數字經濟背景下我國半導體產業鏈安全研究

袁劍琴

(國家信息中心經濟預測部 北京 100045)

伴隨著新一代信息技術的創新發展，數字技術正加速與社會經濟各領域的深度融合，集成電路則是推動這一趨勢發展的重要基石.據中國信息通信研究院估計[1]，2019年，我國數字經濟增加值規模達到35.8萬億元，占GDP比重的36.2%，同比提升1.4個百分點，按照可比口徑計算，2019年我國數字經濟名義增長15.6%，高于同期GDP名義增速約7.9個百分點，數字經濟在國民經濟中的地位進一步凸顯.《“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要》指出：推進數字產業化和產業數字化，推動數字經濟和實體經濟深度融合，打造具有國際競爭力的數字產業集群，進而推動經濟體系優化升級.要實現這一目標，離不開高端制造的心臟——芯片——的發展.作為數字化轉型的基石，近年來我國半導體行業規模加速擴張.根據中國半導體工業協會(CSIA)數據顯示，2015—2020年，我國半導體公司的總收入每年以超過20%的速度增長，我國目前有1 600多家半導體本地公司，在全球市場中所占份額已升至13%.然而，隨著美國技術封鎖以及加征關稅等一系列貿易措施的實施，疊加疫情大流行，我國半導體行業風險加劇，行業脆弱性凸顯.

1 外部環境疊加影響，我國半導體行業產業鏈風險加劇

疫情大流行沖擊全球經濟與消費，與此同時，中美經貿摩擦反復，貿易摩擦正在向產業、科技和金融等領域蔓延，這對我國經濟構成疊加性影響.盡管我國半導體規模加速擴張，但行業整體的對外依存度高，技術含量與發達經濟體存在較大差距凸顯了我國產業風險.

1.1 中美貿易博弈加大產業鏈重構風險

2018年3月以來，美國通過對我國輸美合計2 500億美元商品加征關稅、關鍵技術和產品出口管制、中方持股比例限制以及“實體清單”等貿易措施，對我國半導體核心產品及零部件實行技術封鎖，旨在打壓我國高端制造業，嚴重威脅到我國半導體行業產業鏈安全.

在2 500億美元關稅清單中(如表1所示)，我國半導體產品作為中間投入約71.6億美元被直接加稅，稅額約為17.9億美元，二極管、集成電路中的處理器、控制器、存儲器及相關元器件為主要加稅對象.半導體及下游通信和計算機設備行業約523.6億美元產品被征稅，產品覆蓋率為20.9%，征稅額約為130.9億美元.在3 000億美元關稅清單中，半導體新增產品約43.9億美元，新增稅額約4.4億美元，分別累計達到115.5億美元和22.3億美元；半導體及下游通信和計算機設備行業則新增產品983.1億美元，新增稅額約98.3億美元，分別累計達到1 506.7億美元和229.2億美元.

表1 我國半導體行業被加征關稅情況

廣東、江蘇、上海和北京成為半導體行業受沖擊最大的省市.基于滬深股市上市公司數據，國內半導體上市公司共有68家，60%集中在廣東、江蘇和上海.從產品工藝流程來看，約1/3的上市公司具有半導體支撐業務，2/3具有集成電路業務.

注：比重合計表示該行業所有輪次的征稅額占所有商品征稅額的比重.

在集成電路業務中，有30家公司具有IC設計業務，且以無晶元制造為主(22家)，主要集中在北京、廣東和上海，具有集成電路全產業鏈的公司僅有5家.此外，還有19家公司從事半導體分立器件的生產，主要分布在廣東和江蘇.

與關稅措施相比，非關稅貿易措施對我國半導體行業的影響更大.2018年11月19日，美國商務部工業安全署出臺了1份針對關鍵技術和相關產品的出口管制清單，該清單14項前沿技術中包括2項半導體技術.此外，美國財政部正在起草相關規定，擬禁止中國持股比例在25%以上的公司收購涉及“重大工業技術”的美國公司，以防止技術轉讓.2020年5月15日，在華為被美國列入“實體清單”1周年之際，美國工業和安全局宣布，將限制華為使用美國技術和軟件在國外設計和制造其半導體的能力，這一禁令的升級將限制全球美國技術和設備供應華為芯片，意味著美國對我國高端制造的全面技術封鎖.總體來看，出口管制清單、持股比例限制、科研交流和技術合作控制等各類非關稅壁壘，將對我國半導體行業帶來產業鏈重構風險.

1.2 疫情推升行業短期“斷供”風險

2020年隨著國外疫情蔓延，供需雙低延續，我國半導體行業關鍵材料、零部件及設備不足造成的供給不足成為短期內的最大風險點.近年來，雖然我國半導體行業在設計、制造和封測領域均取得了快速的發展，然而，從全產業鏈來看，我國半導體產業主要聚焦于無晶圓廠設計環節，產業鏈完整性不足，同時，關鍵材料、零部件及設備對外依存度高.日本是我國原材料和關鍵設備進口的主要來源國，在硅晶圓材料、光罩、靶材等重要原材料對日本具有較高的依賴性.在高端芯片方面，我國自美國進口的高端芯片占我國高端芯片進口的80%左右，在半導體芯片存儲領域(DRAM)，則主要來自韓國.當前，我國自韓國和日本進口的儀器及電子設備中間產品分別位列我國儀器及電子設備中間產品進口額的第3和第4位，其比重分別為21%和20%.2020年在美國疫情持續蔓延，日本和韓國疫情也呈現擴大態勢的情景下，短期內我國半導體行業“斷供”風險加大.一方面直接沖擊我國半導體原材料的進口；另一方面將對通過美國、韓國等其他國家制造的零部件和關鍵設備短缺造成間接影響，阻礙我國相關產業生產的恢復，進而對產業鏈造成較大沖擊.模型測算顯示，我國每億元電子元器件和通信設備中間品進口減少分別導致各行業2.09億元和1.72億元產出的下降，其中，電子元器件對電子元器件、計算機和通信設備行業的產出影響最大，分別達到0.47,0.30,0.28億元；通信設備則主要對本行業產出影響最大，達到0.61億元；此外，對電信、信息技術服務、軟件服務以及互聯網和相關服務也具有較大的影響.據海關數據顯示，在疫情初期(2020年1—4月)，我國半導體制造業設備中，制造單晶柱或晶圓用的機器及裝置和制造平板顯示器用的機器及裝置進口分別累計下降9.0%和19.3%，二極管及類似半導體器件進口累計下降8.9%，多晶硅進口累計下降12.5%，在中美貿易摩擦和疫情的雙重影響下，以上4類產品進口下降使得我國各行業總產出累計下降約907億元.

1.3 疊加沖擊加劇產業鏈外遷風險

疊加沖擊將加快產業轉移的速度，產業鏈外遷風險加劇.疫情引起的產能缺口將對全球生產體系產生沖擊,跨國企業將加快生產鏈布局調整[2].從短期來看，我國完整的工業體系、完備的基礎設施和熟練的勞動力或減緩產業外遷的速度.長期來看，歐美國家為保證自身產業鏈的完整性，重構全球供應鏈和價值鏈的意愿不斷增強，促進制造業回流，以減少甚至擺脫對其他國家尤其是中國市場的依賴，推動全球產業鏈轉移，進而加強經濟主權.特朗普政府緊急啟動《國防生產法案》力保戰略物資生產本土經營，同時美國與澳大利亞、印度、日本，新西蘭、韓國和越南合作，討論如何重組供應鏈以推動全球經濟向前發展，并擬推行“經濟繁榮網絡”計劃將關鍵領域供應鏈從中國剝離；法國擬考慮動用國有化等干預措施保護受威脅大型企業或重要經濟資產，這些臨時性措施很可能被長期化制度化；日本政府通過了近1萬億美元的大規模經濟刺激計劃，其中專門撥出22億美元，鼓勵日本企業將制造生產能力遷移出中國，以避免日本企業過于依賴中國的供應鏈.因此，在上述因素的推動下，我國產業鏈外遷風險將加劇.

2 我國半導體行業產業鏈安全指標體系構建

加強和維護制造業產業鏈安全,對制造業邁向全球價值鏈中高端具有重要的戰略意義[3].

基于產業“價值論”，產業安全必須具備3個要素：深度參與產業分工的核心環節、具有較強的技術控制力和具有較強的市場控制力.本文結合糧食、電力以及5G產業鏈風險測度方法及半導體制造業企業風險評估[4-8]，基于全球價值鏈理論，從產業鏈參與程度、技術控制和市場控制3方面來設計半導體產業安全的指標體系，并測算和評估在當前外部環境惡化的條件下，我國半導體行業產業安全的變化及趨勢.

2.1 產業安全的內涵和特征

伴隨著價值創造的全球生產鏈被稱為全球價值鏈.隨著全球經濟一體化的深入，各國資源在世界范圍內進行優化配置，產品的生產鏈被最大限度地細分，從而出現了全球生產鏈，以及附加在不同區位生產鏈上由不同工序創造的新增價值，因此，伴隨著價值創造的全球生產鏈被稱為全球價值鏈.與供應鏈和產業鏈不同，價值鏈強調在產業鏈各個環節上的價值流動，供應鏈的重點在于貨物的供給和需求，如何提高物流效率，實現貨物供給和需求的高效匹配，是供應鏈研究的重點；產業鏈則側重于產品生產的各個工藝環節，一般產業鏈按上游設計研發、中端生產、下游銷售與售后服務來劃分，強調產品從無到有再至消費的所有環節.因此，以產業鏈為載體，供應鏈是貨物在產業鏈中的流動，而價值鏈則是價值在產業鏈中的創造與流動.

在全球價值鏈的視角下，產業安全取決于企業/國家參與價值鏈的程度及在價值鏈中的分工地位.在全球價值鏈的分工格局下，處于生產不同環節的企業及所在國家進行著從設計、產品開發、中間產品及最終產品的制造等各種增值活動，其相應創造的價值并不均衡，價值鏈主導者占據著生產鏈的高附加值環節，處于價值鏈的上游.每一個行業的價值鏈中，處于中上游，尤其是處于上游，意味著對價值鏈的控制，主要體現在3個方面：首先是科技創新的實力，先進的自主創新核心技術會帶來產品在國際市場上制定規則的資本和權利；其次是市場，當其他國家越需要這個市場的時候，主導市場的這個國家就越有話語權；最后是參與價值鏈的深度，當深度參與價值鏈的核心環節并且其他國家無法替代或替代性很低時，該國在某個環節的話語權則越強.因此，在全球價值鏈理論下，產業的安全度取決于企業/國家參與價值鏈的程度及在價值鏈中的分工地位，產業鏈的主導者能夠深度參與行業的核心技術和售后服務環節，掌握著行業的主要價值流動，處于產業價值鏈的頂端，這樣的產業既具有較強的抵抗外部沖擊的能力，又具有較強的技術控制力和市場控制力.因此，我們認為產業安全必須具備3個要素：深度參與產業分工的核心環節、具有較強的技術控制力和具有較強的市場控制力.

2.2 我國半導體行業產業安全指標體系構建

基于產業安全的特征及內涵，我們從產業鏈參與程度、技術控制力和市場控制力3方面來構建半導體產業安全的指標體系.產業鏈參與程度用來衡量我國半導體產業鏈的完整性及在核心環節是否深度參與；技術控制力用來衡量我國半導體行業對核心技術、原材料和設備的掌控能力；市場控制力反映我國半導體行業的市場需求在全球半導體市場中的地位以及抵御外界沖擊的能力，如表2所示:

表2 我國半導體行業產業鏈安全指標體系

2.3 我國半導體行業產業鏈安全變化及趨勢評估

測算結果顯示，我國半導體行業產業鏈安全指數整體較低，在外部沖擊下短期內大幅下降的趨勢顯著.如圖1所示，在中美貿易摩擦之前，我國半導體行業產業鏈安全指數最高為0.68左右，整體水平略低.在貿易摩擦的沖擊下，2019年初，產業鏈安全水平快速下降至0.28的歷史低點，此后在國內一系列政策的支撐下，產業的市場控制力和產業鏈參與程度均得到顯著提升，推動產業鏈安全指數持續回升.然而，隨著2020年初疫情的暴發，產業鏈再次受到較大沖擊，產業鏈安全指數由2019年底的0.55迅速下降至2020年3月的0.34，此后步入修復通道，但仍未達到貿易摩擦前的水平.

圖1 我國半導體行業產業安全度趨勢

產業鏈參與程度和技術控制力的下降是導致產業鏈安全下降的主要因素.受中美貿易摩擦沖擊的影響，一方面，半導體主要產品、半導體設備及零件出口增速的顯著下滑和主要原材料進口成本的上升導致我國半導體產業鏈參與程度的快速下降.2018年1月至2019年12月，我國集成電路出口累計增速由35.2%下降至20.0%，此后，受疫情影響，2020年4月增速進一步下降至8.8%.半導體設備及零部件的出口價值指數則由125.9下降至83.8左右，半導體主要原材料硅化物的進口成本則在波動中上升.另一方面，在美國的技術封鎖和供需雙重沖擊的影響下，高端產品需求響應速度的斷崖式下跌和核心產品技術復雜性的下降造成我國技術控制力的下降，2018年1月至2019年12月，我國自美國高端芯片進口的累計增速由75.3%降至-61.4%，集成電路出口價格同比增速由14.4%降至-3.6%.此后，受國內停工停產及海外疫情大暴發的影響，我國集成電路出口價格同比負增長且自美國高端芯片進口的累計增速也持續為負.

主要產品產量穩定性下降和核心產品對美國依存度上升是推動市場控制力波動性增強的主要因素.我國半導體市場占全球市場的份額隨全球半導體行業景氣變化呈現振蕩式上升，由2018年1月的31.9%上升至2021年3月的34.5%，但對市場控制力的提升作用有限.受核心零部件進口速度下降及原材料價格上升的影響，2018年1月至2019年6月我國集成電路產量的增速由44.8%震蕩下降至-1.2%，此后，隨著全球半導體行業的回暖和我國集成電路產業技術的成熟發展，2019年7月至2020年4月，產量增速由7.7%上升至29.2%.緊接著海外疫情蔓延使得核心零部件斷供風險加大，我國集成電路產量增速持續放緩.同時，美國出口管制導致我國半導體核心產品自全球進口減速高于自美國直接進口減速，使得我國對美國的進口依存度上升，從而拉低市場控制力.

高端產品需求響應速度下跌和產品技術復雜性下降成為推動技術控制力下降的主要因素.自給率的高低是反映我國技術控制力的主要因素之一，受半導體行業主要產品進口大幅下降的影響，我國自給率被動提高，進而帶動了名義上技術控制力的增強，2020年12月自給率達到37.7%的高點，分別高于2019年和2018年4.6和6.0個百分點.然而，高端產品需求響應速度下跌和產品技術復雜性下降對技術控制力下降的影響高于自給率提升帶來的技術控制力上升的程度.我國高端芯片大部分自美國進口，在疊加沖擊的影響下，我國高端芯片自美國進口增速放緩，一方面表明我國學習先進技術的機會不斷減少，不利于形成“干中學”的效應和促進我國創新能力的提升；另一方面，我國下游應用產品由于缺少高技術核心部件而采用技術含量相對較低的國產品替代，降低了我國相關產品的質量和國際競爭力，進而制約了我國技術控制力水平的提升.

我國對美國芯片需求具有較強剛性，凸顯我國生產、研發與消費需求的高度不一致.在中美貿易摩擦和疫情沖擊下，我國集成電路進口總額大幅下降，但自美國集成電路進口依存度卻不斷上升，尤其是存儲器等高端芯片.據海關數據顯示，2019年我國自美國集成電路進口額為135.7億美元，同比增長12.9%，2020年進口142.2億美元，同比增長4.7%，增速顯著放緩；與此同時，自美國高端芯片的進口比例也呈現上升的趨勢，2018年和2019年我國自美國進口的芯片中，高端芯片進口比例分別為81.9%和84.2%，2020年前4個月達到84.9%，全年約83.0%，這進一步印證了我國高端芯片制造工藝落后國際先進水平2代以上，95%的高端專用芯片、70%以上智能終端處理器以及絕大多數存儲芯片依賴進口，核心技術、關鍵部件、基礎材料等嚴重受制于人的“卡脖子”問題突出[9-10].

3 加強我國半導體行業產業鏈安全的政策建議

應抓住新一輪科技革命的契機和數字化的浪潮，化危為機，通過增強產業基礎來提高技術可控性，夯實薄弱環節來補齊產業鏈短板，加大政府扶持力度來鞏固我國在全球消費市場的地位，從而全面增強我國半導體行業的產業鏈韌性和提升產業鏈安全水平.

3.1 增強產業基礎，提高產業技術可控性

強化創新激勵措施，加大企業減稅降費力度，引導社會資本加大對半導體高端芯片，尤其對美國依賴性強的高端芯片的設計及制造環節的研發投入；加強人才培養機制，實現技術團隊的高效培養，提高企業研發及創新能力，增強產業基礎，提高產業技術可控性.

3.2 夯實產業薄弱環節，補齊產業鏈短板

加大集成電路產業基金在原材料、設備、設計、制造、封裝、測試各個環節的投資布局，重點提高制造環節的投資力度，解決國內代工產能不足、晶圓制造技術落后和存儲器生產工藝落后等問題，引導培育本土產業鏈，加強對自主技術的支持力度；推進半導體關鍵零部件、原材料的跨境投資和并購，提高資源獲取效率，通過人才吸引和加大研發投入推動新材料新工藝的發展，提高核心部件及原材料的國產化率，進而補齊產業鏈短板.

3.3 加大政府扶持力度，鞏固我國在全球消費市場的地位

立足國內重大項目，加大計算機、電子及通信等產品政府采購；對采用國產芯片及核心零部件的汽車、手機以及計算機等電子消費產品給予一定補貼，提高行業發展的穩定性；通過深化改革，吸引海外高端人才，增強自主創新能力，鞏固我國在全球消費市場的地位.