大部分生產企業在亞洲 拜登想振興美國芯片制造并不易
2021-04-19 09:24:38 網易科技
該芯片由美國公司On Semiconductor設計，主要組成部分是相機圖像傳感器。其設計環節完成后，首先送到意大利的一家工廠生產，也即在原始硅晶片上刻印復雜的電路，接著把這些硅晶片送到中國臺灣地區進行封裝和測試，接下來運往中國大陸組裝到相機部件中，之后再發往韓國的現代汽車零部件供應商，最后到達現代汽車生產工廠。
這種圖像傳感器的短缺，導致現代汽車韓國工廠停產，使其成為最新遭受全球供應困境的汽車制造商。同樣的問題，也已經讓通用、福特和大眾等大多數汽車制造商的生產癱瘓。
圖像傳感器供應鏈曲折旅程顯示，芯片行業解決當前供應短缺問題多么復雜，美國重振芯片制造業所面臨的任務多么艱難。
當地時間周一，拜登總統在華盛頓召集半導體行業高管，討論當前芯片危機的解決方案，這是美國政府欲振興美國國內芯片業的最新舉措。此外，作為美國政府日前提出的2萬億美元基礎設施建設方案的一部分，拜登還提議投資500億美元用于美國的芯片制造和研發，稱這有助于美國贏得全球競爭。
這500億美元的芯片制造和研發資金，其中大部分可能將用于對英特爾、三星和臺積電在美國新建先進芯片工廠的補貼。但行業高管表示，解決更廣泛的供應鏈問題至關重要。因此，拜登政府面臨著政府資金補貼方向的復雜選擇。
“試圖從上游到下游重建整個供應鏈是不可能的，”ON Semiconductor高級副總裁大衛·索莫（David Somo）向媒體表示。“因為那樣做，將要付出離譜的代價。”
目前在全球半導體芯片制造能力中，美國只占12%左右，低于1990年的37%。據行業數據顯示，目前全球超過80%的芯片生產能力分布在亞洲。
生產一個電腦芯片需要1000多個步驟，經過70個獨立的邊境口岸和許多專業公司。這些公司大多數在亞洲，并且許多都不怎么出名。
芯片生產的全過程，從原始硅晶盤開始，經過被稱作“晶圓廠”的芯片工廠通過復雜化學工藝，將電路蝕刻到硅晶片。在這之后即進入芯片包裝階段。
包裝步驟最能很好地說明供應鏈的挑戰。從晶圓廠生產出來的硅晶片，每片都包含數百甚至數千個指甲大小的芯片，它們必須被切成單獨的芯片，然后放進一個包裝單元。
所謂包裝，就是將單個芯片放進一個“引線框”，并將其焊接到電路板上，并封裝進樹脂保護外殼。
由于這一步驟是在勞動密集型崗位完成，導致芯片公司數十年前就將這一業務外包給中國大陸、中國臺灣、馬來西亞和菲律賓等地生產。
“如果拜登政府振興芯片業的努力能取得成功，他們就必須幫助重建美國的芯片包裝行業。”加州芯片包裝公司Promex首席執行官迪克·奧特（Dick Otte）說，“否則，就是在浪費時間。這就像造一輛車，沒有車身一樣。”
但較新的芯片包裝流程，對勞動密集型崗位的依賴降低，這導致一些美國芯片制造商相信它們可以將芯片制造業從國外拉回來。
南加州大學電子及計算機工程教授托尼•利維伊（Tony Levi）表示，重建美國芯片包裝業不僅能夠讓芯片公司及其客戶免受地緣政治風險，也將幫助他們更快地生產出需要的芯片。
利維伊稱，英特爾、臺積電、三星和格羅方德（GlobalFoundries）在亞利桑那州、德克薩斯州和紐約州，都已經設有工廠或正在計劃設廠，這三個州將適合發展成供應鏈集群。
利維伊說，“美國非常擅長的是，系統設計、產品設計和制造本身之間的密切合作。”
芯片設計公司Silicon Labs首席執行官泰森·塔特爾（Tyson Tuttle）指出，成熟芯片現在嚴重短缺。因此，業內人士認為，美國不僅需要投資建設具有先進技術的晶圓廠，也需要投資老舊成熟的技術。
塔特爾說，“對半導體行業的投資不均衡，對最先進技術的投資過多。”
不過，拜登政府將如何平衡對芯片行業許多子部門所需的投資，這仍待觀察。
拜登拿出一張硅片：中國想主導半導體，美國不能干等
【文/觀察者網 鞠峰】“芯病”，成了美國的“心病”。當地時間12日，美國白宮主持召開半導體大會（視頻會議），討論如何解決當下美國芯片短缺問題。眾所周知，新冠疫情開始后，“缺芯”逐漸成為一個全球性問題。
福特、英特爾、三星等19家相關大型企業負責人參加了會議。臺積電董事長也受邀出席。
拜登在會上仍借中國渲染緊迫感，宣稱“中國欲主導半導體供應鏈”(China plans to reorient and dominate the semiconductor supply chain)，美國不能坐視。拜登也不忘“心心念念”的2.3萬億的基建計劃，拿出一張硅片，強調“這也是基建！”
“我一直在強調，中國和世界沒有在等，美國也沒有理由要等，”(China and the rest of the world is not waiting, and there's no reason why Americans should wait.)拜登在會議的媒體公開部分時催促道，“美國現在集中資本投入半導體、電池等領域——這是別人正在做的，我們也必須做。”(We're investing aggressively in areas like semiconductors and batteries -- that's what they're doing ... so must we)
拜登在會上（的媒體公開部分）發言 視頻截圖
美國的半導體產業曾享有先發優勢。在生產端逐漸轉移至亞洲、本土專注研發后，如今供應端被“扼住喉嚨”。拜登在會上強調，其2.3萬億的基建計劃將“專注于建設美國本土的半導體生產（能力）。”
“這也是基建，”拜登拿出一塊硅片，“這些芯片、硅片——電池、寬帶——都是基建，這些都是基建。”（These chips, these wafers … batteries, broadband — it’s all infrastructure. ）
拜登手持硅片 圖源：澎湃影像，下同
拜登強調，他今天收到23位參議員、42位眾議員的聯名信，支持“為美國制造芯片計劃”（CHIPS for America Program）。來信提到“如果我們在這些高技能的工作崗位和專業知識上輸給中國，損失是無法彌補的。”信件還點出，“美國在精密半導體方面依賴于戰略競爭對手，其中存在風險。”
據《華爾街日報》報道，拜登在會上直接引用了信件的內容，宣稱“中國計劃主導半導體供應鏈，并投入可觀的資金，以達成目的。”信件還催促拜登和盟友合作，打造自己的芯片產業，要“邁出比中國更激進的步伐”（outscale China's aggressive steps）。
美國國家公共廣播電臺（NPR）提到，拜登的基建計劃尚未得到任何共和黨兩院議員的支持，許多對面黨派人士批評這個計劃“太寬泛，而且局限于道路、橋梁等傳統基建項目。”
但是拜登仍然很自信，指出國內的芯片制造是“跨越黨派的問題”。“這是一項在美國參議院獲得廣泛支持的議題，”拜登稱。
半導體線上會議白宮會場
12日的會議不僅拜登出席，而且由白宮國家安全顧問沙利文、國家經濟委員會主席布萊恩·迪斯（Brian Deese）、商務部長吉娜·雷蒙多（Gina Raimondo）主持。
企業方面，福特、通用、Stellantis集團等“缺芯重災區”——車企的高層代表，還有“用芯大戶”英特爾、谷歌母公司Alphabet、AT&T、惠普等公司的決策層人員均參加了會議。
在供應端方面，臺積電董事長劉德音出席。他在參加這次峰會前吹風稱，晶片短缺與制造商所在地點無關，主要是因疫情促使供應鏈存貨增加、中美貿易緊張與疫情加速數字轉型所致。
2020年9月，北京服貿會上展出的4800萬像素硅基液晶數字光場芯片及電路。
據悉，與會代表對白宮關注“缺芯”問題表示歡迎。“這是一次絕佳的機會，讓我們能夠討論解決這一問題的長期方案，”美國半導體行業協會（SIA）會長約翰·諾伊弗（John Neuffer）在會上表示。
“1990年，美國生產的半導體占世界的37%，如今只有12%，”他說，“供應鏈的脆弱性在去年格外突出（bold relief）。”
國安顧問沙利文稱，芯片問題“構成美國國家安全的漏洞。”
拜登的副國安顧問稱，拜登政府將“缺芯”視為國家安全問題。“對于絕大部分新興行業來說，半導體是重中之重，還有醫藥、航天等等領域。問題在于：如今，幾乎100%的制造端都在東亞，90%由一家公司制造，這是一個嚴重的漏洞。”
美國市值最高的芯片供應商英偉達CFO在會上表示，“供應端上的問題還會持續幾個月。今年芯片將繼續供不應求。”
白宮在會前強調“討論也是為解決供應短缺做出的努力”，并表示這場會議不以做出任何聲明或決定為目標。
約3小時的會議結束后，白宮方面表示，“與會者們強調了提高半導體供應鏈透明度，以幫助緩解當前短缺。他們認為改善整個供應鏈中的需求預測也十分重要，以幫助緩解未來挑戰。會上還提出要建設‘額外的半導體制造能力’，以解決供應不足。”
美國有個“芯病”，在中國大陸
三星、臺積電的生產能力無須贅述，但實際上，美國政府近期對芯片問題如此焦慮，不僅因為“缺芯”讓多個行業受災嚴重，還有對中國大陸在半導體行業加速反超美國的擔憂。
今年2月，美國有線電視新聞網（CNN）發文稱，有專家表示，當美國在全球半導體制造業份額下降的同時，中國大陸的份額正在增長，如今兩國份額已大致相當。現在中國大陸和美國在全球半導體制造中的份額都在12%左右。
2月11日，IBM、高通和英特爾等領先芯片集團組成的美國半導體行業協會，在給拜登的信中也暗示了這一點。
他們寫道，“制造份額的下降，很大程度上是因為，我們競爭對手所在國家的政府為了吸引新的半導體制造商給他們提供了大規模的補貼和激勵，而美國卻沒有。”
事實上，進入21世紀后，大部分芯片制造產業已向亞洲集中。根據寧南山去年底發布《從數據看中國半導體在全球版圖中的位置》，從2015年到2019年，中國大陸的晶圓產能全球份額從9.7%增加到了13.9%，上升了4.2個百分點，2019年位居全球第四位，僅次于中國臺灣，韓國和日本，并超過了占比12.8%的美國。文中指出，中國大陸的芯片產能事實上已超過美國，但原因是中國大陸很多產能屬于外資工廠。
不得不提的是，單純的芯片設計領域，美國仍然遙遙領先。這也是中國正在發力的點。寧南山介紹，純芯片設計公司份額方面， 2019年美國（企業）占世界的65%，幾乎是全球其他地區總和的兩倍。高通、博通、英偉達還有AMD的芯片設計依舊領跑。
順便一提“缺芯重災區”車企。這次白宮的半導體大會，車企代表來了好幾個。
但據CNBC報道，美國官員此前指出，汽車行業只占全球用芯的5%，甚至更少。因此他們在芯片供應商那里位于低優先級。這很可能是在緊缺大環境中它們首當其沖的原因。此外，汽車行業使用的芯片遠不是最高端的產品，供應端的研發、生產熱情不高。
德國《商報》4月2日刊文指出，“芯片之爭，中國絕非無能為力。”
報道稱，盡管美國正試圖通過限制半導體對華出口讓中國屈服，但這一目的很難達到。《商報》進一步呼吁拜登政府放棄這一對抗路線，與中國展開對話，因為美國相關產業付出了高昂的代價。
此外，文章還認為，美國在芯片領域對華“卡脖子”不僅無法讓中國大陸屈服，還會不斷刺激中國大陸打造出自己具有競爭力的半導體產業。雖然這一過程需要時間，但在太陽能、火車以及汽車產業領域，中國大陸已經證明了自己完全能夠迎頭趕上。
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財聯社（上海，編輯 吳斌）訊，美東時間周一，來自半導體、汽車和科技領域的公司高管與白宮官員齊聚一堂，討論愈演愈烈的全球半導體短缺問題，會議未做出任何實質性決定。
拜登在會議中強調，他的芯片支持計劃獲得了兩黨支持，拜登宣讀了來自23位參議員和42位眾議院議員的信，這些議員均支持他提出的500億美元半導體制造和研究提案。
除了芯片問題，會議還討論了支持汽車行業向清潔能源過渡、創造就業機會以及確保美國經濟競爭力。
白宮新聞秘書詹·普薩基（Jen Psaki）在新聞發布會上表示，芯片短缺是國家安全問題，白宮希望與業界緊密合作，防止芯片短缺再次發生。
英特爾首席執行官帕特·基辛格（Pat Gelsinger）在會后接受采訪時表示，白宮和國會正在積極努力，通過更多的國內制造、研發以及建立專業隊伍來支持半導體行業。
汽車、電子設備制造商“爭寵”
值得注意的是，對于如何分配支持資金這一問題，汽車制造商和電子設備制造商爭論不休。
汽車制造商爭取將一部分資金優先用于汽車芯片，并警告稱，如果美國汽車和輕型卡車行業沒有被優先考慮，今年汽車和輕型卡車可能會短缺130萬輛。但生產電腦和手機的電子設備制造商則表示，缺芯也會讓他們受到巨大影響，不能只為特定行業做些事情。
知情人士透露，盡管白宮并未就此問題表達公開立場，但已向半導體行業管理者私下表示，白宮不支持對某一個行業特殊優待。
此次“芯片峰會”全稱為“半導體和供應鏈彈性首席執行官峰會”，美國總統拜登、白宮國家安全顧問杰克·沙利文（Jake Sullivan）、美國國家經濟委員會主任布萊恩·迪斯（Brian Deese）、商務部長吉娜·雷蒙多（Gina Raimondo）等悉數參加了會議。
公司方面，通用汽車、福特汽車、格芯、帕卡、恩智浦、臺積電、AT&T、三星、谷歌母公司Alphabet、戴爾、英特爾、美敦力、惠普、美光等公司高管也參加了會議。
4月13日消息，美國當地時間周一，英特爾首席執行官帕特·蓋爾辛格（Pat Gelsinger）表示，該公司正在開始洽談為汽車制造商生產芯片事宜，以幫助緩解導致汽車工廠閑置的芯片供應短缺問題。
蓋爾辛格稱，英特爾正在與為汽車制造商設計芯片的公司進行洽談，希望在英特爾工廠生產這些芯片。該公司的目標是在六到九個月內開始生產。周一早些時候，蓋爾辛格與白宮官員會面，討論半導體供應鏈問題。
英特爾是半導體行業中最后幾家自己設計和制造芯片的公司之一。該公司上個月表示，將向外部客戶開放工廠，并在美國和歐洲建立工廠，以挑戰臺積電和三星電子等亞洲芯片制造商的主導地位。
蓋爾辛格在會議期間告訴白宮官員，英特爾將向汽車芯片公司開放現有的工廠，以提供更直接的幫助，解決導致福特汽車和通用汽車工廠當前生產中斷的芯片短缺問題。
蓋爾辛格說：“我們希望部分問題能夠得到緩解，不需要耗費三年或四年的時間建設工廠，而是只需要六個月時間對新產品進行工藝生產認證。我們已經開始與一些關鍵零部件供應商進行接觸。”
蓋爾辛格沒有透露零部件供應商的名字，但表示這些芯片可以在英特爾位于俄勒岡州、亞利桑那州、新墨西哥州、以色列或愛爾蘭的工廠生產。
蓋爾辛格還希望美國公司在美國生產的半導體中所占份額達到三分之一，目前這個比例約為12%。他說：“我相信我們的目標應該是，美國公司應該將三分之一的半導體生產放在美國本土進行。”
目前制造芯片的頂級工廠位于中國臺灣省和韓國，其中臺積電和三星電子是最大的兩家晶圓代工公司，控制著超過70%的市場份額。市場研究公司Trendforce估計，臺積電為蘋果和亞馬遜等公司生產芯片，擁有代工市場54%的份額。
蓋爾辛格表示，雖然在美國本土制造很重要，但他也認為，美國公司應該擁有先進微芯片制造方面的知識產權。他說：“我們不僅僅希望美國公司在美國領土制造芯片，更重要的是對背后技術進行總體控制。”
拜登政府正推進其2萬億美元的基建提案，其中為美國半導體行業提供500億美元資金，他將當前困擾全球經濟的芯片短缺視為“國家安全問題”。拜登在會議開始時說：“今天我收到了來自兩黨23名參議員和42名眾議員的來信，他們都支持‘美國芯片’計劃。”
今年2月，白宮還下令對包括半導體在內的幾種核心產品的美國供應鏈進行審查。2021年的國防法案中包括芯片法案，該法案呼吁聯邦政府鼓勵半導體制造，但沒有提供資金。
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