芯片法案落地一年后,对中国产生哪些影响?

2022年8月9日,美国总统拜登正式签署《芯片和科学法案》,至今已经过了颁布一周年的期限。该法案的出台旨在重塑全球半导体产业链,旨在提升美国本土的芯片生产制造能力与尖端半导体的研发能力。

然而,“芯片法案”囊括了一些针对中国的限制措施,也因此该法案在发布之初就引起了供应链、制造业乃至投资界的不安。那么时至今日,该法案究竟对中国的半导体行业带来了哪些影响?本文将对这一问题展开分析。01“芯片法案”具体内容

“芯片法案”,从整体结构而言,分为三大部分:第一部分为《2022年芯片法案》,主要为半导体产业提供专项拨款与税收抵免政策,包括:1、拨款约527亿美元促进半导体制造;2、拨款15亿美元助力无线技术发展;3、禁止受益企业在华参与任何重大交易包括实质性的扩大在华半导体制造能力;4、针对先进半导体制造业提供25%的投资税收抵免。

第二部分为《研发、创新和竞争法案》,主要为美国其他关键技术领域(如航空航天)和基础理工学科研发提供相关的拨款,包括:1、拨款1699亿美元促进研发创新;2、针对中国作出了禁止性或限制性规定,中国企业未来在参与美国制造计划、获取美国基金资助以及引进外部人才等方面均会受到不同程度的影响。

第三部分则为给美国最高法院为应对本法案而进行的拨款。

值得注意的是,美国除了通过高额资金补助和税收抵免政策将芯片产业链虹吸到美国的同时,还通过设定所谓“护栏条款”迫使半导体国际企业“选边站”。即接受美国联邦资金补助的企业,在10 年内不得扩大或提升在中国的先进芯片产能。

“护栏条款”的设立带来两种主要影响,其一,最直接的影响——先进制程技术/产品的缺失;其二,该条款不适用于成熟制程产能扩张的情形,以及新建成熟制程产能但主要供应“受关注外国”国内市场的情形。这表明,美国既不想放弃成熟制程在中国的市场,又企图单方面利用中国的制造能力满足自身产业发展需求。

“芯片法案”签署至今已有为期一年的时间,也是时候细数一下,它究竟给中国半导体市场带来了哪些改变。02禁止受益企业扩大在华先进制程研发制造美国为了打压中国半导体先进制程技术的发展,主要采用两种举措,分别为芯片法案中禁止受益企业扩大在华先进制程研发制造以及后续的设备、软件等出口管控。

说到禁止受益企业扩大在华先进制程研发制造,最先想到的便是台积电、三星、SK海力士三大公司,这些企业如果接受“芯片法案”的补助,就意味着他们在中国建造或扩大先进制程晶圆厂的计划受到限制。

台积电在中国设有两个晶圆代工厂,分别是上海的10厂和南京的16厂。10厂主要是针对成熟制程的产线,包括55nm、65nm,甚至180nm等,产能较大,约十几万片晶圆。16厂主要制造12nm、16nm工艺的芯片,月产能较少,大约2万片晶圆,可以看到的是,台积电在中国工厂布局的先进制程(14nm及以下)晶圆产能本就不多。2021年台积电公布在南京建设12英寸晶圆厂计划,该厂计划耗资28.9亿美元(约合186.56亿人民币),将生产28nm芯片,产能规划为4万片。而芯片法案的签署时间是在2022年8月,这也意味着,本身在台积电的规划里,南京16厂就是为了部署和增加成熟芯片产能。

再看三星和SK海力士。三星在西安及苏州分别设有 NAND Flash 和封装工厂。三星西安晶圆厂最先进的产品为128层3D NAND。SK海力士在无锡设有DRAM生产工厂,在重庆设有芯片封装工厂,在大连设有NAND工厂,无锡晶圆厂最先进的产品为17nm DRAM。从芯片制程上看,17nm DRAM不属于先进制程的范畴。

不过,随后在2022年10月,美国商务部工业和安全局(BIS)发布了新的芯片出口管制措施,对向中国出售半导体和芯片制造设备进一步限制。根据BIS通告,将禁止企业向中国供应先进的计算芯片制造设备和其他产品,为向中国出口IC半导体制造“设施”增加了新的许可证要求。中国实体拥有的设施许可证将面临“拒绝推定”,跨国公司将根据具体情况决定。美国供应商若向中国本土芯片制造商出售尖端生产设备,生产18纳米或以下的DRAM芯片、128层或以上的NAND闪存芯片、14纳米或以下的逻辑芯片,必须申请许可证并将受到严格审查。

叠加这项管制,三星和SK海力士两家公司在中国大陆晶圆厂最先进的技术制程,最终是超出了美国新规的限制要求。

不过,值得注意的是,这两家工厂此前均已获得了美国商务部的豁免许可,使得他们一年内位于中国大陆的晶圆厂的生产都将暂时不会受到禁令的影响。芯片法案的限制其实并未对中国半导体市场造成太大影响,后续16nm/14nm及更先进制程芯片制造设备的管控才是真正握住国产高端芯片的咽喉,也因此倒逼了国内本土存储企业的快速发展。在最近一年里,中国有不少优秀存储厂商崛起,比如:佰维存储、江波龙、兆易创新、澜起科技等,市场导向也逐步向国产产品偏移。

2022年三星在中国西安的半导体公司净利润同比下降63%,同年SK海力士在中国无锡子公司营收同比下降26.4%,净亏损超过600亿韩元(约合24亿元人民币),与之形成对比的是国产存储芯片厂商普遍业绩大涨。03先进制程有所折戟,成熟制程来弥补芯片法案以及后续政策的出台确实减缓了中国先进芯片制造能力的发展,不过基本上没有影响中国使用14纳米及以上芯片技术的能力。其实对中国的市场来说,聚焦成熟市场反而不失为更适合中国半导体产业发展的举措。

中国企业建设新工厂的速度极快,根据国际半导体产业协会的数据预测,到2026年,中国将建造26家使用200毫米和300毫米晶圆的晶圆厂,而美国只有16家。

中国到底能拿下多少成熟芯片市场?成熟芯片又蕴含多大的市场价值?

以全球视角来看,成熟工艺仍是主流。根据TrendForce数据显示,2021 年晶圆代工厂中,成熟制程仍占据76%的市场份额。2022 年全球晶圆代工厂年增产能约14%,其中十二英寸新增产能当中约有65%为成熟制程(28nm 及以上)。

在世界三大晶圆代工巨头(台积电、联电、格芯)的产能分布中,台积电成熟工艺约占总产能的64%。联电更是直接放弃先进制程,专注成熟工艺。格芯成熟工艺产能约占83%,退出10nm 及以下先进制程。从全球视角来看,这三大代工厂的成熟工艺约占总产能的74%。联电、格芯早已退出先进制程的竞争,专注于成熟工艺的扩张。成熟芯片的市场份额足以见得有多重。

再看中国的芯片市场格局,中国有七成的芯片都是28纳米及以上成熟工艺芯片,诸如家电芯片、汽车芯片等大都采用成熟工艺,因为成熟工艺成本更低、芯片可靠性更高,这类产品使用周期可能长达10年,成熟工艺也可以确保芯片有更长的使用寿命。

信息消费联盟理事长项立刚曾表示,以往美国专注打击中国的先进制程技术,但事实上,目前市场上应用最广、最赚钱的依然是传统芯片,只有超算、智算等少数领域才需要先进芯片。他分析称,中国是全球最大的芯片需求市场,2018年前,中国芯片自给率是5%,2022年,这一数字达到17%左右,今年中国芯片的自给率很可能会提高至25%。而中国自给自足的芯片主要是由传统芯片组成,这意味着美国对华出口的传统芯片市场急剧减小,对美国芯片市场带来巨大冲击。这一冲击在上文三星和SK海力士的业绩报告中也有所映射。04产业回流未见其果,中国市场至关重要

在“芯片法案”签署后的一个月,美国便迎来建厂热潮。台积电、三星等全球芯片制造巨头均在美国建厂,相关投入高达2310亿美元。根据美国商务部最新官方公告称目前已收到 460 家公司的申请,只是政府机构希望就补贴事宜展开更细致的磋商,目前并未开始发放补贴。

美国政府为了确保推进该补贴项目,特别组建了 140 多人的专家团队,制定相关细则,评估补贴者是否符合要求。

根据此前报道显示,在 527 亿美元中,美国商务部会拿出390 亿美元用于(当前约 2815.8 亿元人民币)制造业补贴项目;110 亿美元(当前约 794.2 亿元人民币)用于建立国家半导体技术中心,将服务于美国公司的半导体研发,只是目前尚未敲定地址;此外还为芯片工厂建设提供 25% 的投资税收抵免,预计价值 240 亿美元(当前约 1732.8 亿元人民币)。

这一阵仗看起来轰轰烈烈,那么各芯片巨头的实际建厂情况如何了?05台积电美国建厂问题重重

台积电在美国建厂遇到的问题,主要有四个方面:成本、人才、文化和政治。这些问题都给台积电带来了巨大的压力和挑战。

成本方面,台积电在美国建厂的成本远远高于在亚洲建厂的成本。据台积电自己透露,美国建厂的成本是原来的四倍,而据其供应商透露,甚至是原来的十倍。

人才方面,台积电在美国建厂面临着严重的人才短缺和流失问题。美国的芯片制造业已经落后于亚洲多年,缺乏足够的工程师和技术人员。而且美国的教育体系也没有培养出足够的制造业人才。

文化方面,台积电在美国建厂也遭遇了中美文化冲突和沟通障碍。台积电是一个典型的亚洲企业,注重标准化、执行力和效率。而美国员工则是一个典型的西方人,注重创新、自由和个性。两者之间存在着很大的差异和矛盾。

政治方面,台积电在美国建厂也要面对美国越发极端化的两党之争和地缘政治风险。

近日,有消息称由于劳动力短缺等因素,造成新厂施工进度落后,成本也超出预期。为此,台积电计划派遣员工到当地赶工。然而这一举措引发了美国劳工团体的强烈抗议,当地人认为中国台湾企业“抢夺”了本地人的工作机会。

随后在8月初,台积电与亚利桑那州政府签订新的保护劳工计划,新计划被视为台积电对该州提高安全监督与审查标准的让步,为的是让去年底刚投建的工厂得以继续运转。台积电董事长刘德音此前已宣布,将美国工厂的量产时间推迟到2025年。

台积电的美国工厂即使建好,在后续投产过程中也仍需面临各种复杂难题。如此看来,美国想要通过利用台积电在芯片制造领域的重要地位,提升自己本土产业实力的愿望并不太容易实现。06三星、SK海力士并不积极

相比台积电,三星和SK海力士在美国建厂的动作要慢得多。据悉,在美国“芯片法案”正式完成立法之后,SK海力士就计划在美国建设一座先进的芯片封装工厂,不过至今这一消息迟迟未果。

三星也是在本月初刚刚前往美国和加拿大进行旅行,预计会敲定最终的建厂地址。据报道,三星电子在美国得克萨斯州泰勒市建设的半导体工厂预计将耗资超过250亿美元,这比三星在该半导体工厂破土动工时宣布的170亿美元增加了80多亿美元。

相比台积电,“芯片法案”对三星和SK海力士的影响更为严重。因为这两家公司在中国市场投资金额巨大,三星在西安的3D NAND存储生产基地是主力,占三星NAND Flash整体产能高达40%。SK海力士无锡厂占了SK海力士将近50%的DRAM产能。这也意味着这两家内存巨头倘若奔赴美国,就需要重新考虑未来在中国大陆的投资布局计划。

07美国本土企业,无法放弃中国市场

今年6月,英特尔在一封媒体问询回复邮件中表示,目前正在美国俄亥俄州哥伦布市郊外建设的一家大型芯片工厂规模可能会缩小,建设也可能推迟,这将具体取决于美国国会“芯片法案”的进展。

英特尔首席执行官帕特·基辛格更是直言:若失去中国订单 就没必要再建芯片工厂。帕特·基辛格表示,“目前,中国占半导体出口的25%至30%。如果我的市场减少了20%或30%,我就需要减少工厂的建设。”基辛格认为,允许芯片公司进入中国市场符合美国的利益,因为来自中国的收入有助于推动研发。

2022年10月,全球存储芯片巨头美光公司宣布,将在未来20年内斥资1000亿美元在美国纽约州兴建大型晶圆厂。第一阶段投资金额预估为200亿美元,将在纽约州克莱镇新建一个巨型内存工厂,2023年开始场地准备工作,2025年实现量产。至今美光的新内存工厂未有更新消息。

值得注意的是,今年5月中国网络安全审查办公室依法作出美光公司在华销售的产品未通过网络安全审查的结论,然而在随后的6月,美光宣布将在未来几年内对其位于中国西安的封装测试工厂投资逾43亿元人民币。美光官网显示,桑杰·梅赫罗特拉表示,该投资项目彰显了美光对中国业务及中国团队成员坚定不移的承诺。

08这场战役,谁先慌了?7月,美国三大芯片巨头英特尔、高通和英伟达的首席执行官与国务卿布林肯等美国高官会面,游说拜登政府放弃对华半导体新限制政策。

英特尔将中国视为最重要的销售地区,中国市场销售额占其销售总额的四分之一。前不久,帕特·基辛格也前往中国展示其人工智能芯片。

高通向中国智能手机制造商供应零部件,其中国市场收入占公司总收入的60%以上。

对于英伟达来说,中国为该公司贡献约20%的收入。在拜登政府收紧对AI芯片的限制后,依旧为中国开发符合规定的特供芯片。

美国半导体行业协会(SIA)亦发表声明,呼吁白宫避免进一步升级对华半导体出口限制措施。SIA在声明中表示,白宫反复采取过于广泛、模糊不清、有时是单方面的限制措施,可能会削弱美国半导体行业的竞争力,破坏供应链,引发重大市场不确定性。SIA敦促白宫与行业和专家更广泛地进行接触,在评估当前和潜在限制措施的影响之前,不要再实施进一步的限制措施,以确定它们是否狭窄且明确定义,是否一致适用,并且是否与盟友充分协调。

综合来看,在“芯片法案”签署后的一年里,虽然很多半导体企业在“先进制程”上的扩张将在短期内受阻,但是中国也正在加速半导体产业国产化,加大在成熟制程上的布局。短期来看,对中国半导体产业的冲击短期可控,但长期来看,《芯片法案》带来的供应链风险还需持续重视。

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