芯片法案名大于实，500亿美元难解美国芯事
文章来源：好站长外链
作者：互联网
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2022-08-11
当地时间8月9日，在众多美国芯企高管的见证下，拜登完成《芯片和科学法案》的签署，雄心勃勃开出527亿美元大单，孵化美国的半导体产业。
这份法案从酝酿到签署，浩浩荡荡，历时两年之久，旨在促进美国半导体行业的复苏，但也存在诸多待解的问题，包括配套措施、人才培养、资金分配和监管等等，在这些问题得到解决之前，《芯片和科学法案》，名大于实。
振兴美国半导体的诉求由来已久
自疫情和缺芯问题发生以来，美国就意识到全球供应链正在发生剧烈的改变，其中芯片，成为21世纪战略物资，重要性比肩当年的石油，美国认为必须拥有高端芯片的制造能力。
2021年4月，美国商务部长在国会听证会上宣称：“现在可以毫不夸张地说，我们遇到了危机，美国曾经在制造领先的半导体芯片方面领先世界。今天我们在美国生产这些芯片的0% ！”
* 图为拜登与美国芯片企业高管举办线上会议讨论供应链问题时，举起一块晶圆
在这之前，美国相关部门其实已经在探索组建一个由美国主导的全球半导体供应链联盟。
2021年6月，美国通过《创新竞争法案》，这份法案总预算超过2500亿美元，涵盖美国多个科技行业，其中有大约530亿美元用来投资半导体，但是《创新竞争法案》涉及领域过于庞大，包含芯片、汽车、医疗设备和电信等共计超过59个领域，引起多方激烈争论，迟迟未能通过。
不过，在英特尔英特尔、应用材料等美国半导体大型企业的游说下，单独推动《创新竞争法案》半导体部分的审议，《芯片与科学法案》应运而生，本文将重点围绕法案中芯片部分，针对法案落地会面临主要问题，逐一拆解。
芯片法案的后门：可任意封杀，随时封杀
《芯片和科学法案》最受瞩目的无非是两个部分，一部分是政府拨款，大约527亿美元的投资：其中390亿美元是政府拨款，直接下发；
另外132亿美元则是用于技术研发和人才培养；2亿美元资助拨给劳动力和教育基金，解决晶圆制造工人问题；5亿美元则用于通信技术安全发展和半导体供应链活动；
另一部分政策限制，也就是所谓企业必须符合的“条件”：禁止获得联邦资金的公司在中国大幅增产先进芯片，期限为10年；接受美国国家科学家基金会的监管，每年对美国披露海外财务安排，尤其是在特别关切国家的财务状况。
芯片法案的目标、资金安排相对明确，但在细节上仍然留有模糊的操作空间，或者说后门。
关键一点，法案中对先进制程芯片的标准，只字未提，即可以根据需要任意封杀。
按半导体行业共识，一般把28nm制程工艺定为成熟工艺和先进工艺的分水岭，使用28nm工艺制造的芯片都列入先进工艺范畴，法案在这方面模糊操作，意味着未来可以将任何芯片制造技术，甚至芯片制造的相关技术列入管控名单中，例如当前最为热门的“CHIPLET”小芯片概念。如果未来美国认为先进封装工艺有必要进行管控，也可以以此为借口做出限制。
法案中还明确，“考虑到出口控制和技术进步的因素，要求美国商务部长与国防部长和国家情报总监磋商，根据行业意见定期重新考虑更新有关国家制造业禁令的技术门槛。”
先进工艺标准未明确标注，且要求相关部门对禁令门槛，根据行业情况动态调整，等同于为美国执法部门提供了相当大的后路和执行空间，即可以随时封杀任何不符合美国利益的现象，给未来行业的发展，制造了很大的不确定性。
基建、水电地和人力，拖死制造业
527亿美元，花出去也不难，但要达到预期目的，就不一定了，重要一点：美国晶圆制造成本，价格打不下来，这个问题集中在基础设施建造，水电地配套设施、人力等几个核心方面。
* 图为台积电美国Fab21工厂现场施工图
台积电在美国亚利桑那州新建5nm产线的Fab21（晶圆21厂）工厂，为了达到双方合作预期，同时节省成本，台积电拉拢相关的供应商，搞出一套全新的建设模式，即基础工程等必要组建都在中国台湾生产制造，通过集装箱运输至美国组装，台积电的预估是总成本降低20%-30%，当时有项目参与方介绍称，“货柜装空气运过去，都划算！”
虽然可以通过建设模式的优化压缩成本，但是配套设施依旧是难解的问题，包括水和电的供应。
Fab21（晶圆21厂）这样的EUV项目，堪称“超级电老虎”，落户全美最干旱的州之一的亚利桑那，当地政府的依据过去40年英特尔已经投资400亿美元落户的经验，认为台积电同样可以顺利落户，并且将共计投资2亿美元为台积电改善水源、交通、电力和绿化等设施。
亚利桑那州平均每年有89天温度超过38度，2021年的45℃高温热浪袭击曾导致大面积停电，停电事件直接导致数百人死亡，这是台积电不得不考虑的问题，解决问题的参考路径，即自建电力保障措施，维持厂房的电力供应，但这同样会增加成本。
水资源方面，尽管成本平摊到每颗芯片上的成本仅有几美分，但是在干旱的亚利桑那州，晶圆厂就必须极大依赖循环水系统提供洁净的用水。
英特尔宣称在亚利桑那州工厂的用水有99%可以通过循环系统反复使用，但是在以色列和马来西亚工厂的循环水用量仅有60%左右，越南更是仅有41%的水平，之间的差异英特尔未明确解释，但却是台积电和三星们的落户的另一个隐形成本。
地价方面，当地政府正在全力协调工业用地，但是地价被房地产商抬高了4倍左右，周边民房也被抬高50%乃至100%，越靠近台积电，价格越高。
美国的人力成本也相当高，这个问题在法案的审议阶段就有提及，“因为你的投票，你的孙辈都会做着高薪工作。” 民主党重量级参议员查克·舒默在推动法案落地时曾发表这样的观点。
美国人才市场，芯片人才的年薪为6万美元，部分高级工程师的薪酬超过10万美元，远高于当初预期的4万美元，与此同时，从业者初期的行业技能培训成本也相当高，台积电已在美国招聘了上百位工程师，这些工程师正在中国台湾培训，预计培训周期超过12个月，已经有人开始抱怨加班文化，抵消了高薪酬带来的福利，这种环境下，想在美国实行三班制提高生产效率，成本将会极大增加。
综合来看，在美国的电力、水源、地产、人力都远高于其他地区的晶圆项目，由于美国厂的存在，影响到了整个台积电的未来投资规划，台积电董事长刘德音也直言：“美国成本远高于台积电预期……3年1000亿的（全球）资本支出计划，愈看愈觉得不够。”
人才缺口巨大，工会是无法逾越的障碍
根据美国半导体协会的数据，美国从事半导体行业的人才是全球之最，大约有27万人左右，但是这些高级人才都分散在高通、英伟达、英特尔、AMD这样的半导体设计企业，大多从事芯片设计和研发工作。
经过常年累月的制造业转移，全球90%的芯片制造已经转移到亚洲，在美国本土，仅有12%的全球半导体制造份额，直接参与晶圆制造的高级人才少之又少。
* 台积电工厂内部实景
晶圆制造虽为高端制造业，也需要大量普通劳工，美国目前的参与晶圆制造的工人大概在19万人左右，数量不仅稀少，还存在老龄化问题，有40%的工人年龄在50岁以上。
数据显示，美国目前半导体制造行业的人才缺口为70000到90000，比例高达50%，半导体制造是高技术人才密集型行业，培养高技术人才基本上只能够依赖高校和企业本身，加上各大晶圆产业链企业在短期内爆发大量招聘需求，人才问题会变得更加严峻。
唯一快速解决人才缺口的办法就是改变移民政策，输入技术劳工，但美国移民政策30年来都稳固如山，想要为发展本土晶圆制造豁开一条口子，离不开旷日持久的争论，这也是《芯片和科学法案》，未覆盖到的地方。
前面提到，美国工程师对加班文化感到困扰，这个问题还会进一步引申出工会的问题，而工会则成为困扰特斯拉、福耀玻璃、苹果、亚马逊这些重点企业的关键问题之一，进而引发生产成本和生产效率的问题，马斯克曾经评价工会“权利盖过白宫”，美国工会甚至可以通过运作，把特斯拉排除在美国新能源峰会之外。
举个例子，全美汽车工人联合会一度被称为是“地表战斗力天花板”，美国车企降薪、裁员、调整工作时长，甚至电动化转型都会受到工会的掣肘。工会曾经组织工人大规模罢工，为工人争取到了一系列权利，包括加班工资、带薪假期和医疗保险等等。
70年代的石油危机爆发，美国汽车三巨头销售业绩直线下滑，无法支付高昂的人力成本，工会埋下的隐患直接让底特律三大汽车巨头破产。
在美国半导体领域叱咤风云的美国通信工人联合会（UWA）也是如此，UWA虽然没有汽车工会如此丰功伟绩，但是与之交锋的对手，都是像苹果、亚马逊、谷歌、英伟达、英特尔这样的巨头，UWA在应对这些巨头的种种套路时游刃有余，在苹果与亚马逊的多次来回拉扯中占据上风，甚至改变了苹果门店员工和亚马逊仓库员工的福利政策，外来者台积电和三星，如何应对？
资金强监管成中小企业拿补贴的障碍
法案要求设立多元分散的拨款审批系统，这527亿美元由白宫预算办公室统一协调，再授权给不同的机构和政府部门，其中包括商务部、国家科学技术基金会、NASA和劳工基金会等多个机构。
以补贴款390亿为例，由商务部成立的基金项目统一管理，同时接受国家科学技术基金会的监督，“确保所投资项目都是美国需要的项目”。
严格的资金监管可能会带来效率问题，包括冗长的审批流程和复杂的游说流程，这种流程设置利好的是大企业，对中小企业并不利，是一种潜在的不公平。
例如，英特尔豪言拿下120亿美元的拨款，除了生产制造方面的底气外，本身有强大的政治资源，这也是为什么英特尔不遗余力的推动法案落地的关键。
监管层面，美国商务部明确提到，政府拨款不得用于股票回购，试图在隔离华尔街金融行业对晶圆制造行业的影响。
美国之所以逐渐制造业空心化，金融业的影响功不可没。长期以来，美国企业的“为股东创造价值”的主流理念已经根深蒂固，衡量经理人的业绩第一指标就是公司股价，身价和股价都牢牢地绑定在一起。
结果就是，职业经理人选择压制创新投资，通过回购推高股价，在芯片领域“翻车”的著名美国企业有两家，一家是早期的IBM，另一家则是当今的英特尔。
英特尔此前在14nm节点上停滞不前数年，外界认为这是因为英特尔过分追求晶体管密度，导致研发受阻，同时因为印度裔高管同时领导5大部门导致内部管理混乱。但事实上，英特尔在制程工艺迭代上的投入远远低于台积电，2020年比台积电少30亿美元，2021年少80亿美元，英特尔的营收却比台积电高出大约300亿美元。
研发掉队，大量资金用于“股票回购”，最终给英特尔带来的就是所谓“没有繁荣的利润”。
深受到华尔街影响的企业，拿到补贴，如果不把钱用于“股票回购”，会大幅度增加研发和扩建费用吗？
另外，考虑到法案对资金按时间分配的规划，2022年出手最大方，共计220亿，后续的金额大多都在60亿美元到70亿美元之间，很有可能出现的情况是——第一年企业投资意愿高涨，竞相瓜分拨款。待到随后的几年，企业就会以预算超支和成本上涨为由，继续向美国商务部伸手要钱，否则以工程延期或停摆相逼，迫使美国国会推动的新法案上台。
补贴可能会进入不差钱的大企业的腰包
527亿美元，拆成5年投入到美国半导体行业当中，牵引作用有限，核心的问题是谁能拿到这笔钱，能拿到多少？
作为标志性的IDM企业，英特尔覆盖了半导体链条的设计、生产多个环节，也一直是《芯片和科学法案》落地的有力推动者，一度对外宣称，如果法案不能落地，将取消俄亥俄州200亿美元大型晶圆厂建设的奠基仪式，并与欧洲对接相关的建厂计划。
为了给法案摇旗呐喊，英特尔CEO基辛格曾经表示，“芯片法案可能是二战以来美国在工业领域最为重要的政策之一，目标是扭转1990年以来，美国在全球芯片半导体制造业中，份额从38%下滑到10%的趋势。”
作为回报，英特尔希望从法案的补贴金额金额中，拿下120亿美元，占全部补贴390亿美元的三分之一，引申出了补贴资金分配的合理性问题。
但实际上，即便是法案总体的527亿美元，对于头部企业来说，并不足以让制造能力回流。
作为法案的反对者，美国议员伯格·桑德斯表示，“美国五大晶圆厂（英特尔、德州仪器、美光科技、格罗方德和三星）去年总利润高达700亿美元，政府为什么还要给这样的企业拨款补贴”，“在美国重建芯片公司，实际上就是在搜刮纳税人的钱”。
对于推动制造企业在美国建厂，张忠谋也曾表示，此举可能会让芯片法案的钱打水漂。
527亿美元的总盘子，对于利润高企的芯片厂商来说，本身就不具有吸引力，且在美建厂的总成本，已远超补贴的总额。
公开资料显示，仅台积电的Fab21（晶圆21厂）项目，2022年的投资就高达400亿美元，已经超过法案承诺补贴部分总金额的390亿美元上限，台积电尚且如此，英特尔和三星又有多大成本优势，且能分到几杯羹呢？
得不到尖端工艺，短期改善不了缺芯问题
虽然很多国家和地区，并没有立法支持半导体，但是对半导体产业的补贴同样热情高涨。
公开数据显示，德国宣布将使用5月份宣布的100亿欧元基金资助32个半导体项目，日本已批准68亿美元的资金用于国内半导体投资，不同国家和地区先后上马的扶持措施，将会对美国促进芯片制造回流形成分流的局面。
* 三星代工业务和半导体研发中心的员工庆祝首次生产采用GAA架构的3nm工艺产品
目前可以确定的是，三星和台积电依旧会在亚洲扩产，尤其是未来的3nm和2nm尖端制程工艺，台积电明确表态会留在中国台湾，而在美国新建的晶圆21厂，只是5nm工艺。
对美国来说，希望通过527亿美元来吸引制造回流，再间接撬动先进工艺落地美国的策略，很难生效。
另一方面，格罗方德董事长曾表示法案通过有望改善缺芯问题，不过这席话在短期内很难兑现。
纵观如今在美国建设的大型晶圆厂项目，最快的当属台积电Fab21和三星Fab1两个项目，台积电用“复制粘贴”大法快速建厂，最快需要到2024年才能够实现量产，如果中间出现管理或良率问题，则有可能还会延期3~6个月。
想依靠芯片法案解决缺芯问题，最少也要到2024年才能有所改善，而第一批所有晶圆厂项目完工，最少也要等到2025年。
总体而言，《芯片和科学法案》代表着美国重建半导体产业的愿景，但是在实际的落地环节，却存在着诸多需要解决的问题，其中既包括资金量不足的问题（目前看527亿美元是远远不够），并且面临着其他国家和地区在相同领域的强势竞争问题。
此外，美国在生产制造环节，历来存在众多包括人力、制度等影响效率的问题，而迫使大量制造业外流，这些问题在短期内很难得到有效的解决，间接导致回流的制造企业难题提效；再者制造业回流，建设、人员培训，产线调试等都会拉长周期，因此在短期内是无法解决缺芯这样实际的问题。
