美國“芯片法案”的影響及對策研究*

李 鋒 馬曉玲 韓燕妮

引 言

芯片被譽為“制造業的大腦”，數字時代的芯片相當于內燃機時代的石油。隨著數字技術和數字經濟的快速發展，芯片產業的重要性不斷提升，成為各國競爭的焦點。根據美國國會研究服務處(CRS)的數據，美國在全球芯片制造能力中的份額已從1990年的37%下降到2020年的12%左右。因此，美國將芯片產業作為對我國實施科技遏制的重點領域，妄圖通過打壓芯片產業來遏制我國高技術產業發展。2022年8月9日，美國總統拜登正式簽署《芯片與科學法案2022》(CHIPS and Science Act of 2022，簡稱“芯片法案”)，計劃在2022至2026財年為美國芯片產業提供527億美元的政府補貼和25%的企業投資稅收抵免，并對多領域的科研活動提供1699億美元經費支持，設立讓企業在中美選邊站隊的“中國護欄”條款。“芯片法案”脫胎于《美國創新與競爭法案》，充斥著冷戰思維，打著增強美國競爭力的旗號，以競爭之名行遏制之實，不僅對美國本土芯片產業提供巨額補貼，還對在我國開展正常經貿活動的企業采取限制措施，嚴重擾亂國際經貿秩序，惡意扭曲全球半導體供應鏈。當前，中美博弈的主軸從特朗普的貿易戰轉換到拜登的科技戰，芯片產業成為美國對我國高科技領域打壓遏制的主戰場。近期，美國又出臺了限制我國進口芯片相關技術、軟件、設備、零配件的出口管制，以及限制“美國人”在我國參與芯片相關產品開發、生產和服務的措施，并聯合其他國家和地區組建“芯片四方聯盟”圍堵我國，對我國芯片產業進行系統性打壓遏制。“芯片法案”及后續新規開啟了美國幾十年來少有的產業政策支持，在尋求強化行業主導權的同時，限制我國擴大先進制造能力。美國這一用產業政策擾亂國際市場和全球供應鏈的危險先例，是典型的“科技霸權主義”，嚴重違反市場經濟規則，破壞國際經貿秩序。美國“芯片法案”及后續新規短期對我國造成較大負面影響，長期將倒逼我國芯片產業加快發展。

一、美國“芯片法案”及后續新規的主要內容

“芯片法案”包括芯片法案2022、研究與創新、最高法院應對威脅的補充撥款法案三部分，主要是通過發放補貼、給予稅收優惠和支持研發，影響美國本土以及海外掌握先進制程的半導體生產制造企業的投資決策，扶持企業在美國建立生產線、擴大產能，實現提升美國芯片產業競爭力和限制我國芯片產業發展的雙重目的。

(一)提供500多億美元的政府補貼

美國“芯片法案”提出，通過4個基金對芯片產業提供政府財政補貼，共計527億美元。“美國芯片基金”規模為500億美元，其中390億美元支持芯片制造；110億美元支持研發和勞動力發展計劃，將在未來五年內投向國家半導體技術中心、國家先進封裝制造計劃以及其他研發和勞動力發展項目。同時，“美國芯片國防基金”等3項獲得27億美元的支持。除527億美元芯片產業補貼外，為無線技術創新設置了“公共無線供應鏈創新基金”，規模為15億美元。

(二)提供25%的企業投資稅收抵免

“芯片法案”規定，為制造半導體和相關設備的公司提供25%的投資稅收抵免，并對半導體制造業以及半導體制造過程中所需的專用工具設備制造進行獎勵，目的是消除與其他國家補貼制度的差異。據估算，該項投資稅收抵免規模約為240億美元，將使正在及計劃在美國建造芯片廠的英特爾、美光、臺積電、三星、恩智浦等企業受益。

(三)提供1699億美元的科研經費支持

“芯片法案”提出，在未來5年(2023—2027年)為芯片及其他領域的科研活動提供1699億美元經費支持。其中，國家科學基金會810億美元(占47.7%)、能源部679億美元(占40.0%)、商務部110億美元(占6.4%)、國家標準與技術研究院100億美元(占5.9%)。法案還提出將在美國建立新的技術中心以促進創新。

(四)設立禁止受益企業擴大在華業務的“中國護欄”

“芯片法案”第103(b)(5)條要求受資助企業簽署相關協議，保證10年內在中國或任何其他“受關注外國”(包括朝鮮、俄羅斯、伊朗等)不得進行先進制程半導體研發制造的實質性擴張。同時，該法案明確了“中國護欄”條款的例外情形，即上述限制措施不影響中國等受關注國家在現有設施和設備的情況下，繼續開展成熟制程半導體的生產，并且不影響受關注國家基于自身市場需求擴大成熟制程制造能力的重大交易。“成熟制程”指28納米及以上制程的邏輯芯片，而關于存儲器、放大器、封裝測試及其他半導體工藝的成熟制程定義，則由美國商務部部長會商國防部部長和國家情報局局長確定。美國為了穩住韓國和我國臺灣地區，給予我國臺灣臺積電、韓國三星和SK海力士等企業為期1年的出口限制豁免權，使其位于我國大陸的芯片制造工廠可以繼續獲得美系半導體設備廠商的供應和服務支持。

表2 美國《芯片與科學法案2022》政府補貼情況

(五)修改出口管制條例和擴大對我國實體限制范圍

2022年7月30日，美國商務部工業和安全局(BIS)將出口我國的半導體制造設備限制由10納米級擴大到14納米級。8月13日，BIS將設計全環繞柵極晶體管(GAAFET)結構集成電路所必須的電子自動化設計軟件(EDA)及金剛石和氧化鎵為代表的超寬禁帶半導體材料列入商業管制清單。8月31日，BIS限制英偉達和超威半導體(AMD)向我國出口圖形處理器(GPU)旗艦產品。10月7日，BIS通過修改出口管制條例，限制向我國出口用于制造使用非平面架構或具有16/14納米及以下邏輯芯片、128層及以上閃存芯片和18納米及以下動態隨機存取存儲器(DRAM)芯片的生產工具(包含技術、軟件、設備及零配件等)；限制我國獲取先進計算和超算相關芯片、產品和組建的能力，并對實體清單中現有的28家我國實體擴大限制，設置外國直接投資產品規則，還將31家我國實體列入未經證實清單。

(六)禁止“美國人”為我國芯片企業工作

BIS網站公布了《美國商務部對中華人民共和國(PRC)關于先進計算和半導體實施新的出口管制制造》的細則，于2022年10月12日生效。BIS限制措施要求，在未取得許可的情況下，“美國人”(U.S.person，包含美國公民、美國永久居民或美國庇護個人，以及依據美國法律組建的法人及其外國分支機構，位于美國境內的人士)不得向某些在我國境內從事半導體生產活動的企業、基地提供用于半導體設施制造或集成電路開發生產的相關支持。

二、我國短期面臨嚴峻挑戰

“芯片法案”及后續出臺的新規扶持企業在美國建立先進生產線和擴大產能，迫使企業在中美芯片領域“選邊站”，限制相關技術、軟件和設備等出口，其遏制措施的力度比貿易戰更大，對我國產生重大不利影響，未來三至五年將帶來嚴峻挑戰。

(一)先進制程芯片發展受限

近期英特爾和美光等多家美國芯片企業已宣布將在本土擴大投資。英特爾2022年8月23日宣布，將與加拿大布魯克菲爾德資產管理公司共同投資300億美元，擴建位于美國亞利桑那州錢德勒的芯片制造工廠。美光2022年10月4日宣布，將在未來20年內斥資1000億美元在美國紐約州興建大型晶圓廠。部分國際企業加大在美投資，勢必影響在我國投資先進制程芯片。因此，美國的新限制措施給我國保障現有和擴大先進制程芯片產能造成巨大影響，芯片制造企業的困難尤為突出。對于邏輯芯片，我國相關制造企業仍可依靠成熟制程繼續發展。但對于存儲芯片，各廠商競爭的核心在于制程工藝先進程度，美國將我國動態隨機存取內存(DRAM)制造限制在18納米以上制程，較目前國際主流工藝落后3代(約6年)，12英寸晶圓切割芯片顆粒數相差約1倍，直接導致單顆芯片成本相差約1倍，加上功耗、容量以及傳輸速率等差異，國產芯片將無法在市場競爭中生存。

(二)成熟制程芯片發展面臨被“卡脖子”風險

在設計領域，美系電子設計自動化(EDA)占據全球65%和我國95%的市場份額，成系統的國產EDA在國內軟件市場份額不足5%。在設備領域，美國及其盟友在20納米技術節點以下，設備占比高達95%，光刻機及檢測設備等斷供風險增大。在零配件領域，高端市場幾乎全部由美國、日本、歐洲掌握，中低端市場主要被韓國和我國臺灣地區占據。在材料領域，美國和日本企業在光刻膠、特種氣體、化學機械拋光材料等領域的市場占比較高，我國存在一定的斷供風險。整體來看，受“芯片法案”遏制，我國在半導體產業鏈三大環節中，“設計”和“封裝測試”影響相對較小。例如，華為公司海思芯片的設計水平已達5納米，設計出3納米芯片也能做到；長電科技公司在世界半導體封測企業中排第3位。但芯片制造方面被卡住了，一旦斷供，短期難以實現國產化替代，影響較大。

(三)部分行業發展將受不同程度沖擊

在美國的禁令中，廣泛應用于人工智能領域的A100和MI250芯片，以及英偉達的下一代芯王H100是限制的核心，目的是遏制我國超算、人工智能和互聯網等產業發展。同時，美國通過“長臂管轄”升級對我國28家企業的制裁，加強對先進計算及超級計算所涉物項的出口管制。當前我國最高邏輯芯片工藝是14納米，且僅有中芯國際擁有有限的產能；14納米以下的邏輯芯片都依靠進口。14納米是當下應用廣泛、極具市場價值的制程工藝，在人工智能、高端處理器以及汽車等領域都具有很大的應用前景。未來，如果美國在芯片出口上設置更多“紅燈”，我國很多行業將面臨更加嚴峻的“缺芯”困境。該禁令也將減緩我國超算、人工智能的發展速度。

(四)芯片人才流失風險增大

美國“國籍政策”立竿見影，不少芯片公司已經暫停“美國人”在我國企業工作或限制其工作權限。國內很多芯片公司雇用了擁有美國國籍或綠卡的高管和人才，其中部分人在多家設備、材料、設計企業中擔任創始人、主要高管或一線技術專家，是帶動我國芯片產業快速發展的重要力量。這些人若為我國工作，則需要放棄美國國籍或綠卡，其個人的直接和間接成本巨大。一旦這些人才全部停工，將對我國芯片產業帶來較大負面影響。據了解，安徽相關企業中已有部分美籍及持有美國綠卡的高層次人才返回美國。

(五)芯片產業國際供應鏈的不穩定性增加

美國千方百計拉攏日本、韓國和我國臺灣地區，組建牽制我國的“芯片四方聯盟”。美國與臺灣民進黨當局勾結預謀簽訂《21世紀臺美貿易協定》，打著與臺灣地區發展經貿合作的旗幟，實則企圖將其芯片產業轉移到美國。日本擁有世界領先的芯片材料和設備制造商，東京電子和尼康等日本公司向我國出售大量用于芯片生產的工具。韓國擔心如果不加入“芯片四方聯盟”可能失去制定規則的機會，錯過突出優勢彌補弱勢的時機。但我國是韓國最大的貿易伙伴，占其芯片出口額的60%左右。

三、我國擁有長期發展機遇

美國“芯片法案”及后續新規短期對我國會造成較大負面影響，但全球芯片產業高度分工合作是不可逆的大趨勢，我國擁有芯片產業發展基礎和市場雙重優勢，長期會倒逼芯片產業加快發展。

(一)全球芯片產業高度分工合作是不可逆的大趨勢

目前，全球芯片產業已形成高度關聯、相互嵌套的全球分工，以及相互支撐、難以分割的產業鏈供應鏈國際布局。芯片產業的設計、制造、封測等環節的分工合作涉及數十個國家和地區，生產芯片所需的設計軟件、制造設備和原材料分別由美國、歐盟、日本、韓國、中國、東盟等國家和地區的眾多企業合作完成，一個芯片從硅片生產、晶圓制造到最終用于整機產品通常要經歷多次國際貿易。全球芯片產業分工合作、互惠互利的大格局不是某個國家憑一己之力可以改變的。美國半導體行業協會公布的數據顯示，2021年全球芯片銷售額為5559億美元(約3.5萬億元人民幣)，同比增長26.2%；中國大陸銷售額為1925億美元(約1.2萬億元人民幣)，占比接近35%。根據國際半導體產業協會發布的報告，2021年全球半導體制造設備銷售額達到1026億美元的歷史新高，其中，中國大陸地區再度成為全球最大市場，銷售額達296.2億美元，同比增長58%，占比28.9%。

(二)美國“芯片法案”實際效果將大打折扣

美國半導體產業協會2021年的報告顯示，美國當年半導體產業的全球市場占有率為46.3%，居世界首位(在中國的市場占有率達49.9%)；年度研發投入502億美元，研發支出率高達18%(韓國為9.1%，中國大陸為7.6%，中國臺灣地區為11%)；因全球芯片需求大幅增長，美國當年半導體產業支出從上年的約300億美元激增至405億美元。但要實現自給自足的本地半導體供應鏈需要10年時間、耗資上萬億美元。“芯片法案”提供的500多億美元補貼可謂杯水車薪，且半導體的成本將提高65%。美國市場人士預計，“芯片法案”所提供的500多億美元資金僅能基本滿足英特爾、三星和臺積電的工廠建設需求，無法支持從上游至下游的整體產業鏈。一些關鍵的中小企業無法得到美國“芯片法案”支持，所以也不會調整其布局。同時，美國低估了半導體產業鏈發展所需的工程師、技工、物流等支撐要素，美國國內在上述領域均存在明顯不足。目前，美國直接參與半導體產業制造的有27.7萬人，數量少并存在老齡化問題，約40%的工人年齡在50歲以上。

(三)美國芯片企業在華利益將嚴重受損

據波士頓咨詢公司估算，采取對華“技術硬脫鉤”政策將可能使美國芯片企業喪失18%的全球市場份額和37%的收入，并減少1.5至4萬個高技能工作崗位。英偉達公司2022年9月表示，由于限制美國芯片企業向中國出口高端芯片，當年第三季度公司預計損失近4億美元。泛林集團10月底估計，2023年該公司在中國的銷售額損失將高達25億美元。高通首席執行官(CEO)明確表示希望與國內廠商一如既往地合作，并對美國發出警告，稱限制出口會導致高通損失80億美元的市場。“芯片法案”簽署當日，美股三大指數集體收跌，AMD和英偉達跌幅超4%，美光科技跌3.7%，英特爾跌2.4%(再創2017年9月以來最低)。美國應用材料公司、科磊公司等主要芯片制造設備和材料供應商在我國市場份額均在20%以上，受美國出口限制措施影響將遭受巨大損失。

表3 美國主要芯片企業對我國市場依賴度 單位：億美元，%

(四)我國芯片國產化替代率不斷上升

圖1 2017—2021年我國集成電路進出口情況

據中國海關總署統計，2022年我國芯片進口5384億顆，同比下降15.3%。進口芯片數量大幅減少，除了需求下降影響外，重要原因之一是國內芯片自給率提高。按產量計算，2019年國產芯片自給率(含臺積電、SK海力士、三星等境外、外商投資企業)約為30%，2021年升至36%，部分領域可實現國產替代。國家統計局公布的2021年全國集成電路(芯片)的生產情況顯示，全年國內共生產芯片3594.3億顆，同比增長33.3%；按照海關的數據，2021年我國進口芯片數量達6355億顆，同比增長16.9%。按價值計算，半導體市場研究機構(IC Insights)數據顯示，到2021年中國制造的集成電路價值312億美元，占其1865億美元集成電路市場的16.7%，高于2011年的12.7%；其中，總部位于中國大陸的公司生產了123億美元，僅占1865億美元集成電路市場的6.6%，臺積電、SK海力士、三星、英特爾、聯電和其他境外、外商投資企業生產了10.1%。目前，28納米及以上制程芯片產品應用最廣，基本能滿足除高端手機之外的大多數電子產品。中芯國際先后在上海、深圳、天津宣布擴產28納米工藝生產線，累計投資高達1700億元。中芯國際在成熟工藝芯片制造領域還有新突破，其單片集成工藝技術55納米 BCD(Bipolar-CMOS-DMOS)平臺第一階段完成研發，已導入客戶并投入量產。這一技術是意法半導體1985年研制成功的，目前意法半導體仍是90納米水平，臺積電和三星僅發展到65納米。中芯國際的55納米先進BCD工藝，在工業控制、智能汽車、顯示驅動、電源管理等領域將發揮重要作用。此外，阿斯麥財報顯示，2021年向我國內地出貨約46臺深紫外線(DUV)光刻機，2023年第一季度約21臺，并加大在我國市場的布局。DUV光刻機主要用于生產28納米到10納米制程的芯片，這顯示國內廠商正在生產更多成熟制程芯片。

(五)我國擁有芯片產業發展基礎和市場雙重優勢

自中興、華為事件后，我國芯片產業快速發展。據中國半導體協會的統計數據，2021年我國半導體行業銷售收入約1.05萬億元，較上年增長18.2%。其中，“設計”4500億元，增長19.6%；“制造”3200億元，增長24.1%；“封測”2800億元，增長10.7%。部分芯片供應商的營業收入保持高速增長，如中芯國際2018年營業收入33.6億美元，2021年為54.4億美元，2022年上半年達37.5億美元，同比增長53%。長江存儲被納入蘋果的閃存供應商名單中。美“芯片法案”客觀上將為我國企業提供更大的國內市場。整體來看，我國半導體裝備制造業發展水平偏低，中國電子專用設備工業協會的數據顯示，2021年我國半導體設備市場銷售額為296.2億美元，其中國產半導體設備銷售額為385.5億元，半導體設備國產化率僅為20.2%。最關鍵的浸沒式光刻機我國到2022年才研發出28納米樣機；刻蝕設備、離子注入設備與國際先進水平相差兩代。化學機械拋光設備稍好一些，2017年美國和日本曾占據我國98.1%的市場，如今國產設備已占70%的份額。(2)高莘等：《借力龐大國內市場，中國芯片有底氣突破“美日荷封鎖”！》，《環球時報》，2023年1月31日。同時，我國是全球最大的半導體芯片消費市場，芯片應用優勢將長期存在。我國芯片進出口額在2017至2021年均呈現高速增長的態勢，2021年進口芯片4326億美元，出口1538億美元。作為世界最重要的消費電子制造中心，全球約80%的個人計算機、65%以上的智能手機和彩電在國內生產。(3)滕晗：《工信部：全球約80%個人計算機、65%以上智能手機在我國生產》，封面新聞，2022年9月20日。截至2022年9月底，我國已建成5G基站222萬個，總量占全球60%以上。(4)黃鑫：《5G邁入高速發展期 加速賦能千行百業》，《經濟日報》，2022年11月8日。我國數字經濟發展規模全球第二，2021年達45.5萬億元，具備支撐國內芯片產業發展的市場基礎。

四、我國的應對策略建議

我國既要采取保障生產、留住人才和適當反制等近期應對策略，還要實施加強研發、補齊短板等長期戰略。

(一)加大芯片產業扶持政策力度

可參照美歐日韓近期超常規政策舉措，盡快研究出臺更大力度的產業支持政策措施，支持企業擴產28納米以上的成熟工藝芯片。根據國產存儲芯片生產成本和境外企業同類存儲芯片銷售價格，對國產存儲芯片采購方和生產方給予補貼，保障我國企業的生存和發展。對已開工在建的重要芯片企業進行全面深入地摸底調查，提出保障投資順利完成的具體措施。支持國內主要設備、零部件和材料制造企業與國內核心芯片生產企業共同開展核心設備、工藝研發與驗證。可適當加大財政資金支持力度，增強金融支持力度，加快科創板對核心芯片及相關創新企業的上市融資進程。綜合運用財稅、金融等政策支持采購國產芯片。

(二)出臺針對性的人才政策

對美籍高端芯片人才采取更多保護措施，為其放棄美籍提供更多便利，包括縮短其本人及直系親屬重新入籍的流程，在子女入學、住房和稅收等方面予以重點關照，研究補償因放棄美籍帶來的損失，解決其后顧之憂。針對擁有美國綠卡的高端人才，鼓勵放棄綠卡，為其在子女入學和住房稅收等方面“開綠燈”。同時，提供個稅減免、股權激勵及教育、住房方面優惠政策，對企業吸引和留住人才給予充分支持。要對美國可能進一步脅迫中國臺灣同胞及日韓歐芯片人才離開我國做出預案。

(三)拓展芯片產業國際合作渠道

通過經濟、外交等途徑，爭取除美國以外國家和地區政府及企業對我國芯片產業發展的支持。積極吸引韓國三星、SK海力士和我國臺灣臺積電擴大投資，同時關注對國內企業可能造成的壓力，必要時采取相應措施。引導企業購買韓國和我國臺灣地區的芯片，幫助相關企業搶占美國企業的市場份額。力爭保障日本芯片重要原材料、設備對我國的穩定供應。加快與東盟共同打造利益共享的芯片產業鏈進程。支持企業到歐盟投資設廠，加強與阿斯麥、英飛凌、恩智浦、意法半導體和英國安謀國際科技股份有限公司(ARM)等企業的合作。

(四)充分發揮關鍵核心技術攻關新型舉國體制優勢

進一步強化國家科技重大專項對高端芯片、重要設備與材料及EDA等研發的支持力度，對龍芯、申威等CPU芯片加大量產和使用力度，強化工業和汽車級芯片、傳感器的研發生產力度，提升絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)等大功率器件的水平。擴大國家及長三角、京津冀、武漢、成都等重點地區集成電路產業投資基金規模，優化投資結構，注意對戰略性項目的長期投資。以上海為中心的長三角地區是國內第一大芯片基地，涵蓋芯片制造全部流程。可支持長三角地區開展集成電路關鍵核心技術攻關新型舉國體制試點，以芯片制造為牽引，帶動芯片產業鏈設備、原材料、零部件協同發展。充分發揮新型舉國體制優勢，整合產學研力量，加快突破光刻機和EDA等“卡脖子”環節。由國家統籌有實力的大型企業和科研機構參與設備及原材料的研發，統一整合CPU、GPU和操作系統相關資源，加快補鏈強鏈。

(五)加快發展第三代半導體芯片和量子芯片

我國在第三代半導體領域與國際先進技術的差距較小，且新能源發展國際領先，有廣泛的應用市場，是實現“換道超車”的重要機會。要大力支持碳化硅、氮化鎵等寬禁帶半導體芯片發展，拓展在5G基站、新能源車、光伏、風電、高鐵等領域的應用。強化對第三代半導體行業的規范發展，減少行業惡性競爭和資源浪費，打造行業龍頭企業。同時，加大對量子芯片支持力度，并繼續研究探索光芯片。