[原创] 美国芯片制造行业的黄昏

美国半导体制造行业已经进入衰退多年，在过去十多年里美国本土的先进半导体制造行业纷纷移向海外，在美国本土的半导体制造巨头仅剩Intel。而随着半导体制造技术的发展，先进工艺节点的研发需要海量资金，这使得先进半导体制造行业越发向集中化的方向发展，即仅有几家公司能继续保持研发，其他无力投入海量资金的公司则不得不退出先进半导体制造的竞争赛道，而转向去做其他投入较小的半导体制造赛道。

在全球半导体制造竞争的格局中，我们看到亚洲正在主导整个行业：在目前尚在积极投入最先进半导体工艺节点的公司中，亚洲有两家（三星，台积电），美国只有一家（Intel），而且Intel的整体技术处于落后的位置。

过去五年内，随着国际形势的变化，美国政府也在试图挽回其在半导体领域的颓势，其主要思路是通过财政补贴的办法让半导体行业重回美国本土。2021年一月，美国国会通过了CHIPS法案，原则上在为在美国本土的半导体行业提供520亿美元的补贴。然而，CHIPS法案通过不代表补贴的资金能真正到位，具体从哪里拨款来补贴半导体行业还需要由今年的国会来决定，换句话说国会对于CHIPS法案的拨款方案一日不通过，美国给半导体行业的补贴就不会真正开始。

半导体行业一度对CHIPS法案的财政补贴较为乐观，而且520亿美元的补贴力度也确实吸引了不少半导体制造行业的巨头在美国加大投资。美国本土半导体巨头Intel首先响应，宣布将在俄亥俄州建造大型先进半导体加工厂，投入将达1000亿美元，瞄准的则是预计在2025年量产的最先进的25A和18A工艺。三星在去年宣布将在德克萨斯州投入170亿美元建造新的半导体制造设施，台积电也在这些财政补贴的吸引下开始在亚利桑那州建厂。除了半导体fab之外，晶圆制造领域的最大供应商之一环球晶圆也宣布将投入50亿美元在德克萨斯开设晶圆制造厂，如果正式建成则将是20年内第一家在美国本土的晶圆制造厂。

然而，随着CHIPS法案的具体拨款方案在美国国会陷入僵局，美国雄心勃勃的本土半导体制造计划可能也会成为泡影。该法案的拨款方案在国会的讨论陷入了党派之争，尽管民主党和共和党都同意需要对美国本土半导体行业进行大量补贴，但是补贴资金来自哪里仍然无法达成一致。随着国会将在8月进入休会期，在8月之前达成一致将会成为该法案最终能否在今年通过的关键时间节点，留给国会的时间正在越来越少。

而前文提到的一些被该法案吸引而准备大笔投资美国本土半导体的巨头也正在准备另一套计划。Intel已经无限期推迟了原定在七月二十二日举行的俄亥俄州Fab破土动工仪式，而且CEO Pat Gelsinger在上周明确表示如果CHIPS法案的拨款无法及时通过，Intel将会取消在美国大笔扩建的计划，而会转向去欧洲建厂。环球晶圆也明确表示了如果USICA法案无法通过，将会取消在德克萨斯州的建厂计划。台积电虽然没有明确表示对应计划，但是公司已经在之前表示在亚利桑那州的建厂投入成本超过了预期，估计如果拨款无法通过则亚利桑那州的建厂计划将会缩水。

Intel CEO Pat Gelsinger上周发推催促国会及时通过CHIPS法案的拨款方案否则俄亥俄州的工厂无法正式动工

随着半导体行业的周期从两年前开始的缺货过热周期走向未来几年的需求下滑周期，预计越来越多的半导体厂商将会把成本和政策补贴作为投资方向的重要考量。而成本已经不占优的美国如果无法通过有吸引力的补贴方案，那么海外半导体公司基本都不会考虑来美国建厂，甚至美国本土半导体巨头也会进一步迁往海外。Intel CEO Pat Gelsinger宣布考虑去欧洲建厂的发言就是一个很明确的信号，即如果CHIPS法案的拨款得不到通过，美国的半导体制造行业将会进一步衰退。

美国半导体制造行业曾经辉煌一时。在半导体行业刚刚兴起的时候（上世纪五十年代），几乎所有的半导体制造都在美国本土完成，而Intel也以摩尔定律的速度引领全球的半导体制造技术高速迭代和发展。然而，时至今日，根据波士顿咨询和美国半导体行业协会（SIA）的报告，美国仅有12%的全球半导体制造份额。

从几乎独占所有市场到仅剩十分之一，美国半导体制造行业的衰退可见一斑。其中最主要的原因首先是成本，第二是行业生态，包括上下游供应链等。

与其他国家，尤其是亚洲相比，美国的半导体制造成本明显要高，这些成本一方面来自于美国的建设成本较高，另一方面也来自于美国的人才成本。美国虽然能提供最尖端的技术人才储备，但是对于半导体制造行业需要的工程人才却储备不足，根据美国Eightfold AI的行业报告，美国目前半导体制造行业的人才缺口为70000到90000，比例高达50%。换句话说如果需要在当下立马把人找齐就会需要付出更高的成本。这一点在上个月TSMC的发布会上也得到了印证，TSMC的刘德音表示在美国亚利桑那建厂招募人才比预想中要难不少。当然，成本问题可以由政府补贴的形式来部分解决，这也是美国在政府宣布大手笔补贴计划后有许多半导体巨头想要加大投资的原因，但是一旦这样的补贴无法实现那么成本将会是美国半导体制造行业缺乏竞争力的一个重要原因。

台积电主席刘德音在年度股东大会上讨论美国建厂遇到的困难

除了成本之外，整体供应链也是限制美国半导体制造的一个原因。随着整体电子行业供应链离开美国进入亚洲，与半导体制造相互接口的上下产业链也在离美国越来越远。通常而言，整个产业链上下游都在接近的地理位置是最有利的，包括芯片制造、封测、PCB板制造以及整体电子系统的组装，而如果有一些核心环节远离其他上下游，则会给整体生产带来挑战，包括运输的时间和成本，协调的难度等等。在这一点上，亚洲（尤其是中国的深圳和台湾）的整体供应链最为完整，而相对来说美国的供应链完整度并不高，即使在美国生产芯片，但是其他环节例如PCB板和组装等都必须到美国之外的地方完成，这也给美国半导体制造行业带来了挑战。

从长远来看，除非美国能长期坚持大量投入半导体行业，否则半导体制造业在美国本土的衰退仍将是大概率事件。这次的CHIPS法案拨款能否通过将会是美国有没有决心投入半导体行业的一个重要信号，如果该法案搁浅那么半导体行业对于美国的信心也将会继续下滑，估计会进一步移出美国本土。而如果美国以CHIPS法案为一个标志开始长期大量投入半导体行业（可能性并不大），那么美国还是有可能能在本土以十年之功慢慢培养出一套能满足其核心需求的半导体制造和相关产业链。

对于美国来说，其核心诉求或许并不在于美国半导体制造产业重回世界领先地位，而更多地是要确保能满足美国的国防等敏感领域的需求，以及确保在下一代半导体制造等核心技术上美国不要落后；因此我们认为从半导体制造的市场份额来看，无论USICA法案能否通过，在近几年内美国半导体行业并不会有多大增长，甚至可能会进一步下滑。

亚洲在半导体行业的领导地位并不会受到美国的挑战，尤其是在先进半导体制造和封测行业，亚洲公司拥有全球最领先的技术（台积电和三星），同时亚洲也有最完整的供应链，未来亚洲仍然将会成为全球的半导体以及电子行业制造集成地。

除了亚洲之外，欧洲在半导体领域也雄心勃勃，欧盟在今年二月发布的EU Chips法案预计将会给半导体行业拨款430亿美元，而这也吸引了不少巨头企业，包括Intel和GlobalFoundries在欧洲进一步加大投资（例如Intel宣布将会在欧洲投资800亿美元建厂，而GlobalFounreis则在上周刚刚宣布与ST Microelectronics合作投入数十亿美元在法国新建一个300mm以生产22nm FD－SOI Fab。根据EU Chips法案，欧洲希望能在2030年拥有全球20%的半导体制造市场份额。这一目标能否实现还是个未知数，但是欧洲确实有可能在一些差异化领域（例如汽车电子，模拟和混合信号工艺，而非最先进的半导体工艺）拥有一定的竞争力，以满足本土的需求。

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