口控制和投资安全。美国也应该和盟友一起制定相关法则,将其推广到其他市场。完善各类产品和技术的安全相关审查,这是很多美国盟友所缺乏的。在美国,CFIUS在海外投资方面充当重要角色。美国也不应该单独承担这个责任。

在半导体全球化的年代,单边协议是无效的(尽管美国在半导体领先全球,且拥有这些单边协议的话事权)。

(三)在美国打造一个更良好的产业环境

美国半导体产业需要获得更多的支持。我们需要继续保持领先的行业人员储备、加强通用科学研究、推进税收改革。这也是业界一直在呼吁的事情。其中包括:

(1)保证人才的培养

投资会出现在人才出没的地方。

随着技术的转变,现在已经产生出了Fab和Fabless两种模式。在未来,我们需要更多的天才去推动半导体创新和转型。美国应该继续推进本土人才培养,并吸引来自世界各地的天才。

得益于业界的努力,美国在人才储备上面做的不错。而对STEM的持续投入,对美国产业的影响是显而易见的。

美国同样需要吸引来自全球的天才,高技术人才移民是美国能位于产业顶端的另一个重要保证。因此美国需要利用各种offer吸引各种高端人才。

(2)在先进技术领域的投资

对先进领域的投资是保持半导体产业竞争力的的基础。

例如,最近在宽带隙半导体的研究,是政府主导的基础研究支持,但现在已经被广泛传播,并被应用到包括电动汽车充电和太阳能领域。因此对先进科技领域的投入,是美国必须坚持的方针。

在半导体领域,20%的营收都被投入到研发中,而这些钱则被用到竞争者研究和产品开发中。而政府对先进技术的投资则能加速创新,并最后回馈政府。

例如,政府对碳纳米管的研究,并没有规定在哪一个方向,但是产业界则将其应用到先进半导体和其他技术领域。

(3)推进税收改革

这个能点燃创业者的激情。

(4)推动先进设施的建设

这个能保证研究的先人一步。

(四)为保持美国领先,要打造一个“蛙跳式”的策略

如果美国将其眼光局限在打造一个更便宜便捷的半导体产业,并对中国的破坏式崛起无动于衷,那么美国则不会保持其半导体的领先地位。因此为了保持美国半导体的领先地位,我们需要制定一个先进的策略。

美国半导体上一次面对半导体威胁是在20世纪80年代。当时美国政府的响应就是聚焦在基于现存技术提高计算速度:当时的困境我在前面已经提到,那就是隐约可见的CMOS技术限制和半导体市场的转移。但问题也是迎刃而解了。

在过去的三十年,多样化的计算系统百花争鸣。而CMOS技术的解决方案也层出不穷。

这个事件说明,在面对困境的时候,政府的支持是非常重要的。我们也要明白到,政府的采购在半导体市场中,只占一个小份额。这并不能推动半导体产业的转变。因此这就需要同行合作,才能解决所有问题。

为了加强半导体的竞争力和创新,我们建议关注以下四点原则:

(1)采取应用驱动的方法

政策制定者应该采取应用驱动的方针去引领创新。

(2)以十年为一个阶段

我们除了要合适的技术研究,也需要在技术研究上花费相当长的时间。

(3)补偿弱势产业的投资

我们知道,类似人工智能、大数据分析、自动驾驶汽车系统这些领域,由于前景光明,回馈较快,因此吸引的投资是自然不少的。但类似材料科学、先进制造这些回报周期较长的基础学科,我们需要对侧重支持,因为这些是所有产业的基本。

(4)减低设计成本

现在设计成本正在日益增加,和上世纪80年代推动EDA的发展降低成本一样,美国政府应该推动更多新技术的发展,降低设计成本。

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