美国芯片制造，难复兴
2023-08-08
美国芯片厂商占全球半导体收入的三分之一。他们设计了世界上最复杂的微处理器，为大多数智能手机、数据中心以及越来越多的人工智能 ( ai ) 模型提供动力。但美国公司及其亚洲合约制造商都没有在美国生产任何此类尖端芯片。 鉴于芯片在现代经济中的核心地位，以及在人工智能时代，在战争中的核心地位，这让华盛顿的政策制定者感到担忧。他们的答案是《芯片法案》，这是一项价值 500 亿美元的一揽子补贴、税收抵免和其他措施，旨在将先进的芯片制造带回美国，该法案于 2022 年 8 月 9 日由乔·拜登总统签署成为法律。
从表面上看，该法律似乎正在产生影响。自 2020 年首次发布以来，芯片制造商已宣布在美国投资价值超过 2000 亿美元。如果一切按计划进行，到 2025 年，美国芯片工厂（行话是晶圆厂）将生产出全球 18% 的尖端芯片（见图 1）。中国台湾制造业巨头台积电正斥资 400 亿美元在亚利桑那州建设两座晶圆厂；韩国三星公司正在德克萨斯州投资 170 亿美元；美国芯片制造冠军英特尔将斥资 400 亿美元在亚利桑那州和俄亥俄州建设四家晶圆厂。 在《chips法案》庆祝一周年之际，随着政府准备开始发放资金，目前在其他方面几乎没有达成一致的民主党人和共和党人都认为这是两党的胜利。 然而，任何必胜论都可能为时过早。 与亚洲相比，美国正在建设的领先晶圆厂建设速度较慢，运营成本较高，而且规模较小。让事情变得更加复杂的是，芯片制造商在美国的投资狂潮发生之际，他们的产品需求似乎正在降温，至少在短期内如此。这可能会对该行业的长期盈利能力产生影响。 美国智库安全与新兴技术中心估计，在中国大陆和中国台湾，企业在大约 650 天内建成一座新工厂。在美国，制造商必须遵守一系列联邦、州和地方政府法规，将平均施工时间延长至 900 天。建设成本约占新晶圆厂资本支出的一半，在美国的成本可能比亚洲高出 40%。其中一些额外费用可以通过《芯片法案》的补贴来支付。但这仍然留下年度运营费用，美国的运营费用比亚洲高 30%，部分原因是美国工人的工资更高。更重要的是，其前提是你能找到这些工人的话。 据报道，台积电7月将其在亚利桑那州的第一座晶圆厂的启动时间推辞一年到2025年，因为它找不到足够的具有半导体行业经验的工人。 计划中的美国项目规模较小，进一步损害了经济效益。 晶圆厂生产的芯片越多，单位成本就越低。在亚利桑那州，台积电计划每月生产 50,000 片晶圆，相当于该公司所说的两个“大型晶圆厂”。回到台湾本土，台积电运营着四家“巨型晶圆厂”，每家每月至少生产 100,000 片晶圆（此外还有众多大型晶圆厂）。台积电创始人张忠谋警告说，美国制造的芯片将会更加昂贵。 台积电现任首席执行官CC Wei暗示，该公司将消化这些更高的成本。他有能力这样做，因为台积电将继续在台湾而不是美国以更便宜的价格生产大部分芯片。三星也是如此，该公司将把近90%的资本预算花在国内。甚至英特尔对外国晶圆厂的投资也多于对美国晶圆厂的投资（见图 2）。因此，如果所有计划投资得以实现，美国将生产足够的尖端芯片来满足国内仅三分之一的需求。苹果将继续从台湾为其 iPhone 采购高端处理器。美国新兴的人工智能产业综合体很可能也会如此。
该法案也可能会产生意想不到的后果。接受国家援助的芯片公司被禁止扩大在中国的产能。这除了抑制台积电和三星等拥有大量中国客户的公司加大对美国晶圆厂投资的意愿外，这些规定还促使中国芯片制造商投资生产不太精美的半导体。我们希望许多老一代芯片至少能够完成一些更高级芯片无法完成的任务。 根据行业研究组织 SEMI 的数据，2019 年中国制造了约五分之一的成熟制程芯片，这些芯片应用于从洗衣机到汽车和飞机的各种领域。到 2025 年，他们的产量将超过三分之一。荷兰后置芯片制造商恩智浦半导体 ( nxp Semiconductor) 7 月警告称，中国公司的供应过剩正在给价格带来下行压力。从长远来看，这可能会损害成本较高的西方生产商，甚至导致其中一些生产商破产。7月，美国商务部长吉娜·雷蒙多承认，中国对后段制程的关注“是我们需要考虑的问题”。 最难预测的是《芯片法案》对半导体行业臭名昭著的繁荣与萧条周期的影响。 通常芯片制造商会在需求上升时提高产能。现在情况恰恰相反。大流行时代的芯片短缺已经被供过于求所取代，因为消费者对所有数字事物的贪得无厌的胃口似乎终于得到了满足。台积电第二季度销售额同比下降 10%，该公司目前预计 2023 年全年也会出现类似下降。英特尔截至 6 月份的三个月营收同比下降 15% 。三星将其收入和利润下降归咎于芯片供应过剩。英特尔的股价仅为 2021 年初近期峰值的一半。 芯片高管指出，他们的行业前景仍然乐观。他们认为需求必然会在某个时候复苏，这一点可能是正确的。然而，“库存调整”（用简单的英语来说，减少供应过剩）所花费的时间比预期的要长。当库存最终调整时，出现的业务利润可能会降低。 自 2021 年初以来，英特尔、三星和台积电已经损失了其总市值的三分之一，即近 5000 亿美元。可能还需要几个周年纪念日才能正确评估芯片法案对美国经济安全的影响。投资者已经做出了决定。
