近日，來自芯片、汽車、醫(yi)療設備、科技、電信(xin)等領域(yu)，包括(kuo)AMD CEO Lisa Su，ADI CEO Vincent Roche，Amkor CEO Giel Rutten、應用材料(liao)CEO Gary E. Dickerson、ASML CEO Peter Wennink、Broadcom CLO Mark Brazea、Cirrus Logic CEO John Forsyth、Intel CEO Patrick Gelsinger、Kioxia 執行(xing)(xing)主席(xi)Stacy Smith和Apple CEO Tim Cook等在內的(de)59 位首席(xi)執行(xing)(xing)官和高(gao)級管理人員發捕了(le)一(yi)封公開信(xin)，呼吁國會加強(qiang)美國半導體的(de)研(yan)究、設計、制造。
以下為公開信全文：
Dear Madam Speaker, Leader Schumer, Leader McConnell, and Leader McCarthy:
我們代表(biao)以下(xia)簽名的商界領袖，這些代表(biao)公司的產品和技(ji)術正在推動整(zheng)個經(jing)濟的創新和增長(chang)，并為(wei)美國人提供(gong)數(shu)百萬個工作(zuo)崗(gang)位。為(wei)此(ci)我們呼吁(yu)國會加快(kuai)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)的加強版(ban)，包括對設計和制(zhi)造的投資稅收抵免。
如(ru)您所知，半(ban)導(dao)體對包括(kuo)航空航天、汽車、通信、清潔能源、信息技術和(he)醫療設備在內(nei)的(de)(de)幾乎所有(you)經濟部門都至關重要(yao)。不(bu)幸(xing)的(de)(de)是，對這(zhe)些關鍵組件(jian)的(de)(de)需求超過了供應，造成全球芯片短(duan)缺，并導(dao)致經濟增(zeng)長和(he)就業機會減(jian)少。短(duan)缺暴露(lu)了半(ban)導(dao)體供應鏈的(de)(de)脆弱性，并凸顯了提高(gao)美國本土制(zhi)造能力的(de)(de)必要(yao)性。
為 CHIPS Act提供資金(jin)并頒布強(qiang)化的(de) FABS Act 將有助(zhu)(zhu)于通(tong)過激勵美(mei)國的(de)半(ban)導體研(yan)究、設計和(he)制造來(lai)應對這(zhe)(zhe)一長期(qi)挑戰，從而加強(qiang)美(mei)國經(jing)(jing)濟、國家安全、供應鏈彈(dan)性，并增加對我們整個經(jing)(jing)濟如此(ci)重(zhong)要的(de)芯片。我們要求您優先(xian)采取行動來(lai)幫(bang)助(zhu)(zhu)加強(qiang)美(mei)國半(ban)導體生態系統。參議(yi)院已經(jing)(jing)在(zai)兩黨(dang)的(de)基礎(chu)上批(pi)準了對 CHIPS 的(de)資助(zhu)(zhu)。眾議(yi)院現(xian)在(zai)必須繼(ji)續(xu)批(pi)準這(zhe)(zhe)筆(bi)資金(jin)。芯片短缺給(gei)我們整個經(jing)(jing)濟帶(dai)來(lai)風(feng)險，時間至關重(zhong)要。
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(yu)美(mei)國(guo)聯邦政(zheng)府(fu)在“芯片短缺”問題(ti)上可(ke)以做(zuo)(zuo)什么或應該做(zuo)(zuo)什么的(de)政(zheng)策辯論已經具體化為參議(yi)院于(yu) 6 月通過的(de)“美(mei)國(guo)芯片”法案(an)。無論具體情(qing)況如何——該法案(an)草案(an)相當粗略(lve)，既含糊又過于(yu)具體——可(ke)能(neng)很(hen)快就會(hui)有 500 億美(mei)元可(ke)供爭(zheng)奪(duo)。
半導體行業面臨的(de)(de)(de)挑戰(zhan)極其(qi)復(fu)雜、技術性很強(qiang)，而且“專(zhuan)家”的(de)(de)(de)解釋相互矛盾。大多數人(ren)——尤其(qi)是立法者——會本能地尋(xun)找一(yi)些“底線”，這種徹底的(de)(de)(de)簡化將使(shi)“關鍵事(shi)實”成(cheng)(cheng)為(wei)(wei)焦(jiao)點(dian)，這將澄清我(wo)們面臨的(de)(de)(de)選擇。這些“事(shi)實”成(cheng)(cheng)為(wei)(wei)媒(mei)體的(de)(de)(de)頭(tou)條新(xin)聞(wen)，成(cheng)(cheng)為(wei)(wei)宣傳摘要和幻燈片(pian)中(zhong)的(de)(de)(de)要點(dian)——一(yi)段時(shi)間后，通過千百次的(de)(de)(de)重(zhong)復(fu)，它(ta)們變成(cheng)(cheng)了“常識”。
所有(you)這些“事(shi)實”都是可疑的，即使是那些或多或少(shao)正確的。它們過(guo)于簡(jian)化，沒有(you)細微(wei)差別和細節(jie)。但(dan)其中(zhong)一些也完(wan)全是錯誤(wu)的。“偽事(shi)實”混(hun)淆(xiao)了公(gong)眾輿論，誤(wu)導了決策者——但(dan)它們很難從討論中(zhong)根除。
阻礙和困擾(rao)半導體政策審議(yi)的偽事實(shi)的兩個突出(chu)例子是(shi)：
認為中(zhong)國對(dui)美國的技術優勢(shi)構(gou)成積(ji)極威(wei)脅的想法(fa)
技術優勢——“領先優勢”——由所謂的(de)“工藝節(jie)點(dian)”得分定(ding)義——即蝕刻到硅(gui)片(pian)中的(de)單個電路(lu)元件的(de)規模——數字最(zui)低的(de)玩家(jia)獲勝
這(zhe)兩(liang)個偽(wei)事(shi)實經常結合在(zai)一起，正如(ru)美國商(shang)務部(bu)長 Gina Raimondo 4 月份的證詞：
“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，這(zhe)些是基于錯(cuo)誤的假設和對行(xing)業性質(zhi)的嚴重誤解(jie)。
中國半導體真相
中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)從(cong)供應(ying)商(shang)/合作(zuo)伙伴轉變為競(jing)爭對手(shou)，再到(dao)敵對對手(shou)的(de)想法是(shi)(shi)過去五(wu)年(nian)地(di)緣政治評論的(de)首要主題，它可能是(shi)(shi)準確的(de)。中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)經濟非常(chang)大(da)，而(er)且增長非常(chang)快。中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)擁有比(bi)20年(nian)前更大(da)的(de)經濟實力。但假設中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)在半導體(ti)技術(shu)方面享有優勢地(di)位是(shi)(shi)不準確的(de)。恰(qia)恰(qia)相反：中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)(guo)在現(xian)代全球經濟的(de)這(zhe)個關鍵部門(men)中(zhong)(zhong)異常(chang)薄(bo)弱(ruo)。這(zhe)個弱(ruo)點是(shi)(shi)數(shu)量上和質量上的(de)。
數量赤字
中國(guo)今天進口了大(da)(da)約 3800 億美(mei)元(yuan)的半(ban)導體(ti)——占其需求的 90%——，超過了它(ta)在(zai)石(shi)油上的支出。正如(ru)華為事件所表明的那樣(yang)，中國(guo)的半(ban)導體(ti)客戶（例如(ru)其龐大(da)(da)的電子(zi)行業）非常脆弱。（就在(zai)幾(ji)年前，這家全(quan)球最大(da)(da)的無(wu)線公(gong)司(si)因美(mei)國(guo)芯片技術的否認(ren)而陷入癱瘓。）
北京宣布了實現自給(gei)自足的大計劃(hua)。具體來(lai)說，他們希(xi)望(wang)到 2025 年能夠滿足他們 70% 或更多的需(xu)求。成功看(kan)起來(lai)不(bu)太可能。
“半(ban)導(dao)(dao)體市(shi)場研究公司 IC Insights 預測，到(dao) 2025 年，中國(guo)制造的半(ban)導(dao)(dao)體將占(zhan)中國(guo)半(ban)導(dao)(dao)體銷售量的 20% 以下，遠低于中國(guo)政(zheng)府 70% 的目標……。中國(guo)公司僅占(zhan)中國(guo) IC 產量的 83 億美元，即(ji) 37%，其余由臺積電、三星、SK 海力士、英特爾和(he)其他(ta)外國(guo)公司的本地硅晶圓廠（半(ban)導(dao)(dao)體工廠）生(sheng)產 。”
“中(zhong)國(guo)本土企(qi)業僅(jin)占(zhan)中(zhong)國(guo)集成電路(lu)市場(chang)的(de) 6%，僅(jin)占(zhan)全球市場(chang)的(de) 2%。2020 年中(zhong)國(guo)企(qi)業的(de)半導體(ti)總(zong)產值低于 AMD，后者在行業中(zhong)排名第 15，銷售額為(wei)(wei) 95 億(yi)美(mei)(mei)元。前(qian)三大公司——英(ying)特(te)爾(er)、三星和臺(tai)積電——的(de)銷售額估計分(fen)別為(wei)(wei) 739 億(yi)美(mei)(mei)元、605 億(yi)美(mei)(mei)元和 454 億(yi)美(mei)(mei)元。”
質量缺陷
甚至(zhi)這也夸大了中國的立場(chang)(chang)。本土(tu)生產者在(zai)技術上(shang)處于“后(hou)端(duan)”。即使在(zai)中國境內(nei)的“自由(you)市場(chang)(chang)”客戶群中，他們也無法(fa)成功競爭：
“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(suo)以(yi)能夠繼續經營，主要(yao)是因(yin)為政府的支持(chi)，幾乎沒有(you)證據表明(ming)能夠在公開競爭中獲勝(sheng)。
“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(ban)導(dao)體行(xing)業協會(hui)（SIA）對中國的現狀總結如(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
如前幾篇專欄所述(shu)，“半導體(ti)產業”必須被理解(jie)為一個細(xi)分(fen)的生態系統，其(qi)中(zhong)某些細(xi)分(fen)市場（芯(xin)片(pian)設計、核心 IP、半導體(ti)制造設備）產生大部分(fen)附加值。中(zhong)國(guo)在這些高價值細(xi)分(fen)市場中(zhong)基(ji)本上沒有份(fen)額。
中國政府的努力
那些(xie)堅持“中(zhong)國(guo)威脅(xie)論”有效性的(de)人(ren)往往被(bei)歸結為(wei)即使中(zhong)國(guo)現在不強大(da)，北京也可以(yi)動員大(da)量投資來(lai)迎頭趕上(shang)的(de)論點(dian)。再次來(lai)自(zi)雷蒙多部(bu)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(shang)，北京建(jian)立本土芯(xin)片產業的努力已經“失敗”了20年。未來幾年宣布的計劃與(yu)私(si)營(ying)部門參(can)與(yu)者(zhe)在(zai)美國及其亞洲(zhou)盟友(you)的更大投(tou)資不符(fu)。此外，英特爾、臺積電、三星(xing)等(deng)公(gong)司有一個關鍵優勢(shi)：他們(men)知道(dao)自己在(zai)做什么。政府(fu)在(zai)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(han)國(guo)(guo)，中國(guo)(guo)的(de)計(ji)劃(hua)也相形(xing)見絀(chu)。在私營部(bu)門和公(gong)共部(bu)門之(zhi)間，韓(han)國(guo)(guo)人將(jiang)在未來(lai)十年內花費近(jin) 5000 億美(mei)元建立他(ta)們的(de)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。”
韓國的倡議規模是中(zhong)國計劃的三倍。
制程節點標準
另(ling)一(yi)(yi)個偽(wei)事實是假(jia)設在芯片(pian)業務的(de)(de)技術領先地位是所有(you)關于(yu)在芯片(pian)制造(zao)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)(de)驅動下(xia)“節點大小(xiao)”。以納米(mi)為單位，蝕刻到硅中(zhong)的(de)(de)各個電路的(de)(de)規模已(yi)成為衡量該(gai)行業成功的(de)(de)一(yi)(yi)維指標。因此，當英特(te)爾(er)（曾經(jing)是縮小(xiao)節點規模的(de)(de)領導者）在幾(ji)年(nian)前“跌(die)跌(die)撞撞”并推遲下(xia)一(yi)(yi)個下(xia)降步驟時，據(ju)說它(ta)已(yi)經(jing)“落后”了其主要(yao)的(de)(de)亞洲(zhou)競(jing)爭對手臺積電，它(ta)將(jiang)更快地在生產中(zhong)部署較(jiao)小(xiao)的(de)(de)“節點”。
雷蒙(meng)多(duo)對國(guo)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(ran)而(er)，這種擔憂(you)在很大(da)程度上(shang)是錯(cuo)誤(wu)的。節點大(da)小并(bing)不是最重要的。
重新貼標簽
首先(xian)，“節點”指標僅表征影響(xiang)性能的(de)一個維度——純物理維度。IC設(she)(she)計同(tong)樣重(zhong)要。具(ju)有不同(tong)設(she)(she)計的(de)兩個不同(tong)節點在功能上 可能是等效的(de)。
“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(zui)前沿的(de)(de)(de)(de)工藝節(jie)點——是今天(tian)(tian)的(de)(de)(de)(de)頭條(tiao)新聞。它(ta)被納入(ru) CHIPS 法案(an)——這(zhe)是一個錯(cuo)誤。今天(tian)(tian)關于半導體的(de)(de)(de)(de)戰略事實是摩爾(er)定律即(ji)將結束，達(da)到其物(wu)理極限。未來幾(ji)年將看到一些進(jin)一步的(de)(de)(de)(de)進(jin)展，但收(shou)益遞減。這(zhe)就是所謂的(de)(de)(de)(de)“漸近線”。
新的范(fan)式正在出現(xian)，例(li)如神經擬態(tai)計(ji)算（英特爾對(dui)其產生(sheng)了濃厚的興趣）和(he)量子計(ji)算，以及其他(ta)基于設(she)計(ji)的方法(fa)(fa)，這些方法(fa)(fa)可以回避（而不是正面攻擊(ji)）傳統處理器設(she)計(ji)的物理限制。
“工(gong)藝節(jie)點”競爭是(shi)(shi)硬件(jian)密(mi)(mi)集(ji)、物理(li)(li)密(mi)(mi)集(ji)、材料密(mi)(mi)集(ji)的技(ji)術。這不是(shi)(shi)推(tui)動(dong)進步的唯一途(tu)徑。設計驅動(dong)的解決方案（軟(ruan)件(jian)）有時可以(yi)超越(yue)硬件(jian)密(mi)(mi)集(ji)型技(ji)術，而(er)且經濟(ji)性要(yao)好得多(duo)。ARM（核心 IP 供應商）在(zai)某些應用程序（智(zhi)能手機市(shi)場的 95% 以(yi)上——當今最大的處(chu)理(li)(li)器應用程序）中取得了近乎壟斷的主導地(di)位，這不是(shi)(shi)通過暴(bao)力的硬件(jian)創新，而(er)是(shi)(shi)通過相反的——微妙的軟(ruan)件(jian)創新.
這(zhe)些(xie)新(xin)方法最終將取代今天的“制(zhi)程節點”固定方式。
清晰思考
徹底解(jie)構這(zhe)兩(liang)個偽事(shi)實——過(guo)度(du)夸大的(de)(de)中國半導(dao)體威脅和工藝(yi)節點(dian)作(zuo)用——將涉及(ji)比這(zhe)里介紹的(de)(de)更復雜的(de)(de)論點(dian)。盡管(guan)如(ru)此(ci)，對這(zhe)些(xie)(xie)過(guo)分(fen)簡(jian)化（和錯誤(wu)）概念的(de)(de)評估有(you)助(zhu)于闡明一些(xie)(xie)已被納入當前提(ti)案(an)（包括 CHIPS）的(de)(de)誤(wu)導(dao)性主張。也(ye)許可以(yi)及(ji)時(shi)做出調整。
來源：半導體行業觀察
