技经观察丨美欧半导体供应链合作动向分析
随着半导体技术的不断发展和进步，半导体产业已成为支撑经济社会发展和保障国家安全的重要支柱，也是当前中美科技竞争的关键领域之一。近年来，受新冠疫情及汽车行业需求快速增长的影响，全球芯片供需失衡，美欧半导体制造业“空心化”现象凸显。美欧通过出台一系列政策法案，强化其本土芯片制造能力，以确保其半导体产业链供应链安全。欧盟于今年2月提出《芯片法案》（European Chips Act），承诺到2030年将投入约430亿欧元用于支持芯片生产、建设大型芯片制造工厂。8月9日，美国总统拜登正式签署《2022年芯片与科学法案》（Chips and Science Act of 2022），该法案中527亿美元将被用于半导体研发、制造及劳动力发展。美欧双方在半导体供应链合作方面都有紧迫需求，在经济、贸易、技术等方面有一定合作基础，早在2021年6月双方还成立美国-欧盟贸易和技术委员会（TTC），倡导“以价值观规制技术”，强调需通过民主、人权等共同价值观来规制技术的发展。美欧双方认为，共同维护供应链安全有非常重要的现实意义。
美国-欧盟贸易和技术委员会（TTC）于2022年5月15日至16日在巴黎召开第二次会议。双方在此次会议之后，宣布了发展“旨在确保供应安全和避免补贴竞赛的跨大西洋半导体投资方法”的计划，并达成一系列协议。2022年7月，美国战略与国际问题研究中心（CSIS）发表文章《美欧在半导体价值链弹性方面合作的机遇和陷阱》（Opportunities and Pitfalls for U.S.-EU Collaboration on Semiconductor Value Chain Resilience）。该文章认为，美欧若能实现双方近期达成的协议，即共同识别半导体供应链中的漏洞并建立监测和预警系统，将会在很大程度上解决目前供应链中的脆弱性问题。文章分析了当前对半导体生态系统带来的冲击，列举了美欧在半导体价值链中差距，并为TTC计划提供了出发点。现将该报告要点整编如下：
一、半导体生态系统中的冲击
半导体芯片是现代世界的基本组成部分。当前世界形势下，不断上升的市场需求叠加新冠肺炎疫情，给芯片行业带来了较大冲击，导致美欧在半导体领域对外部资源的依赖暴露出诸多风险：
第一，芯片短缺冲击了美国和欧盟的汽车制造业等诸多重要行业，这证明国内生产的能力已经无法在短期内解决。
第二，俄乌冲突导致氖气短缺凸显了美欧半导体价值链中的脆弱性。乌克兰是氖气的主要供应国，有关专家指出，“没有氖气，芯片生产会突然停止”。
第三，随着中国的日益崛起和强大，美欧半导体价值链中的脆弱性越来越明显。中国已投入大量资源发展其半导体产业，并部署半导体军事系统，这可能在军事战争中起到决定性作用。俄乌冲突则强调了这一点。例如，一枚标枪导弹大约需250个芯片，而芯片短缺则限制了美国国防承包商向乌克兰军队提供武器的能力。
二、美国与欧盟在半导体价值链方面合作的机遇和挑战
当前，美国和欧盟合作应对共同风险的趋势十分明显。双方已充分意识到当前的风险所在，而且已具备一定合作基础。在微电子领域，美国和欧洲的半导体产业已经建立了一个多方面且相互依存的生态系统，包括双向投资、联合研究、技术转让和供应链安排等。欧洲公司参与了美国芯片制造研究项目，美国公司也参与了欧洲研究机构的相关项目，且每个地区的公司都在另一个地区经营着主要的芯片设计中心。近期，美国芯片制造商英特尔宣布未来十年内，将在欧盟的整个半导体价值链上投资多达800亿欧元，涵盖从研究与开发（R&D）到制造，并全面引入最先进的封装技术。该计划得到了美欧的大力支持。
然而，尽管双方有着坚实的合作基础，但美国与欧盟为创建更具弹性的半导体价值链所做的任何努力都必将面临巨大挑战。从历史上看，欧盟与美国过去政府间的合作尝试并不令人充满希望。例如，美欧双方于1995年签署的《跨大西洋新议程》、1998年签署的《跨大西洋经济伙伴关系》和《跨大西洋贸易与投资伙伴协议》（TTIP）都失败了，反映了双方在监管政策上的重大分歧和激烈的部门争端，尤其是在农业方面的矛盾。
三、美国与欧盟在半导体价值链方面合作的复杂性
尽管美国与欧盟一直致力于在半导体等关键行业进行跨大西洋协调，但美欧合作前景仍充满复杂性。其中，美欧政府在监管政策上往往存在巨大分歧和行业争端。与此同时，由于所涉产业链的复杂性、多样性、地理分散性以及透明度有限，识别半导体价值链中的风险成为美欧的一个重大挑战。
半导体制造需要精密的器件设备、软件和特殊材料，其中每一个元素都有自己独特且复杂的供应链。荷兰半导体公司阿斯麦（ASML）制造的EUV光刻机工具由几个模块组成，其中包含来自全球近800家供应商的数十万个组件。这些模块在全球60个ASML工厂制造，然后运往荷兰进行组装。半导体制造过程中使用的其他机器和专用材料有自己复杂的供应链，原始设备制造商或其主要供应商通常不完全了解这些供应链的来源。
事实证明，这种庞大的链条理论上是可以预见的，但实际易被黑天鹅灰犀牛等事件所破坏。正如TTC在此次会议上关于半导体的声明所说，过去两年，芯片供应已经受到一系列事件的干扰，如工厂火灾、能源短缺、气候干旱和新冠肺炎疫情造成的停工等。全球物流、运输网络的混乱以及原材料和中间产品的短缺加剧了这种情况。事实上，受到破坏的范围和种类凸显了系统脆弱性的现实。
四、美国与欧盟在半导体价值链方面合作的差距
由此来看，双方为解决芯片供应链脆弱性漏洞的任何努力都是为了了解这些缺陷是什么，理想情况下是通过合作来加强供应链。广泛来说，美国和欧盟芯片价值链中的某些差距非常明显，这为TTC的计划提供了出发点:
第一，美欧目前均无最先进半导体设备的本土制造能力，尤其是基于7nm、5nm和3nm器件的设计规则。英特尔正在向美国和欧盟投资七个晶圆厂，预计2023年后投入生产。然而目前，所有制造7nm及更小节点芯片的制造能力，对于开发人工智能的先进芯片至关重要，却都由中国台湾和韩国的芯片厂商所掌握。
第二，TTC安全供应链工作组确定了其他关键半导体的短缺，特别是传统逻辑芯片、模拟芯片和光电芯片，以及用于关键行业和经济部门（包括汽车、医疗保健、工业自动化、通信和能源等）的基板和原材料。
第三，美国在半导体制造中的光刻领域较为薄弱。半导体光刻技术是将复杂电路印刷到半导体基板上的过程，对于制造先进芯片至关重要的EUV光刻及其他先进技术，如氟化氩（ArF）和氟化氪（KfL）激光器，美国还未形成自身能力。
第四，欧洲缺乏先进的传统逻辑芯片工厂和先进芯片设计能力，也没有代工厂可以生产出22nm以下工艺节点的芯片。欧盟近年来一直在尝试支撑其芯片设计生态系统，但结果至今令人失望。随着诺基亚的衰落，欧洲不再有像高通、苹果或三星这样的科技巨头来寻求最先进的半导体设计。
第五，美欧在半导体生产链后端都十分薄弱。例如，组装、测试和封装（ATP）等方面。这些流程大部分外包给东南亚国家，主要是为了降低生产成本。然而，这种情况可能正在发生变化。特别是涉及新技术方法的“高级封装”，如芯片的3D堆叠和涉及将单独制造的组件组合成系统级封装的“异构集成”，正在成为提高芯片性能的重要因素。它们也将为这些程序转移到更先进的设施中提供了机会。
五、供应链审查面临的挑战
审查半导体供应链以识别和解决隐藏在其中的风险是一项复杂且艰巨的任务。从政府层面来说，增加对半导体供应链透明度的了解和监测也许是必要的，但对于半导体公司来说，披露其供应链和供应商的详细信息是非常敏感的。
2021年，拜登政府启动了对供应链漏洞的密集审查，并建立了供应链中断任务组，以应对半导体和其他关键产品的短缺。美国商务部工业与安全局（BIS）对此大力支持，要求各公司“自愿”提供供应链信息，而半导体企业被要求提供供应链库存、原材料、设备采购、交付时间、积压订单等相关信息。尽管一些企业不愿遵守，害怕失去商业机密，美政府警告称，其将通过《国防生产法案》或其他措施来迫使他们遵守。一位韩国的业内专家称，即使美政府承诺对提供的信息保密，半导体企业的机密数据也是不可共享的。
因此，美欧的芯片企业都不愿意与对方政府共享机密数据。正如近期美欧在数据隐私问题上的矛盾与摩擦，欧洲公司对于向美国政府提供美国国家安全机构可能访问的数据极为犹豫，美国公司对欧盟监管机构的反垄断政策也持谨慎态度。
六、美国与欧盟在半导体价值链中合作的潜在冲突
即使美国和欧盟能够从私营部门获得的数据来确定半导体价值链中的关键瓶颈，双方应如何合作来突破这些瓶颈的问题仍然存在。加强本土半导体能力需要投入大量公共资源，可能会引发本土选民的反对。美国国会拟通过立法投入约520亿美元的联邦支出，欧盟倡议也设想了与之前同等规模的公共投入。在TTC的此次会议上，双方承诺避免“补贴竞赛”，这表明他们已认识到激励性竞争的危险，这可能会导致“对手国家”竞相投资本地芯片厂商。尽管美欧都制定了合理使用芯片补贴的指导方针，但鉴于双方政治领导人都受制于选民，能否避免补贴摩擦尚未可知。
当然，这并不意味着管理补贴竞争的双边努力是不值得的。事实上，利用政治资本来阻止补贴竞争可能并不是最佳选择，但补贴竞争已经在发生，并获得了各企业的欢迎，这是符合自然规律的情况。从根本上说，可能值得一问的是，目前的制度有什么缺点？虽然当前制度是涉及重大财政和税收补贴以吸引高科技制造业的制度，但也由人才、法律监管、教育质量和基础设施等方面地理竞争的驱动。英特尔在欧洲进行前所未有的投资，包括在法国的研究中心、在意大利对组装和测试的投资、对爱尔兰现有设施的投资，以及在德国的大规模投资，对欧洲微电子生态系统产生了变革性的影响。因此，建议美国对此持谨慎态度。
七、美国与欧盟在半导体领域合作的机遇
尽管双方合作存在上述挑战，但只要有足够强的政治意愿，美欧认为TTC会取得成功。此次的TTC会议产生了半导体方面的合作协议，反映了过去一年来更广泛的趋势，即美欧在数字贸易、跨国企业税收、商用飞机补贴、数据隐私和美国大型科技平台监管等领域的长期争端取得了突破，同时在人工智能、稀土磁铁、气候和清洁技术、技术标准、太阳能供应链、网络安全和数据治理等领域推进议程。由此可见，足够的政治意愿是美欧在半导体价值链合作方面取得成功的关键。
最后，美国和欧盟在应对俄乌冲突时表现出空前一致的团结和凝聚力，预示着双方将努力合作应对包括半导体依赖在内的共同安全威胁。正如IBM的一位高管在TTC此次会议之后所说，“在俄罗斯入侵乌克兰之后，大西洋两岸都意识到，无论是经济上、政治上还是现在的军事上，美欧关系是世界上不可或缺的伙伴关系。”
【参考文献】
[1]https://www.csis.org/analysis/opportunities-and-pitfalls-us-eu-collaboration-semiconductor-value-chain-resilience
[2]https://www.whitehouse.gov/briefing-room/statements-releases/2022/08/09/fact-sheet-chips-and-science-act-will-lower-costs-create-jobs-strengthen-supply-chains-and-counter-china/
[3]https://ec.europa.eu/commission/presscorner/detail/en/ip_22_729
[4]https://digital-strategy.ec.europa.eu/en/policies/trade-and-technology-council
[5]https://www.whitehouse.gov/briefing-room/statements-releases/2022/05/16/fact-sheet-u-s-eu-trade-and-technology-council-establishes-economic-and-technology-policies-initiatives/
作者简介
杨金洁 国务院发展研究中心国际技术经济研究所研究一室，三级分析员
研究方向：科技战略、经济安全、产业安全
联系方式：yangjinjie@drciite.org
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编辑丨郑实
研究所简介
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