那些年，美国走过的半导体产业保护之路
2019-11-23
14:00:25
来源: 半导体行业观察
早在中美贸易摩擦公开化之前，美国就启动了国会半导体核心会议，专门研究半导体产业政策。
2016年、2017年初，美国国会研究服务中心和总统科技顾问委员会先后发布两个报告提出需要对中国半导体产业发展进行遏制的观点，并不约而同地提出对美国半导体产业发展创造更好环境的政策建议。
回顾历史“，看得见的手”，也就是美国政府作为半导体产业的最大风险投资者和战略设计者，为半导体产业的发展提供了绵长动力和绝佳生长环境。
从历史的角度梳理美国半导体产业发展中的关键要素，对我们理解半导体行业的自主发展模式，理解中美贸易战下的产业、科技应对策略十分重要。
早在中美贸易摩擦公开化之前，美国就启动了国会半导体核心会议，以专门研究半导体产业政策。
美国上下对于该领域的核心竞争力涨落十分敏感。
和先前受到日本威胁一样，美国认为其半导体产业受到中国威胁时，应通过政府主动出手干预来维持其领先地位。2016年、2017年初，美国国会研究服务中心和总统科技顾问委员会先后发布了《美国半导体制造：产业趋势，国际竞争和联邦政策》（“Semiconductor manufacturing inAmerica:industry trend,international competition and federal policy”）以及《向总统报告：确保美国半导体的长期领导地位》
（“Report to the President:Ensuring Long-Term U.S.Leadership in Semiconductors"）。
这两个报告除了提出需要对中国半导体产业发展进行遏制的观点之外，都不约而同地提出了对美国半导体产业发展创造更好环境的政策建议：
1.对于科学领域持续投入，并且继续吸引全世界的人才；
2.美国需要在先进技术领域增加投资，必须扭转近年来美国基础研发经费增长停滞的趋势；
3.推进税收改革。美国在1978年和1982年通过的《研究与开发法案》规定企业用于R&D的盈利部分不予征税以及《S项修改法案》规定知识密集型公司可以少交1/3的税款。美国政府需要给从事高科技研发的企业更多的税收优惠；
4.在基础设施方面加大投入，使得半导体产业达到规模经济及技术创新所需要的成本更低。
在外国投资限制方面，计划对中国在美的半导体、5G等投资进行限制。
美国财政部拟将这些限制形成法案，并为美国外资投资委员会（CFIUS)扩权，来对中国的投资收购设置更加苛刻的条件。
其中，某些提案已体现在美国国会拟议的"外国投资风险评估现代化法案"中。近两年，美国政府否决了一系列的中国半导体企业对美国半导体企业的收购（表1）。在半导体领域，2018年一季度CFIUS仅批准了唯一一起中资企业收购案—北方华创微电子收购美国半导体设备生产商AkrionSystems，这笔交易价值仅1500万美元。
中兴解禁付出巨大代价，中方在此事件上表现出更加克制的策略。
在反复斡旋之下，特朗普政府的商务部同意在中兴通讯缴纳总计17亿美元罚款的条件下解除为期7年的出口禁令，《国防授权法》也未在国会通过。
从历史的角度梳理美国半导体产业发展中的关键要素，对我们理解半导体行业的自主发展模式，理解中美贸易战下的产业、科技应对策略至关重要。
经历过八十年代美日冲突，美国这一次可以说是故技重施，分别利用了贸易保护政策、外国投资限制的手段，打压中国以半导体产业为首的高科技领域发展。我国半导体产业起步时间短，尚处在幼稚期。美国在贸易战中显示出对于我国核心产业的针对性，将中国推到了必须自主发展集成电路及半导体产业的阶段。从美国的经验中，可以看到政府产业政策对于产业发展至关重要作用。中国应该根据半导体产业的特点，设计适合中国发展的半导体产业政策，从资金、技术推进、产业结构与组织等这几方面来加强中国的半导体产业竞争地位。
一、产业幼稚期，美国政府是半导体行业最大风险投资者
回顾历史，“看得见的手”，也就是美国政府作为半导体产业发展的最大风险投资者和战略设计者，对半导体产业的干预才真正是为其提供了绵长的发展动力和绝佳的生长环境。
美国半导体产业自上世纪50年代以来，历经行业起步、发展、全球化各个阶段，依旧保持着世界执牛耳者的地位。纵观其发展史，可以发现美国政府在产业演进过程中不仅仅只是充当“市场失灵“时修补者的角色。在半导体产业发展的不同时期，美国政府从资金、技术推动、产业结构和组织转变等多角度进行了主动干预和战略调整。
一方面，美国政府作为半导体产业最大的风险投资者，通过直接采购支出、半导体研发资助，带动私人资本的研发、投资。另一方面，美国政府在产业高速增长期鼓励竞争性产业结构的形成。更为重要的是，在面临国际竞争的情况下主动介入产业重组，并利用贸易政策打压外国竞争者。
（一）政府采购为美国半导体产业幼稚阶段提供“需求拉力”
二战之后，半导体成为美国工业发展体系中的重中之重。
二次世界大战之后，面对苏联军事、科技的竞争，美国各界一致认为美国的科技优势以至“国家安全”受到威胁。
1957年，苏联发射第一颗人造卫星，对美国朝野震动极大。发展尖端武器系统、航天科技，对于军用、宇航设备所使用的电子元件提出微型化、轻型化的要求成为必要。
1950年代初始发展阶段，私人资本缺乏进入半导体产业大规模投资的动机，美国政府几乎不计代价地对半导体产业进行投入。
像晶体管、微处理器芯片以及动态随机存取存储器这类半导体固态电子器件研发成本、风险极高，投入周期长、技术更新快。著名的半导体研发的机构和企业，比如属于AT&T的贝尔实验室以及德州仪器都是此阶段得到美国军方大量的采购合同。以德州仪器为例，1954年其开发的硅面结型晶体管被美国军方相中，大规模采购应用于雷达、导弹系统，其划时代发明—集成电路又从军方接到大量订单，为其后续发展奠定了基础。
1955年到1970年，美国政府占半导体设备采购全部出货量的40%以上。
美国半导体设备出货量从几乎为零到达14亿美元左右。
1962年之前，政府对半导体设备采购都在40%以上，最高时曾经到达过50%左右。60年代中后期，随着民用、商业应用广泛开启，半导体行业进入高速增长阶段，政府采购不再是市场需求的主要来源，美国政府对于半导体设备的采购数量依旧稳定在20%以上。
在集成电路发展的起步阶段，市场规模的扩大、需求的创造则几乎完全依赖政府的采购支持。
集成电路问世后，由于风险较大，私人企业犹疑不定。比如1960年，IBM公司就最终决定放弃使用单片集成电路作为计算机的核心元件。相反，美国政府在多种方案中选择了集成电来作为技术标准。阿波罗宇宙飞船导航计算机、改进后的民兵式导弹的制导系统中广泛应用集成电路元件。20世纪60年代初期，美国“阿波罗”登月计划等所需要的集成电路产品占该产品总销售额的绝大部分。
在私人投资不足的阶段，政府大量采购所提供的资金正好可以用来作为企业研发的“活水”。
50年代中期到60年代初，至少70%到80%半导体企业研发经费从政府的采购合同中获得。据美国商务部1960年的统计，美国军方在20世纪50年代末为购买电子原件、设备所付出的平均单位价格大约是私人用户的两倍。例如，仙童公司为开发平面型晶体管新技术陷入流动性困境，空军“民兵导弹计划”和其签订150万美元硅材料晶体管供货合同，使其研发资金紧张的情况得到大大缓解。
政府创造的产业需求让半导体企政府创造的产业需求让半导体企业迅速强化学习曲线的学习效应，产业将外生资源转化为内生动态比较优势，使得产业发展获得持续动力。
政府采购对于设备性能标准高于一般水平，并规定在短时间内达到要求，这加快了技术更新的节奏。也就是说，政府支持让企业能够迅速地在学习曲线中往下移动，取得生产规模效应，降低产品成本。通过降低成本，产品有了大规模商用前景，走上自我研发、市场扩张，螺旋上升的产业发展道路。
随着产业逐渐发展、市场规模扩大，越来越多的风险投资以及企业自身资金投入到研发当中，推动半导体、集成电路产品的技术升级。
政府大规模地对半导体和集成电路产品采购，政府资金引导相当于发送了明确的信号，让企业和资本都确信政府对于发展该产业有巨大决心。以通讯设备研发资金为例。1965年到1979年美国半导体产业蓬勃发展阶段，来源于政府之外的通讯设备研发资金比例在逐年提高（表2）。从1958年的《小企业投资公司法》到1993的《信贷担保法案》，美国共颁布了十几部相关的法律。这些法律极大地推动了风险投资的发展，推动了半导体的技术创新、产业化。
半导体产业在上世纪70年代逐渐进入成长期，美国政府直接采购比例逐渐缩小，但开始更加注重对于企业研发项目直接的支持。
与幼稚阶段相比，政府对于市场的直接干预减少了。这并不意味着政府对于半导体和集成电路产业的资金投入就停止了。这一阶段，市场需求扩张、企业开放竞争导致能否通过持续研发、技术进步来赢得竞争对企业生存至关重要。
根据NSF的统计，信息技术（电子工程和计算机）领域从美国政府获得的研究资助额度长期居所有行业的前列。
仅次于生物医学，和美国政府长期大量资助的物理学领域并驾齐驱，2000年之后有逐渐超过的趋势。
具体看信息技术领域的资金来源，除了70年代初期NASA投资相对比较高以外，国防部所提供的研究资金是主要来源。
美国半导体产业进入增长阶段，而日本和欧洲的半导体厂商暂时处于追赶的状态中，还未能形成足够的竞争能力。在这样的情况下，美国政府对于半导体产业的直接干预相对淡化，主要在制度上为企业间的充分竞争扫除壁垒。
1、政府积极鼓励“后备供应来源(SecondSource)”策略，加速尖端技术向市场的扩散。
美国政府担心集中采购半导体和集成电路产品会带来对单一供应商的依赖。因此，政府积极地给众多新加入的厂商提供采购订单。政府也积极建议其供应商开辟“后备供应来源”。政府计划的承包企业大多都与多个元器件供应厂商签订了合同。这使得尖端技术在整个产业内部广泛、快速地扩散。
2、实施反托拉斯法禁止行业垄断，消除了新厂商进入半导体行业的壁垒，刺激具有活力的产业结构的形成。
1940年代末，隶属于AT&T的贝尔实验室在固态电子器件方面取得重大研究成果。AT&T试图以高价销售晶体管以及专利证书来维持其在市场的垄断。1949年美国司法部展开反托拉斯诉讼，最后的结果是1956年AT&T公司被要求限制其在电子通讯服务和设备方面的商业活动，并且对寻求获得AT&T专利的新进入者以“合理”的正常价格出售许可或者以专利交换的形式允许其他厂商使用AT&T的专利。
3、在美国半导体产业的高速成长期，公司分立(spinoff)在政府创造的宽松且鼓励竞争的环境中盛行。
据统计，在公司分立最高峰时期的1971年，在硅谷从已有公司分立出来的公司和从无到有新成立的公司的比例达到了4：1。其中最具有代表性的是从肖克利实验室出走的八位曾经被戏剧性地称为仙童“八叛将(TheTraitorousEight)”。他们成立了仙童公司，发现了集成电路发展的“摩尔定律”。
上世纪70年代初，美国半导体产业形成了高度竞争性的产业结构。
从政府干预，到管制放松，这实际是连续的过程。
事实上，具有高度竞争性的美国半导体产业的形成，本身就是美国政府前一阶段政策以及在高速增长阶段战略性地鼓励高度竞争产业结构的直接后果。
（1）美国TOP4、TOP8半导体厂商交货量占整个产业交货量比急剧下降；
根据美国商务部数据，1965年，美国最大的四个、八个半导体厂商的交货量占整个产业交货量的69%、91%；
1972年，这个比例下降到53%、67%。
（2）1966年到1971年，半导体产业净收入占总销售额之比每一年都低于制造业整体的平均水平。
1966年到1971年，半导体元件产量大幅度上升，新加入厂商的数量也达到高潮，然而半导体产业的净收入占总销售额之比却从1966年的5.3%，下降到了1971年的2.7%。
反过来，平均利润的降低促使厂商提高研发效率。
（3）技术、市场领先者在迅速地迭代和更新，留存概率不断走低。
例如，1955年排名前十的厂商，在20年之后依旧能够榜上有名的，仅剩下3家。
并且通过计算每隔十年的留存概率，可以发现在竞争加剧的产业增长阶段，比起步阶段留存概率更低。
上世纪70年代是美国半导体产业发展的黄金期。
美国的半导体厂商的出货量和市场占有率均牢牢占据着世界的领先地位。
四、在日美贸易战中，加强行业整合、采用保护性行业政策
上世纪80年代开始，美国半导体逐渐被日本超越。
这背后是半导体生产的国际化进程拉开大幕以及产业技术的变革。
随着“摩尔定律“的发现，半导体元件集成度越来越高，半导体厂商后向集成、垂直集成的需求越来越强。日本公司本身就是垂直集成的大型公司，且处在反托拉斯法灵活运用的环境中，美国企业在竞争中逐渐陷入劣势。日本企业的渗透，以及美国企业将部分半导体产品生产移至海外，美国半导体的出货量从占全世界的60%左右下滑并被日本超越。
美国半导体产业高度竞争的格局不足以应对半导体产业发展的趋势，美国政府着手行业整合、并采用保护性的产业政策。
美国的高度竞争格局造成大规模集成时代的技术开发、产品生产成本急剧上升。
在整个70年代，集成电路的设计成本增加了五倍以上。半导体产业的平均利润水平相对较低导致厂商内部资金有限、外部融资环境不利。这种困境极大地限制了半导体厂商“后向集成”能力。
面对日本半导体产业的威胁，美国政府重拾“看得见的手”，对内调整半导体产业结构，对外致力于打压日本政府对其半导体产业国际竞争力的影响。
总统里根宣称“美国半导体产业的健康和生命力对于美国未来的竞争能力至关重要。
我们不能容许这一领域受到不公平贸易的危害”。
第一、美国国内放松反托拉斯法的呼声达到高潮，认为美国政府必须从世界市场竞争的角度来考察公司竞争的行为。
后向集成、垂直集成的内在要求是提升公司规模。美国政府80年代后逐步放松反托拉斯法的限制。美国反垄断政策的重要规章—《并购指南》和《横向并购指南》1982年、1984年和2010年被重新修订。在相对宽松的反托拉斯气氛下，美国半导体产业内的并购案数量从80年代迅速上升。例如，1980年到1985年间发起方为美国半导体企业、价值高于一百万美元的并购案数量平均每年6起左右，而1986到1990年间上升到约18起，而1991年到1996年之间平均34起。
第二、美国计算机和半导体公司组成研究开发联合体，扩大科研总体规模，提高资源的利用效率。
1982年，由美国11家芯片制造商和计算机公司集资400万美元组建了“半导体研究公司(SRC)”，致力于半导体技术的基础研究。刚刚成立4年，SRC的成员就发展到了36个，预算从原来的400万猛增到了1800万美元，参与资助美国大学中一半以上的有关硅材料半导体的研究项目。到了1987年，美国政府在1987年拨款1亿美元，引导l0多家半导体企业组建了半导体制造技术战略联盟(SemiconductorManufacturingTechnology)，促进企业之间的开发援助、研发合作、规范统一技术标准等。
第三、政府加大对半导体的研发资助，稳定行业投资，应对日本挑战。
上世纪80年代由于日本半导体企业的挑战，美国半导体企业的市场占有率一度失去了世界头把交椅的地位。政府在80年代末源源不断地输送研发资金。从1986年到1994年，半导体电子设备研发资金来源于政府资助的比例从7%左右上升到13%，为美国半导体产业重振旗鼓提供了重要的保障。
第四、在对外压制日本政府半导体产业政策影响力方面，美国政府开始采用极具保护性的贸易政策。
1985年美国半导体产业协会(SemiconductorIndustryAssociation)以1974年贸易法下的301条款对日本半导体厂商发起反倾销的诉讼，美国政府开始逼迫日本政府进行半导体产业谈判。1986年9月，谈判的结果《美日半导体贸易协定》正式生效。主要内容是：（1）日本必须更加开放本国的半导体市场，允许外国厂商进入；（2）不得对美国半导体市场进行倾销。
1987年，美日的冲突升级，宣称日本并没有完全遵守《美日半导体贸易协定》，美国政府宣布将会根据301条款对日本进口到美国的产品加征关税。日本为了避免更大的冲突，其回应是会遵照协定鼓励更多的美国半导体产品出口到美国，并且提高日本半导体产品销往外国的价格。美国在1987年和1988年还分别成立了国际半导体合作中心（）以及外国半导体使用者委员会（User’sCommitteeofForeignSemiconductors）来监督《美日半导体贸易协定是否》得到遵守。
由于价格提升，加之日元在“广场协议”之后持续不断升值，日本半导体企业的国际竞争力开始逐渐回落。
到了1991年日本半导体厂商的市场占有率又重新被美国夺回第一的位置。
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