不這樣做，美國將失去半導(dǎo)體？

來源：半導(dǎo)體行業(yè)觀察

在我們進入這個問題之前，讓我們先談?wù)劽绹雽?dǎo)體主導(dǎo)地位的現(xiàn)狀。大多數(shù)最大的半導(dǎo)體設(shè)備、設(shè)計和軟件公司都位于美國或在美國擁有關(guān)鍵項目。在設(shè)備領(lǐng)域，Lam Research、應(yīng)用材料和 KLA 均位于美國。ASML 是廣為人知的光刻領(lǐng)導(dǎo)者，他們在圣地亞哥的 EUV Source和EUV Collector進行了許多關(guān)鍵工程。這些技術(shù)資產(chǎn)和團隊來自對位于圣地亞哥的Cymer公司的收購。ASML向 EUV-LLC 支付專利使用費，其成員包括多個美國國家實驗室。沒有這些工具，就不可能制造芯片。

用于設(shè)計芯片的關(guān)鍵軟件被稱為EDA，它都來自美國。Cadence, Synopsys和Mentor Graphics(現(xiàn)在屬于西門子)等三大EDA廠商都位于美國。沒有這個軟件，就不可能設(shè)計出現(xiàn)代芯片。

德州儀器和英特爾等美國公司在制造自己的芯片的同時，在各自領(lǐng)域擁有領(lǐng)先的市場份額。為外部銷售和使用合同制造商設(shè)計芯片的 4 大公司也是美國的。他們是高通、博通、英偉達和 AMD。

但這種主導(dǎo)地位正在轉(zhuǎn)移到構(gòu)成地緣政治風(fēng)險的國家。美國在芯片制造中的份額處于歷史最低水平。除非立即采取行動，否則美國將失去半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。這是一場國家安全危機。

美國一直是通過創(chuàng)業(yè)、教育和大規(guī)模投資實現(xiàn)創(chuàng)新的標(biāo)志。這三個原則正在逐漸消失，部分原因是私人市場的態(tài)度，部分原因是政府的政策激勵了某些行為。這種轉(zhuǎn)變有利于那些擁有有利的政府政策、監(jiān)管支持、專注于STEM高等教育、以及對半導(dǎo)體制造重要性的普遍文化認識的國家。

半導(dǎo)體創(chuàng)業(yè)精神

創(chuàng)業(yè)精神是創(chuàng)新和半導(dǎo)體的第一要素。自從貝爾實驗室發(fā)明晶體管以來，硅谷的創(chuàng)業(yè)公司創(chuàng)造并定義了現(xiàn)代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。不幸的是，半導(dǎo)體行業(yè)的創(chuàng)業(yè)精神正在消失。

SemiEngineering是半導(dǎo)體行業(yè)領(lǐng)先的出版物之一，按公司總部所在地跟蹤每月半導(dǎo)體和半導(dǎo)體鄰近行業(yè)的初創(chuàng)企業(yè)融資情況。下表列出了5月份的數(shù)據(jù)，但其他月份的數(shù)據(jù)看起來非常相似。這一趨勢令美國硬件主導(dǎo)地位的前景堪憂。不僅大部分組裝工作是在中國大陸完成的，而且半導(dǎo)體領(lǐng)域資金最充足的初創(chuàng)公司和半導(dǎo)體領(lǐng)域最多的ipo都在中國大陸進行。

雖然初創(chuàng)公司和ipo不一定意味著創(chuàng)新，但它們是創(chuàng)新的基石之一。不是所有的創(chuàng)業(yè)公司都能成功，美國創(chuàng)業(yè)公司嚴格的融資模式很可能意味著他們更有可能成功，但這種差異是個大問題。美國不再是創(chuàng)業(yè)之地，盡管它仍在歐洲等世界其他地區(qū)占據(jù)主導(dǎo)地位?，F(xiàn)在是中國大陸。

為什么美國的半導(dǎo)體初創(chuàng)公司

這么少？

美國的風(fēng)險投資和天使投資私人市場完全放棄了對基于軟件平臺的“科技”公司的投資。雖然這種類型的投資很好，但這些風(fēng)險投資和天使投資人完全忽略了半導(dǎo)體和硬件領(lǐng)域。我們在 SemiAnalysis 已經(jīng)親眼目睹了這一點，因為我們幫助了半導(dǎo)體行業(yè)的一些公司籌集了資金。說服風(fēng)險資本家投資初創(chuàng)公司是極其困難的，即使他們擁有有前途的技術(shù)和卓越的業(yè)績記錄。

私人市場對硬件初創(chuàng)公司有著強烈的偏見。一般來說，半導(dǎo)體的啟動成本較高，與基于平臺的科技公司相比，市場潛力有限。總部位于美國的風(fēng)險投資家和天使投資者往往會考慮數(shù)百億美元或數(shù)千億美元的潛在市場。他們想要的軟件平臺，可以有幾十名員工，有潛力擴大到數(shù)十億美元的收入。不過Instagram、Uber、Shopify和Airbnb也就這么多。硬件創(chuàng)業(yè)是必要的，即使它不能滿足美國風(fēng)投和天使投資者的瘋狂夢想。SemiAnalysis的朋友Jay Goldberg在他的通訊中寫了關(guān)于這種現(xiàn)象的文章，標(biāo)題是《HARD OR SOFT?》以及《HARD VS. SOFT–WITH MATH》。

半導(dǎo)體投資是一個悲劇的共同風(fēng)格的情況。沒有一個私人實體會投資基礎(chǔ)設(shè)施，因為沒有一個實體會獲得所有可能的回報。半導(dǎo)體制造和設(shè)計能力是現(xiàn)代技術(shù)和軟件的基礎(chǔ)設(shè)施，類似的要求是，這類基礎(chǔ)設(shè)施項目需要政府激勵和監(jiān)管支持才能蓬勃發(fā)展。美國政府必須通過國家科學(xué)基金會提供孵化器和加速器來幫助半導(dǎo)體創(chuàng)業(yè)行業(yè)。

半導(dǎo)體投資危機

初創(chuàng)企業(yè)并不是唯一缺乏投資的地方。這個問題也存在于最大的公司中。因此，美國在半導(dǎo)體研發(fā)中的份額急劇下降，國內(nèi)芯片產(chǎn)量從 40% 下降到 15% 以下。我們的金融市場或政府政策不鼓勵投資。我們將通過幾個例子展示美國政策的困境，這些政策鼓勵回購和股息而不是投資。

首先讓我們討論一下問題的癥結(jié)所在。下圖顯示了按地區(qū)劃分的半導(dǎo)體晶圓制造設(shè)備總支出。這表明中國大陸目前正在建造最多的晶圓廠，這得益于其有利的稅收和監(jiān)管政策以及巨額補貼。美國在全球支出中只占很小的份額。如果保持目前的支出速度，那么十年后，美國制造的半導(dǎo)體將不到全球 10%，而中國大陸將制造近 30%。

美國國家、州和地方政府制定了稅收和監(jiān)管政策，使得投資新的半導(dǎo)體制造能力變得異常困難。甚至要通過許可和批準(zhǔn)成為美國的項目，都需要大量的資金和多年的時間。此外，雖然這些政策旨在保護環(huán)境，但實際上并非如此。他們只是減慢了流程并增加了成本。

與此形成鮮明對比的是，其他國家對投資半導(dǎo)體工具提供稅收抵免和巨額扣除。他們?yōu)橹圃煸O(shè)施的許可和批準(zhǔn)提供了簡化的流程。他們通過對污染企業(yè)采取積極的懲罰措施來保護環(huán)境。在半導(dǎo)體設(shè)施周圍，公寓、住宅、企業(yè)等可以迅速開發(fā)，因此，工人們不用把工資的很大一部分花在生活費用上，從而降低了企業(yè)的成本，提高了整個社區(qū)的生活水平。

美國必須讓企業(yè)的利益相關(guān)者更有利地大舉投資于新產(chǎn)能，而不是支付股息和股****回購。一種解決方案是提供一個永久性選項，在購買的第一年內(nèi)100%扣除芯片制造設(shè)備、工具和其他相關(guān)資本支出。其他工業(yè)設(shè)備，如卡車，是這種政策的先例。

需要明確的是，這樣的政策只會成為旨在與其他國家平等政策的多層面激勵計劃的一部分。中國大陸對國內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)實行了長達10年的免稅政策。盡管這種極端措施在美國是不現(xiàn)實的，但它應(yīng)該突顯出，在我們最大的地緣政治對手愿意采取這種措施時，需要進行政策改革的重要性。

正是這種政策差距導(dǎo)致美國最大的內(nèi)存制造商美光(Micron)將制造業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到美國以外的地方。美光目前主要在新加坡和中國臺灣生產(chǎn)存儲芯片，盡管他們的研發(fā)中心和原始生產(chǎn)設(shè)施都設(shè)在美國。世界上最大的兩家存儲器制造商SK海力士和三星的總部都在韓國。雖然在技術(shù)上被認為與美光持平或落后，但SK海力士和三星占據(jù)的市場份額更大。這在一定程度上是韓國各種半導(dǎo)體政策的副產(chǎn)品，這些政策鼓勵加大對制造能力的投資。韓國的“K-Belt”計劃只是加快了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的激勵步伐。這一政策是一個地理上被圍起來的低稅收和支持研發(fā)的地區(qū)，具有工具和研發(fā)稅報銷。

此外，必須對研發(fā)支出實行稅收抵免。目前，美國的稅收政策并沒有與許多亞洲國家相匹配。相反，它鼓勵盡可能減少研發(fā)，以資助股****回購、股息和財務(wù)工程收購。

博通就是一個例子，說明美國稅收政策的漏洞激勵了半導(dǎo)體行業(yè)的錯誤行為。盡管博通一直是值得投資的明星股，而且他們在某些技術(shù)領(lǐng)域仍處于領(lǐng)先地位，但他們的創(chuàng)新戰(zhàn)略對整個行業(yè)來說非常消極。博通通常會嚴格控制所有開支，包括研發(fā)支出的增長。與此同時，它們還提高了幾乎處于壟斷地位的芯片和軟件的價格。最后，他們利用這些利潤收購更具創(chuàng)新性的領(lǐng)先公司，這些公司擁有他們可以應(yīng)用這一公式的產(chǎn)品和技術(shù)。這一政策被半導(dǎo)體行業(yè)人士和投資者通俗地稱為“Hock Tan Flywheel”，以設(shè)計這一戰(zhàn)略的首席執(zhí)行官的名字命名。我們甚至不會提到他們?yōu)榱藘?yōu)化稅收而把總部搬到新加坡好幾年，但這也是美國糟糕政策的結(jié)果。

另一個糟糕的投資相關(guān)政策的例子是英特爾在前十年的情況。他們在半導(dǎo)體方面是世界頂尖的。他們沒有在半導(dǎo)體設(shè)計和制造的新領(lǐng)域進行創(chuàng)新，而是專注于降低資本支出和總支出在銷售額中的比重。他們用利潤回購股****，并支付更多的股息。股東選出的董事會成員為這種行為喝彩，并特別鼓勵這種行為。英特爾的衰落當(dāng)然有很多原因，包括技術(shù)失誤和不良的企業(yè)文化，但美國稅收政策和金融市場的缺陷無疑是一個重要因素。如今，英特爾已經(jīng)意識到他們的錯誤，并將股****回購減少到0。它們在盡其所能地投入每一美元，但與臺積電(TSMC)和三星(Samsung)等其他國家的晶圓制造巨頭相比，它們根本無法相提并論。

Wolfspeed和紐約州的政策就是一個很好的有針對性的例子。紐約通過退稅和其他補貼幫助Wolfspeed建立世界上最大的碳化硅半導(dǎo)體制造設(shè)施。紐約因此成為電動車中大量使用的一種芯片的世界領(lǐng)導(dǎo)者，創(chuàng)造了數(shù)千個高薪工作崗位，紐約州立大學(xué)有一個完整的研究和教育計劃，為人們在該領(lǐng)域的持續(xù)創(chuàng)新做好準(zhǔn)備。

半導(dǎo)體教育

即使創(chuàng)業(yè)公司和生產(chǎn)設(shè)施在美國，目前該領(lǐng)域的熟練工人也嚴重短缺。到2025年，這一缺口預(yù)計將高達30萬人。有知識、有技術(shù)的人才是創(chuàng)新的基石，沒有他們就不能創(chuàng)新。

大多數(shù)追求高等教育的美國人都選擇了non-stem領(lǐng)域。雖然這本身不是一個負面消息，但考慮到半導(dǎo)體行業(yè)熟練工人短缺的預(yù)期，這是一個巨大的擔(dān)憂。在美國，超過500萬人在高等教育機構(gòu)獲得了學(xué)位/證書，但根據(jù)Statista的以下圖表，甚至不到五分之一的人是STEM專業(yè)的。

美國三分之二的STEM博士生是外國人。他們能夠獲得學(xué)生簽證，因為他們的教育，但他們中的許多人有一個非常困難的時間移民，盡管他們希望這樣做。中國大陸每年有近500萬人獲得STEM學(xué)位，人口規(guī)模的差異使中國大陸和美國之間的差距不可能僅用國內(nèi)人口來填補。

美國必須讓世界各地受過教育的人更容易移民。在美國歷史上的其他時期，這要容易得多，這是美國在創(chuàng)新方面超過世界其他國家的秘訣之一。人才流失的概念是非?，F(xiàn)實的，必須允許世界上最優(yōu)秀、最合格的人才移居美國。

中國大陸不只是允許半導(dǎo)體工人移民，他們明確地找到他們想要的人，然后去爭取。有多家國有企業(yè)為從中國臺灣搬來的工程師提供非常具體和有聲望的生活質(zhì)量。它們在半導(dǎo)體中心附近提供寬敞的住宿環(huán)境，并為定向移民提供個人稅收優(yōu)惠。如果有機會，許多來自中國臺灣的優(yōu)秀工程師會來美國，即使沒有國家資助的生活方式。

此外，在美國STEM專業(yè)的畢業(yè)生中，專門從事半導(dǎo)體、制造或設(shè)計相關(guān)領(lǐng)域的畢業(yè)生只占總數(shù)的很小一部分。這些與半導(dǎo)體相關(guān)的STEM項目資金嚴重不足。聯(lián)邦政府和州政府沒有以任何方式推廣它們。與此同時，競爭國家對這些項目進行了大量補貼。這反過來又增加了他們各自半導(dǎo)體行業(yè)的可用人才總數(shù)，從而允許更多的創(chuàng)新。

美國的高等教育體系對所有學(xué)位和證書的補貼金額大致相同，盡管有些職業(yè)存在技術(shù)工人嚴重短缺的問題。我們的教育體系在補貼教育成本或推廣某些領(lǐng)域時，需要考慮到基于勞動力需求行業(yè)差距的有效技能配置。

公眾和媒體對這個領(lǐng)域的看法對這個問題也沒有幫助。芯片架構(gòu)師、過程集成工程師或電路板設(shè)計師并不是大多數(shù)孩子和年輕人向往的職業(yè)。這一點都不吸引人。但中國大陸卻在鼓舞半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的人心。

對半導(dǎo)體缺乏興趣的部分原因是修理和修補計算設(shè)備的文化。半導(dǎo)體行業(yè)的許多人在第一次開發(fā)電腦時就愛上了這個行業(yè)。例如，我對半導(dǎo)體行業(yè)的癡迷始于我在圣誕節(jié)得到了一臺Xbox 360。幾個月后，由于被稱為“死亡紅環(huán)”的缺陷，它破裂了。在網(wǎng)上做了一些調(diào)查之后，我發(fā)現(xiàn)了一種名為“Penny Trick”的家用維修方法，其中包括打開手機。這激發(fā)了我對這個行業(yè)的熱愛。不幸的是，由于各種立法和公司特定的障礙，維修電腦、游戲機和智能手機的文化在西方世界正在消亡。

在中國臺灣和中國大陸，這種文化很繁榮。獲取設(shè)備部件非常容易，無論是顯示器、電池、內(nèi)存，甚至是整個主板。人們可以去中國臺灣臺北市的光華市場、中國大陸深圳的華強北市場，或這些國家的許多其他市場，購買與維修普通消費電子設(shè)備有關(guān)的任何組件或工具。

實施修復(fù)政策的權(quán)利將使美國與這些國家平起平坐，應(yīng)該得到兩黨支持。這對消費者來說是好事，因為他們有更多的自由來控制他們購買的設(shè)備，并允許他們的設(shè)備使用更長時間。這對環(huán)境有好處，因為產(chǎn)生的電子垃圾更少。這對半導(dǎo)體行業(yè)來說是件好事，因為它讓更多人對打開電腦和了解它們的工作原理感興趣。中國臺灣和中國大陸大陸可以這樣做，因為它們的政府允許修復(fù)運動蓬勃發(fā)展，如果我們希望我們的年輕人也愛上這個行業(yè)，美國需要匹配它們。

國會必須采取行動拯救半導(dǎo)體行業(yè)

如果國會想讓美國半導(dǎo)體行業(yè)重新回到世界前沿，就必須立即通過多項跨黨派立法。

國會必須立即通過兩年多前首次引入的 CHIPS 法案。他們還應(yīng)該增加限制條款，限制任何 CHIPS 法案資金的接受者接觸在中國大陸擴張的公司。與 SemiAnalysis 從中國大陸政府以稅收政策、直接 + 間接贈款、當(dāng)?shù)睾腺Y企業(yè)和補貼貸款的形式統(tǒng)計的超過 $250B 的補貼相比，這里的 $52B 仍然是杯水車薪，但它是一個開始。

國會必須立即修改美國稅法，使其與其他公司目前擁有不公平優(yōu)勢的國家相提并論。這可以通過在購買當(dāng)年對芯片制造設(shè)備、制造晶圓制造設(shè)備的工具以及與半導(dǎo)體設(shè)計或生產(chǎn)相關(guān)的其他相關(guān)資本支出實施可選的 100% 折舊來實現(xiàn)。國會還必須對這些投資群體實施永久性稅收抵免，以與其他東亞國家相匹配。

國會必須立即修復(fù)美國的許可和監(jiān)管鎖定，這嚴重延長了創(chuàng)建半導(dǎo)體制造設(shè)施的時間并增加了成本。

國會必須立即通過為與半導(dǎo)體相關(guān)的研發(fā)增加稅收抵免來彌補研發(fā)支出缺口。

國會必須立即解決創(chuàng)業(yè)危機，指示國家科學(xué)基金會創(chuàng)建一個針對半導(dǎo)體行業(yè)的創(chuàng)業(yè)孵化器和加速器。

國會必須立即通過資助半導(dǎo)體和半導(dǎo)體相鄰的中學(xué)后教育計劃來解決教育差距。

國會必須立即資助并建立一個類似于歐洲 IMEC 的美國半導(dǎo)體研究機構(gòu)。

國會必須立即通過允許熟練的半導(dǎo)體工人移民到美國來解決熟練的半導(dǎo)體工人短缺的問題。

國會必須立即通過修復(fù)法律的權(quán)利，以增加對硬件行業(yè)的興趣，從而增加消費者自由和保護環(huán)境。

國會必須立即通過立法，以防止國家資助的企業(yè)間諜活動、強制知識產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)讓和半導(dǎo)體行業(yè)的黑客攻擊。

如果采取這些行動，我們有信心充分發(fā)揮美國的聰明才智和創(chuàng)新能力，讓美國繼續(xù)走在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的頂峰。如果不采取這些行動，我們相信美國將進一步削弱其在這個對國家安全越來越重要的行業(yè)中的領(lǐng)導(dǎo)地位。