美國國家安全視野中的半導體政策及其應對策略

馮晶晶，芮明杰，李輝

（1.上海市科學學研究所；2.復旦大學管理學院）

自特朗普政府上臺以來，科技在中美競爭中處于核心地位。拜登政府于2022年提出三個外交戰(zhàn)略——投資、聯(lián)盟和競爭，旨在對內(nèi)投資以提升實力、對外聯(lián)盟以完善供應鏈，從而與中國展開競爭。近年來，中美科技競爭聚焦于數(shù)字技術，因為各類軍用武器和民用裝備都依賴于數(shù)字技術（例如，無人機、情報、定位系統(tǒng)），而數(shù)字技術的物質(zhì)基礎是以半導體等先進材料和工藝技術作為支撐，因而數(shù)字技術中的半導體技術成為中美科技競爭的焦點。

一、從特朗普到拜登時期美國半導體政策體現(xiàn)出“投資、聯(lián)盟、競爭”特點

縱觀從特朗普到拜登時期美國半導體政策的發(fā)展歷程，美國半導體的發(fā)展突顯了美國的三個外交戰(zhàn)略“投資、聯(lián)盟、競爭”。從特朗普到拜登時期美國半導體政策可分為以下七個階段。

一是2018年以“進口管制”為主的“競爭”戰(zhàn)略階段，美國對中國半導體出口施加關稅并禁用中國設備。一方面，2018年7月，美國對從中國進口的半導體芯片征收25%的關稅，以保護美國自身供應鏈完整與就業(yè)；直至2019年9月，這些關稅涵蓋了超過3500億美元從中國進口的產(chǎn)品。另一方面，2018年，特朗普簽署《國防授權法》，禁止美國政府雇員使用華為、中興等中國公司的某些設備或服務，以保護美國國家安全。

二是2019年以出口管制為主的“競爭”戰(zhàn)略階段，其針對的領域則是特定企業(yè)和上游的設計軟件。在數(shù)字經(jīng)濟時代，一個國家是否擁有5G技術成為其是否有能力運用數(shù)字資源的關鍵，同時5G技術也影響著制造業(yè)等實體經(jīng)濟、物聯(lián)網(wǎng)等新興重點產(chǎn)業(yè)。因此，出于對國家安全的考慮，美國商務部在2019年5月和8月將華為及其關聯(lián)公司列入實體名單，使得華為無法從美國企業(yè)購買設計軟件。

三是2020年以出口管制為主的“競爭”戰(zhàn)略階段，但其針對的領域轉(zhuǎn)變?yōu)橹杏蔚男酒a(chǎn)品與先進制程制造設備。美國通過外國直接產(chǎn)品規(guī)則（FDPR）進行域外管轄，限制包含美國物項的產(chǎn)品或設備的轉(zhuǎn)移，從而管轄非美國企業(yè)。一方面，美國禁止臺積電、三星等外國芯片制造商向華為出售5nm芯片；另一方面，美國工業(yè)和安全局禁止華為、海思及其附屬公司使用美國的特定設備和EDA軟件。

四是2022年以出口管制為主的“競爭”戰(zhàn)略階段，但針對的領域從先進制程設備轉(zhuǎn)變?yōu)閭鹘y(tǒng)制程制造設備。自2019年底，美國已限制荷蘭半導體設備制造商ASML向中國企業(yè)銷售較為先進的極紫外光刻機（EUV），隨后2022年，美國又限制ASML向中國出售老一代深紫外光刻機（DUV）。又如，美國政府限制設備制造商Lam Research和KLA向中國企業(yè)提供14納米以及更先進的半導體制造設備。此前，美國已禁止其未經(jīng)許可情況下向中國企業(yè)提供可用于制造10納米及以下芯片設備。

五是2022年拜登政府在《芯片與科學法案》中的“投資”戰(zhàn)略階段。第一，撥款527億美元促進半導體制造，其中包括美國芯片基金500億、美國國防芯片基金20億等。第二，撥款15億美元助力無線技術發(fā)展，以刺激無線技術向開放架構、以軟件為基礎發(fā)展，并資助美國移動寬帶市場中創(chuàng)新、飛躍式的技術。第三，針對先進半導體制造業(yè)提供25%的投資稅收抵免，激勵半導體制造以及半導體制造過程所需要的專業(yè)工具設備的制造。第四，提出了一個苛刻的限制條件，即自企業(yè)接受美國資助起十年內(nèi)，禁止其在中國擴張先進制程半導體制造與研發(fā)。

六是2022年拜登政府在出口管制新規(guī)中對人才進行出口管制的“競爭”戰(zhàn)略階段。新規(guī)規(guī)定在沒有獲得美國政府許可的情況下，“美國人”禁止在中國從事芯片開發(fā)或制造工作，包括美國設備的售后服務人員。然而，該出口管制新規(guī)對“美國人”的界定非常廣泛，包括美國公民、美國永久居住權持有者、在美國境內(nèi)的人、外國公司在美國的分支機構等等，從而對更大范圍人群造成有效威懾。

七是通過“聯(lián)盟”戰(zhàn)略強化美國國際領導力的階段。一方面，2022年美國聯(lián)合日本、韓國、中國臺灣組建“芯片四方聯(lián)盟”，旨在利用該聯(lián)盟控制韓國和中國臺灣地區(qū)的芯片產(chǎn)能和原材料供應，拉攏日本、韓國的大企業(yè)赴美建廠。但目前來看，這些大企業(yè)在美設廠尚未完工，而在芯片產(chǎn)業(yè)的很多領域，部分企業(yè)已開始呈現(xiàn)產(chǎn)銷大幅下滑趨勢。另一方面，2023年美日荷三方協(xié)議將2022年的新出口管制措施進一步落實為法律。然而，日本與荷蘭本國市場很小，其出口管制措施將大幅降低其市場份額，同時，在其損失中國市場后，日本與荷蘭將更加依賴美國市場。因此，美國盟友內(nèi)部也在形成博弈局面，如果其中一國允許某些設備出口而其他國家不允許，則允許出口的一國就可能獲得競爭優(yōu)勢。

二、美國半導體政策演變是基于半導體的產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)律，本質(zhì)是針對中國

從特朗普到拜登時期，美國半導體政策凸顯了從對上游的管制演變?yōu)閷χ杏尉A制造的管制趨勢。如圖1所示，從2018至2019年，美國的管制措施主要集中在芯片產(chǎn)品和設計領域；從2020至2022年，美國的管制措施主要集中在設備和制造領域。由于半導體產(chǎn)業(yè)鏈的復雜性，美國半導體政策難以完全阻止中國的半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展，因此，美國半導體政策演變背后的動機是隨著政策實施效果而不斷演變的。

圖1 2018—2022年美國半導體政策的演變

第一步是為了削減中國國際市場，即通過“關稅”阻礙中國將半導體銷售至美國，削弱中國半導體出口市場，打擊銷售利潤空間，旨在削減中國企業(yè)資金投入，遏制科研動能。

第二步是為了限制中國對芯片的投資，迫使中國自主研發(fā)芯片。但該政策具有不充分性和不必要性，不充分性體現(xiàn)在中國并不完全依賴美國進口半導體，美國的對華銷售額僅占中國半導體進口的5%，因而2019年的出口管制措施并未阻斷華為的芯片來源。因此，2020年，美國通過長臂管轄進一步阻止臺積電、三星向華為出售芯片。另一方面，不必要性體現(xiàn)在美國半導體行業(yè)超過20%的年收入來自對華為和其他中國公司的銷售，出口管制措施縮減了美國企業(yè)的市場份額，降低美國自身的企業(yè)利潤水平。

第三步是為了限制中國對設備的投資并阻止在中國擴建工廠。隨著中國芯片研發(fā)能力逐漸提升，美國開始對制造設備進行限制，旨在制造能力上拖延中國，并且讓制造業(yè)回流美國。但這樣的政策同樣具有不充分性和不必要性。不必要性體現(xiàn)在美國出口管制政策或?qū)槊绹鴦?chuàng)造出更多競爭對手，因為被美國納入實體列表的中芯國際與華為利用日本與荷蘭的設備構建了數(shù)條非美產(chǎn)線。因此2023年美日荷三方協(xié)議進一步限制了日荷的設備企業(yè)，卡住中國設備的同時損害了日荷的利益。不充分性體現(xiàn)在人才的缺失，設備能夠被快速仿制，但會使用設備的人才需要長時間培養(yǎng)。

因此，第四步是打壓人才。因為多數(shù)設備可以通過模仿而制造，而其中的制造工藝則需要研究人員從實踐中習得的經(jīng)驗，并不是擁有設備即能完成制造。因此，2022年美國出口管制新規(guī)對研發(fā)人才進行“出口”進行管制。但是這里需要明確，美國人可以在中國從事非晶圓廠的研發(fā)工作，體現(xiàn)出美國對人才的限制只針對先進晶圓的制造能力。

第五步，未來的趨勢或是中美將在下游產(chǎn)業(yè)鏈、上游原材料領域進行博弈。首先，中美的半導體博弈焦點逐漸從上游芯片設計轉(zhuǎn)變?yōu)橹杏尉A制造，未來美國管制的焦點或轉(zhuǎn)變?yōu)橄掠畏庋b測試設備或材料等等。其次，美國將會首先限制先進制程設備，之后仍然會限制傳統(tǒng)制程設備，因為中國在傳統(tǒng)制程上占據(jù)市場優(yōu)勢，就像2022年出口管制新規(guī)已限制14納米以下的器件FinFET與GAA，未來美國或?qū)⑾拗苽鹘y(tǒng)制程下游封裝測試設備。最后，美國在稀土元素與第二代半導體所需礦產(chǎn)（砷、鉍、鍺、鎵、石墨、銦、銻）上高度依賴中國，未來這些關鍵礦產(chǎn)或?qū)⒊蔀橹袊c美國博弈或合作的物質(zhì)基礎。

三、調(diào)整我國半導體產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略布局，實施短、中、長期發(fā)展對策

正因半導體產(chǎn)業(yè)鏈的復雜性，美國半導體政策難以完全阻止中國的半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展，因此美國不斷出臺新政策以增加圍堵的范圍。中國需要從時間上和領域上進行戰(zhàn)略布局，包括“相互依賴”的短期策略與“自主可控”的長期策略。

對于政府而言，短期策略是需要盡快形成相互依賴的“共生”關系，優(yōu)先發(fā)展“長板”和較易攻關的領域。

一是要在芯片供應鏈的某些環(huán)節(jié)盡快實現(xiàn)自主可控，應優(yōu)先發(fā)展上游材料。因為材料是半導體產(chǎn)業(yè)的基礎，也是較容易取得突破的領域，比如光刻膠、光刻膠的制備材料，以及光刻膠制備所需的原材料，并且通過提高質(zhì)量與降低成本，力爭占據(jù)細分市場，從而形成競爭優(yōu)勢，從而使得中國擁有更多談判能力，逐步使得中國與他國關系從“依賴”變?yōu)椤肮采标P系。隨后，中國可以進一步集中發(fā)展其他環(huán)節(jié)，最終達到各個環(huán)節(jié)自主可控。

二是堅持不輕易“相互制裁”，可利用具有競爭優(yōu)勢的物項進行博弈。從產(chǎn)業(yè)需求來看，第二代復合半導體相關礦產(chǎn)和稀土礦都是未來高精尖技術的物質(zhì)基礎，其中第二代復合半導體材料（例如，砷化鎵、砷化銦、銻化銦、石墨烯）決定了未來半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。從供應安全來看，美國對中國的第二代半導體材料具有高度依賴性，中國在稀土礦加工技術上具有全球獨一無二的優(yōu)勢。因此，未來中國可以利用第二代半導體相關礦產(chǎn)資源以及稀土的開采與加工技術優(yōu)勢與美國形成相互制約關系。

長期策略則是在供應鏈各個關節(jié)實現(xiàn)“自主可控”，補齊所有短板，這需要在芯片設計、制造、設備、材料等主要環(huán)節(jié)上都實現(xiàn)國產(chǎn)化，然而供應鏈各環(huán)節(jié)的持續(xù)攻關將是一個非常漫長的過程。

一是應建立一個集成電路產(chǎn)業(yè)信息平臺。具體而言，該平臺應包含行業(yè)研究、產(chǎn)業(yè)鏈信息等等，這樣才能讓政府與企業(yè)清楚半導體產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的情況。同時，開展材料的基因工程項目，將整個材料科技的底層邏輯理清。例如，目前上海集成電路材料研究院正在形成一個材料的基因庫，將各類材料的特性研究清楚并記錄在案，以備未來可隨時調(diào)用進入生產(chǎn)線。

二是要提前預測美國未來材料政策并進行多代際技術的戰(zhàn)略縱深布局。例如，2018年11月美國宣布了針對14類新興技術的管制清單，這是對未來將要管制的領域發(fā)出的信號，其中包括量子科技。《芯片與科學法案》中提出的美國未來重點發(fā)展的十大關鍵技術領域中的多數(shù)領域也是建立在量子力學的基礎之上。專家預計在2030年，量子計算或?qū)⒊醪介_始被應用于商業(yè)，繼續(xù)發(fā)展多年后，必有大量替代硅基芯片的應用產(chǎn)品。在美國對量子科技領域還沒有采取制裁措施之前，中國需要提前布局多代際技術，不僅發(fā)展傳統(tǒng)半導體技術（即基于硅基半導體的芯片及光刻技術），同時還要加大對下一代際超越摩爾技術的開發(fā)投資。

三是要在本土人才培養(yǎng)上提前布局。美國政府試圖重建本土半導體制造業(yè)，但他們難以說服普通美國人前往汽車制造業(yè)、鋼鐵業(yè)以及技術含量更高的半導體制造業(yè)去工作，一是半導體制造需要高強度工作，二是人才培訓不可能短期完成，研究人員需要在實踐中積累制造工藝的經(jīng)驗才能制備出良品。美國在本土STEM（科學、技術、工程和數(shù)學）人才培養(yǎng)方面并不占據(jù)優(yōu)勢，因此不僅大力引進人才，而且已經(jīng)開始對人才進行出口管制。因此未來我國亟須在本土人才培養(yǎng)方面布局，培育具有知識、經(jīng)驗、思維等多維度人才。知識即高校中所學的理論知識，經(jīng)驗則需從實踐中獲得，思維則是一種創(chuàng)新的習慣，未來中國需要的不僅是追趕技術的人，還需要第一個發(fā)現(xiàn)或發(fā)明某項技術的人。

對企業(yè)而言，一是在戰(zhàn)術上要提前制定備選方案。一方面，為防止美國突然制裁某一公司，企業(yè)需要提前預判，梳理資源，制定備選方案，通過“走出去”進行資源轉(zhuǎn)移，將銷售、生產(chǎn)、售后、研發(fā)等資源設在不同公司和國家，以降低被制裁風險。另一方面，由于美國限制日本與荷蘭設備出口到中國，因此，應利用中國建廠的高投資回報率優(yōu)勢，激勵外國企業(yè)來華投資建廠。既然美國禁止的受資助來華建廠企業(yè)往往是占據(jù)成熟市場的大企業(yè)，但是未來的創(chuàng)新往往始于小企業(yè)，因此，中國需提前進行“創(chuàng)新星探”，挖掘并吸引未被美國資助的且具有創(chuàng)新前景的中小企業(yè)。

二是在戰(zhàn)略上，企業(yè)與政府需要進一步加強建立相互信任機制。企業(yè)需要培養(yǎng)具有前瞻意識與家國情懷的戰(zhàn)略企業(yè)家，例如，在美國還未出臺出口管制措施時，戰(zhàn)略企業(yè)家就會預見性地布局本土產(chǎn)業(yè)鏈，而不會一直依賴外國。從而國家行政部門才會更信任企業(yè)家，而不會對技術進行行政干預。同時，對于戰(zhàn)略企業(yè)家，應提供進一步培養(yǎng)方案并定期請他們?yōu)檎峁┳稍兘ㄗh。