伍楚平：被拜登政府吹上天的“芯片法案”究竟成色几何？

来源：环球网

国际问题观察员 伍楚平

据美国媒体报道，美国总统拜登将于8月9日把美国会通过的“芯片和科学法案”（简称“芯片法案”）签署成法。法案在未来5年拨款527亿美元鼓励半导体企业在美研制芯片并提供25%的投资税抵免，同时提供2000多亿美元的科研资金。

拜登表示，法案将降低物价、增加就业、重振美制造业，不仅能够提升美国的竞争力，而且有助于美国继续领导世界，赢得21世纪的经济竞争。一些议员表示，法案将为美对华竞争提供长期战略支持。被吹得天花乱坠的“芯片法案”真的有这么神奇吗？

中选前“冲业绩”，“真给力”还是“吹牛皮”？

事实上，“芯片法案”是此前难产已久的“两党创新法案”的缩水版和打折版。去年年初以来，民主党就分别在国会参、众两院炮制了内容庞杂的“两党创新法案”。但由于两党政治斗争激烈、两院法案内容差异较大、议员诉求各异，国会迟迟未能就案文达成一致，民主党设定的立法完成时限一再推迟，由5月底改为7月初，后又改为8月初。如果在8月6日开始的国会夏季休会前不能完成，随着之后两党将全身心投入11月中期选举的选战，法案十有八九要凉凉。

面对严峻的经济形势和拜登政府日益走低的支持率，民主党为了在中选前拼“业绩”，忍痛割爱对法案进行删减，放弃了气变和经贸等该党力推但共和党反对的议程，只保留两党分歧最小且得到业界支持的“芯片法案”和科研投资条款，这才涉险“踩点”过关。拜登政府拿法案大做文章，更多的是出于提振选情的政治考虑，可谓打肿脸充胖子。

据美国国会预算办公室（CBO）估计，“芯片法案”将在未来10年内使政府预算赤字增加793亿美元。美联社评论称，法案将进一步恶化美国内通胀形势。好巧不巧，就在法案获众院通过当天，美国公布最新经济数据，第二季度GDP同比下降0.9%，连续第二个季度出现萎缩，再次给拜登政府泼下一记冷水。在低迷的经济形势面前，美国政客再怎么“吹牛皮”，靠“芯片法案”捞选票的如意算盘恐怕也要落空。

补贴 527亿，“大撒币”还是“毛毛雨” ？

《纽约时报》称，这项庞大法案是“数十年来美国政府对产业政策的最重大干预”。法案为美本土芯片产业提供527亿美元的巨额补贴和税收减免，旨在吸引半导体企业赴美投资，引发国际社会广泛关注。

众所周知，芯片产业高度全球化，其产业链供应链的形成和发展，是市场规律和企业选择共同作用的结果。目前，全球约80%的芯片产业在中国台湾地区和韩国生产。美国芯片等制造业外流是其经济运行的内在规律决定的，绝非政府发“投资券”就能解决的问题。

根据美国半导体工业协会的数据，在美国开设一家新的芯片工厂所需成本约比亚洲高30%到50%。行业专家们表示，半导体行业投资巨大，仅仅建造一个新工厂就要花费近200亿美元，这笔527亿美元的补贴还要被多家芯片企业瓜分，实在是杯水车薪。台湾媒体《工商时报》评论称，半导体企业一旦投资设厂，就是二三十年的长期经营。美国只想给快餐的钱，就想吃大餐，让全球半导体大厂就范，简直是异想天开。

美方不顾客观实际，出于政治考量搞差异化产业扶持政策，与经济规律背道而驰，不仅解决不了自身的问题，还会扭曲全球半导体供应链，很可能导致全球性的芯片产能过剩，结果得不偿失。

强迫企业“二选一”，“建护栏”还是“搞脱钩”？

在法案推进过程中，美方政客频繁拿中国说事，好像美国内立法就是为了中国，离开中国自己就走不动道了。作为超级大国的美国竟变得如此杯弓蛇影，可悲可叹。法案要求接受该案芯片基金补贴的半导体公司10年内不得在中国建设或扩建先进的半导体制造工厂，直白些讲就是要让芯片企业在中、美之间“二选一”。美方声称有关条款是为了确保该案资金用于美国内的“护栏规定”，这种说法完全是掩耳盗铃。美方无端限制有关企业在华正常经贸与投资活动，胁迫企业与中国“脱钩”，完全背弃其一贯标榜的自由市场原则，是赤裸裸的霸凌行径。

然而，全球芯片大佬们在江湖中行走多年，自然都理解市场的真谛，谁都不愿意将中国市场这块大肥肉拱手让人。目前中国大陆前10大芯片制造企业中，外资和台资企业占了5家，销售收入占比超过70%。国际半导体产业协会数据显示，中国芯片产能增速全球第一。俄罗斯卫星网称，英特尔等许多美国企业的芯片测试都在中国进行，若要完全绕开中国企业，只能重建产业链，代价高昂。

经济全球化是生产力发展的客观要求和不可阻挡的历史潮流。美方开历史倒车，将经贸和科技问题政治化、工具化、武器化，企图堵别人的路，最终只会堵死自己的路。

为什么卡住芯片就能卡住我们的脖子？不吹不黑，聊聊小小的芯片

去年3块5，今年16块5。一年不到，翻了5倍，什么东西涨得这么快？答案是芯片！缺芯，一直是我国科技产业挥之不去的痛！大家好！我是首席君。科学技术发展到今天，芯片已经成为对我们日常生活影响最大的东西，和衣食住行，并列之一。芯片是什么？为什么卡住芯片就能掐住们的脖子？摆脱缺芯的困局，距离我们还有多远？带着这些问题首席君为大家做了本期视频。

　　一、芯片是什么？

　　芯片是半导体与集成电路的CP组合；是人类文明跨入微电子时代的标志；是电子产品小型化四海一家的解决方案；也是人类进入数字世界的钥匙！

　　第二次工业革命时期，人类迈入了电气时代。在当时人们对于导电材料的认知还停留在非黑即白的二元世界，要么导电要么绝缘没有第三种选择。基于这种认知，人们对于电的控制仅限于机械开关，操作基本靠手。

　　1946年，美军为B29轰炸机计算弹道的秘密武器ENIAC问世，每秒运算5000次，世界上有了通用计算机。他个头大，体重超标，吃得多，只会写0和1。由于散热问题，干不了多久的活儿就得休息。但是一算降十会，所有的缺点都不能抹杀他划时代的意义。战后人们开始致力军用技术的小型化和民用化。

　　今天计算机所有复杂的功能还原到最底层都能用0和1解决。而电信号对于0和1的表示，简单粗暴，就是通电和断电。游戏里面走迷宫看起来是个复杂智能的事，但还原下去，就是在每个岔口做选择题。要么左，要么右。左对应0，右对应1，再还原到电信号就是开和关。迷宫的走法对应着软件的算法，靠着一堆开关连接起来就能完成运算。越复杂的计算就意味着越多的0和1，而越多的0和1就意味着越多的晶体管。但是在选择更多晶体管的道路上，人们遇到了问题……

　　ENIAC由1.8万个电子管构成，占地170平米，体重30吨，耗电量150千瓦。尽管后来电子管改成了晶体管，体积缩小了不少，但依然是庞然大物。在半导体材料问世以前，人们为了实现计算机的功能，需要做两件事：

　　第一、把很多晶体管连入电路；

　　第二、在电路中置入大量开关控制电流的断续；

　　如果把计算机比作城市的话，电流就是城市中的车流，早期指挥交通全靠机械开关。但是机械开关，你懂得！需要反应时间，会有延时，还会有一定概率的失误。就算奔腾的电流天性不羁爱自由，一言不合就开车，但开关的速度跟不上，还是飚不起来。

　　计算的功能机越强大，需要的器件就越多，器件越多，体积就越大，体积越大，能耗就越高，能耗越高，散热就越大，散热越大，工作时间就越短，工作时间越短，计算机的性能就越受限，不折不扣的死循环。所以要想小型化、民用化、高性能化，就必须在更小的面积上，集成更多的器件。

　　于是就有人想，能不能弄个自动的？基于这种想法，人们开始了探索。20世纪初，量子力学的发展让人类发现了。它可以随着电压变化，在导体和绝缘体之间左右横跳，人们解放了双手，开始用电这种高级物理形式来控制电这种高级能量形式，计算机小型化迈出了重要的一步。

　　罗伯特·诺伊斯，麻省理工学院物理学博士。毕业后在费尔科工作了3年，日常任务就是把器件一个个地焊到一起。日复一日，他烦了，于是想出了一个很赞的替代方案：用激光当画笔，直接在半导体材料上画出所需要的电路，集成电路就此诞生。有了集成电路之后，器件越做越小，半导体加集成电路，就是芯片。现代计算机中，几亿、几十亿的器件集成，就是芯片的功劳。芯片的本质就是无限缩小的半导体集成电路，就是用无数简单的晶体管开关构成的复杂系统。今天在一块一厘米见方的芯片里，可以集成100多亿个晶体管。而随着芯片的诞生，人类也进入了数字化的崭新世界。

　　二、为什么卡住芯片就能掐住我们的脖子？

　　回答这个问题之前，我们先来把世界一分为二地看。一半是我们生活的物质世界，一半是芯片链接的数字世界。中国之声中曾经有这么一段广告：大数据时代，你的指尖每敲击一下键盘，就自动上传为互联网海量数据的一部分；我们每播出一条新闻 ，就成为这个时代数据的一部分。用信息刻录时代，为社会留痕，也续存梦想。

　　这条广告告诉了我们，物质世界当中所有的信息，如重量、声音、影像、消费、健康、情绪，都可以完整地映射到数字世界当中并留下痕迹。比如，城市的交通数据可以被快速传播、计算、预估并长久存储。公路管理部门可以拿这些数据去做监控，做统计。商务部门能得知这个地区商贸、物流规模。电商平台可以规划配送物流信息。我们在网上下单、订货、然后出库、物流，送货上门的过程，都在由数字世界的信息在控制着。

　　而反过来理解，所有的信息经过芯片在数字世界的处理，都可以影响人类原本在物质世界的行为。芯片是物质世界和数字世界的接口，是人类由物质世界进入数字世界的钥匙。今天的芯片所能处理的远不只信息，更包括“力热声光电”等所有的物理变量。

　　电水壶里的温度芯片，把热转变成电信号，进入数字世界；轮胎的胎压传感器芯片，把压力转变成电信号，进入数字世界。马斯克探索的脑机接口，把神经信号转变成电信号，让人的思想进入数字世界。随着人类认知的发展，芯片的接口功能越来越强，数据越发重要。而芯片是数字世界的基石，是物质世界与数字世界的唯一接口，芯片技术的水平决定了信息技术的水平。谁控制了芯片，谁就控制了和数字世界的一切连接。从更深层的意义来说，数字世界的发现，是不亚于地理大发现、两次工业革命、互联网技术普及这样的壮举。它将会为人类将会带来全新的技术革命，带来大量的新需求，创造无数新就业，人类将会再次迎来经济腾飞。而反过来，掌握了货币，能主宰贸易结算；掌握了石油，能主宰货物流通；而掌握芯片，就能主宰数字世界，而卡住芯片不只可以卡住竞争对手的脖子，还能卡住对手的未来。

　　三、摆脱缺芯的困局，距离我们还有多远？

　　 要 回答这个问题，我们就要了解芯片的产业链。首先给出结论：国内IC市场规模大，自给能力不足；中低端产品发展迅速，细分领域实现突破，核心受制于人。中国每年芯片进口规模在3000亿美元以上，超过原油，是我国第一大进口品类。虽然拥有庞大的市场，但由于产业链条长，每个环节均有不小的技术难度，所以和美国相比，我国芯片自给能力弱。截至2020年底，自给率仅5.8%。根据IC Insights的数据显示，2020年全球的半导体市场销售规模4,390亿美元，其中中国市场1430亿美元。抛出中国台湾，2020年中国生产了价值227亿美元的集成电路，进一步剔除台积电、SK海力士、三星、英特尔和联电等在华外资企业，本土企业生产销售了83亿美元的芯片，仅占1430亿的5.8%。

　　在整个产业链的多数环节，我们与国际先进技术之间存在巨大差距，是自给率不足的重要原因。经过多年发展，我们在一些细分领域实现了突破，达到先进水准，如海思的手机处理器等。按照产业链环节划分，具体可以分为设备、材料、IC设计、晶圆代工、封装测试五个领域，每个领域都有一定的门槛，按照国产化率由低到高的顺序，分别为大家介绍。

　　首先是晶圆代工 ，受制于光刻机等关键生产设备的落后，这个领域是国产化中绝对的重灾区。国内大部分芯片公司只做设计，没有自己的工厂，因此要找代工。台积电是该领域的绝对霸主，一家独占全球50%的份额，台积电先进制程的开发进度几乎决定了行业的发展速度。如今华为海思可以设计出世界领先水准的芯片，但是受制于制造工艺和设备，没有台积电和三星代工，就只能停留在图纸上。

　　目前台积电投产了5nm，而今年三星为了与台积电竞争，展示了3nm制程，扬言要明年量产。大陆工厂与台积电的差距在2代以上，最先进的中芯国际还是14nm制程；根据中芯国际一季度披露的财报显示，其收入的主要来源是55nm和150nm低端芯片，各占营收的三分之一，而14nm先进制程的芯片仅贡献了6.9%。对比台积电，一季度5nm营收占比14%，7nm占比35%，两种先进制程占比合计高达49%。

　　 说完代工我们再来看材料 领域。芯片是集成电路与半导体的CP组合，而用在芯片里的半导体就是硅片。当下先进芯片的制程已到了纳米级别，这对硅片的纯度和平整度有极高要求。

　　制造硅片有三个步骤：纯化、拉晶、切割。主要难度在拉晶，拉晶是将纯化得到的多晶硅融化，用单晶硅种接触液面，旋转拉升，得到单晶硅柱。晶柱越粗，切出的硅片直径越大，芯片制造时的效率就越高。

　　主流的硅片有8寸和12寸两种，国内做得比较好的是新昇半导体和中环股份，这个领域未来国产替代的空间很大。但是除硅片外，芯片制造过程中还需要电子气体、靶材、工艺化学品、光刻胶、光刻胶除胶剂、CMP、掩模板等材料。我国厂商在溅射靶材、研磨液上有所突破，但大多数材料仍依赖进口。目前，硅片、CMP、电子特种气体、湿电子化学品，我们国产自给率超过25%，光掩膜版超过20%。但是光刻胶和靶材自给率不足10%，严重依赖进口。

　　第三个领域是IC设计 。这个领域门类复杂，一言难尽。有些门类我们、达到世界先进水平，美国都瑟瑟发抖的那种，而有些领域与国际巨头差距明显，且追赶难度巨大。IC设计类似于做图纸，是设计师根据系统、逻辑与性能的要求，制作具体物理版图的过程。有些企业会将制作的图纸交给代工企业制造，有些则拥有自己的制造厂，海思、高通等属于前者，而Intel、三星等属于后者。根据功能的不同，可以分为多个子类：

　　首先是微处理器：在PC端，国产实力较弱，重在参与；在移动端，华为海思已经可以设计出世界先进水平的处理器。而紫光展锐的中低端处理器已经成功应用于许多手机厂商。不过无论海思、展锐还是高通、苹果，设计芯片时都使用了ARM架构，所以ARM才是这个领域的隐形霸主。

　　之后是存储器：主要被三星、海力士和美国美光垄断。存储器国产化率非常低，我国最近几年在存储器领域投入巨资，最拿得出手的是紫光集团旗下的长江存储，未来有可能会打破垄断。

　　微控制器：目前国内高端市场被国外厂商占据，国内仅有中颖电子和兆易创新在中低端实现国产化，主要是锂电池管理芯片，小家电主控芯片等。

　　数字信号处理器和模拟电路：同样被国外垄断，国内仅在军用领域有一些突破，民用领域差距很大。与国际巨头差距明显，且追赶难度巨大。

　　第四个领域是设备 ，所有的生产都离不开设备，IC对设备的依赖更强。设备可分为晶圆制造设备、封装设备和测试设备等。晶圆制造设备又分为刻蚀机、光刻机、薄膜沉设备、CMP设备、检测设备等。其中光刻机的技术难度最高，目前被荷兰厂商ASML垄断。EUV是先进制程IC制造的重要设备，是人类科学史上的奇迹，目前仅有ASML可以制造，短期国内在这个领域实现突破的可能性几乎为0。

　　另外一个比较重要的设备就是刻蚀机，刻蚀设备的难度远远低于光刻机，中微公司的等离子体刻蚀设备已被广泛应用于从65nm到7nm 的IC加工制造及封装。另一个国产IC设备龙头则是北方华创，可以制造等离子刻蚀、物理气相沉积、 化学气相沉积、氧化/扩散、清洗、退火等半导体工艺装备。在设备领域，除光刻机外均有所突破，未来也是国产替代的重点。

　　最后一个领域是封装测试 。它是集成电路产品的最后一段环节，技术相对容易。封装和测试是两道工序，封装是把电路包起来，外部留出接触的pin脚；测试则是检测芯片的性能满足设计要求。国内封测领域有三大龙头，分别是长电科技、华天科技和通富微电，三家均进入了全球封测行业的前十。这是我们在芯片产业链上唯一不需要仰人鼻息的领域。

　　 总结

　　在视频的最后，又到了总结的时刻。下笔之初我曾经反复告诫自己，只谈产业，不提美国！但是芯片冗长复杂的产业链，却让我们根本无法回避。系统看谷歌，芯片看高通，设备看阿斯麦，生产看台积电，这些都和美国有着千丝万缕的关系。尽管华为海思有世界上领先的芯片设计能力，但仅靠一个点，依然无法打造出高端的芯片。今天，中国自主生产的光刻机，精度为90纳米，而阿斯麦的光刻机，却已经在台积电量产5纳米制程的芯片。一个光刻机的背后，是整个西方数十年工程技术经验的积累，是理论研究、材料技术、设计、制造水平的完美融合。美国人为了一个零件的参数，几十年间做了无数次调整；德国人为了一枚镜头的性能，出厂之前反复打磨上百万次；而正是由于过去几十年来的积累、和苛求，才有了ASML豪言：公布图纸，别人也造不出一样的光刻机！科研的道路上没有捷径，没有弯道超车，唯有不懈的苦功！前人如此，我们，亦当如此！

　　建国后，凭着我们的吃苦耐劳，凭着我们的聪明才智，也凭着我们的砥砺奋进。我们解决了温饱，实现了小康。而今天，我们再次站到了历史的十字路口。小小的芯片，是人类进入数字世界的钥匙，是科学技术未来发展的趋势，也是承载国运和民族未来的支点。我们要如40年前日本一样妥协放弃？还是要披荆斩棘，如当年造原子弹一样，拿出一万年也要搞出来的决心？答案留给历史来记录。

　　三连不吃亏，关注有收获！我是首席君，大家下期见！

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