全球半導體產業戰略動向和發展趨勢研究

石健 麻堯斌

（中國電子信息產業發展研究院，北京 100089）

當前，美歐日韓等主要半導體制造國家和地區紛紛推出新一輪半導體發展戰略，成為繼20 世紀美日半導體爭端后，時隔數十年全球范圍內再度興起的新一輪全方位競爭。各國基于自身半導體產業發展所處階段和核心訴求提出的戰略目標、舉措、路徑等各具特色。美國作為全球半導體領導者，主要目標在于維持其領先優勢和控制力；歐洲重點謀求將其雄厚的基礎研究實力轉化為本土化的產業能力；日韓在全球變革中持續鞏固其特定環節或領域的獨特優勢，俄羅斯和印度則在全球形勢變化中積極拓展自身發展空間。上述國家和地區的半導體戰略和政策舉措可一定程度上左右全球產業未來趨勢，特別是各國舉措呈現出的共同趨勢——強化本土化發展，將對歷經幾十年市場化發展的全球半導體產業格局和競爭態勢產生深遠影響。

一、全球半導體產業發展現狀分析

（一）市場方面

隨著新冠病毒疫情后的經濟復蘇，5G、新能源汽車等新興應用為全球半導體產業帶來新一輪增長，半導體市場繼續保持增長態勢。世界半導體貿易統計組織 （WSTS）的數據顯示，2022 年全球半導體市場規模同比增長3.3%，達到5740 億美元的歷史新高，但增速與2021 年的26.2%相比顯著放緩。從細分市場來看，傳感器和分立器件市場增長較快，同比增長達14%和12%，集成電路和光電器件保持1%～2%的增速。從需求市場來看，美國半導體行業協會（SIA）的報告顯示，工業、消費、汽車市場的半導體需求復合年增長率分別達到24%、17%、13%，成為半導體市場需求增長的主要推動力。多家機構預測，到2030 年，全球半導體市場將超過1 萬億美元，市場潛力巨大。

（二）技術方面

“后摩爾時代”即將到來，全球產業各方紛紛圍繞異構計算、Chiplet、RISC-V 開源架構、寬禁帶半導體等新興技術展開布局，推動架構、工藝、器件、材料等技術變革創新。人工智能（AI）技術的應用成為提升芯片設計效率的重要技術趨勢。三星宣布下一代Exynos 處理器將采用AI 進行芯片設計，谷歌的TPU 已經采用AI 進行優化。制造工藝方面先進制程持續演進，2022 年6 月三星宣布開始量產采用全柵環繞晶體管（GAA）的3nm 技術，臺積電在同年12 月開始量產3nm 工藝，英特爾、臺積電計劃在2nm 以下節點引入垂直堆疊式場效應晶體管（CFET）等新技術[1]。芯粒（Chiplet）、異構集成等先進封裝技術加快發展。2022 年，英特爾、三星、臺積電等10 多家國際芯片巨頭共同成立Chiplet 標準聯盟，推出通用小芯片高速互聯標準（UCIe），加速推動Chiplet 技術的標準化發展。

（三）投融資方面

IC Insights 的數據顯示，2022 年，全球半導體行業資本支出達到1817 億美元，保持19%的高速增長，臺積電、三星、英特爾資本支出分別高達363 億、356 億和250 億美元，繼續引領全行業資本支出。晶圓制造廠的持續投入帶動全球半導體設備投資保持上漲態勢，據SEMI（國際半導體產業協會）統計，2022 年全球半導體制造設備出貨金額達到1076 億美元的歷史新高。半導體行業技術的快速變革和創新也要求企業持續保持高強度的研發投入。據SIA 統計，過去20 年來美國半導體行業研發投入保持7%的年均復合增長率，2022 年研發投入總額達588 億美元，在銷售額中的占比高達18.75%，遠超其他行業和其他國家。而在收并購方面，繼2020 年全球半導體大額并購潮后，芯片行業逐步進入整合消化期，行業并購態勢整體趨緩，但小額并購、細分領域并購依然保持活躍。各國對影響重大的半導體并購案的審查和監管呈現趨嚴態勢，英偉達收購ARM、英特爾收購高塔等最終均未收購成功。

二、主要國家和地區半導體產業發展戰略和舉措

新冠病毒疫情以來，全球半導體供應鏈遭遇多次沖擊，出現供應短缺現象，世界各國普遍對全球化的產業鏈供應鏈風險表示擔憂，進而紛紛推出新的半導體發展舉措，由此形成深刻交織、競相追逐的新競爭格局。

（一）美國

美國“內外并舉”，推出《芯片和科學法案》，力推大規模財稅支持政策，同時加強與盟友間的協同合作，以保障本土半導體供應鏈安全，維持全球領先地位。

1.加大生產線建設的財政補貼投入和稅收優惠力度

美聯邦政府為在本土開展的半導體制造提供了390 億美元直接撥款。其中，370 億美元用于補貼先進制程的晶圓制造項目，20 億美元用于補貼汽車、軍事等關鍵行業成熟制程芯片制造項目。美國商務部還有權將至多60 億美元用于對企業的直接貸款或貸款擔保。同時，聯邦政府還對半導體制造投資提供為期10 年的25%稅收抵免，預計退稅總規模約240 億美元[2]。此外，地方州政府還給予半導體企業投資稅收優惠、勞動力獎勵、不動產補貼等一系列額外支持舉措，重點提升美國本土制造能力。

2.全面加強先進技術研發、基礎研究和生態建設

《芯片和科學法案》設立110 億美元的專項技術研發資金，支持建立國家半導體技術中心（NSTC）等機構，實施國家先進封裝制造計劃（NAPMP）等專項行動，主要開展先進半導體技術和先進封裝研究，強化前沿技術主導優勢。另設27 億美元資金用于國防、教育、人才、國際合作等半導體生態建設相關活動，由美國商務部、國防部、能源部、財政部等分別牽頭，開展半導體基礎研究、安全供應鏈、下一代微電子技術、人才培養等多項行動，如國防部“微電子社區計劃”支持大學開展各類原型設計，打通半導體技術從實驗室研發到工業界應用的壁壘。

3.聯合盟友共建區域性供應鏈“小圈子”

一方面，美國積極聯合他國開展技術研發，彌補自身技術短板。如與日本共同建設2nm 工藝技術聯合研發中心，與歐盟共同開發下一代通信技術，扶持印度發展中低端成熟工藝制造，組建Chip4 聯盟構建區域性的產業合作體系，加深盟友間產業鏈供應鏈融合。另一方面，大力吸引他國企業赴美發展，同時支持美國企業加大對外投資，以此加深彼此產業鏈供應鏈交織。如吸引臺積電、三星、SK海力士等企業赴美建廠，促進其與應用材料、泛林集團、科磊等美國本土設備供應商展開合作。支持英特爾赴德國投資設廠，借助歐洲芯片補貼滿足自身投資需求。

4.強化出口管制，打壓后發追趕者

近年來，美國政府先后推動將EUV 光刻機、12 英寸大硅片、GAA FET EDA 工具、氧化鎵和金剛石等超寬禁帶半導體材料等納入《瓦森納協定》，設置出口管制壁壘，限制后發者獲取前沿先進技術，阻斷新興領域基礎研究所需的創新資源。與此同時，還通過出口管制“實體清單”、產品采購禁令、人才服務限制等多種手段，精準打壓潛在可能的追趕者，通過遏制后發追趕者，拉大技術和市場差距，從而維持其半導體技術和產業的領先優勢[3]。

（二）歐洲

歐洲“謀求復興”，推出歐洲《芯片法案》，重點支持本土芯片制造產線建設，促使先進技術研究向產品市場的轉化，意圖奪回其在全球半導體產業生態系統中的重要地位。

1.大力支持以制造為核心的生態建設

歐盟層面提供33 億歐元資金，加上歐洲成員國及私營機構，預計將動員總額430 億歐元投入，推動成員國在芯片工廠建設和運營等方面給予快速許可和優先支持的政策保障，重點支持“綜合生產設施”和“開放歐盟代工廠”兩類芯片制造設施，建設設計平臺、先進實驗線等，加強芯片設計、制造和封裝等環節的創新聯動和生態協同[4]。在主要成員國層面，德國計劃提供140 億歐元吸引芯片制造商赴德建廠，西班牙斥資110 億歐元發展芯片與半導體產業，意大利、法國也出資支持英特爾在當地興建封測廠、芯片研發與設計中心。

2.強化基礎研究產業化發展能力

歐盟實施“芯片聯合承諾”等研發計劃，重點支持2nm 以下先進技術、人工智能、量子芯片、超低功耗處理器、3D 集成和先進封裝、設備和材料等技術研發和創新，著力將研發成果轉化為產業效益。如在歐盟層面建立創新虛擬平臺以提升大規模集成電路設計能力，支持使用現有的試驗線對新設計、新概念進行實驗、測試和驗證，加快下一代新興技術向工業化生產能力轉變。同時，建設量子芯片設計庫、試驗線和量子元件的實驗測試設施，以形成面向前沿顛覆性技術的研發和工程能力。

3.注重成員國間協調行動和對外合作

在歐盟層面設立歐洲半導體委員會，協調成員國間協調行動和對外合作，同時加強與美國、日本、韓國等合作，協同推行出口管制和危機預警機制。如在危機監測和應對方面，在歐洲半導體委員會層面建立特別會議制度，用于評估是否啟動芯片供應危機應對機制，并代表歐盟與相關的第三方國家進行協商合作，解決供應鏈中斷問題。與美國成立美國—歐盟貿易和技術委員會（TTC），建立協調國際貿易和新興技術議題的跨大西洋交流機制，在技術標準、供應鏈安全、出口管制等多方面協同推進相關合作。

（三）韓國和日本

韓國和日本“聚焦優勢”，主要依附以美國為主的產業生態發展，目標在于維持其在產業鏈部分環節的獨特比較優勢。

1.韓國著力強化以存儲器為核心的制造生態優勢

推出“K—半導體產業帶”戰略規劃，旨在將韓國建設成為全球最大的半導體制造基地，引領全球半導體供應鏈重構。

一方面，推出逾510 萬億韓元的大規模投資計劃，為研發投資和工廠建設分別提供40%～50%和10%～20%的稅額扣除優惠。三星電子、SK 海力士等153 家半導體公司計劃到2030 年共計投資約510 萬億韓元，用于技術研發、新增或擴建工廠。政府設立1 萬億韓元規模的“半導體設備投資特別資金”，支持8英寸代工廠、設備零部件廠商以及先進封裝廠建設；投入1.5 萬億韓元支持電力半導體、人工智能半導體、高端傳感器等下一代智能型半導體技術研發。

另一方面，打造全產業鏈供應鏈的K 型產業集群。建設半導體設計支援中心、人工智能半導體創新設計中心等半導體設計基地，擴建和升級現有的先進存儲工廠，新增代工廠和先進封裝生產基地。同時，圍繞制造工廠布局封裝、設備、材料、零部件廠商，企業、工廠、園區均規劃集聚在京畿道和忠清道，空間布局上呈現出K 型半導體產業帶形態，實現企業空間集聚發展，打造全球最大規模的半導體產業集群[5]。

2.日本深耕半導體設備和材料，構建獨特產業地位

一是立足當前在半導體制造設備和材料領域的優勢，進一步強化面向未來先進制造工藝所需設備材料的先導研究，如面向EUV 設備的新一代材料、層間布線絕緣散熱接合材料等研發。與國內外代工廠共同開展2nm 先進邏輯工藝、先進封裝、三維堆疊等前沿技術研發，強化日本在先進技術領域的核心地位。

二是加強日本國內晶圓制造能力建設，吸引臺積電赴日本建設工廠，組織國內企業共同投資成立新的半導體公司Rapidus，與美國IBM、比利時IMEC 等頂尖半導體研發機構合作，共同推進先進制程工藝研發，并引入Rapidus 在日本國內新建的芯片工廠，以此提升日本本土先進工藝芯片生產能力。

三是面向電力、物聯網、汽車等領域，加大功率、光電等不依賴先進邏輯工藝的芯片產品研發生產，確保存儲器、傳感器、功率半導體等多種半導體產品的產能，以進一步增強日本半導體企業在全球產業中的影響力[6]。

（四）俄羅斯和印度

俄羅斯和印度“因勢而為”，順應全球發展潮流與國際形勢變化，聚焦自身訴求加大半導體產業支持力度，但囿于技術、市場、財力等因素，短期內不足以對當前全球格局產生顛覆性影響。

1.俄羅斯制定微電子發展計劃，打造國產化半導體產業鏈

一是加大半導體研發投資。預計到2030 年將投資約3.19 兆盧布（約384.3 億美元），用于半導體制造技術、芯片設計、數據中心基礎設施開發等。

二是大力扶持開源RISC-V 處理器發展。為基于RISC-V 架構的處理器開發提供大量資金支持，借助RISC-V 國際開源社區生態發展自主處理器。

三是啟動自研光刻機計劃。研發基于同步加速器和等離子體源的“X 射線光刻機”，通過技術路徑創新繞過當前主流EUV 光刻機的出口管制限制。

四是啟動“外國解決方案”逆向工程計劃。通過逆向工程快速掌握所需的相關技術，發揮俄羅斯在軟件設計和破解方面的能力優勢，為半導體領域的逆向工程提供強大助力。

五是修改法律中關于專利賠償金的規定。根據新的規定，如果專利持有人來自俄羅斯認定的不友好國家和地區，其發明、實用新型或工業設計在未經授權的情況下被使用，則所需支付的賠償金額為生產和銷售商品、完成工作和提供服務實際收益的0%，即無需為非授權使用專利作出任何賠償。

2.印度推出數百億美元規模的半導體制造生態系統發展計劃

美國印太戰略明確提出“支持一個強大的印度”，因此，印度在美國的幫助下可能從成熟工藝產品制造切入，逐步在全球半導體格局中占據一席之地。

政府層面，印度推出半導體和顯示器制造生態系統發展計劃。計劃投入約300 億美元建設晶圓廠和發展電子信息制造，其中投入100 億美元用于創建半導體和顯示器制造生態系統，晶圓廠最高可獲得50%的補貼資助，化合物半導體、硅光子學和傳感器企業以及封測企業可獲得30%資本支出的補貼，目標建設至少2 座芯片制造廠和15 家化合物半導體制造、半導體封測企業，支持印度國內100 家芯片設計企業。

企業層面，以塔塔集團為代表的印度本土企業通過強化與外資的合作，以推動芯片制造發展。如塔塔集團宣布投資900 億美元發展集成電路業務，目前正在與蘋果代工廠——緯創談判收購其在印度的工廠。印度礦業巨頭Vedanta 與富士康母公司鴻海集團擬共同投資195 億美元，建設28nm 制程的12 英寸芯片制造生產線及配套的封測工廠。此外，以色列芯片制造商TowerJazz和ISMC Digital 計劃投資30 億美元在印度建造一條65nm 芯片生產線；由IGSS Ventures 牽頭的新加坡財團擬投資35 億美元在印度建造一條產能4萬片/月的生產線。

三、全球半導體產業競爭態勢和格局新特點

近年來，數字經濟發展穩固支撐半導體需求增長，新冠病毒疫情沖擊導致全球產業鏈供應鏈出現危機，美國濫用制裁引發各國技術自立意識覺醒，諸多因素共同引發全球范圍內半導體產業的新一輪激烈競爭，全球產業格局也呈現出新的特點。

（一）國家間半導體競爭趨于白熱化

當前，無論是各國政府的資金投入規模，還是龍頭企業的資本支出，全球半導體領域的資源投入達到近幾十年來的高峰。而投資的爆發式增長很大程度上是源自新冠病毒疫情對全球產業鏈帶來的突發性沖擊，以及美國濫用制裁引發的產業鏈供應鏈安全考量，致使世界各國不得不“被迫”卷入其中，從而推高整體投入水平，全球半導體競爭已然進入白熱化階段。而在本輪競爭中，各國政府均在國家層面制定了發展戰略及方案，在財稅、金融、區域布局等方面推出相應政策，逐漸從幕后調控走向前臺干預，也就意味著半導體行業已從商業層面上升到國家戰略層面，發展邏輯從以企業為主的市場化發展，逐步演變為以政府為主導力量的國家間競爭，半導體產業的戰略屬性越發突出。

（二）半導體產業發展僅依靠政府扶持未必有效

縱然此輪競爭中政府角色的影響顯著增強，但仍需清晰地認識到半導體產業運行的內在規律。半導體制造投資額急劇增加，新技術、新工藝、新產品的不斷創新升級又要求資金投入保持穩定性和連續性，這就意味著單純依靠政府一次性或間歇性投入遠無法滿足實際需求。政府投入更多關注底層共性技術和行業公共服務，無暇顧及數量眾多的企業個性化發展，市場應用需求的千變萬化也要求企業及時響應并作出調整，政府指令或組織僅能在產業鏈供應鏈出現風險時作為宏觀調控的補充手段。因此，半導體行業必須依靠市場化發展才能在技術創新、資源投入、市場應用等方面實現良性循環，市場驅動與國家支持并重更符合產業發展客觀規律。

（三）區域性產業鏈供應鏈加速成形

臺積電創始人張忠謀在2022 年12 月表示，地緣政治已經徹底改變了半導體制造商面臨的處境，全球化和自由貿易幾乎已死，而且不太可能卷土重來。而從各國主要舉措和目標可以看出，供應鏈安全與本土制造成為主流聲音，過去以效率優先的產業發展模式逐步轉變為兼顧效率與安全[7]。特別是美國糾集盟友謀劃構建各種形式的“小圈子”，意圖通過政治力量擾亂其他國家的正常發展和產業鏈供應鏈合作，在此影響下各國不得不重新考量全球化產業鏈的安全性與風險性，紛紛強化本國供應鏈多元化，加劇全球產業投入冗余，長此以往逐步形成區域性產業鏈供應鏈的割裂局面。在此過程中，重復投入增加、貿易成本提升、產業環節阻塞等問題將嚴重削弱全球產業鏈整體效率，政府政策、企業布局等也不得不隨之調整。

（四）有效市場或成為長期戰略競爭的重要決定因素

政策、資金、人才、技術、市場等核心要素可在很大程度上決定一國半導體產業發展競爭力和潛力。摩爾定律放緩導致半導體技術創新整體勢頭減弱，后發者追趕進程相對提速。而各國在資金投入、人才爭奪等方面也均采取強化舉措，一定程度上對沖了政策的差異性作用。而從市場的角度來看，半導體領先者的成功經驗表明，下游應用市場不斷反哺上游研發才得以帶動形成產業的良性循環。而市場優勢根本上取決于一國的人口、資源等稟賦，短期內也無法通過外部要素投入而快速拓展。因此，足夠的市場容量、多樣的需求場景和有效的消費能力將成為半導體產業長遠競爭最核心的決定性要素。

四、總結與展望

當前，全球半導體產業在新冠病毒疫情、缺芯、地緣政治等多重因素交織沖擊下進入重大變革重構期，世界各國的戰略舉措帶動全球半導體產業呈現出新格局、新變化、新趨勢，為我國把握全球半導體產業未來動向提供思考和啟示。

（一）投資加劇極大推高競爭壓力

美歐韓等國家和地區本已位處半導體產業領先地位，但依然大幅投入資金，實際上可能已經偏離資源最優配置原則和市場實際需要。而半導體技術快速創新和演進的特點，也要求產業參與者保證高強度的研發投入和持續性的強力支持。與此同時，領先者不斷做大做強龍頭企業，抵御市場波動和風險的能力更強，從而可不斷利用技術優勢、成本優勢、供應鏈韌性優勢等擠壓后來者生存空間。這將對后發者造成更大的競爭壓力，警示我們如不能堅定追趕發展的投入支持力度，非但無法實現產業轉型升級發展，還極有可能面臨被進一步拉大差距的風險。因此，必須較領先者推出更強有力的扶持舉措，以密集而穩定的超強投入堅定推進半導體產業發展。

（二）大市場優勢可轉化為產業競爭力

長遠來看，在沒有類似智能手機開創劃時代應用市場的產品再次出現之前，產業投資和產能建設的過度冗余有可能導致供過于求，半導體行業的最終話語權必將在市場需求一方。而依托大規模的進出口交易以及生產制造網絡，可鏈接全球半導體產業各方參與者，帶動產業鏈上下游資源的匯聚，實現以市場應用帶動技術和產品的迭代創新升級，從而轉化為產業的核心競爭力，這樣有助于把握未來發展主動權[8]。因此，持續鞏固全球半導體制造和裝配中心的關鍵地位，加快建設全國統一大市場，或可為我國塑造新的戰略機遇。

（三）全球化合作仍有廣闊發展前景

當前，半導體產業鏈供應鏈高度全球化的特征仍然沒有改變，各國企業相互分工協作仍是產業發展主旋律。而從主要國家發布的半導體戰略來看，各國均希望具備自我發展的能力，同時也紛紛強調多元供應體系對降低產業鏈供應鏈風險的重要性，這無疑表明半導體產業的全球化和多樣化發展依然具有生命力。不僅美國國內產業界、智庫等人士均在呼吁避免脫鉤斷鏈，各國企業更是積極尋找繼續全球化合作的方式和途徑，各產業主體間尋求貿易和合作仍是主流訴求，開放合作的發展理念必將吸引更多合作伙伴實現共贏發展。因此，更應堅定不移地維護產業鏈供應鏈的公共產品屬性，堅持以開放合作的態度促進全球半導體產業各方共贏發展。