當(dāng)?shù)貢r間8月9日,在眾多美國芯企高管的見證下,拜登完成《芯片和科學(xué)法案》的簽署,雄心勃勃開出527億美元大單,孵化美國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。
這份法案從醞釀到簽署,浩浩蕩蕩,歷時兩年之久,旨在促進(jìn)美國半導(dǎo)體行業(yè)的復(fù)蘇,但也存在諸多待解的問題,包括配套措施、人才培養(yǎng)、資金分配和監(jiān)管等等,在這些問題得到解決之前,《芯片和科學(xué)法案》,名大于實。
振興美國半導(dǎo)體的訴求由來已久
自疫情和缺芯問題發(fā)生以來,美國就意識到全球供應(yīng)鏈正在發(fā)生劇烈的改變,其中芯片,成為21世紀(jì)戰(zhàn)略物資,重要性比肩當(dāng)年的石油,美國認(rèn)為必須擁有高端芯片的制造能力。
2021年4月,美國商務(wù)部長在國會聽證會上宣稱:“現(xiàn)在可以毫不夸張地說,我們遇到了危機(jī),美國曾經(jīng)在制造領(lǐng)先的半導(dǎo)體芯片方面領(lǐng)先世界。今天我們在美國生產(chǎn)這些芯片的0% !”
在這之前,美國相關(guān)部門其實已經(jīng)在探索組建一個由美國主導(dǎo)的全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈聯(lián)盟。
2021年6月,美國通過《創(chuàng)新競爭法案》,這份法案總預(yù)算超過2500億美元,涵蓋美國多個科技行業(yè),其中有大約530億美元用來投資半導(dǎo)體,但是《創(chuàng)新競爭法案》涉及領(lǐng)域過于龐大,包含芯片、汽車、醫(yī)療設(shè)備和電信等共計超過59個領(lǐng)域,引起多方激烈爭論,遲遲未能通過。
不過,在英特爾英特爾、應(yīng)用材料等美國半導(dǎo)體大型企業(yè)的游說下,單獨推動《創(chuàng)新競爭法案》半導(dǎo)體部分的審議,《芯片與科學(xué)法案》應(yīng)運而生,本文將重點圍繞法案中芯片部分,針對法案落地會面臨主要問題,逐一拆解。
芯片法案的后門:可任意封殺,隨時封殺
《芯片和科學(xué)法案》最受矚目的無非是兩個部分,一部分是政府撥款,大約527億美元的投資:其中390億美元是政府撥款,直接下發(fā);
另外132億美元則是用于技術(shù)研發(fā)和人才培養(yǎng);2億美元資助撥給勞動力和教育基金,解決晶圓制造工人問題;5億美元則用于通信技術(shù)安全發(fā)展和半導(dǎo)體供應(yīng)鏈活動;
另一部分政策限制,也就是所謂企業(yè)必須符合的“條件”:禁止獲得聯(lián)邦資金的公司在中國大幅增產(chǎn)先進(jìn)芯片,期限為10年;接受美國國家科學(xué)家基金會的監(jiān)管,每年對美國披露海外財務(wù)安排,尤其是在特別關(guān)切國家的財務(wù)狀況。
芯片法案的目標(biāo)、資金安排相對明確,但在細(xì)節(jié)上仍然留有模糊的操作空間,或者說后門。
關(guān)鍵一點,法案中對先進(jìn)制程芯片的標(biāo)準(zhǔn),只字未提,即可以根據(jù)需要任意封殺。
按半導(dǎo)體行業(yè)共識,一般把28nm制程工藝定為成熟工藝和先進(jìn)工藝的分水嶺,使用28nm工藝制造的芯片都列入先進(jìn)工藝范疇,法案在這方面模糊操作,意味著未來可以將任何芯片制造技術(shù),甚至芯片制造的相關(guān)技術(shù)列入管控名單中,例如當(dāng)前最為熱門的“CHIPLET”小芯片概念。如果未來美國認(rèn)為先進(jìn)封裝工藝有必要進(jìn)行管控,也可以以此為借口做出限制。
法案中還明確,“考慮到出口控制和技術(shù)進(jìn)步的因素,要求美國商務(wù)部長與國防部長和國家情報總監(jiān)磋商,根據(jù)行業(yè)意見定期重新考慮更新有關(guān)國家制造業(yè)禁令的技術(shù)門檻。”
先進(jìn)工藝標(biāo)準(zhǔn)未明確標(biāo)注,且要求相關(guān)部門對禁令門檻,根據(jù)行業(yè)情況動態(tài)調(diào)整,等同于為美國執(zhí)法部門提供了相當(dāng)大的后路和執(zhí)行空間,即可以隨時封殺任何不符合美國利益的現(xiàn)象,給未來行業(yè)的發(fā)展,制造了很大的不確定性。
基建、水電地和人力,拖死制造業(yè)
527億美元,花出去也不難,但要達(dá)到預(yù)期目的,就不一定了,重要一點:美國晶圓制造成本,價格打不下來,這個問題集中在基礎(chǔ)設(shè)施建造,水電地配套設(shè)施、人力等幾個核心方面。
臺積電在美國亞利桑那州新建5nm產(chǎn)線的Fab21(晶圓21廠)工廠,為了達(dá)到雙方合作預(yù)期,同時節(jié)省成本,臺積電拉攏相關(guān)的供應(yīng)商,搞出一套全新的建設(shè)模式,即基礎(chǔ)工程等必要組建都在中國臺灣生產(chǎn)制造,通過集裝箱運輸至美國組裝,臺積電的預(yù)估是總成本降低20%-30%,當(dāng)時有項目參與方介紹稱,“貨柜裝空氣運過去,都劃算!”
雖然可以通過建設(shè)模式的優(yōu)化壓縮成本,但是配套設(shè)施依舊是難解的問題,包括水和電的供應(yīng)。
Fab21(晶圓21廠)這樣的EUV項目,堪稱“超級電老虎”,落戶全美最干旱的州之一的亞利桑那,當(dāng)?shù)卣囊罁?jù)過去40年英特爾已經(jīng)投資400億美元落戶的經(jīng)驗,認(rèn)為臺積電同樣可以順利落戶,并且將共計投資2億美元為臺積電改善水源、交通、電力和綠化等設(shè)施。
亞利桑那州平均每年有89天溫度超過38度,2021年的45℃高溫?zé)崂艘u擊曾導(dǎo)致大面積停電,停電事件直接導(dǎo)致數(shù)百人死亡,這是臺積電不得不考慮的問題,解決問題的參考路徑,即自建電力保障措施,維持廠房的電力供應(yīng),但這同樣會增加成本。
水資源方面,盡管成本平攤到每顆芯片上的成本僅有幾美分,但是在干旱的亞利桑那州,晶圓廠就必須極大依賴循環(huán)水系統(tǒng)提供潔凈的用水。
英特爾宣稱在亞利桑那州工廠的用水有99%可以通過循環(huán)系統(tǒng)反復(fù)使用,但是在以色列和馬來西亞工廠的循環(huán)水用量僅有60%左右,越南更是僅有41%的水平,之間的差異英特爾未明確解釋,但卻是臺積電和三星們的落戶的另一個隱形成本。
地價方面,當(dāng)?shù)卣谌f(xié)調(diào)工業(yè)用地,但是地價被房地產(chǎn)商抬高了4倍左右,周邊民房也被抬高50%乃至100%,越靠近臺積電,價格越高。
美國的人力成本也相當(dāng)高,這個問題在法案的審議階段就有提及,“因為你的投票,你的孫輩都會做著高薪工作。” 民主黨重量級參議員查克·舒默在推動法案落地時曾發(fā)表這樣的觀點。
美國人才市場,芯片人才的年薪為6萬美元,部分高級工程師的薪酬超過10萬美元,遠(yuǎn)高于當(dāng)初預(yù)期的4萬美元,與此同時,從業(yè)者初期的行業(yè)技能培訓(xùn)成本也相當(dāng)高,臺積電已在美國招聘了上百位工程師,這些工程師正在中國臺灣培訓(xùn),預(yù)計培訓(xùn)周期超過12個月,已經(jīng)有人開始抱怨加班文化,抵消了高薪酬帶來的福利,這種環(huán)境下,想在美國實行三班制提高生產(chǎn)效率,成本將會極大增加。
綜合來看,在美國的電力、水源、地產(chǎn)、人力都遠(yuǎn)高于其他地區(qū)的晶圓項目,由于美國廠的存在,影響到了整個臺積電的未來投資規(guī)劃,臺積電董事長劉德音也直言:“美國成本遠(yuǎn)高于臺積電預(yù)期……3年1000億的(全球)資本支出計劃,愈看愈覺得不夠。”
人才缺口巨大,工會是無法逾越的障礙
根據(jù)美國半導(dǎo)體協(xié)會的數(shù)據(jù),美國從事半導(dǎo)體行業(yè)的人才是全球之最,大約有27萬人左右,但是這些高級人才都分散在高通、英偉達(dá)、英特爾、AMD這樣的半導(dǎo)體設(shè)計企業(yè),大多從事芯片設(shè)計和研發(fā)工作。
經(jīng)過常年累月的制造業(yè)轉(zhuǎn)移,全球90%的芯片制造已經(jīng)轉(zhuǎn)移到亞洲,在美國本土,僅有12%的全球半導(dǎo)體制造份額,直接參與晶圓制造的高級人才少之又少。
晶圓制造雖為高端制造業(yè),也需要大量普通勞工,美國目前的參與晶圓制造的工人大概在19萬人左右,數(shù)量不僅稀少,還存在老齡化問題,有40%的工人年齡在50歲以上。
數(shù)據(jù)顯示,美國目前半導(dǎo)體制造行業(yè)的人才缺口為70000到90000,比例高達(dá)50%,半導(dǎo)體制造是高技術(shù)人才密集型行業(yè),培養(yǎng)高技術(shù)人才基本上只能夠依賴高校和企業(yè)本身,加上各大晶圓產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)在短期內(nèi)爆發(fā)大量招聘需求,人才問題會變得更加嚴(yán)峻。
唯一快速解決人才缺口的辦法就是改變移民政策,輸入技術(shù)勞工,但美國移民政策30年來都穩(wěn)固如山,想要為發(fā)展本土晶圓制造豁開一條口子,離不開曠日持久的爭論,這也是《芯片和科學(xué)法案》,未覆蓋到的地方。
前面提到,美國工程師對加班文化感到困擾,這個問題還會進(jìn)一步引申出工會的問題,而工會則成為困擾特斯拉、福耀玻璃、蘋果、亞馬遜這些重點企業(yè)的關(guān)鍵問題之一,進(jìn)而引發(fā)生產(chǎn)成本和生產(chǎn)效率的問題,馬斯克曾經(jīng)評價工會“權(quán)利蓋過白宮”,美國工會甚至可以通過運作,把特斯拉排除在美國新能源峰會之外。
舉個例子,全美汽車工人聯(lián)合會一度被稱為是“地表戰(zhàn)斗力天花板”,美國車企降薪、裁員、調(diào)整工作時長,甚至電動化轉(zhuǎn)型都會受到工會的掣肘。工會曾經(jīng)組織工人大規(guī)模罷工,為工人爭取到了一系列權(quán)利,包括加班工資、帶薪假期和醫(yī)療保險等等。
70年代的石油危機(jī)爆發(fā),美國汽車三巨頭銷售業(yè)績直線下滑,無法支付高昂的人力成本,工會埋下的隱患直接讓底特律三大汽車巨頭破產(chǎn)。
在美國半導(dǎo)體領(lǐng)域叱咤風(fēng)云的美國通信工人聯(lián)合會(UWA)也是如此,UWA雖然沒有汽車工會如此豐功偉績,但是與之交鋒的對手,都是像蘋果、亞馬遜、谷歌、英偉達(dá)、英特爾這樣的巨頭,UWA在應(yīng)對這些巨頭的種種套路時游刃有余,在蘋果與亞馬遜的多次來回拉扯中占據(jù)上風(fēng),甚至改變了蘋果門店員工和亞馬遜倉庫員工的福利政策,外來者臺積電和三星,如何應(yīng)對?
資金強監(jiān)管成中小企業(yè)拿補貼的障礙
法案要求設(shè)立多元分散的撥款審批系統(tǒng),這527億美元由白宮預(yù)算辦公室統(tǒng)一協(xié)調(diào),再授權(quán)給不同的機(jī)構(gòu)和政府部門,其中包括商務(wù)部、國家科學(xué)技術(shù)基金會、NASA和勞工基金會等多個機(jī)構(gòu)。
以補貼款390億為例,由商務(wù)部成立的基金項目統(tǒng)一管理,同時接受國家科學(xué)技術(shù)基金會的監(jiān)督,“確保所投資項目都是美國需要的項目”。
嚴(yán)格的資金監(jiān)管可能會帶來效率問題,包括冗長的審批流程和復(fù)雜的游說流程,這種流程設(shè)置利好的是大企業(yè),對中小企業(yè)并不利,是一種潛在的不公平。
例如,英特爾豪言拿下120億美元的撥款,除了生產(chǎn)制造方面的底氣外,本身有強大的政治資源,這也是為什么英特爾不遺余力的推動法案落地的關(guān)鍵。
監(jiān)管層面,美國商務(wù)部明確提到,政府撥款不得用于股票回購,試圖在隔離華爾街金融行業(yè)對晶圓制造行業(yè)的影響。
美國之所以逐漸制造業(yè)空心化,金融業(yè)的影響功不可沒。長期以來,美國企業(yè)的“為股東創(chuàng)造價值”的主流理念已經(jīng)根深蒂固,衡量經(jīng)理人的業(yè)績第一指標(biāo)就是公司股價,身價和股價都牢牢地綁定在一起。
結(jié)果就是,職業(yè)經(jīng)理人選擇壓制創(chuàng)新投資,通過回購?fù)聘吖蓛r,在芯片領(lǐng)域“翻車”的著名美國企業(yè)有兩家,一家是早期的IBM,另一家則是當(dāng)今的英特爾。
英特爾此前在14nm節(jié)點上停滯不前數(shù)年,外界認(rèn)為這是因為英特爾過分追求晶體管密度,導(dǎo)致研發(fā)受阻,同時因為印度裔高管同時領(lǐng)導(dǎo)5大部門導(dǎo)致內(nèi)部管理混亂。但事實上,英特爾在制程工藝迭代上的投入遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于臺積電,2020年比臺積電少30億美元,2021年少80億美元,英特爾的營收卻比臺積電高出大約300億美元。
研發(fā)掉隊,大量資金用于“股票回購”,最終給英特爾帶來的就是所謂“沒有繁榮的利潤”。
深受到華爾街影響的企業(yè),拿到補貼,如果不把錢用于“股票回購”,會大幅度增加研發(fā)和擴(kuò)建費用嗎?
另外,考慮到法案對資金按時間分配的規(guī)劃,2022年出手最大方,共計220億,后續(xù)的金額大多都在60億美元到70億美元之間,很有可能出現(xiàn)的情況是——第一年企業(yè)投資意愿高漲,競相瓜分撥款。待到隨后的幾年,企業(yè)就會以預(yù)算超支和成本上漲為由,繼續(xù)向美國商務(wù)部伸手要錢,否則以工程延期或停擺相逼,迫使美國國會推動的新法案上臺。
補貼可能會進(jìn)入不差錢的大企業(yè)的腰包
527億美元,拆成5年投入到美國半導(dǎo)體行業(yè)當(dāng)中,牽引作用有限,核心的問題是誰能拿到這筆錢,能拿到多少?
作為標(biāo)志性的IDM企業(yè),英特爾覆蓋了半導(dǎo)體鏈條的設(shè)計、生產(chǎn)多個環(huán)節(jié),也一直是《芯片和科學(xué)法案》落地的有力推動者,一度對外宣稱,如果法案不能落地,將取消俄亥俄州200億美元大型晶圓廠建設(shè)的奠基儀式,并與歐洲對接相關(guān)的建廠計劃。
為了給法案搖旗吶喊,英特爾CEO基辛格曾經(jīng)表示,“芯片法案可能是二戰(zhàn)以來美國在工業(yè)領(lǐng)域最為重要的政策之一,目標(biāo)是扭轉(zhuǎn)1990年以來,美國在全球芯片半導(dǎo)體制造業(yè)中,份額從38%下滑到10%的趨勢。”
作為回報,英特爾希望從法案的補貼金額金額中,拿下120億美元,占全部補貼390億美元的三分之一,引申出了補貼資金分配的合理性問題。
但實際上,即便是法案總體的527億美元,對于頭部企業(yè)來說,并不足以讓制造能力回流。
作為法案的反對者,美國議員伯格·桑德斯表示,“美國五大晶圓廠(英特爾、德州儀器、美光科技、格羅方德和三星)去年總利潤高達(dá)700億美元,政府為什么還要給這樣的企業(yè)撥款補貼”,“在美國重建芯片公司,實際上就是在搜刮納稅人的錢”。
對于推動制造企業(yè)在美國建廠,張忠謀也曾表示,此舉可能會讓芯片法案的錢打水漂。
527億美元的總盤子,對于利潤高企的芯片廠商來說,本身就不具有吸引力,且在美建廠的總成本,已遠(yuǎn)超補貼的總額。
公開資料顯示,僅臺積電的Fab21(晶圓21廠)項目,2022年的投資就高達(dá)400億美元,已經(jīng)超過法案承諾補貼部分總金額的390億美元上限,臺積電尚且如此,英特爾和三星又有多大成本優(yōu)勢,且能分到幾杯羹呢?
得不到尖端工藝,短期改善不了缺芯問題
雖然很多國家和地區(qū),并沒有立法支持半導(dǎo)體,但是對半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的補貼同樣熱情高漲。
公開數(shù)據(jù)顯示,德國宣布將使用5月份宣布的100億歐元基金資助32個半導(dǎo)體項目,日本已批準(zhǔn)68億美元的資金用于國內(nèi)半導(dǎo)體投資,不同國家和地區(qū)先后上馬的扶持措施,將會對美國促進(jìn)芯片制造回流形成分流的局面。
目前可以確定的是,三星和臺積電依舊會在亞洲擴(kuò)產(chǎn),尤其是未來的3nm和2nm尖端制程工藝,臺積電明確表態(tài)會留在中國臺灣,而在美國新建的晶圓21廠,只是5nm工藝。
對美國來說,希望通過527億美元來吸引制造回流,再間接撬動先進(jìn)工藝落地美國的策略,很難生效。
另一方面,格羅方德董事長曾表示法案通過有望改善缺芯問題,不過這席話在短期內(nèi)很難兌現(xiàn)。
縱觀如今在美國建設(shè)的大型晶圓廠項目,最快的當(dāng)屬臺積電Fab21和三星Fab1兩個項目,臺積電用“復(fù)制粘貼”大法快速建廠,最快需要到2024年才能夠?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn),如果中間出現(xiàn)管理或良率問題,則有可能還會延期3~6個月。
想依靠芯片法案解決缺芯問題,最少也要到2024年才能有所改善,而第一批所有晶圓廠項目完工,最少也要等到2025年。
總體而言,《芯片和科學(xué)法案》代表著美國重建半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的愿景,但是在實際的落地環(huán)節(jié),卻存在著諸多需要解決的問題,其中既包括資金量不足的問題(目前看527億美元是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠),并且面臨著其他國家和地區(qū)在相同領(lǐng)域的強勢競爭問題。
此外,美國在生產(chǎn)制造環(huán)節(jié),歷來存在眾多包括人力、制度等影響效率的問題,而迫使大量制造業(yè)外流,這些問題在短期內(nèi)很難得到有效的解決,間接導(dǎo)致回流的制造企業(yè)難題提效;再者制造業(yè)回流,建設(shè)、人員培訓(xùn),產(chǎn)線調(diào)試等都會拉長周期,因此在短期內(nèi)是無法解決缺芯這樣實際的問題。
關(guān)鍵詞: 美國芯片痛點 美國芯片法案 芯片高管 芯片和科學(xué)法案