美國半導(dǎo)體簡史：癡迷“降本”如何讓美失去前沿優(yōu)勢？

本文轉(zhuǎn)自微信公號(hào)“機(jī)器之能”

近期，美國產(chǎn)經(jīng)智庫《Employ America》梳理了過去50 年來的半導(dǎo)體發(fā)展史，探討美國失去競爭優(yōu)勢的原因，以史為鑒，重新奪回技術(shù)前沿。

文章指出，「產(chǎn)業(yè)政策」美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展中扮演著非常關(guān)鍵的角色。然而，隨著行業(yè)的成熟和競爭環(huán)境的變化，政策框架也發(fā)生了變化。自20世紀(jì)70年代以來，產(chǎn)業(yè)政策逐漸被輕資本的「科學(xué)政策」戰(zhàn)略所取代，而大型企業(yè)和輕資產(chǎn)創(chuàng)新企業(yè)取代了由小型和大型生產(chǎn)企業(yè)組成的強(qiáng)大生態(tài)系統(tǒng)。

盡管這一戰(zhàn)略最初取得了成功，但它創(chuàng)建了一個(gè)脆弱的體系。比如，「科學(xué)政策」顯然扮演著一個(gè)角色，但它的視野過于狹隘，側(cè)重新思想的發(fā)展，而不是將技術(shù)轉(zhuǎn)往資本。制程技術(shù)的創(chuàng)新是一種「實(shí)踐」的過程，需要不斷建立與營運(yùn)新的生產(chǎn)線。但在美國的低資本環(huán)境中，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)很難做到邊做邊學(xué)。

技術(shù)創(chuàng)新發(fā)生在供應(yīng)鏈的每一個(gè)環(huán)節(jié)，并受益于多樣化的參與者和充滿活力的勞動(dòng)力市場。勞動(dòng)力不僅是技術(shù)前沿的成本中心，而且是創(chuàng)新過程的關(guān)鍵投入。

半導(dǎo)體在現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)中扮演著至關(guān)重要的角色，它們的技術(shù)路線太重要了，不能以短期盈利能力為指導(dǎo)。政府有機(jī)會(huì)也有責(zé)任利用產(chǎn)業(yè)政策，在下一次短缺發(fā)生之前阻止它，同時(shí)確保美國保持其在技術(shù)前沿的地位。

作者 | Alex Williams 、 Hassan Khan

編譯 | 微胖

最近，富士康(Foxconn)子公司和主要芯片設(shè)備制造商(Foxsemicon)正在考慮在美國建廠，這是該公司在美國的第一家工廠。與此同時(shí)，越來越多的公司響應(yīng)美國政府的號(hào)召，將關(guān)鍵的科技零部件制造業(yè)搬回美國。

「我們正在積極評估在美的第一家工廠，但尚未最終敲定，」公司首席執(zhí)行官兼總裁Kevin Chiu對日經(jīng)亞洲(Nikkei Asia)表示。

「如果這個(gè)計(jì)劃成為現(xiàn)實(shí)，它將從一個(gè)小規(guī)模的生產(chǎn)基地開始，在那里開發(fā)最高端、最先進(jìn)的芯片工具和零部件。」

不過在美國投資建廠，現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)也十分明顯。建廠的成本至少是在中國臺(tái)灣建廠的2.5至3倍、 「我們能否在那里找到足夠多合格的工人，可能仍然是個(gè)大問題。此外，我們必須與客戶討論他們是否愿意支付更高的價(jià)格?！?/p>

有消息稱，英特爾將斥資約200億美元在亞利桑那州新建兩家芯片工廠，也勢必面臨同樣的基礎(chǔ)設(shè)施問題(比如合格的工人)。

勞動(dòng)力冗余有助于確保公司能夠迅速內(nèi)部化過程改進(jìn)，同時(shí)也培訓(xùn)了下一代的工程師和技術(shù)人員。然而，這些關(guān)鍵因素卻在歷史進(jìn)程中被視為「冗余」而遭剔除，造成美國公司高度依賴外部制造工廠的局面。雖然極力邀請臺(tái)資企業(yè)赴美，也只是試圖通過購買解決問題，并未降低對單一供應(yīng)商的依賴。

面對尖端半導(dǎo)體的短缺和創(chuàng)新能力的下降，美國政策制定者正在考慮認(rèn)真干預(yù)。解決目前的短缺可能為時(shí)已晚，但防止下一次短缺的時(shí)機(jī)就是現(xiàn)在，以史為鑒，猶未為晚。

01 美國半導(dǎo)體的兩種產(chǎn)業(yè)政策

行業(yè)早期，美國政府通過混合使用供應(yīng)激勵(lì)、需求支持和監(jiān)管協(xié)調(diào)來指導(dǎo)，創(chuàng)建出一個(gè)強(qiáng)大、以創(chuàng)新為中心的競爭生態(tài)系統(tǒng)。其中，產(chǎn)業(yè)政策對半導(dǎo)體早期發(fā)展起了關(guān)鍵作用，因?yàn)樗秊楦鞣N參與者劃分了各自角色：

小公司在技術(shù)前沿進(jìn)行試驗(yàn)，而大公司則追求流程改進(jìn)，以確保這些創(chuàng)新的規(guī)模擴(kuò)大。政府的需求確保了試驗(yàn)在財(cái)政上是可行的，而技術(shù)轉(zhuǎn)讓條例確保了大公司和小公司之間分享取得的進(jìn)展。

重要的是，定期購買為企業(yè)提供了必要的流動(dòng)性，使它們可以在不依賴大規(guī)模一次性產(chǎn)品的情況下繼續(xù)迭代。這種工業(yè)政策方針鼓勵(lì)創(chuàng)新，確保小公司能夠獲得國內(nèi)大規(guī)模生產(chǎn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，同時(shí)允許大公司獲得大規(guī)模生產(chǎn)這些創(chuàng)新設(shè)計(jì)的好處。

隨著行業(yè)的成熟和競爭環(huán)境的變化，政策框架也發(fā)生了變化。自20世紀(jì)70年代以來，產(chǎn)業(yè)政策逐漸被輕資本的「科學(xué)政策」戰(zhàn)略所取代，而大型企業(yè)和輕資產(chǎn)創(chuàng)新企業(yè)取代了由小型和大型生產(chǎn)企業(yè)組成的強(qiáng)大生態(tài)系統(tǒng)。盡管這一戰(zhàn)略最初取得了成功，但它創(chuàng)建了一個(gè)脆弱的體系。

如今，這個(gè)行業(yè)一方面受到了脆弱的供應(yīng)鏈的限制，這些供應(yīng)鏈僅滿足少數(shù)擁有巨大投資護(hù)城河公司的需求，另一方面則受到了許多輕資產(chǎn)設(shè)計(jì)公司的限制，這些公司無法產(chǎn)生或獲取流程改進(jìn)。盡管美國半導(dǎo)體行業(yè)在上世紀(jì)90年代重新占據(jù)主導(dǎo)地位，但如今——由于這種政策方針的影響——美國半導(dǎo)體行業(yè)的技術(shù)和商業(yè)優(yōu)勢比以往更加脆弱。隨著臺(tái)積電對英特爾的崛起，美國已經(jīng)失去了技術(shù)前沿，美國公司面臨嚴(yán)重的供應(yīng)瓶頸。

疫情暴露的供應(yīng)鏈瓶頸表明，半導(dǎo)體生產(chǎn)是一個(gè)關(guān)鍵的經(jīng)濟(jì)和國家安全問題——鑒于其作為一種通用技術(shù)的地位，在幾乎所有主要供應(yīng)鏈中都可以發(fā)揮作用。雖然「科學(xué)政策」顯然扮演著一個(gè)角色，但它的視野過于狹隘，側(cè)重新思想的發(fā)展，而不是將技術(shù)轉(zhuǎn)往資本。制程技術(shù)的創(chuàng)新是一種「實(shí)踐」的過程，需要不斷建立與營運(yùn)新的生產(chǎn)線。但在美國的低資本環(huán)境中，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)很難做到邊做邊學(xué)。

技術(shù)創(chuàng)新發(fā)生在供應(yīng)鏈的每一個(gè)環(huán)節(jié)，并受益于多樣化的參與者和充滿活力的勞動(dòng)力市場。勞動(dòng)力不僅是技術(shù)前沿的成本中心，而且是創(chuàng)新過程的關(guān)鍵投入。

02 1940 到1960 年代：半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)由國防主導(dǎo)

在半導(dǎo)體行業(yè)成立之初，美國政府利用產(chǎn)業(yè)政策和科學(xué)政策幫助培育了半導(dǎo)體公司的多元化生態(tài)，以確保任何科學(xué)可行的方法在經(jīng)濟(jì)上也可行。財(cái)政支出為這個(gè)高度投機(jī)的行業(yè)提供了必要的流動(dòng)性。該戰(zhàn)略需要持續(xù)的干預(yù)，以保持創(chuàng)新和充滿活力的競爭生態(tài)系統(tǒng)。

國防部利用采購協(xié)議和準(zhǔn)監(jiān)管措施，確保企業(yè)的生態(tài)系統(tǒng)和技術(shù)進(jìn)步的廣泛分散。政府合同為早期的公司創(chuàng)造了一個(gè)現(xiàn)成的市場，而國防部渴望扮演第一個(gè)客戶的角色。有了大規(guī)模生產(chǎn)半導(dǎo)體的需求的保證，產(chǎn)能投資對許多小型、早期的公司來說在財(cái)務(wù)上是可行的。

作為許多公司的核心客戶，國防部對該行業(yè)的最新技術(shù)發(fā)展有明確的看法，并利用這一觀點(diǎn)直接促進(jìn)公司和研究人員之間的對話和知識(shí)共享。與此同時(shí)，「第二來源」(second source)合同要求國防部購買的任何芯片必須由至少兩家公司生產(chǎn)，并將采購與技術(shù)轉(zhuǎn)讓聯(lián)系起來。國防部甚至要求貝爾實(shí)驗(yàn)室和其他大型研發(fā)部門公布技術(shù)細(xì)節(jié)，并廣泛授權(quán)他們的技術(shù)，以確保創(chuàng)新的基石能夠提供給國防部可能與之簽訂合同的所有公司。

這一體系加速了創(chuàng)新的步伐，并迅速蔓延到整個(gè)行業(yè)。政府采購協(xié)議確保了投資者愿意消費(fèi)，而增加對重復(fù)資本貨物的支出有助于創(chuàng)造重大的流程改進(jìn)。與此同時(shí)，工人們在整個(gè)系統(tǒng)中自由流動(dòng)，應(yīng)用在一家公司獲得的知識(shí)來改善其他公司的生產(chǎn)過程。

這種競爭環(huán)境——加上那個(gè)時(shí)代的反壟斷方法——鼓勵(lì)了大公司的大型研究實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展，以及小公司的瘋狂實(shí)驗(yàn)。成功的實(shí)驗(yàn)有助于創(chuàng)建新的大公司，或者被已經(jīng)存在的大公司擴(kuò)大規(guī)模。來自國防部的工業(yè)指導(dǎo)幫助推動(dòng)技術(shù)向新的方向發(fā)展，同時(shí)保持工業(yè)能力的一致性和針對性。至關(guān)重要的是，這一戰(zhàn)略隱含著對整個(gè)行業(yè)新技術(shù)的開發(fā)的特權(quán)，而不是使任何單個(gè)公司的收入最大化或成本最小化。如果企業(yè)需要投資并持有資本貨物，融資是可行的。政府保護(hù)了這個(gè)行業(yè)不受所謂的「市場規(guī)律」的影響，這樣一來，重點(diǎn)就可以繼續(xù)放在創(chuàng)新和生產(chǎn)上，而不是被狹隘地理解為經(jīng)濟(jì)成功。

然而，到20世紀(jì)60年代末，該行業(yè)發(fā)展得如此之快，以至于政府采購——因此政府通過第二源合同等手段實(shí)施準(zhǔn)監(jiān)管的能力——已變得相對不重要。雖然半導(dǎo)體工業(yè)的存在是基于20世紀(jì)40年代后期的軍事采購，但到60年代后期，軍事采購只占不到四分之一的市場。

03 70年代：商用市場發(fā)展，半導(dǎo)體進(jìn)入黃金時(shí)代

20世紀(jì)70年代，在商業(yè)應(yīng)用蓬勃發(fā)展和缺乏嚴(yán)肅的國際競爭之間，是美國國內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)的黃金時(shí)代，盡管政府采購和指導(dǎo)相對不那么重要。

ICE半導(dǎo)體數(shù)據(jù)(1955-1973美國公司的半導(dǎo)體銷售額)，紅色曲線為政府采購的占比顯著下降趨勢。制圖Alex Williams 、 Hassan Khan

雖然工業(yè)政策促進(jìn)了早期的創(chuàng)新和產(chǎn)能建設(shè)，但它在上世紀(jì)70年代的相對缺失幾乎沒有引起注意。可以肯定的是，政府采購在20世紀(jì)70年代仍然發(fā)揮了一些作用，但私營企業(yè)開始認(rèn)真地將電子產(chǎn)品整合到它們的供應(yīng)鏈中，成為了更重要的采購商。大規(guī)模生產(chǎn)計(jì)算機(jī)最初也與半導(dǎo)體的發(fā)展有著某種共生關(guān)系，其對芯片的需求推動(dòng)了封裝、集成技術(shù)的進(jìn)步。

事實(shí)上，國防部的優(yōu)先事項(xiàng)開始與商業(yè)客戶的優(yōu)先事項(xiàng)有意義上的分歧。國防部為特定的軍事問題尋求利基解決方案，特別是開發(fā)非硅基或抗輻射硬化半導(dǎo)體，這些都沒有多大的商業(yè)應(yīng)用。政府和半導(dǎo)體公司都認(rèn)識(shí)到這個(gè)行業(yè)不再需要直接的指導(dǎo)，雙方的需求開始出現(xiàn)分歧。

在20世紀(jì)70年代，蓬勃發(fā)展的非國防市場意味著在沒有政府支持和協(xié)調(diào)的情況下，成功的小公司和大公司共存。技術(shù)改進(jìn)轉(zhuǎn)化為工藝改進(jìn)，進(jìn)而推動(dòng)進(jìn)一步的技術(shù)改進(jìn)。諸如MOS ICs、微處理器、DRAM等新發(fā)明將產(chǎn)業(yè)推向新的高度，并遞歸地提出進(jìn)一步的創(chuàng)新路徑。

在一個(gè)普遍繁榮和創(chuàng)新的環(huán)境中，半導(dǎo)體作為通用技術(shù)脫穎而出，在整個(gè)經(jīng)濟(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用。盡管大型研究實(shí)驗(yàn)室和國內(nèi)制造代表著大量資產(chǎn)，但缺乏國際競爭和蓬勃發(fā)展的市場，確保了大多數(shù)投資最終都能取得成功，無論是在創(chuàng)新方面還是在利潤方面。

04 80年代：日本的崛起

然而，這種競爭環(huán)境所灌輸?shù)臉酚^和慷慨在上世紀(jì)80年代被中斷。當(dāng)時(shí)，在日本國際貿(mào)易產(chǎn)業(yè)省的產(chǎn)業(yè)政策指導(dǎo)下，美國將市場和技術(shù)主導(dǎo)地位輸給了日本企業(yè)。

日本采取了與美國相同的政策，以迅速擴(kuò)大產(chǎn)能并主導(dǎo)全球市場，比如集中指導(dǎo)、采購協(xié)議、廉價(jià)融資。然而，日本奉行的戰(zhàn)略略有不同，它專注于為出口而打磨產(chǎn)品、更好地理解技術(shù)，而不僅僅是軍事利益。一旦DRAM成為標(biāo)準(zhǔn)，成為半導(dǎo)體行業(yè)中最大的單一市場之一，日本很快就占據(jù)主導(dǎo)地位。

當(dāng)美國政府不得不為半導(dǎo)體創(chuàng)造最初市場時(shí)，日本能夠圍繞一個(gè)快速增長且已經(jīng)存在的市場來構(gòu)建其產(chǎn)業(yè)政策。正因如此，日本能夠?qū)嵤┍让绹鼑?yán)厲的政策——建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施，協(xié)調(diào)計(jì)算和半導(dǎo)體等領(lǐng)域的合資企業(yè)——因?yàn)?，日本知道自己的產(chǎn)品有現(xiàn)成的商業(yè)市場。雖然政府支持和協(xié)調(diào)投資的戰(zhàn)略與美國在50年代和60年代使用的戰(zhàn)略相同，但是，用于實(shí)施該戰(zhàn)略的戰(zhàn)術(shù)是為適應(yīng)80年代的競爭環(huán)境而量身定制的。

ICE半導(dǎo)體數(shù)據(jù)，隨著日本產(chǎn)品激增(綠線)，美國全球半導(dǎo)體份額呈顯著下降。制圖Alex Williams 、 Hassan Khan

來自日本的競爭對美國公司產(chǎn)生了巨大影響。許多人在隨后的洗牌中永久性地退出了DRAM市場。作為回應(yīng)，該行業(yè)還成立了倡導(dǎo)團(tuán)體，協(xié)調(diào)生產(chǎn)，游說關(guān)稅和貿(mào)易政策干預(yù)。

半導(dǎo)體工業(yè)協(xié)會(huì)游說政府對日本「傾銷」采取保護(hù)措施，而半導(dǎo)體研究公司(SRC)的成立是為了組織和資助與商業(yè)市場相關(guān)的半導(dǎo)體學(xué)術(shù)研究;SEMATECH是由行業(yè)成員和國防部共同資助的，最初的目的是按照早期的行業(yè)政策，促進(jìn)企業(yè)之間的橫向合作。然而，它很快轉(zhuǎn)向關(guān)注供應(yīng)商和制造商之間的垂直整合，以最小化成本。

落后的半導(dǎo)體已經(jīng)成為商品，可互換，并根據(jù)單位成本進(jìn)行判斷。由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)因素的共同作用，傳統(tǒng)的垂直整合公司在20世紀(jì)80年代開始解體。鑒于當(dāng)時(shí)美國的經(jīng)濟(jì)形勢，在競爭激烈得多的全球市場上，人們幾乎沒有興趣投資于低附加值活動(dòng)的產(chǎn)能。

Alex Williams 、 Hassan Khan根據(jù)ICE半導(dǎo)體數(shù)據(jù)計(jì)算。

垂直一體化企業(yè)(IDM，Integrated Device Manufacturer)也開始解體。由于MOS 電晶體開始主導(dǎo)市場，專門制造「晶圓廠」變得經(jīng)濟(jì)，因?yàn)楦鞴鹃_始采用類似的設(shè)計(jì)原則，代工(foundry)模式隨之發(fā)展，而專注于設(shè)計(jì)的無晶圓廠(fabless)也因此誕生。大型代工巨頭與專注于設(shè)計(jì)的「無晶圓廠」(fabless)小公司共存，后者只生產(chǎn)設(shè)計(jì)，不生產(chǎn)芯片。

理論上，這為這些「無晶圓廠」公司保留了靈活性，以追求創(chuàng)新的設(shè)計(jì)策略，同時(shí)最小化間接成本。上世紀(jì)90年代，美國企業(yè)率先推出了新產(chǎn)品類別，而日本企業(yè)則面臨著來自韓國進(jìn)入者的競爭，因此，美國工業(yè)界采納了這一戰(zhàn)略，導(dǎo)致了市場份額的復(fù)蘇。

在政策方面，美國再也沒有回到國內(nèi)產(chǎn)業(yè)政策上來。相反，外國工業(yè)政策成功得益于國內(nèi)整合、壟斷、貿(mào)易保護(hù)主義和為科學(xué)研究提供資金。

05 90年代：「科學(xué)政策」進(jìn)入高潮，美國重奪優(yōu)勢

由于該行業(yè)面臨80年代的技術(shù)和競爭變化，90年代見證了美國「科學(xué)政策」高潮。上世紀(jì)90年代，政府沒有回歸產(chǎn)業(yè)政策——無論是美國過去使用的那種，還是更受日本通產(chǎn)省影響的那種——而是將「科學(xué)政策」的引入視為半導(dǎo)體制造業(yè)政府行動(dòng)的新范式。

「科學(xué)政策」的重點(diǎn)是，培養(yǎng)政府與各企業(yè)的合作關(guān)系、產(chǎn)業(yè)研發(fā)與學(xué)術(shù)研發(fā)的密切結(jié)合、研究分工，以及允許新創(chuàng)企業(yè)透過輕資產(chǎn)運(yùn)行的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

「科學(xué)政策」的目標(biāo)在于，從建立一個(gè)強(qiáng)大生態(tài)系與供應(yīng)鏈，轉(zhuǎn)變?yōu)榻⒐綑C(jī)構(gòu)來協(xié)調(diào)研究人員、Fabless設(shè)計(jì)公司、設(shè)備供應(yīng)商與大型公司間的復(fù)雜關(guān)系，讓企業(yè)不需投入高昂的研發(fā)費(fèi)用，也讓政府避免大量的投資支出。

圖表來自于1994年由半導(dǎo)體工業(yè)協(xié)會(huì)生產(chǎn)的國家半導(dǎo)體技術(shù)路線圖，展示了科學(xué)政策背后的策略。

「科學(xué)政策」的中心主題是非冗余的效率，這與早期的產(chǎn)業(yè)政策側(cè)重于冗余和重復(fù)，形成對比。早期產(chǎn)業(yè)政策大大加快創(chuàng)新步伐，并確保了整個(gè)供應(yīng)鏈對于單個(gè)公司的失敗將是穩(wěn)健的，但這確實(shí)意味著大量的重復(fù)投資。盡管這種方法有助于推動(dòng)流程改進(jìn)的采用，靜態(tài)股東價(jià)值最大化表明，這種重復(fù)在經(jīng)濟(jì)上太浪費(fèi)了。

前幾十年的產(chǎn)業(yè)政策促進(jìn)了大規(guī)模就業(yè)，這是創(chuàng)新的核心動(dòng)力，而上世紀(jì)90年代的「科學(xué)政策」為了盡可能降低效率而避免了這種做法。

工人經(jīng)常更換公司、「邊做邊學(xué)」是創(chuàng)新的核心途徑。事實(shí)上，經(jīng)濟(jì)地理學(xué)中的「非貿(mào)易的相互依賴」文獻(xiàn)在一定程度上解釋了半導(dǎo)體行業(yè)工人大群體的融合對該行業(yè)快節(jié)奏創(chuàng)新的重要性。雖然在一個(gè)地方保持大量的工人是許多進(jìn)步的關(guān)鍵，但在這個(gè)新的競爭環(huán)境中，它被視為浪費(fèi)。勞動(dòng)力是單位成本的重要組成部分，企業(yè)相信，如果它們能夠戰(zhàn)略性地縮小規(guī)模，全球競爭力就會(huì)恢復(fù)。

事實(shí)上，當(dāng)時(shí)很多美國大型制造企業(yè)認(rèn)為，將內(nèi)部研究、收購新創(chuàng)、向?qū)＠钟姓呱暾埵褂脵?quán)結(jié)合起來，是最有性價(jià)比的途徑，不僅降低了風(fēng)險(xiǎn)，還將前期開發(fā)成本轉(zhuǎn)嫁到別人頭上了。

「垂直一體化是一個(gè)陷阱，我們從20世紀(jì)90年代末期開始去資產(chǎn)化，對我們所從事的生產(chǎn)活動(dòng)進(jìn)行分類：真正有價(jià)值的活動(dòng);開展大規(guī)模生產(chǎn)才會(huì)有價(jià)值的活動(dòng);如果不開展大規(guī)模生產(chǎn)，就將之轉(zhuǎn)移到供應(yīng)商那里去的活動(dòng);應(yīng)該將普通產(chǎn)品轉(zhuǎn)移到供應(yīng)商那里去去生產(chǎn)的活動(dòng)。我們現(xiàn)在毫不懷疑這些決定的正確性。由于這樣做，我們現(xiàn)在可以在研發(fā)方面加大投資，因?yàn)樵诠潭ㄙY產(chǎn)方面的投資減少了。」一位世界500強(qiáng)企業(yè)的總裁在《重塑制造業(yè)》一書中告訴采訪者。

BLS，美國人口普查局，Alex Williams 、 Hassan Khan計(jì)算發(fā)現(xiàn)，半導(dǎo)體附加值的增速遠(yuǎn)高于雇用步伐(綠線)

在半導(dǎo)體發(fā)展的早期，相對對價(jià)格不敏感的政府合同占總銷售額的很大一部分，這種低效率被視為創(chuàng)新的成本。隨著外國競爭對手的到來，注重成本的商業(yè)市場成為半導(dǎo)體的主要買家，這種能力的重復(fù)似乎是一個(gè)純粹的成本中心，對許多公司沒有什么好處。

對盈利能力的關(guān)注意味著確保盡可能少的工作重復(fù)，以便在對價(jià)格高度敏感的競爭環(huán)境下控制成本。這就產(chǎn)生了一個(gè)集體行動(dòng)的問題，削減開支符合每個(gè)公司的利益，但這樣做進(jìn)一步惡化了美國公司的創(chuàng)新能力。

在20世紀(jì)90年代，美國政府沒有回歸到工業(yè)政策，而是選擇了成本更低的科學(xué)政策。

理想情況下，「科學(xué)政策」將允許政府協(xié)調(diào)企業(yè)相互矛盾的節(jié)約愿望，而不會(huì)在技術(shù)上進(jìn)一步落后。然而，與時(shí)代精神相一致的是，美國政府也在努力節(jié)約，不會(huì)為產(chǎn)業(yè)政策在新的競爭環(huán)境中取得成功提供大規(guī)模的財(cái)政支持。

相反，政府將花費(fèi)更少的錢，并嘗試開創(chuàng)一種勞動(dòng)分工，允許所有參與者在不犧牲技術(shù)前沿的前提下削減成本，以追求利潤。為此，它一方面資助學(xué)術(shù)研究實(shí)驗(yàn)室的研發(fā)，另一方面資助產(chǎn)業(yè)集團(tuán)將研究轉(zhuǎn)化為商業(yè)能力。在某種程度上，這進(jìn)一步降低了單個(gè)公司的研發(fā)投資，因?yàn)檫M(jìn)步只創(chuàng)造了最小的競爭優(yōu)勢。這種結(jié)構(gòu)沒有建立具有重疊供應(yīng)鏈的生態(tài)系統(tǒng)，而是形成了一種分工，每家企業(yè)與機(jī)構(gòu)都負(fù)責(zé)一個(gè)明顯可分割的單獨(dú)部分。同時(shí)，寬松的貿(mào)易政策與密切的貿(mào)易網(wǎng)絡(luò)，讓企業(yè)能更經(jīng)濟(jì)地進(jìn)入無工廠模式，發(fā)展輕資產(chǎn)戰(zhàn)略。

這個(gè)戰(zhàn)略「短期上」成功了，到了1990 年代末期，美國重新獲得半導(dǎo)體技術(shù)優(yōu)勢。多數(shù)企業(yè)將研發(fā)工作集中于生產(chǎn)工藝的下一兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，而較遠(yuǎn)的研究則由政府資助的學(xué)術(shù)單位負(fù)責(zé)，接著再由產(chǎn)業(yè)界將學(xué)術(shù)研究轉(zhuǎn)為商用，消除研發(fā)與生產(chǎn)的重復(fù)成本。然而，這會(huì)削弱企業(yè)的創(chuàng)新能力，大型研究實(shí)驗(yàn)室也逐漸空洞化，只針對少數(shù)核心企業(yè)的需求研究，供應(yīng)鏈也更加狹隘。

06 千禧年：「科學(xué)政策」脆弱浮現(xiàn)

然而，這一戰(zhàn)略的短期成功是以巨大的長期成本為代價(jià)的。勞動(dòng)力和資本的冗余有助于確保公司能夠迅速內(nèi)部化過程改進(jìn)，同時(shí)也培訓(xùn)了下一代的工程師和技術(shù)人員。雖然從單一時(shí)期內(nèi)股東回報(bào)靜態(tài)最大化的角度來看，這種重復(fù)可能是「冗余」的，但它對確保長期創(chuàng)新軌跡至關(guān)重要?！赶哂唷购汀冈黾哟嗳跣浴故且幻队矌诺膬擅?。

長期來看，勞動(dòng)力和資本投資不足會(huì)在某些方面顯現(xiàn)出來，比如資產(chǎn)負(fù)債表、創(chuàng)新能力，或者兩者兼而有之。就目前情況而言，美國正面臨失去其在前沿設(shè)計(jì)優(yōu)勢的危險(xiǎn)，而且在前沿制造方面的大部分優(yōu)勢已經(jīng)被臺(tái)積電奪走。把投資過程的一部分分配給每家公司可能會(huì)讓每家公司的資產(chǎn)負(fù)債表看起來更加穩(wěn)健，但由于持續(xù)的投資不足，整個(gè)行業(yè)已經(jīng)變得更加脆弱。幾十年的最低勞動(dòng)力成本已經(jīng)使熟練技術(shù)人員和工程師的數(shù)量減少，而幾十年的產(chǎn)能投資不足已經(jīng)阻礙了國內(nèi)公司應(yīng)對目前短缺的能力。

中國(包括中國臺(tái)灣)主要半導(dǎo)體產(chǎn)量(全球占比)情況，基于Alex Williams 、 Hassan Khan的計(jì)算。

該行業(yè)目前的問題是科學(xué)政策戰(zhàn)略的自然長期結(jié)果，該戰(zhàn)略在20世紀(jì)90年代末和21世紀(jì)初非常成功。整合和垂直整合的動(dòng)力集中在學(xué)術(shù)實(shí)驗(yàn)室的長期研究，大型企業(yè)和輕資產(chǎn)的「無晶圓廠」創(chuàng)新者創(chuàng)造了一個(gè)搖搖晃晃的競爭生態(tài)系統(tǒng)。

由于這些大型企業(yè)在競爭格局中占如此大的比例，它們的研發(fā)優(yōu)先級和中間投入需求為整個(gè)行業(yè)設(shè)定了條件。

像英特爾這樣的主要買家可以隱式或顯式地使用他們的相對壟斷權(quán)來圍繞他們的需求構(gòu)建供應(yīng)鏈。當(dāng)更廣泛的經(jīng)濟(jì)需求發(fā)生轉(zhuǎn)變時(shí)——正如自疫情爆發(fā)以來所發(fā)生的那樣——這些脆弱的供應(yīng)鏈很容易越位。這種脆弱性顯然是供應(yīng)鏈為短期盈利和消除冗余而優(yōu)化的結(jié)果，而不是為整個(gè)經(jīng)濟(jì)的需要而調(diào)整的結(jié)果。

Fabless商業(yè)模式的增長情況，基于Alex Williams 、 Hassan Khan的計(jì)算。

無論是有意還是無意，這些大型也會(huì)圍繞自身的財(cái)務(wù)需求和計(jì)劃來制定技術(shù)發(fā)展道路。因此，學(xué)術(shù)實(shí)驗(yàn)室的研發(fā)與稅收優(yōu)化和私營企業(yè)單位成本最小化相結(jié)合的政策組合，創(chuàng)造了重大的技術(shù)路徑依賴。與此同時(shí)，從技術(shù)意義上講，這些企業(yè)「太大而不能倒」：如果它們錯(cuò)過了流程改進(jìn)，同樣規(guī)模的國內(nèi)競爭對手的缺席意味著整個(gè)行業(yè)都錯(cuò)過了這一進(jìn)步。在這個(gè)意義上，技術(shù)政策作為一個(gè)整體被委托給了私營行為者。

07 當(dāng)下: 高度依賴的海外代工

從研發(fā)到生產(chǎn)的過程，也出現(xiàn)不一致的回饋?？茖W(xué)政策的關(guān)鍵，是將知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新與生產(chǎn)過程的創(chuàng)新分開;也就是說，科學(xué)政策優(yōu)先考慮研究、設(shè)計(jì)與創(chuàng)意，而不是實(shí)施、生產(chǎn)與投資。因此，專注于設(shè)計(jì)的無工廠公司興起，并將制造外包給海外的代工廠。

但這種做法反而會(huì)降低創(chuàng)新速度，因?yàn)椤高呑鲞厡W(xué)」是技術(shù)創(chuàng)新的關(guān)鍵。工程師會(huì)在生產(chǎn)過程中的每一步，以及供應(yīng)鏈的每個(gè)環(huán)節(jié)尋求創(chuàng)新，將生產(chǎn)外包給代工廠，就會(huì)產(chǎn)生工藝上的「黑盒子」。另外，學(xué)術(shù)研究往往遠(yuǎn)離當(dāng)下的制造問題，因此時(shí)常偏離商業(yè)化的道路，無法驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新。

來自公共(非國防)研發(fā)支出在上世紀(jì)90年代驟升，后來進(jìn)入停滯階段，作者根據(jù)美國科學(xué)促進(jìn)會(huì)數(shù)據(jù)計(jì)算。

考慮到學(xué)術(shù)研究往往是圍繞著遠(yuǎn)離當(dāng)前生產(chǎn)的問題而構(gòu)建的，因此，它有時(shí)無法為現(xiàn)有技術(shù)的替代應(yīng)用或替代過程驅(qū)動(dòng)的創(chuàng)新路徑提供見解也就不足為奇了。由于「科學(xué)政策」讓這個(gè)小組負(fù)責(zé)整個(gè)行業(yè)的長期創(chuàng)新戰(zhàn)略，這一盲點(diǎn)不容忽視。事實(shí)上，摩爾定律的失敗，以及在許多應(yīng)用中轉(zhuǎn)向異構(gòu)芯片的獨(dú)特設(shè)計(jì)，很好地說明了創(chuàng)新往往意味著在任何時(shí)候技術(shù)發(fā)展的多條路徑。

美國聯(lián)邦政府研發(fā)費(fèi)用撥款從產(chǎn)業(yè)流向大學(xué)，作者根據(jù)美國科學(xué)促進(jìn)會(huì)數(shù)據(jù)計(jì)算。

08 尾聲

歷史表明，科學(xué)政策是產(chǎn)業(yè)政策的必要補(bǔ)充，但本身是不夠的。協(xié)調(diào)研發(fā)是任何解決方案的必要組成部分，但并非全部解決方案。

為了獲得工藝改進(jìn)，并確保勞動(dòng)力具備在技術(shù)前沿操作的足夠技能，該行業(yè)需要看到持續(xù)的產(chǎn)能擴(kuò)張。然而，正如我們之前所顯示的，在低需求環(huán)境下，私營企業(yè)明顯不愿進(jìn)行不確定的投資。產(chǎn)業(yè)政策，通過結(jié)合政府采購和融資擔(dān)保、直接融資等方式，是為該行業(yè)提供充足流動(dòng)性的唯一途徑，以確保產(chǎn)能擴(kuò)張足夠快，該行業(yè)保持在技術(shù)前沿。同時(shí)，政府有財(cái)政能力讓國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)落后的半導(dǎo)體產(chǎn)品，以保障國家安全和供應(yīng)鏈的彈性理由。從長遠(yuǎn)來看，以股東最大化為目標(biāo)的產(chǎn)業(yè)外包政策尚未形成。

同樣重要的是要認(rèn)識(shí)到，整個(gè)經(jīng)濟(jì)的強(qiáng)勁需求，因此勞動(dòng)力市場普遍吃緊，尤其是半導(dǎo)體生產(chǎn)的勞動(dòng)力市場吃緊，對這些政策的成功至關(guān)重要。由政府主導(dǎo)的大規(guī)模投資將為不同經(jīng)驗(yàn)和技能水平的人創(chuàng)造良好的就業(yè)機(jī)會(huì)。這將創(chuàng)造一個(gè)高技能的勞動(dòng)力，以及大量的機(jī)會(huì)，這種邊做邊學(xué)，推動(dòng)有意義的過程改進(jìn)。在高技能、高資本密度的產(chǎn)業(yè)中，勞動(dòng)力的表現(xiàn)幾乎就像另一種形式的資本商品，為投資帶來明顯的紅利。然而，在缺乏足夠的就業(yè)機(jī)會(huì)的情況下，這些專業(yè)技能會(huì)隨著工人轉(zhuǎn)移到其他行業(yè)而消失。這并不是說提高勞動(dòng)力技能就足夠了，立法制定培訓(xùn)計(jì)劃而不同時(shí)創(chuàng)造必要的工作和投資，將很快證明是弄巧成拙的。

一些人可能會(huì)在半導(dǎo)體和其他關(guān)鍵行業(yè)的產(chǎn)業(yè)政策所需資金的規(guī)模上退縮。這是一個(gè)巨大的市場，有著巨大的價(jià)格標(biāo)簽，現(xiàn)代制造工廠耗資數(shù)十億美元。然而，半導(dǎo)體是一項(xiàng)關(guān)鍵的通用技術(shù)，幾乎進(jìn)入每個(gè)供應(yīng)鏈。大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)政策可以防止瓶頸拖累經(jīng)濟(jì)增長，同時(shí)為我們的國家安全需求創(chuàng)造一個(gè)強(qiáng)大的國內(nèi)供應(yīng)鏈。相對于半導(dǎo)體技術(shù)的初始投資，回歸產(chǎn)業(yè)政策的成本要高得多，但回報(bào)甚至更高。作為4萬億美元基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)或兩黨合作的供應(yīng)鏈法案的一部分，振興落后和領(lǐng)先的行業(yè)，回到一個(gè)強(qiáng)大的競爭生態(tài)系統(tǒng)，是一項(xiàng)不容錯(cuò)過的好投資。