政府投资跟踪：全球半导体产业投资及相关举措

2024-10-08

世界各国正在加大对其半导体产业的投资，作为新计划或现有计划的一部分。政府活动增加的原因在于对芯片行业战略重要性的认识不断提高，希望避免疫情时代供应链问题重演，以及地缘政治紧张局势加剧，特别是美国和中国之间的紧张关系。（下文附有各国政府重大举措的表格。）

政府支持的形式多种多样，包括资金注入、补贴、税收优惠、贷款、监管放宽、咨询建议等。在某些情况下，每项行动都是更广泛国家计划的一部分。在其他情况下，援助似乎是基于临时需要的。

中国早在2014年就启动了芯片基金，计划分三个阶段实施，为期25年，并在2024年5月宣布第三阶段投资480亿美元。
韩国政府提供了各种支持，早在2019年就提出了龙仁半导体集群计划，随后提供了补贴和监管协助，并在2024年5月宣布了190亿美元的资助方案。
欧洲早在2013年就推出了《新欧洲电子工业战略》，2014年推出了ESCEL联合企业，2019年推出了1000亿欧元的“地平线”研发计划，2023年又推出了33亿欧元的《欧盟芯片法案》和CHIPS JU。
在美国，2022年推出了530亿美元的《芯片和科学法案》，此前还有国家标准与技术研究院（NIST）等机构发起的倡议，该机构早在1998年就庆祝了40年的合作关系。

一位不愿透露姓名的美国商务部（DoC）高级官员表示：“我们看到欧洲、日本、韩国和其他地方对半导体产业的重视程度前所未有，他们认识到半导体产业不仅对美国，对他们自己和全球的国家经济安全都至关重要。大家共同关注确保这个行业充满活力，同时也安全稳定。我们看到越来越多政府参与进来，并对在之前没有晶圆厂或大型晶圆厂的地方（如印度等地）吸引投资的提议感兴趣。但这其实并不是什么新鲜事。这样的尝试已经持续了几年，甚至几十年。之所以还没有实现，有结构性和市场方面的原因，但我们注意到，各方正在做出新的努力。”

其他人也认同，政府资助正在对全球半导体生态系统的各个地区产生积极的重大影响。

半导体研究公司（SRC）总裁兼首席执行官托德·尤金金表示：“经过多年的海外转移，美国和欧洲都希望成为更重要的制造业来源。”

“美国正在通过《芯片法案》加强国内生产，并取得了不错的进展。欧洲也希望这样做，以增加欧盟的制造能力，减少对其他地区的依赖。欧盟已经取得了很大进展。GlobalFoundries（GF）、ASM和ASML都发展得很好。台积电（TSMC）、博世（Bosch）、英飞凌（Infineon）和恩智浦（NXP）的合资企业也进展顺利。欧盟最近收到了一些坏消息，英特尔将其德国马格德堡工厂的建设推迟了两年。不过，英特尔仍致力于在规定时间内完成德国工厂的建设。西班牙与imec建立了新的合作关系，而伊比利亚半岛则在GF和安靠（Amkor）的战略合作下，在封装方面获得了一些令人兴奋的能力。”

尤金金表示：“在东亚，日本、台湾和韩国正在探索他们真正擅长什么，以及如何继续在这些领域保持领先地位。他们正在利用这些优势来完善合作伙伴关系，并减少对其他国家的依赖。看到台积电进军日本，看到日本在微电子领域有更高的雄心，我感到很兴奋，因为这两个国家都是材料、设备和消费品领域的重要组成部分。”

近期政府投资激增的关键成果之一是，制造设施正在传统中心以外的国家建设，马来西亚和越南等国家正将自己作为中立领土，以期赢得全球巨额资本支出的一部分。

这位商务部官员表示：“如果你看看这个行业的资本支出，无论是从花费资金的公司还是从接收这些资金以建设这些项目的国家来看，都是高度集中的。”

“在资本支出方面，前五大公司——英特尔、台积电、三星、美光科技和SK海力士——占行业资本支出的50%至70%，具体数额取决于行业的周期性，大约在1300亿美元至8600亿美元之间。因此，这些公司在很大程度上可以决定在哪里建设。它们传统上一直建在晶圆厂已经存在的地方，而且有一种惯性是继续在这些国家建设，因为一旦你建了一个晶圆厂，周围就会形成一个生态系统，让你更容易建设下一个晶圆厂。如果你想从资本支出的区域分布来看，那么你可以把美国、欧洲、日本、韩国、台湾和中国加起来，它们将占世界的大部分。欧洲内部也有一些集中，德国花费了很多钱。意大利等传统上有晶圆厂的地方，欧洲其他国家也有兴趣扩建。规模经济很重要，这就是为什么我们对《芯片法案》的公告感到如此兴奋。我们预计美国将出现的规模经济以及资本支出的增加，是过去几十年里前所未有的。这将为美国生态系统的实力带来翻天覆地的变化，但我们预计这将对整个世界都有利，而不仅仅是美国。”

美国芯片计划（CHIPS for America）项目办公室具有全球视野，并设有专门的国际事务团队。该办公室还与包括美国国务院在内的其他在CHIPS资金方面拥有权益的政府机构进行了非常紧密的协调。国务院运营着5亿美元的“国际技术安全与创新”（ITSI）基金，旨在加深与盟友的关系。例如，国务院最近与印度和墨西哥建立了合作伙伴关系。

其他人也同意，各国可以从这一波全球投资中互惠互利，并且力量来源于相互依存。

SEMI总裁兼首席执行官阿吉特·马诺查表示：“美国芯片法案的势头正在很好地形成。我们7月举办了西部半导体展（SEMICON West），参会人数创下了纪录，全球各地的半导体展也同样如此。这种动力来源于企业看到了行业的增长和机遇，并且他们看到政府正在积极参与这一增长。在西部半导体展上，大约有70或80人来自多个州政府和联邦政府——包括商务部和国务院——因为人们非常关注美国本土化的进展。同样，欧洲也在推进本土化。日本和韩国非常积极。印度也将紧随其后变得非常积极。因此，势头非常积极，并且世界各地的政府计划都在发挥作用。”

国家安全

随着各国基于设备和关键材料的出口控制建立联盟，美中地缘政治紧张局势仍然令人担忧。总的来说，人们普遍接受中国是全球供应链中的重要参与者，但安全至上。

马诺查表示：“各国必须双边解决这类问题，如果无法双边解决，志同道合的国家需要参与其中。在这个阶段，我们高度依赖彼此。我们需要将彼此视为竞争对手，而不是敌人。最重要的是，每个国家都必须公平竞争。每个国家都必须遵守国际法在知识产权保护、国家安全、网络安全乃至经济安全方面的规定。SEMI不参与政治或政客事务。我们只关注政策，政策不应给行业带来干扰。但在安全原则上不能妥协。”

SEMI的马诺查和商务部官员都认为，端到端供应链自给自足不是任何单一国家的目标。在可预见的未来，全球半导体行业将继续保持互联，因为各地区将继续专注于供应链的某些部分，无论是测试、组装、制造、封装还是设计。

马诺查表示：“好消息是，该行业正在向一万亿美元规模发展，不仅仅依赖于5纳米或2纳米的最前沿技术。整个行业都在增长，包括主要基于亚洲国家的传统技术。以智能手机为例，可能只有20%的芯片是GPU等先进技术。但80%的芯片都不是先进技术，如传感器和摄像头。在纳米竞赛或特定技术方面，半导体价值链的每个环节都有增长的空间。”

也就是说，人们理解，与国防或关键基础设施相关的某些产品应尽可能从国内采购。

商务部官员表示：“某些产品需要端到端的能力。但大多数情况下，我们预计行业和供应链将保持国际化，并且我们不会将芯片实施视为在美国创建技术自给自足体系。我们希望尽可能多地吸引半导体创新能力和生产能力。我们根据产品的最终用途以及我们是否存在生产缺口来评估其经济和国家安全价值。有一个专门负责国际事务的团队，他们认识到某些产品和某些专业制造将来自我们的盟友，并且他们正在对我们有益的事物进行投资，而我们也在对他们有益的事物进行投资。我们必须保护我们的关键和国家安全相关技术。但我们不会创建一个完全自给自足且封闭的技术生态系统。我们认识到，该行业是全球性的，正是非凡的全球供应链使其得以运转。”

研发

除了制造业，政府资助的另一个重点便是研发（R&D），SRC的Younkin表示，研发分为四个主要领域：生成式人工智能（AI）；智能制造；自动驾驶与电动化；以及网络安全。

“生成式AI正驱动着多种技术的发展，”Younkin说，“以图形处理器（GPU）、现场可编程门阵列（FPGA）、新型计算和存储解决方案等形式出现的AI加速芯片正在进入市场，而痛点往往在于用于编程这些芯片的软件。NVIDIA的竞争优势之一是其CUDA生态系统，它能让数十万程序员解锁其芯片的性能。另一个例子是高带宽内存，即HBM 3和4。SK海力士宣布在印第安纳州西拉斐特的投资，将为美国带来额外的HBM 3e和4制造，这是NVIDIA AI加速浪潮的关键部分。”

“如果美国的《芯片法案》要取得成功，它必须推动更具创新性、自动化、成本效益和整体性的自然进步，”Younkin说，“那么，我们如何能将制造过程数字化，从而为那些不在工厂一线的人提供参与的机会呢？我们如何利用这一点来培训和提升产业工人的技能，使他们在这一不断发展的行业中都能拥有好工作和令人兴奋的角色呢？我们能否利用它来保持我们的速度、产量和成本处于领先地位呢？”

第三个领域是自动驾驶与电动化，包括自动驾驶汽车、航空航天、电力电子、车对车以及车对人通信，Younkin表示。

“用于天基操作的抗辐射（Rad-hard）系统是推动宽禁带半导体增长以及诸如英飞凌新推出的300毫米氮化镓技术发布等公告的另一个动力，”他说。

网络安全也引起了极大的关注和投资。“这实际上是一个如何领先于黑客的问题，但重点是越来越多的硬件解决方案或新的安全半导体技术来保护我们的关键基础设施，以及更容易受到攻击的企业和个人数据，”Younkin说。

最终，一个研发项目的重点要能吸引资金，才能有望面世并投入实际应用。

“资金流向决定了哪里能达到临界质量，以及哪些想法往往能通过研发流程成熟并实现，”Younkin说，“基础学术研究的目标是发表对人类有益的论文，而且几乎没有什么边界条件。但我们看到的并非所有资助安排都是如此。当我们看韩国、美国或欧盟等政府时，他们的行动速度大约慢5倍，或者说只有行业速度的20%左右。他们通过拥有更长的时间范围、更大的目标和更普遍的资助来弥补这一点。国际合作的主要挑战在于，其速度比这还要慢10倍左右。因此，对于资金充足的国际倡议而言，其速度只有行业速度的0.2%左右。像SRC或IMEC这样的组织之所以能够迅速行动，往往是因为我们可以将资金投向正确的技术或地点，并寻求的不是受资助的合作伙伴关系，而是基于独立资金的合资企业或合作伙伴关系。我们可以将资金投向那里，并以与行业相关的速度行动，而不是依赖于需要很长时间才能让国内议程和国际议程启动的常量。”

Younkin指出了极紫外光刻技术，该技术花费了30年时间，由数百家公司和几个国家投入数十亿美元才得以实现。但行业之外的人可能认为这是一夜之间的成功。

“其核心的管道问题是资本主义问题，”他说，“研发严重依赖于你将激励放在哪里。由于不同国家的结构不同，它们的管道可能在不同阶段因不同原因而失败。”

劳动力发展

政府面临的另一项关键挑战是在拟议的新设施投入使用时，建立一条人才输送渠道以满足当前和未来的需求。为此，政府一直在与产业界和学术界联手，努力填补人才缺口。例如：

美国推出了国家半导体技术中心卓越劳动力中心，而美国国家科学基金会和商务部则携手推进半导体劳动力发展。
英国半导体战略有三个重点领域：研发、基础设施以及技能和人才。
欧盟芯片法案的一个关键目标是解决技能短缺问题，吸引新人才，并支持培养一支技术熟练的劳动力队伍。
日本和美国政府启动了劳动力发展交流项目，而日本大学则与纽约州立大学建立了合作关系。
马来西亚高等教育部表示，将积极满足即将到来的半导体投资对劳动力的需求。
印度与美国、普渡大学和新加坡在半导体生态系统（包括劳动力发展）方面展开了合作。
越南计划与投资部正在推动半导体行业人力资源开发，直至2030年，并展望至2050年。

许多芯片公司还与政府合作伙伴共同开展了全球劳动力发展倡议。其中一项主要计划是由西门子、Cadence、Synopsys、SRC等公司支持的Arm全球半导体联盟。Synopsys学术与研究联盟（SARA）项目也已扩展至全球。

“如果你去那些新建的晶圆厂或封装厂所在地，以及东南亚等地区，你会看到产能、工厂和晶圆厂都在同步建设，同时还有一个教育和培训生态系统，能够为这些晶圆厂输送工人。我们正在朝着这个方向努力，并且完全预计美国也会发生同样的情况，”这位商务部官员表示。“一件真正令人兴奋的事情是，我们与大学、地方经济发展机构以及社区学院的合作，以确保建立相关项目，为这些工厂以及研发生态系统输送合格工人。并且，我们对此得到了极大的响应。”

SEMI正在多个方面引领劳动力发展工作。“我现在还不能宣布胜利，但我想说，我们充满了希望，”Manocha表示。“如果不能解决人才问题，芯片法案和本土化生产将不会成功。无论是人才问题还是气候问题，都不是任何一家公司、一个国家或一位首席执行官能够单独解决的。这需要在国家和全球层面展开合作。”

一个解决方案是，拥有净雇佣员工的国际公司可以派遣一些技术熟练的人才到国外基地工作，正如台积电在亚利桑那州所做的那样。随着政府加大对国内外芯片公司的投资，这种做法可能会变得更加普遍。

“跨国公司从本国引进专家到新工厂，这一直是正常现象，”Manocha表示。“如果生态系统出现问题，可能会出现延误，但政府对此非常敏感，会给予支持。SEMI在生态系统赋能方面也发挥了很大作用，这样我们就可以将半导体公司不同领域的整个价值链带到该地区，并确保我们设立公司、店铺或服务中心等。”

重要政府举措一览表

以下是全球半导体生态系统中部分国家政府的高级别投资和举措一览表。这是关于政府投资的一系列文章中的第一篇。后续文章将重点关注2024年北美、欧洲和亚洲的公告。

[编辑注：资金项目之间存在一些重叠，尽管半导体工程力求详尽无遗，但仍可能遗漏一些项目。此外，一些项目涵盖的范围不仅限于半导体，因此将所有不同项目的总额相加得到的总投资额可能会有所不同。]

文章来源：https://semiengineering.com/global-government-investments-for-semiconductors/