修文自动化编程培训学校

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早前，SIA和BCG推出了一份报告，详细探讨了美国实施半导体自主可控的可行性。我们摘译如下，以飨读者。根据这个报告，美国如果想要实现全半导体供应链的自主可控，需要投入惊人的9000亿到12250亿美元。报告进一步指出，自主可控并不能解决当前的半导体问题，唯有合作共赢，才是出路。

以下为文章译文

始于2020年末的半导体短缺短缺现状，突显出这些专用组件在当今经济中是多么不可或缺。半导体被用来为一系列电子设备提供动力，从智能手机、云服务器到现代汽车、工业自动化、关键基础设施和国防系统，应有尽有。 半导体供应链的全球结构是在过去三十年中发展起来的，它使半导体行业在成本节约和性能提升方面实现了持续的飞跃，最终使信息技术和数字服务的爆炸式发展成为可能。然而，在过去几年中出现了几个新因素，可能危及这一全球模式的成功延续。解决这些脆弱性需要决策者精心设计的行动组合，包括有针对性的激励措施，以鼓励国内生产，以解决战略缺口。

一体化的全球供应链

半导体是设计和制造过程都非常复杂的产品。没有其他任何一个行业能在研发(占电子设备制造商年半导体销售额的22%)和资本支出(26%)两方面都有如此高的投资水平。 对深厚的技术诀窍和规模的需求导致了高度专业化的全球供应链，各区域根据其相对优势在供应链中发挥不同的作用。（见图表1）美国拥有世界一流的大学，在研发密集型活动中处于领先地位，包括电子设计自动化（EDA）、核心知识产权（IP）、芯片设计和先进制造设备，庞大的工程人才库和市场驱动的创新生态系统。东亚在晶圆制造方面处于前沿，这需要政府激励措施支持的大规模资本投资，以及强大的基础设施和熟练的劳动力。中国在组装、封装和测试领域处于领先地位，而这些领域的技术和资本密集度相对较低，中国正积极投资，以在整个价值链中扩张。 在这个一体化的全球供应链中，所有国家和地区都是相互依存的，依靠自由贸易将世界各地的材料、设备、知识产权和产品转移到执行每项活动的最佳地点。事实上，半导体是世界上交易量第四大的产品，仅次于原油、成品油和汽车。 这一全球结构带来了巨大的价值。一个假设的替代方案，即在每个地区建立平行的、完全“自给自足”的本地供应链，以满足其当前的半导体消费水平，这至少需要1万亿美元的前期增量投资，从而导致半导体价格总体上涨35%至65%最终提高了终端用户的电子设备成本。 而基于地域分工的全球半导体供应链为行业带来了巨大的价值。

风险和漏洞

未来十年，半导体行业将需要在全球价值链的研发和资本支出上投资约3万亿美元，以满足日益增长的半导体需求。行业参与者和政府必须合作，继续促进全球市场、技术、资本和人才的进入，并使供应链更具弹性。 虽然地理专业化为该行业提供了良好的服务，但它也产生了弱点，每个地区都需要根据自身的经济和安全考虑以特定的方式评估这些弱点。整个供应链上有超过50个点，其中一个地区占全球市场份额的65%以上，尽管每个地区的风险水平各不相同。谈到全球半导体供应链的弹性，制造业成为一个主要焦点。大约75%的半导体生产能力以及许多关键材料(如硅片、光刻胶和其他特殊化学品)的供应商都集中在中国和东亚地区，此外，世界上所有最先进的半导体制造能力(节点在10纳米以下)目前都在韩国(8%)和中国台湾(92%)。这些地方可能会被自然灾害、基础设施关闭或国际冲突所破坏，并可能导致芯片供应的严重中断。 除了集中在某些地理位置所带来的风险外，地缘政治紧张局势还可能导致出口控制，影响到集中在某些国家的关键技术、工具和产品供应商的使用。此类控制还可能限制重要终端市场的进入，可能导致规模大幅下降，损害该行业维持目前研发和资本密集度水平的能力。 解决这些挑战的办法不是通过大规模的国家产业政策来追求完全自给自足，这种政策的成本惊人，执行的可行性也值得怀疑。相反，半导体行业需要有针对性的政策，加强供应链弹性，扩大开放贸易，同时平衡国家安全需求。 为了应对全球供应中断的风险，各国政府应制定市场驱动的激励计划，以实现更多样化的供应，这应该包括在美国建立额外的制造能力，以及扩大一些关键材料的生产地点和供应来源。在我们之前的报告“政府激励和美国半导体制造业的竞争力”中，我们发现500亿美元的激励计划将使美国成为一个有吸引力的半导体制造业地点。我们的分析表明，如果不采取任何行动，这样一个计划可以在未来10年内建成19个先进的逻辑、内存和模拟半导体代工厂，使预期数量翻倍。 这种新的产能将有助于解决供应链中的重大漏洞。例如，它将使美国在领先节点维持最低可行的制造能力，以满足国内对用于国家安全系统、航空航天和关键基础设施的先进逻辑芯片的需求。相比之下，我们估计，要实现制造业完全自给自足的目标——即试图用本土产能覆盖美国的半导体消费总量——需要政府提供逾4000亿美元的激励，并在10年内花费逾1万亿美元。 在制定政策以促进供应链弹性时，各国政府必须保证为国内外企业提供一个公平的全球竞争环境，并大力保护知识产权。它们还必须采取措施，进一步促进全球贸易以及研发和技术标准方面的国际合作。与此同时，政策制定者需要加大努力，刺激基础研究，解决可能限制该行业保持创新步伐的人才短缺问题。为此，需要在科学和工程教育方面进一步公共投资，以及使领先的全球半导体集群吸引世界级人才的移民政策。 此外，有重大国家安全关切的政府应建立明确和稳定的框架，对半导体贸易进行有针对性的控制，避免对技术和供应商进行广泛的单边限制。 这种经过良好调整的政策干预措施将在当今全球供应链结构中保持规模和专业化的好处。这将确保该行业能够扩展其能力，在半导体性能和成本方面实现持续改进，这将使AI、5G、物联网和自动电动汽车等变革性技术的承诺在本十年成为现实。

介绍

今天的移动电话商可能不会花太多心思在研究、开发、设计和制造方面的复杂的跨界合作上，因为这些合作来自数百家公司，这使他们能够通过高速无线网络访问他们喜欢的内容。然而，消费者从整个深度和复杂的电子行业的全球协调中受益，其形式是加速创新周期，以更低的价格提供新技术功能。半导体供应链是全球一体化数字经济的支柱。 在过去的三十年里，半导体行业经历了快速增长，并产生了巨大的经济影响。从1990年到2020年，半导体市场以7.5%的复合年增长率增长，超过了同期全球GDP 5%的增长速度。半导体行业在性能和成本方面的改进，使得上世纪90年代从大型机到个人电脑的发展成为可能，21世纪初支撑网络和在线服务的客户机-服务器架构，以及到21世纪10年代智能手机成为人人囊中之物的时代成为可能。 这些创新创造了巨大的经济增长:据估计，从1995年到2015年，全球GDP中新增的3万亿美元与半导体创新直接相关，并产生了11万亿美元的间接影响。展望未来，半导体技术的进一步进步将是推动新一波变革技术的关键，包括人工智能(AI)、5G、自动电动汽车或大量智能连接设备大规模部署的物联网(IoT)解决方案。 这种经济影响是由于半导体技术不断加速改进而产生的。自1958年集成电路发明以来，逻辑芯片的每个晶圆上的晶体管数量增加了大约1000万个，从而使处理器速度提高了10万倍，与之相比，成本每年减少45%以上。随着先进的封装和材料技术等工程创新的出现，这使得电子设备制造商能够以越来越小的形式制造出计算能力指数更高的设备。举例来说，今天的智能手机拥有比1969年美国宇航局(NASA)将阿波罗11号(Apollo 11)送上月球时使用的大型计算机更强大的计算机能力。如今的智能手机在2010年的存储容量也超过了数据中心服务器。在连续几代蜂窝技术的推动下，模拟半导体技术的进步也使无线通信的质量和速度有了极大的提高，从而导致了最近推出的5G。

半导体供应链是数字经济的支柱

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