半導體制造回歸美國有多難？

蔡婷貽

5月20日，美國總統(tǒng)拜登三天亞洲之行的第一站選擇了坐落于韓國京畿道平澤市的三星半導體工廠。拜登在參觀結(jié)束后的演講中說，“感謝三星的170億美元投資，美國將會在得克薩斯州建造一個像這樣的工廠，創(chuàng)造3000個高薪崗位?！?/p>

2020年3月，新冠病毒的全球大流行引爆了全球制造業(yè)的供應鏈危機，其中應用在手機、電腦和電動汽車的半導體嚴重缺貨造成制造業(yè)企業(yè)大范圍停擺。根據(jù)投資銀行高盛的統(tǒng)計，大約有169個行業(yè)受到半導體短缺影響。

半導體供應因此被歐美主要國家納入國家安全視野，美國、西班牙等國陸續(xù)宣布將大舉投資半導體制造。拜登政府自上任以來不斷敦促國會通過法案和預算，支持半導體制造業(yè)回歸美國，但是國會至今仍未能達成共識。

對半導體制造業(yè)而言，在美國制造的商業(yè)前景究竟如何成為行業(yè)爭辯的焦點。通過代工制造改變半導體行業(yè)的臺積電創(chuàng)辦人張忠謀4月在接受采訪時指出，臺積電“在美國政府的慫恿之下”，決定在亞利桑那州的鳳凰城投資120億美元建設一個5納米晶圓工廠。不過，在他看來，“這將會是一個非常昂貴卻徒勞無功之舉”。

各大半導體企業(yè)在美國設廠，確實能夠讓美國增加本地制造，“但是將會非常昂貴，在全球市場沒有競爭性”，張忠謀解釋稱，盡管美國愿意提供幾百億美元的補助，“但我認為這遠遠不夠?！?/p>

半導體行業(yè)分析師丹·內(nèi)斯代特（Dan Nystedt）對《財經(jīng)》記者指出，張忠謀從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的角度認為，美國已經(jīng)處在半導體產(chǎn)業(yè)鏈的頂端，不僅在半導體設計端保持領先，在半導體制造機器的生產(chǎn)和電子自動化設計軟件方面也占主導地位，因此沒必要回頭再以比中國臺灣高出50%的制造成本去追求制造端的產(chǎn)能。

全球缺芯

2020年3月，全球經(jīng)濟遭受疫情沖擊，不少制造企業(yè)在疫情將造成消費緊縮的假設下，把降低零部件庫存列為主要任務?？蛻舻念A期下調(diào)，半導體制造業(yè)企業(yè)也順勢將產(chǎn)能下調(diào)到低點。

不過，歐美國家2020年大規(guī)模封城導致消費者反而因在家辦公和娛樂需求，緊急購買家用電腦、電視和平板等消費性電子產(chǎn)品，再加上學校停課，青少年對游戲設備的需求也瞬間攀升。更超乎市場預期的是，疫情初期停產(chǎn)的汽車業(yè)也因為美國民眾基于防疫考量避免搭乘公共交通工具、Uber等，意外面臨強勁需求，美國新車供給嚴重短缺，二手車價格跟著水漲船高，汽車價格整體大幅上漲。

消費電子產(chǎn)品和汽車對半導體的需求，在供給不足下意外形成了競爭關系。對臺積電這樣的半導體代工廠，因為車用半導體營收占比小，緊急需求容易被忽略。

多年來，手機和游戲平臺因為數(shù)量優(yōu)勢，對臺積電的營收貢獻達到50%，而車用半導體對營收貢獻從未超過5%。以2019年為例，全球市場產(chǎn)出14億部手機，但只制造了9300萬輛汽車;從獲利和運營角度出發(fā)，半導體代工業(yè)者選擇先供貨給消費電子制造商，如手機、電腦和游戲機等。

造成車用半導體被代工業(yè)者相對忽視的原因是多年存在的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)問題。一般汽車需要1000片芯片、電動車需要2000片-3000片，隨著汽車自動化程度的提高，芯片使用數(shù)量還將持續(xù)增加。車用半導體行業(yè)多年來由五家歐美企業(yè)掌握，包括英飛凌、恩智浦、瑞薩、德州儀器和意法半導體，市場平穩(wěn)時這些企業(yè)通常將兩三成的生產(chǎn)業(yè)務外包給像臺積電這樣的代工企業(yè)，但在汽車需求走弱時也優(yōu)先砍掉這些外包訂單。

2020年車用半導體企業(yè)也如常操作，但是當時消費電子產(chǎn)品已經(jīng)需求旺盛，代工業(yè)者提醒車用半導體企業(yè)，如果因為疫情而取消或減少訂單，代工業(yè)者將會把產(chǎn)能轉(zhuǎn)給其他產(chǎn)品，原本用于車用半導體的產(chǎn)能將一去不復返。

正因為這樣的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)問題，車用半導體自2020年下半年開始出現(xiàn)嚴重缺貨，導致汽車制造業(yè)部分產(chǎn)能被迫停擺。2021年4月，德國商務部長甚至為了本國的汽車業(yè)向中國臺灣求助。

拜登政府自2021年初上臺后，就不斷尋求解決供應鏈安全和半導體缺貨問題，美國商務部2021年9月對半導體制造商和客戶進行大規(guī)模問卷調(diào)查，尋求改善供需關系。最后，美國商務部歸結(jié)，解決方案應從“在美國本土制造更多半導體”著手。目前在美國本土生產(chǎn)的半導體僅占全球12%。

美國制造業(yè)回遷困境

考量到全球半導體嚴重缺貨，各大半導體企業(yè)都紛紛宣布投資擴大產(chǎn)能。臺積電在2021年4月宣布在三年內(nèi)投資1000億美元擴大工廠產(chǎn)能，韓國三星半導體在2021年10月宣布在2026年時把代工產(chǎn)能擴大到當前的三倍，2021年3月第三大代工廠格羅方德（GlobalFoundries）宣布投資14億美元增加在美國、新加坡和德國工廠的產(chǎn)能。

格羅方德的首席執(zhí)行官托馬斯·柯斐德（Thomas Caulfield）稱，在疫情之前，芯片行業(yè)預計在五年內(nèi)增長5%，但疫情發(fā)生后明顯出現(xiàn)加速趨勢，漲幅達到了10%。他預估未來8年-10年內(nèi)，整個行業(yè)的產(chǎn)能需要增加一倍才能應付市場需求。

在拜登政府的政策刺激下，三星宣布在得克薩斯州投資170億美元、德州儀器投資300億美元，存儲芯片企業(yè)美光（Micron）也宣布將擴大在美國的產(chǎn)能。但是在美國生產(chǎn)具有價格競爭優(yōu)勢的半導體并不容易，在過去數(shù)十年的時間里，美國原有的半導體完整產(chǎn)業(yè)鏈和人才已大幅消失。

出于安全考量，美國國防部自2019年就開始邀請臺積電在美國設廠，但是臺積電基于成本因素一直裹足不前，直到2020年才宣布在亞利桑那州的鳳凰城設立工廠，接著2021年6月臺積電總裁魏哲家證實在亞利桑那州投資120億美元的工廠已經(jīng)動工，預估在2024年開始生產(chǎn)5納米芯片，主要供應美國汽車的人工智能設備。

在美國設廠對曾經(jīng)在得州儀器工作25年的張忠謀是不堪回首的往事。他介紹稱，臺積電1997年在華盛頓州設廠后，“發(fā)生各種慘烈意外”，原本預期成本會和在中國臺灣生產(chǎn)差不多，但結(jié)果顯示當時的假設“太天真了”。他指出，自該工廠設立后，從中國臺灣派出各種管理者、工程師試著改善生產(chǎn)情況，經(jīng)過多方嘗試后最終解決了問題，但是成本仍然太高了——相同的產(chǎn)品比中國臺灣制造多出50%。盡管產(chǎn)品仍然獲利，但是獲利遠低于在中國臺灣生產(chǎn)。

一直在美國維持部分產(chǎn)品生產(chǎn)的美光也確認，美國本土制造比在其他已經(jīng)具備完整制造生態(tài)的國家多出35%-45%。

不僅成本，制造人才的短缺和文化層面的問題也是美國本土制造的障礙。張忠謀指出，美國便宜的土地和電費相當具有優(yōu)勢，但是在亞利桑那州尋找有競爭力的技術人員和工人將會是挑戰(zhàn)，畢竟制造業(yè)工作在美國并不受歡迎。

不僅如此，他還悲觀地指出，派出中國臺灣管理層到美國工廠不會有幫助，“不同品牌的電腦可以串在一起使用，但是不同文化的人無法被放在一起后就運轉(zhuǎn)。”中國臺灣的管理層可以交出最好的結(jié)果，不代表他們到海外也能交出類似成果。

2022年初，臺積電在鳳凰城的廠房興建傳出因為工人短缺而延滯，接著開始招募工程師的臺積電傳出和美國本地制造人才產(chǎn)生文化沖突，臺積電要求工程師工作12小時，周末需要隨時待命，讓美國工程師認為是“軍事化管理”，難以在工作和生活之間找到平衡。媒體報道為了解決人才荒，臺積電目前同時在美國和中國臺灣招募工程師。

事實上，盡管美國從特朗普政府時期就試圖把制造業(yè)回遷到美國，但是在數(shù)十年中不斷外遷制造業(yè)之后，美國面臨嚴重的技術人員和工程師缺口。協(xié)助企業(yè)招募人才的Tooling U-SME副總裁孔芷（Jeannine Kunz）指出，美國正面臨的制造人才短缺是個“國家級災難”，很多企業(yè)因為招不到人而被迫拒絕訂單。

非營利組織“回流倡議”（Reshoring Initiative）基金會主席哈里·穆瑟（Harry Moser）對《財經(jīng)》記者指出，美國確實面臨制造人才危機，但是這可以通過吸引外國人才來緩解，同時在半導體工廠附近設立培訓基地，再者半導體工廠的“薪水很高”，對一些年輕人有足夠吸引力，尤其是近年來大學入學率出現(xiàn)下降，這對制造業(yè)人才將有所幫助，因為這些人總要找到一個值得追求的職業(yè)，他相信最后這些半導體工廠能招募到足夠的技術人員和工程師。

2021年5月31日，德國博世集團的車用芯片工廠。圖/視覺中國

和張忠謀持完全不同觀點的是英特爾2021年初上任的第三任總裁格爾辛格。其上任后立志要帶著錯過數(shù)回合產(chǎn)品戰(zhàn)局的英特爾趕上時代，同步加強并整合英特爾的代工和芯片設計業(yè)務。

承認美國制造缺乏競爭力的格爾辛格，選擇以“安全”為訴求。在全球半導體短缺危機中上臺的他提出，“世界需要一個更強大、地緣政治更多元的半導體供應鏈。”隨后，格爾辛格宣布在俄亥俄州投資200億美元建立新工廠，并擴大在俄勒岡州、亞利桑那州和新墨西哥州的產(chǎn)能。另外，他還宣布在德國、意大利、西班牙和愛爾蘭建立新工廠和研發(fā)中心。

格爾辛格5月底參加達沃斯論壇時進一步對媒體指出，全球半導體制造不可能脫離對亞洲的依賴，但是目前80%制造在亞洲、20%在歐美的狀態(tài)過于失衡。他認為戰(zhàn)略平衡的供應鏈應該是50%在亞洲、30%在歐洲、20%在美國，“如果我們在2030年前轉(zhuǎn)成50%對50%，那就算完成目標?！?/p>

華爾街投資人對英特爾的計劃仍持質(zhì)疑態(tài)度，認為投資美國制造不只充滿挑戰(zhàn)且回報時間長。

但是格爾辛格的計劃讓他和拜登政府一拍即合，拜登甚至特別邀請格爾辛格擔任他3月在國會發(fā)表國情咨文演說的嘉賓。格爾辛格和拜登對國會的共同目標是說服國會通過半導體本土制造業(yè)補貼法案。半導體分析師普遍認為，格爾辛格擴大在美國生產(chǎn)最主要的盤算就是獲取高額的政府補貼。

為了協(xié)助半導體在美國制造，參議院和眾議院已分別通過兩個獨立法案，美國參議院在3月28日通過的520億美元補貼法案隨后和其他支持產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新、制造業(yè)回遷決議被包裹為“跨黨派創(chuàng)新法案”。盡管行政部門再三催促國會，但是參、眾兩院議員5月中才開始就法案內(nèi)容進行談判，預期6月中或可能通過。

拜登和美國商務部長雷蒙多都多次呼吁國會盡快通過法案，威脅稱國會的拖延可能導致美國錯過下一輪的科技競爭。雷蒙多在達沃斯論壇指出，當英特爾、三星、美光都在建設未來工廠時，“如果國會不趕快通過法案，它們將不會把工廠設在美國，它們將會繼續(xù)蓋在亞洲和歐洲?！?/p>