近日，來自芯片、汽車、醫療設備、科(ke)技、電信等(deng)領域(yu)，包括AMD CEO Lisa Su，ADI CEO Vincent Roche，Amkor CEO Giel Rutten、應用材料CEO Gary E. Dickerson、ASML CEO Peter Wennink、Broadcom CLO Mark Brazea、Cirrus Logic CEO John Forsyth、Intel CEO Patrick Gelsinger、Kioxia 執(zhi)行主席(xi)Stacy Smith和Apple CEO Tim Cook等(deng)在(zai)內的59 位(wei)首席(xi)執(zhi)行官(guan)和高級管理人員發捕(bu)了一(yi)封(feng)公開信，呼吁國會加強美國半導體的研究、設計、制造。
以下為公開信全文：
Dear Madam Speaker, Leader Schumer, Leader McConnell, and Leader McCarthy:
我們(men)代(dai)(dai)表以下簽(qian)名的商界領袖，這(zhe)些代(dai)(dai)表公司的產品(pin)和技術正(zheng)在(zai)推動(dong)整個經濟的創新和增長，并為(wei)美國人提供數(shu)百萬個工作(zuo)崗位。為(wei)此我們(men)呼吁國會(hui)加快推進Creating Helpful Incentives for the Production of Semiconductors” (CHIPS) for America Act （CHIPS）法案，并頒布“Facilitating American Built Semiconductors” (FABS)的加強(qiang)版，包括對設計(ji)和制造的投資稅收抵免。
如(ru)您所知，半導(dao)體對(dui)包括航空(kong)航天、汽(qi)車、通信、清潔能源、信息技術(shu)和醫療(liao)設備在內的(de)幾乎所有經(jing)(jing)濟部門都至關重(zhong)要。不(bu)幸的(de)是，對(dui)這些關鍵組件的(de)需求超過了供應，造成全球芯片短(duan)缺(que)，并導(dao)致經(jing)(jing)濟增長和就業機會減少。短(duan)缺(que)暴露了半導(dao)體供應鏈的(de)脆弱(ruo)性，并凸顯了提高美國(guo)本土制造能力的(de)必要性。
為 CHIPS Act提供(gong)資(zi)金(jin)并(bing)頒布強化的(de)(de) FABS Act 將(jiang)有助(zhu)于通過(guo)激勵(li)美(mei)國(guo)(guo)的(de)(de)半(ban)導(dao)體研(yan)究、設(she)計和制造來應對這(zhe)一長期挑戰，從(cong)而(er)加(jia)(jia)強美(mei)國(guo)(guo)經濟、國(guo)(guo)家安(an)全、供(gong)應鏈彈性(xing)，并(bing)增加(jia)(jia)對我們整個經濟如(ru)此重要(yao)的(de)(de)芯片。我們要(yao)求(qiu)您優先采取行動來幫(bang)助(zhu)加(jia)(jia)強美(mei)國(guo)(guo)半(ban)導(dao)體生態系統。參(can)議院(yuan)已經在(zai)兩黨的(de)(de)基(ji)礎(chu)上批準了對 CHIPS 的(de)(de)資(zi)助(zhu)。眾議院(yuan)現在(zai)必須(xu)繼續批準這(zhe)筆資(zi)金(jin)。芯片短缺給我們整個經濟帶來風險，時間至關(guan)重要(yao)。
延伸閱讀：關于半導體的兩個“偽事實”可能會扭曲CHIPS法案
關于美國聯邦政府在“芯(xin)片短(duan)缺”問題上(shang)可以做什么或應該做什么的政策辯論(lun)(lun)已經具(ju)體(ti)化為參議(yi)院于 6 月(yue)通過的“美國芯(xin)片”法案。無論(lun)(lun)具(ju)體(ti)情況(kuang)如何——該法案草案相當粗略，既含(han)糊(hu)又(you)過于具(ju)體(ti)——可能(neng)很快就會有 500 億美元可供爭奪(duo)。
半導體(ti)行業面(mian)臨的(de)(de)(de)挑戰極(ji)其(qi)復雜、技術性很(hen)強，而(er)且“專家”的(de)(de)(de)解(jie)釋相互矛盾。大多數人——尤其(qi)是立(li)法者——會本(ben)能地尋找一些(xie)“底線(xian)”，這(zhe)種徹(che)底的(de)(de)(de)簡(jian)化將使“關鍵事實(shi)”成為(wei)(wei)焦點，這(zhe)將澄清我們(men)面(mian)臨的(de)(de)(de)選擇。這(zhe)些(xie)“事實(shi)”成為(wei)(wei)媒體(ti)的(de)(de)(de)頭條新聞(wen)，成為(wei)(wei)宣傳(chuan)摘(zhai)要和幻燈片中的(de)(de)(de)要點——一段(duan)時(shi)間后，通(tong)過千百次的(de)(de)(de)重復，它們(men)變成了“常(chang)識”。
所有這些(xie)“事實(shi)”都(dou)是(shi)可疑的(de)，即使是(shi)那些(xie)或多或少(shao)正確的(de)。它們(men)過于(yu)簡化，沒有細微差別和細節。但(dan)(dan)其(qi)中一些(xie)也(ye)完全是(shi)錯(cuo)誤的(de)。“偽事實(shi)”混淆了公眾輿論，誤導了決策(ce)者(zhe)——但(dan)(dan)它們(men)很難從討論中根除(chu)。
阻(zu)礙和困(kun)擾半導體政策審議的偽事實的兩個突出例(li)子(zi)是：
認為中(zhong)國對美國的技術(shu)優勢構成積極威脅(xie)的想法
技術優勢(shi)——“領(ling)先優勢(shi)”——由所謂的“工藝節(jie)點”得分(fen)定義——即蝕刻(ke)到硅(gui)片中的單個電(dian)路(lu)元件的規模——數字最低(di)的玩家獲勝
這兩個偽事實(shi)經常結合(he)在一起，正如美(mei)國商務部長 Gina Raimondo 4 月(yue)份(fen)的證詞：
“現在可以毫不夸張地說，我們遇到了危機……美國曾經在制造領先的半導體芯片方面領先世界。今天我們在美國生產這些芯片的 0%，0%！這是國家安全風險和經濟安全風險。多年來，國防部一直在警告我們……[我們必須] 保護自己。我們完全依賴中國臺灣和中國大陸的關鍵供應。”
這看起來很可怕。美國是否失去了在這項關鍵技術方面的領先地位？我們現在是否以某種方式“依賴”了中國？中國有優勢嗎？雷蒙多部長的分析非常悲觀：“我們已經看到……半導體……的下降令人難以置信。”
然而(er)，這(zhe)些是基(ji)于錯誤的(de)假設和對行業性質的(de)嚴重誤解。
中國半導體真相
中(zhong)(zhong)國從供應(ying)商(shang)/合(he)作伙伴轉變為競爭對手(shou)，再到敵對對手(shou)的(de)想(xiang)法是(shi)過去五年(nian)(nian)地緣政治評論的(de)首(shou)要主題，它(ta)可(ke)能是(shi)準(zhun)確的(de)。中(zhong)(zhong)國經濟非常(chang)(chang)大，而且增長非常(chang)(chang)快。中(zhong)(zhong)國擁有比(bi)20年(nian)(nian)前更大的(de)經濟實力。但假設(she)中(zhong)(zhong)國在(zai)半導體技術方(fang)面享有優勢地位是(shi)不(bu)準(zhun)確的(de)。恰恰相反(fan)：中(zhong)(zhong)國在(zai)現代全球經濟的(de)這個關鍵部(bu)門中(zhong)(zhong)異常(chang)(chang)薄弱(ruo)。這個弱(ruo)點是(shi)數量上和質量上的(de)。
數量赤字
中(zhong)國(guo)(guo)今天(tian)進口了(le)大(da)約(yue) 3800 億美元的(de)(de)半導體——占(zhan)其需求的(de)(de) 90%——，超(chao)過了(le)它在(zai)(zai)石(shi)油(you)上的(de)(de)支(zhi)出。正如華為(wei)事件所(suo)表明的(de)(de)那樣，中(zhong)國(guo)(guo)的(de)(de)半導體客戶（例如其龐大(da)的(de)(de)電(dian)子行業）非常脆(cui)弱。（就在(zai)(zai)幾(ji)年(nian)前，這家全(quan)球最(zui)大(da)的(de)(de)無線公司(si)因美國(guo)(guo)芯片技術(shu)的(de)(de)否認而陷(xian)入癱(tan)瘓。）
北京宣(xuan)布了(le)實現自給(gei)自足的(de)大計劃。具體(ti)來(lai)說，他們(men)(men)希望(wang)到 2025 年(nian)能夠(gou)滿足他們(men)(men) 70% 或更(geng)多的(de)需求(qiu)。成功看起來(lai)不太可(ke)能。
“半(ban)導體市場研究公司(si)(si) IC Insights 預測，到(dao) 2025 年，中(zhong)國(guo)制(zhi)造的(de)半(ban)導體將占中(zhong)國(guo)半(ban)導體銷售量的(de) 20% 以下，遠(yuan)低于中(zhong)國(guo)政府 70% 的(de)目標……。中(zhong)國(guo)公司(si)(si)僅占中(zhong)國(guo) IC 產量的(de) 83 億美元(yuan)，即(ji) 37%，其余由臺積電、三星、SK 海力(li)士、英特爾和(he)其他外國(guo)公司(si)(si)的(de)本地硅晶(jing)圓廠（半(ban)導體工廠）生產 。”
“中國本土(tu)企(qi)業僅占(zhan)中國集成(cheng)電路市(shi)場的 6%，僅占(zhan)全球市(shi)場的 2%。2020 年中國企(qi)業的半導體(ti)總產值低于 AMD，后者在(zai)行業中排名第 15，銷售額(e)為 95 億美(mei)元(yuan)。前三(san)大(da)公司——英特爾、三(san)星和臺積(ji)電——的銷售額(e)估計分別為 739 億美(mei)元(yuan)、605 億美(mei)元(yuan)和 454 億美(mei)元(yuan)。”
質量缺陷
甚至這也夸(kua)大(da)了中國的(de)立場。本土(tu)生(sheng)產者在技術上(shang)處于“后(hou)端”。即使在中國境(jing)內的(de)“自由市場”客(ke)戶群中，他們(men)也無法成(cheng)功(gong)競(jing)爭：
“中國軍方是中國芯片的主要消費者，因為出口管制阻止其獲得領先的非中國芯片。非中國芯片，尤其是美國芯片，主導著中國的民用領域。”
這些公司之(zhi)所以能夠(gou)繼續經(jing)營，主要(yao)是因為政(zheng)府的(de)支持，幾乎沒有證據表明能夠(gou)在公開競(jing)爭中獲勝。
“盡管中國的 [公司] 看起來很強大，但其中大部分產能是有折扣的（受到低產量和利用率的影響）并且處于較舊的制程節點。這些晶圓廠中有許多在國家支持的幫助下保持在線狀態，獲得的補貼占收入的百分比遠遠高于任何領先的晶圓廠。外國芯片制造商在中國運營著最先進、最可靠的晶圓廠，并且比中國的芯片制造商創造更多的收入。”
美國半導體行業協會（SIA）對中國的現狀總(zong)結(jie)如(ru)下：
“中國芯片公司在高端邏輯、先進模擬和領先存儲產品市場上明顯缺席。中國本土的半導體供應鏈更不發達。它在先進的邏輯代工生產、EDA 工具、芯片設計 IP、半導體制造設備和半導體材料方面明顯落后。中國代工廠目前專注于更成熟的節點，而中國在設備和材料層面的供應鏈能力目前僅限于較舊的技術。”
在高價值行業領域沒有存在感
如前幾篇專(zhuan)欄所述，“半導(dao)體(ti)產(chan)業”必須(xu)被理(li)解(jie)為一個細(xi)分的生(sheng)態系統，其中某些(xie)細(xi)分市場（芯片(pian)設(she)計、核心 IP、半導(dao)體(ti)制造設(she)備(bei)）產(chan)生(sheng)大部分附(fu)加值。中國在(zai)這些(xie)高價值細(xi)分市場中基本上(shang)沒有份額。
中國政府的努力
那些堅持“中國威脅論(lun)”有效性(xing)的人(ren)往(wang)往(wang)被歸結為即使中國現在不強大，北(bei)京也可以動(dong)員(yuan)大量投資(zi)來迎(ying)頭趕上的論(lun)點。再次(ci)來自雷蒙多部長：
“中國沒有等待。他們正在激勵和補貼芯片的生產，而且他們已經這樣做了很長時間。”
事實上，北京建立本(ben)土(tu)芯片產業的(de)(de)努力已經“失(shi)敗”了20年。未來幾年宣布(bu)的(de)(de)計劃與私營部門(men)參與者在美國(guo)及其亞洲盟友的(de)(de)更大(da)投資不符。此外，英(ying)特爾、臺積電、三(san)星等(deng)公司(si)有一個關鍵優勢(shi)：他們(men)知道(dao)自己在做什么。政府在這方面處于弱勢(shi)。
圖：私營部門投資 vs CHIPS 和中國
即使單是韓國，中國的計劃也相形見絀。在(zai)私營部門和(he)公共部門之間，韓國人將在(zai)未(wei)來十年內(nei)花費(fei)近 5000 億美元建立他們的芯片產業。
“韓國正在全力支持其關鍵的半導體產業，政府周四宣布公司計劃投資 510 萬億韓元（4510 億美元），以在全球關鍵零部件嚴重短缺的情況下提高芯片制造商的競爭力。該公司到 2030 年的支出，包括僅三星電子宣布的 171 萬億韓元，是因為該國正面臨來自臺積電等競爭對手的嚴峻挑戰，臺積電在代工芯片的產量方面處于世界領先地位 - 代工芯片是為其他公司制造的。總統文在寅說：“我們的政府將與公司聯合起來，形成一個半導體強國。我們將支持企業。”
韓國的(de)倡議規模是(shi)中國計劃的(de)三倍。
制程節點標準
另一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)偽事(shi)實是(shi)假設在(zai)芯(xin)(xin)片業(ye)務的(de)技術領(ling)先(xian)地(di)位(wei)是(shi)所有關于在(zai)芯(xin)(xin)片制造(zao)過程中的(de)驅動下(xia)“節點大小”。以納(na)米為單位(wei)，蝕刻到硅中的(de)各個(ge)(ge)(ge)電(dian)路的(de)規模已成為衡量(liang)該行業(ye)成功的(de)一(yi)(yi)維指標。因此，當(dang)英特爾（曾經是(shi)縮小節點規模的(de)領(ling)導者）在(zai)幾年前“跌跌撞撞”并(bing)推遲下(xia)一(yi)(yi)個(ge)(ge)(ge)下(xia)降步驟時(shi)，據說(shuo)它已經“落后”了(le)其主要的(de)亞(ya)洲(zhou)競爭(zheng)對手臺(tai)積電(dian)，它將(jiang)更快(kuai)地(di)在(zai)生產中部(bu)署較小的(de)“節點”。
雷蒙多對國會的恐慌聲明：
“美國曾經在制造領先的半導體芯片方面處于世界領先地位。今天我們在美國生產這些芯片的 0%，0%！”
然而(er)，這種擔(dan)憂在很(hen)大程度(du)上(shang)是錯誤的(de)。節點大小并不是最重要的(de)。
重新貼標簽
首先，“節點”指標僅表征影響性能的一個維度——純(chun)物(wu)理維度。IC設(she)計(ji)同(tong)樣重(zhong)要。具有不同(tong)設(she)計(ji)的兩(liang)個不同(tong)節點在功能上 可能是(shi)等效的。
“最初似乎英特爾比臺積電落后兩代芯片。然而，英特爾的 10 納米芯片與臺積電的 7 納米芯片一樣密集，每平方毫米大約有 1 億個晶體管。換句話說，英特爾的 10 納米芯片在技術上可以與臺積電的 7 納米芯片相媲美……英特爾正在將其 10+ 節點（也稱為 10納米Super Fin 節點）重新命名為“新”7 納米節點。這些將于 2021 年底推出的新芯片性能應該會比臺積電的 7 納米芯片更好，但仍無法與臺積電的 5 納米芯片相媲美。”
下一代技術
3nm——當前最前沿的工藝節(jie)點——是(shi)(shi)(shi)今天(tian)的頭條新聞。它(ta)被納入 CHIPS 法案——這是(shi)(shi)(shi)一個錯誤。今天(tian)關于半導體(ti)的戰略(lve)事(shi)實是(shi)(shi)(shi)摩(mo)爾定律即將結束(shu)，達到其物理極限。未來幾年(nian)將看到一些進一步的進展，但(dan)收益遞減。這就(jiu)是(shi)(shi)(shi)所(suo)謂的“漸(jian)近線”。
新的范式正在出現，例如神經擬態計(ji)算（英特爾對其產生了(le)濃厚的興趣）和(he)量子(zi)計(ji)算，以(yi)及其他基(ji)于(yu)設(she)計(ji)的方法(fa)，這些(xie)方法(fa)可以(yi)回(hui)避（而(er)不是(shi)正面(mian)攻擊(ji)）傳統處理器設(she)計(ji)的物理限(xian)制。
“工藝節點”競爭(zheng)是(shi)硬(ying)件(jian)密集(ji)(ji)、物理(li)密集(ji)(ji)、材料密集(ji)(ji)的(de)技術。這(zhe)不(bu)是(shi)推動進步的(de)唯(wei)一途(tu)徑(jing)。設(she)計驅動的(de)解決方案(an)（軟(ruan)件(jian)）有時可以(yi)超越硬(ying)件(jian)密集(ji)(ji)型(xing)技術，而(er)且經濟性(xing)要好得多。ARM（核心 IP 供應商）在某(mou)些(xie)應用程(cheng)序（智能手機市場(chang)的(de) 95% 以(yi)上(shang)——當今(jin)最大的(de)處(chu)理(li)器(qi)應用程(cheng)序）中取得了近乎壟斷(duan)的(de)主(zhu)導地位，這(zhe)不(bu)是(shi)通(tong)過(guo)暴力的(de)硬(ying)件(jian)創(chuang)新，而(er)是(shi)通(tong)過(guo)相反的(de)——微(wei)妙的(de)軟(ruan)件(jian)創(chuang)新.
這(zhe)些新(xin)方(fang)法最終將取代今(jin)天(tian)的“制程節點(dian)”固(gu)定方(fang)式(shi)。
清晰思考
徹(che)底解構這(zhe)兩個偽事(shi)實——過度(du)夸大的(de)(de)中國半(ban)導(dao)體(ti)威脅和工藝節點作用(yong)——將涉及(ji)比這(zhe)里(li)介紹的(de)(de)更復雜的(de)(de)論點。盡管如此(ci)，對這(zhe)些(xie)(xie)過分簡化(hua)（和錯誤(wu)）概念的(de)(de)評估有助(zhu)于闡明(ming)一些(xie)(xie)已(yi)被納入當前提案(an)（包括(kuo) CHIPS）的(de)(de)誤(wu)導(dao)性主(zhu)張。也許(xu)可(ke)以(yi)及(ji)時(shi)做出(chu)調(diao)整。
來源：半導體行業觀察
