集微网 · 2022年02月14日

【芯视野】孪生体般的欧美芯片法案,预示自由竞争时代或已终结

仅时隔两日,美国众议院的竞争法案(America COMPETES Act of 2022)和欧洲芯片法案(Euro Chips Act)相继出台,让半导体行业的竞争更具火药味。

美国想保卫自己的半导体铁王座,欧洲则不希望在次时代的科技发展中掉队,两部镜像双生一般的法案照出了双方各自的现状和心态,也预示了这个行业的自由竞争前景会笼罩上更多的阴影。

孪生法案

“如果全球供应链严重中断,欧洲在某些工业部门(如汽车或医疗保健设备)的芯片储备可能会在几周内耗尽,使许多欧洲行业陷入停滞。”欧盟道出了出台芯片法案的初衷之一。整个2021年,让欧洲工业引以为傲的汽车工业都陷入缺芯的泥潭中,一些欧盟成员国的产量在 2021 年下降了三分之一。美国的汽车工业也同样遭受重创,因此才会有白宫大摆芯片“鸿门宴”的一幕。

同时,欧洲半导体行业的整体市场占有率只有10%左右,在全球前十大半导体厂商排名中也许久不见欧洲厂商的身影。美国虽然名为半导体行业的霸主,但也面临芯片制造业空心化的问题,大部分高端芯片都要在亚洲生产。相似的背景,同样的忧虑,还有相互竞争的心理,使得两部法案先后出台。

欧美法案目标相同,都要确保提高半导体制造能力,并支持先进芯片的持续研发。金额方面也极其接近,欧洲法案将动员超过430亿欧元(相当于490亿美元)的资金,美国法案则要提供520亿美元的拨款。

提高芯片制造能力都是两部法案的重点,欧洲法案动员总资金中的300亿将用于建立大型制造设施,主要资金将来自欧洲地平线(Horizon Europe)、数字欧洲(Horizon Europe)等现有项目,力争在2030年将其在全球芯片市场的市占率翻倍至20%。

欧盟的愿景是打造4到5座大型晶圆代工厂,因此要汇集来自欧盟、成员国和与现有欧盟方案相关的第三国以及私营部门的资源。为了吸引投资,两种类型的投资可获得奖励:一是可以满足其他行业成员之需的开放式晶圆代工厂(Open EU foundries),二是设计及生产供欧洲内部市场自用(Serve their own market)的整合制造厂(Integrated Production Facilities)。此外,晶圆厂除必须新设外,尚须承诺持续针对欧盟半导体产业之创新进行投资,以及满足吸引专业人才等要求。

为了实现先进工艺节点(2nm),欧洲法案还构建了一个通过吸引投资和提高生产来确保供应链安全的新框架。并且,欧盟会设立一个芯片基金(Chips Fund)以供初创企业提供融资通道并吸引投资者。还有,包括一个专门的Invest EU项目投资半导体股权投资,以支持扩大规模和中小企业以缓解其市场扩张所需。

美国本次通过的竞争法案是众议院版本,与2021年6月通过的参议院版(2021年美国创新和竞争法案)相比,针对半导体的核心部分都以更早的Chips for America法案为基础。Chips法案为美国晶圆制造厂的建造、扩建或现代化提供财政援助。该法第9902条授权商务部长与有兴趣在美国境内建立芯片制造和封装设施的实体合作。第9906条指示商务部长与国防部长协调建立美国国家半导体技术中心。该中心还将支持公共和私营部门之间的新企业和合作,以开发3nm先进工艺节点。

欧洲和美国的法案也都着眼于对前沿技术的研究。欧洲芯片法案的核心之一是欧洲芯片倡议,将由数字欧洲和地平线欧洲计划实施。数字欧洲支持关键数字领域的数字能力建设,地平线欧洲计划支持材料和半导体领域的密集竞争前研究、技术开发和创新。

美国法案将授权成立微电子领导小组委员会(SML),负责制定半导体行业的相关政策。美国国家半导体技术中心则根据SML制定的国家战略进行半导体研究,特别是尖端芯片的原型制作。

为了发挥法案的激励作用,欧洲和美国也都筹备了重大的国家级科研项目。法国、德国、意大利和英国联合向欧委会提交了一项新的欧洲共同利益重点项目(IPCEI),以支持微电子综合研究和创新。IPCEI允许欧盟各国政府根据较为宽松的国家援助规则注入资金,各公司可以在整个项目中进行合作。美国方面则会启动国家先进封装制造计划,以加强其国内半导体先进测试、组装和封装能力。

双方的法案也都强调对人才的培养,包括制定和开展教育和技能培训课程,并确保拥有足够的人才储备。

鉴于欧盟自身的特性,欧洲法案还将建立成员国和委员会之间的协调机制,用于监测半导体的供应,估计需求和预测短缺,以便于进行危机评估和协调行动。

将欧美法案比作孪生体毫不夸张,但细节方面的差异也体现了双方战略利益诉求的不同。

前路漫漫

在2021年的国情咨文演讲中,欧洲委员会主席Ursulavon der Leyen谈到欧洲将共同创建一个最先进的芯片生态系统,包括生产,并将欧盟世界一流的研究、设计和测试能力联系起来。欧洲芯片法案被视为通向这一愿景的基石。

但这是一个相当有挑战的任务。以赛亚调研(Isaiah Research)认为,要建造完善的半导体供应链,达到全面的上下游整合在欧洲的投资金额相对亚洲高昂许多,因此是否能顺利在2030年让欧洲市占率倍增至20%也有待观察,且欧洲芯片法案仍须欧盟各成员国同意,如要扩大各国家预算的补助范围,也将会是法案面临的挑战之一。

国外媒体也认为这份提案可能会在欧洲议会遇阻,与德国、法国和意大利等工业大国雄心勃勃不同,较小欧盟国对切断有价值的亚洲供应链会产生担忧。同时,欧盟执委会打算让欧盟各国政府更容易注资给芯片制造商,以荷兰和北欧国家为首的部分欧盟国家有可能抗拒任何扩大国家补助范围的计划。

法案所制定的目标,本身也充满了争议。广泛用于车辆生产的是14至28nm工艺的芯片,欧洲的汽车和芯片厂商也都倾向于将资源投注到成熟工艺上。他们认为,AI时代这种芯片的需求会只多不少。因此,2nm工艺虽好,却远水不能解近渴。

最关键的问题还是在资金本身。490亿美元看似天文数字,在当代半导体工艺所需资金面前却不值一提。据Digitimes Asia的评估,28nm工艺建厂成本是60亿美元,14nm工艺成本100亿美元。如果是10nm以下节点,7nm工艺要120多亿美元,5nm节点则要160亿美元。这还只是50K月产能的,如果追求更高产能,10万片晶圆的大型晶圆厂还要再翻倍到300多亿美元。台积电就计划在2022年将资本支出提高到440亿美元,这已经可以与欧洲法案动员的资金相匹敌了。

有欧盟官员警告说,仅靠该法案不足以使欧洲芯片自给自足。据他们测算,实现欧洲半导体的真正独立,将花费2400亿至3200亿欧元。而欧盟高管在所谓的欧洲芯片倡议中的大部分资金是现有的研究资金,这些资金已经指定用于半导体部门。

这样的疑虑在美国方面更为显著,因为美国半导体企业众多,难免会出现“僧多粥少”的局面,520亿美元可能只是掀起一些轻微的涟漪。

最后,尽管欧盟和美国宣布达成共识,表示共同的目标是避免补贴竞争,但利益的不同很可能使得承诺化为空谈。

产业干预扰乱行业发展节奏

在半导体发展的历史上,产业干预政策从未缺席。80年代,美国与日本大打存储器之战,背后就是两国政府产业政策的全面比拼。

此前,为提高欧洲信息产业竞争力,欧洲主要几个国家也推出了两项措施,一个是欧洲信息技术研究战略计划(ESPRIT),制定了包括“欧洲先进通信研究”(RACE)和“欧洲工业技术基础研究”(BRITE)等计划,试图复制日本在微电子领域的成功;二是单一市场计划,尝试建立一体化的欧洲市场,清除货物、资本和人员跨境流动的障碍。遗憾的是,这两项举措都未能成功。

不过,近年来国际关系的变化使得美欧又开始祭出科技产业政策,强化政府干预力度。如前文所述,美国出台的《美国竞争法案》,欧盟也提出被称为“欧洲版五年计划”的《战略规划2019-2024》,首次将产业政策列为重点内容,加大公共基金支持科技创新的力度。德国和法国还共同发布《德法共同产业政策宣言》,强化政策干预立场,通过加大创新投资、给予行业财政补贴、牵头组建垄断性企业等方式重构欧盟国际竞争优势。

新冠疫情的爆发,影响全球供应链的运转,更使得维护产业链供应链安全可控成为各国产业政策的重要逻辑。当前美欧出台的芯片法案,就是将矛头直指芯片供应链。问题随之而来,这些法案如果相继落地,是否会让美欧建立起自己的供应链体系?

以赛亚调研的观点是,在政策与法案的支持下,优惠的补助措施将会吸引半导体企业前往布局,提高当地半导体自给自足的能力,像是英特尔、三星、台积电等晶圆大厂在美国都有相应的建厂计画。此外,半导体关键机台供应商多为欧美企业,在政策驱动下赴欧美设厂的企业亦有可能为获得出货优先权而前往设厂。然如上述,欧美设厂、运营的人力成本相对高,加上下游封装供应链未如亚洲完善,因此政府必须有足够的优惠补助才得成为拉力,但半导体庞大的投资金额也可能为实际执行带来阻力。

美欧的芯片法案能否成功执行尚待观察,但可以肯定的是,这样会让贸易保护主义在芯片行业盛行,以全球合作和自由竞争为基调的芯片行业将会面临更多的不确定性。

(校对/Andrew)

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