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美對華半導體管制的趨勢、實施要點與中國因應

2024-04-25 23:35楊超李偉賀俊
產業經濟評論 2024年2期
關鍵詞:半導體芯片

楊超 李偉 賀俊

摘 要:針對不斷升級的中美半導體領域爭端,本文梳理了美國對華半導體管制的趨勢與要點。從特朗普政府到拜登政府,美對華半導體管制呈現出由“有限出口”向“全面出口管制”、由“5G”延伸至“AI”、由“大棒”擴展為“胡蘿卜加大棒”、從“單邊約束”擴展到“多邊合圍”的趨勢。從管制要點來看,拜登政府在半導體產業鏈的所有關鍵環節都設計了阻礙中國技術進步的方案,不但限制高算力芯片成品對華出口,而且限制產業鏈上游的芯片制造設備、零部件、芯片設計軟件出口以及產業鏈下游的算力租賃服務。針對美政府全方位圍堵,本文提出對外強化與非熱點半導體國家的聯系、重視非傳統技術路線半導體開發、借鑒比利時微電子研究中心運作模式發展共性技術機構等產業突圍思路。

關鍵詞:半導體;芯片;中美競爭;產業競爭

半導體一直是中美貿易爭端與科技爭端的焦點,特別是在5G 領域對華圍堵失敗后,美政府“反思”并加大政策查缺補漏,企圖在人工智能領域扼殺中國。在此背景下,美國不斷擴大自主裁量權,從特朗普政府的《人工智能倡議》到拜登政府的《國家安全戰略(2022 年版)》,對半導體的限制從最初的關稅措施擴大到現今的出口管制、投資審查、芯片聯盟等長臂管轄,限制外國企業對華出口,全方位阻撓中國半導體產業追趕?,F有研究傾向于分析“實體清單”、《芯片與科學法案》等具體事件的沖擊,缺少對美國提出的一系列針對中國半導體的圍堵政策進行系統性探討。本文在回溯美對華半導體管制演進的基礎上,分析現階段拜登政府對華管制的要點,以研判美國政府半導體產業政策的態度及下一步動向,并從中尋找可能的突圍方向,為應對不斷升級的半導體管制提供更多的突圍思路和建議。

一、美對華半導體管制的趨勢

(一)管制策略從“有限出口”轉向“全面出口管制”

在2018 年對中興實施出口禁令之前,美國對華芯片管制的基本態度是“有限出口”,同年10 月“新美國”智庫提出了旨在打壓中國科技進步的“小院高墻”對抗策略(Laskai et al., 2018),美國改變了此前對華有限出口政策,開始基于“全面出口管制”態度限制中國芯片產業發展(黃日涵等,2022)。一系列限制措施密集出臺并頻繁更新:2018 年修訂的《出口管制改革法》①擴大了政府的自由裁量權,允許商務部工業與安全局按需更新“管制條例實體清單”對中國芯片企業實施出口管制(韓召穎等,2023);2022 年9 月,美國國家安全顧問杰克·沙利文(Jake Sullivan)提出,美國對華競爭策略應從“保持相對優勢”切換為“保持最大領先優勢”①,該構想在同年10 月白宮發布的《國家安全戰略》②中即得到官方響應,將中國描述為“美國最重大的地緣政治挑戰”;2023年10 月,美政府更新了一系列針對中國的人工智能芯片和半導體設備出口限制措施,商務部部長吉娜·雷蒙多(Gina Raimondo)表示,新措施旨在堵住相關規則的漏洞并且未來“至少每年更新一次”,以防止中國“人工智能和復雜計算機技術的突破”。

(二)管制重點由“5G”延伸至“AI”

隨著大模型、無人駕駛等人工智能(AI)應用快速發展,AI 芯片已超越5G 芯片成為美國政府卡中國脖子的新武器。觀察美國商務部歷次更新的“實體清單”可發現,2019 年之前美國對華芯片管制的重點是5G 芯片及通信領域,被列入清單的主要是華為及其子公司、亨通光電、中天海纜、華海通信這類通信企業。在特郎普政府簽署《美國人工智能倡議》后,美國從國家戰略層面調動更多資源用于圍堵中國AI 產業,對半導體企業的管制由5G 芯片逐漸擴大到AI 芯片:2019 年10 月,國內最大的AI 獨角獸企業商湯科技被列入清單;2021 年6 月,國內圖形處理芯片(GPU)領先企業景嘉微被列入清單;2022 年12 月,曾為華為提供AI 處理器的寒武紀被列入清單;2023 年10月19 日更新的清單顯示,新列入的13 家中國企業全部是AI 企業壁仞科技、摩爾線程及其子公司或關聯企業(見表1)。目前清單上的535 家中國大陸企業中有86 家AI 企業,已超過通信企業數量(見圖1)。鑒于AI 在新一輪產業革命發展以及國防軍事競爭中的重要戰略意義,可以預測,隨著大規模計算的發展,未來美國將會進一步強化對我國AI 領域的戰略打壓,除了GPU 芯片,可能還會在高帶寬存儲芯片等支撐AI 發展的關鍵領域對我國收緊限制。當前,高帶寬存儲芯片生產供應主要集中在SK 海力士、三星兩家韓國企業,鑒于G7 會議之后美韓戰略合作不斷提升,美國可能在“芯片四方聯盟”機制下進一步聯合韓國對我國實施高帶寬存儲芯片出口管制。

(三)管制手段由“大棒”擴展為“胡蘿卜加大棒”

以2019 年國家集成電路產業投資基金二期完成募資2041 億人民幣為標志,我國在半導體領域不斷加大的資助與扶持力度部分削弱了美國管制的效果。在管制“大棒”日漸式微的情況下,美國不得不提供“胡蘿卜”吸引半導體投資回流。2022 年拜登政府提出《芯片與科學法案》①,向半導體行業提供資金和稅收獎勵:在資金獎勵方面,撥付527 億美元設立“芯片基金”“國防芯片基金”“國際技術安全與創新芯片基金”“芯片教育與人力資源基金”,用于資助半導體研發、與外國政府協調共同開發通信與半導體技術、促進半導體人才培養。在稅收獎勵方面,對半導體制造企業和半導體制造設備企業給予投資額25%的稅收抵免。拜登在法案簽署新聞發布會上闡明了美政府對該法案的期待:“我們曾讓芯片產能散落海外……如今會將它們帶回國內?!?/p>

美國在掏出“胡蘿卜”吸引投資的同時,仍不忘揮舞“大棒”脅迫相關企業與人員選邊站(見圖2)。例如,《芯片與科學法案》禁止中國公司參加美國制造計劃(第10263 條);限制向主辦或支持孔子學院的機構提供資助(第10339A 條);參與“不懷好意的外國人才計劃”(Malign foreigntalent recruitment program)的個人不得受資助(第10631 條、10632 條)。此外,2023 年3 月美國商務部補充的《芯片與科學法案》“護欄條款”(guardrails for CHIPS)②規定,申請補貼的半導體企業需提交不同芯片種類的產能、預期收益率、生產第一年銷售價格、以后各年度產量和銷售價格增減等信息。9 月更新的“護欄條款”規定,禁止使用資助資金在美國境外建造、修改或改進半導體設施,嚴格限制受資助企業今后10 年內在中國和俄羅斯等“受關注國家”投資擴大半導體產能,限制受資助企業與“受關注的外國實體”開展聯合研究或技術授權許可。同期發布的“擬議規則制定通知”進一步量化了上述限制,對中國先進產能投資的支出上限設定為10 萬美元,禁止獲得美國資金的半導體企業在中國將先進制程產能擴大超5%、成熟制程產能擴大超10%。

美國的胡蘿卜與大棒已產生了一些顯性后果。一方面,美國對本土以外的芯片類投資持續施以長臂管轄。2021 年,美國以“擔心中國將技術運用于提高軍事能力”為由,先后否決韓國SK 無錫工廠極紫外光刻機升級計劃和英特爾成都工廠擴產計劃;2022 年,美國商務部向全球第二大半導體設備廠商科林研發(Lam Research)和半導體材料與設備公司科磊(KLA)致函,禁止向中國大陸出口14nm 以下制程的芯片生產設備;2023 年,拜登先后會晤荷蘭和日本首相,敦促兩國支持美國的對華出口管制,特別是就阿斯麥(ASML)向中國出售光刻機持續向荷蘭政府施壓。另一方面,拜登政府已成功游說主要晶圓代工企業赴美投資先進制程工廠。臺積電2021 年宣布在亞利桑那州投資120 億美元建立5nm 及以下制程晶圓廠,2023 年8 月首臺極紫外光刻機(EUV)已開始安裝;三星2021 年宣布投資170 億美元在德克薩斯州建立4nm 制程晶圓廠,并向德克薩斯大學、德克薩斯農工大學提供資金支持半導體人才培養;SK 集團2022 年宣布對美投資150 億美元用于半導體領域,并與當地大學合作開展半導體研究;同時,拜登政府也正在積極攛掇美國半導體企業與中國解耦。戴爾已宣布計劃在2024 年前全面停用中國芯片并計劃在2025 年將50%的產能移出中國,惠普也在評估將生產和裝配線遷出中國的可行性。臺積電、三星在半導體代工領域的全球市占率超70%,再加上格羅方德、英特爾等美國企業,美國政府可影響全球半導體80%以上產能,從而卡住中國半導體產業的脖子。

(四)管制力量從“單邊約束”擴展到“多邊合圍”

2021 年2 月,美國信息技術和創新基金會建議美政府“開展多邊出口管制合作”,與盟國協調外國直接投資篩查、加強信息共享、聯合研發等以應對中國挑戰①。以此為行動理念,拜登政府比特朗普政府采取了更為廣泛的連橫策略,組建了政府間以及政府指導下的協會、企業、研發機構等不同層面的聯盟,試圖建立對華多邊“合圍圈”(見表2)。

政府層面,拜登根據技術政策顧問馬丁·拉塞爾(Martijn Rasser)提出的“美國應首先帶頭建立晶圓廠聯盟,協調半導體制造設備的出口管制政策,重點限制對華出口”的建議(Rasser et al.,2020),于2022 年3 月邀請日本、韓國與中國臺灣地區組建“芯片四方聯盟”(CHIP4)(見圖3)。該聯盟中,日本擁有晶圓材料56%的市場份額,在光阻劑、光刻膠、大硅片等稀有原材料和薄膜沉積設備方面擁有多家隱形冠軍企業;韓國與中國臺灣地區是全球主要的晶圓代工基地和芯片封裝、測試、標記中心,三星、SK 海力士、臺積電等全球主要晶圓代工廠都集聚在這兩地;美國則擁有電子設計自動化、芯片設計方面的優勢,同時也是僅次于中國的第二大芯片需求市場。按美國計劃,四方成員囊括了設備、原料、設計、生產與應用環節,可構建起將中國大陸排除在外、由美主導的半導體生態閉環,實現對華半導體產業的聯合封鎖。目前四方聯盟已開展廣泛的合作,除了上文提及的臺積電、三星、SK 增加對美投資以外,臺積電與索尼宣布將在日本合資建設晶圓廠,東京應化工業擴建韓國光刻膠工廠計劃將產能擴大一倍,大金將在韓國新建電子特種氣體工廠,昭和電工材料計劃在韓國和中國臺灣地區擴大硅晶圓研磨材料和布線底板材料的產能。

協會層面,歐盟與美國在2021 年美歐峰會上宣布成立美國歐盟貿易與技術委員會(TTC)以重構全球半導體供應鏈布局、協調AI 等關鍵技術出口管制政策與行動并維持技術標準話語權(Grove et al., 2021; 劉宏松等, 2022)。在此框架下,2022 年5 月,歐洲半導體工業協會與美國半導體行業協會達成了有關確保開放獲取、維護國際標準、減少區域市場差異的“歐盟-美國半導體標準化合作指導原則”①(Bendiek et al., 2022):雙方基于各自優勢尋求在半導體供應鏈領域更好地合作,包括就敏感的兩用技術進行技術磋商,并制訂趨同控制方法;交換敏感技術出口、轉讓和研究等方面的信息;強化外國投資安全審查和監管;發展多邊出口管制。

企業層面,2021 年白宮發布的“供應鏈百日審查報告”②認為,美國半導體產業在上游芯片設計自動化軟件(EDA)、芯片設計和半導體制造設備領域居全球領先地位,但半導體制造和先進封裝等領域存在供應鏈風險,缺乏7nm 以下芯片制造能力,芯片制造商嚴重依賴中國大陸市場,半導體材料主要依賴東亞國家。為了完善半導體供應鏈,美國增強了同日本、韓國和中國臺灣地區的政策協調。同年5 月,美國以《美國芯片制造法案》中承諾的撥款補貼為餌,撮合歐洲、日本、韓國、中國臺灣地區的半導體企業和下游用戶共64 家企業組成美國半導體聯盟(SIAC)③,試圖打造一個貫穿半導體上下游產業鏈的聯盟以孤立中國。

研發機構方面,2022 年5 月,日美工商伙伴關系(JUCIP)首次部長級會議達成了《半導體合作基本原則》?;谠搮f議,日本決定成立“尖端半導體技術中心”,與美國國家半導體技術中心等機構合作,共同開發2nm 及以下制程的芯片量產技術。

二、當前美國政府對華全方位管制要點

美國聚焦于高算力芯片,從產品、設計、制造到應用服務對我國采取了全方位、體系化的出口管制,試圖全面遏制我國AI 產業發展。具體來說:

(一)限制芯片出口,切斷我國獲取算力的直接途徑

高算力GPU 是培育AI 應用的基本土壤,該領域的雙寡頭——英偉達、AMD 幾乎壟斷了全球GPU 的生產供應。2022 年8 月,美國商務部分別致信英偉達和AMD,要求停止向我國出口A100、H100 和MI250 芯片。同年10 月,美國商務部在《出口管制清單》中正式新增“特定高算力芯片產品”(3A090)和“包含高算力芯片的計算機、電子組件和部件”(4A090)對華出口限制,同時滿足兩個性能條件——(1)芯片的I/O 帶寬傳輸速率大于等于600Gbyte/s;(2)數字處理單元原始計算單元算力之和大于等于4800TOPS——的GPU 都將嚴格限制向中國出口。2023 年10 月,美國商務部下屬工業和安全局進一步新增“總計算能力”和“性能密度”的閾值,將限制條件由“同時滿足”收窄為“任一”參數違反限制條件均會觸發出口管制(見圖4),且對中國采取“推定拒絕”,即沒有充分理由的情況下工業和安全局默認拒絕出口申請。

從芯片制程來看,處于ECCN 3A090 規定性能區間的GPU 都是7nm 制程,我國企業(如景嘉微、寒武紀等)雖然在GPU 領域積累了一定技術,但主要集中在低端市場,7nm 以下高算力GPU芯片全部依賴進口。從用戶群體來看,受限制的高算力GPU 主要應用于數據中心、邊緣計算、能源、超算等領域,國內大量云服務、自動駕駛方案企業和大型科研機構都在使用這些GPU??梢娒绹鴮θA半導體的出口限制主要集中在7nm 及以下的高算力芯片領域,打壓中國AI 和云計算能力的同時也避免波及美國成熟制程芯片貿易,正如美國商務部部長吉娜·雷蒙多(Gina Raimondo)所說,“(美國的)目標是限制中國獲得先進半導體……無意在經濟上傷害中國”。

(二)限制芯片制造設備及零部件出口,束縛我國芯片制造水平

2022 年10 月,拜登政府宣布更新《出口管理條例》中“外國直接產品”規則,限制“在美國境外生產的、依賴于美國原產軟件和技術的制造設備所生產的產品”運往中國。目前涉及芯片制造的所有環節都不可避免地使用美國的生產設備或美國的技術(李巍等, 2022),這為美國利用外國直接產品規則限制非美國企業為中國企業代工生產芯片提供了現實條件。在新的外國直接產品規則下,美國不僅禁止本土企業向中國出口高算力芯片,也不允許非美國企業為中國企業代工生產芯片,任何芯片制造企業生產了中國實體所設計的芯片,日后都可能失去獲得美國先進半導體制造設備或技術的機會。這意味著中國企業(或組織)即使有能力設計高算力芯片,也無法委托境外企業代工。

(三)限制芯片設計軟件出口,扼殺我國高算力芯片設計能力

電子設計自動化(EDA)被喻為“芯片之母”,是芯片設計過程中完成邏輯編譯、優化、分割、布局布線以及仿真測試等工作必需的軟件工具。雖然國內的華大九天、華為等已能部分提供14nm制程的EDA 軟件,但也僅是具備部分環節的設計能力,沒有構成完整的開發閉環(見表3),且7nm 以下制程的設計軟件依然嚴重依賴國外EDA 廠商(曲永義等, 2022)。早在2019 年,美國商務部就曾要求三大EDA 廠商(Synopsys、Cadence、Mentor Graphics)停止對華為的授權與更新;2022 年8 月,美國商務部進一步宣布對EDA 軟件進行全面出口管制,特別是嚴格限制全柵極場效應晶體管(GAAFET)結構集成電路所必須的EDA 軟件對華出口。因為GAAFET 是芯片突破3nm技術節點的關鍵(Mo et al., 2023),此舉意在扼殺我國本土企業高算力芯片設計能力,預防中國跳過目前流行的鰭式場效應晶體管(FinFET)結構5nm 門檻,直接迭代到3nm 和2nm 芯片。

(四)限制涉及芯片的服務貿易,封鎖我國間接獲取算力的渠道

美政府對華半導體管制的嚴格程度已突破傳統實物管控邏輯,不僅對半導體相關貨物貿易實現全面管控,還將云計算租賃、人員交流等服務貿易列為出口管制的對象,本質上已上升至與核技術和生化技術相同的軍事管制等級:一限制中國企業使用美國云計算服務。實體芯片被禁后,國內企業本可以尋求向國外云計算服務提供商租用開展AI 應用所需的算力,例如英偉達推出了搭載H100 或A100 高算力GPU 的DGX Cloud 云服務,但現在這種繞開管制間接獲取算力的方式也面臨不確定性,新的限制政策要求亞馬遜、微軟等美國云服務提供商在向中國企業提供使用先進制程AI 芯片的云計算服務之前必須先獲得政府許可;二限制芯片相關投資。拜登2022 年8 月簽署了關于“對華投資限制”的行政命令,授權美國財政部可禁止或限制美國企業向中國半導體、量子信息技術和AI 三個領域投資,并要求美國企業就其他科技領域的在華投資情況向美政府進行通報;三限制美國公民參與中國芯片開發與制造。除了對企業做出限制外,拜登政府對美國自然人行使管轄權也提出了前所未有的主張,嚴格限制位于世界任何地方的美國公民和永久居民參與中國開發生產超過《出口管理條例》規定的技術閾值的邏輯芯片和存儲芯片。

三、破解美對華半導體管制的建議

面對美政府對華半導體的全方位管制,我國可考慮分別從經貿、技術、產學合作等層面綜合發力(見圖5)。具體來說:一是對外強化與非熱點半導體國家的聯系。雖然美、日、韓和中國臺灣地區在半導體領域占有主導地位,但諸如新加坡、亞美尼亞、阿拉伯聯合酋長國(阿聯酋)、沙特阿拉伯(沙特)等以往容易被忽略的非熱點國家也掌握部分中國需要的算力、半導體產能或技術,且這些非熱點國家尚未與美國建立出口管制同盟,也未參與“常規武器和兩用物品及技術出口瓦森納協定”。在美國對半導體日益趨近武器級管制的現實情況下,強化與這些國家的經貿關系,中短期內可為跳出美國對華半導體封鎖提供備用突破口;二是重視非傳統技術路線半導體開發。依托國內既有市場需求及巨大市場潛力,探索以“全耗盡型絕緣上覆硅”(FD-SOI)、“芯?!保–hiplet)等新型技術路線突破美技術封鎖的可能;三是借鑒IMEC 模式匯聚企業與科研機構力量。建立共性技術機構是避免企業重復投入、提升半導體產業協作效率的必備選項,然而國內共性機構由于缺乏有效的運作模式,企業參與的意愿一直不高。對此,可考慮借鑒比利時微電子研究中心(IMEC)的運作模式,為本土半導體企業合作創造合作場景,增進同領域企業了解、信任和技術溝通,進而促成企業合作。

(一)經貿層面:對外強化與非熱點半導體國家的聯系

新加坡是東南亞最大的半導體生產國,具備可觀的半導體生產能力。根據IC insights 數據,新加坡在全球晶圓、半導體設備市場分別占約5%、20%的市場份額,更重要的是集聚了許多受美政府監控較低的外資和本土企業(見表4),涉及半導體價值鏈的設計、制造、封測的關鍵環節:(1)晶圓制造領域,目前新加坡全境分布有5 個晶圓制造廠,除了美光、格羅方德等美資企業外,受美政府監控較低的聯電、世界先進在新加坡各有1 個晶圓廠,約占新加坡全部半導產能15%左右。本土企業“特許半導體”一度是臺積電、聯電之后全球第三大半導體代工廠,另一家初創企業Silicon Box 計劃投資20 億美元在當地設立專注于“芯?!保–hiplet)芯片的代工廠。目前已完成廠房建設;(2)半導體設計領域,新加坡有本土企業微電子研究所(IME)。德國芯片企業英飛凌在新加坡設立了亞太(不含日本)區域總部,承擔半導體設計、測試、應用和系統開發等研發職能以及供應鏈、區域銷售、營銷等商務職能,同時英飛凌全球營收50%以上來自新加坡區域總部;(3)先進封裝領域,新加坡微電子研究所(IME)的知識溢出吸引了中國大陸和中國臺灣地區不少封測企業到新加坡投資封測廠,其中臺資企業日月光的營收規模約占新加坡封測行業的20%~25%,本土企業星朋科技(后被大陸企業長電科技收購)的營收規模占比約10%。

亞美尼亞具有一定半導體技術儲備。亞美尼亞是前蘇聯第一臺計算機誕生地,被稱為前蘇聯“硅谷”(Inzelt, 2015)。在前蘇聯加盟共和國中亞美尼亞人均博士數量最多,是前蘇聯先進技術和創新中心之一,但受經濟體量和地緣政治影響,亞美尼亞在半導體方面的技術能力一直未被外界所了解?;谇疤K聯時期的技術與教育遺產,亞美尼亞將半導體設計業務定調為國家經濟增長的主軸(Amirkhanyan, 2017)。全國290 多萬人口中有近2 萬人從事集成電路工作,超過1.5 萬名軟硬件工程師、開發人員和IT 項目經理等崗位技術人員支撐亞美尼亞成為高加索地區的科技中心(Aprahamian, 2022)。豐富、優質的人才資源吸引了Synopsys、Mentor Graphics 兩家EDA 巨頭和英特爾等知名企業在亞美尼亞設有芯片設計研發中心(Shoukourian et al., 2019)。

阿聯酋、沙特掌握龐大算力,在晶圓代工廠領域擁有較高的話語權。兩國雖然尚未在其國內建立上規模的半導體工廠,但正以投資人身份積極融入全球半導體價值鏈(Hanafi et al., 2021)。在算力方面,沙特阿卜杜拉國王科技大學購買儲備了超3 000 塊H100 芯片①并公開表示其目標是成為AI 領域的領導者(Bakry et al., 2021; Memish et al., 2021)。阿聯酋也獲得了數千塊英偉達芯片并部署于阿布扎比國有技術創新研究院開發大語言模型。并且在半導體設計與制造方面,阿聯酋主權財富基金是全球第三大晶圓代工企業格羅方德的最大股東,同時也廣泛投資了以色列高塔半導體、新加坡特許半導體等晶圓制造和半導體設計企業。在半導體材料與制造設備方面,日本經濟產業省2023 年8 月已開始與阿聯酋阿布扎比政府投資基金協調啟動工作層面的談判,吸引阿聯酋投資日本半導體材料公司和半導體制造設備企業。

(二)技術層面:重視非傳統技術路線半導體開發

限制高算力芯片制造能力是美國對我國出口管制和戰略打壓的關鍵,必將長期持續,短期內我國在既有芯片技術路線上很難實現突破,但“全耗盡型絕緣上覆硅”(FD-SOI)、“芯?!保–hiplet)等新型芯片制造工藝為我國尋找國產替代和換道超車提供了戰略機遇。相比于成熟的FinFET 技術路線,FD-SOI 的特色是在保證高算力狀態下的低功耗(劉一凡等, 2022),Chiplet 則允許CPU、存儲器、模擬接口等組件單元靈活選擇不同的工藝分別進行生產,再通過先進封裝技術封裝成一個芯片,從而可以靈活平衡計算性能與成本,實現功能模塊的最優配置而不必受限于晶圓制程工藝(陳桂林等, 2022)。對此,要依托我國在數字經濟、電子信息、智能家居領域的既有場景,以及在工業互聯網、物聯網、車聯網領域的潛在市場,以需求牽引FDSOI、Chiplet 技術路線成熟完善。同時,加快新一輪科技重大專項部署,以更大的力度、更有效的組織方式推進01 和02 集成電路專項,加大對非傳統技術路線的支持,實現基于非對稱競爭的技術突圍。

(三)產學協作層面:借鑒IMEC 模式匯聚企業與科研機構力量

我國半導體產業的現狀可以概括為具備點的縱向突破潛力,缺乏鏈的橫向整合。從“單兵作戰能力”角度看,半導體企業的業務已涉足產業鏈上下游多數環節,個別企業在某個技術節點突破封鎖的潛在能力也已獲得“實體清單”的“認可”。然而,本土企業與國際領先企業的差距不僅是絕對技術上的代際差,更重要的是“協同作戰能力”上的差距,即本土企業建立生態閉環的能力與國際巨頭相比還相差甚遠。從這點來看,突破美國“卡脖子”,企業間交流、合作、抱團取暖至關重要。目前,我們缺乏有效的模式促進企業間的橫向整合,將賬面數據轉化為真實的耦合協作,搭建完整的產業鏈。對此,可考慮借鑒比利時微電子研究中心(IMEC)的運作模式(見表5),通過建立非營利性研發組織,為本土半導體企業合作創造合作場景,促進企業交流互動,增進同領域企業了解和技術溝通,增進企業間信任與合作。

IMEC 是歐洲最成功的半導體研究機構之一,在半導體產業突破性技術開發、基礎研究成果轉化方面積累了雄厚的實力,在半導體器件類別下專利數量超4 987 件,專利價值度世界領先(柳卸林等, 2021)。ASML 的浸沒式光刻機原型機便是在IMEC 實驗室研制成功的(Hancké et al., 2022)。IMEC 模式的要點可以歸結為:(1)技術中立與非營利性。IMEC 一直堅持非市場參與者身份和“彌合基礎研究與應用研究、開發之間的差距”的使命,前者意味著不直接參與研究成果的商業化從而不會對合作企業構成競爭威脅(李紅等, 2018),后者意味著機構目標是真正解決技術難題從而吸引共同志向的科研機構參與合作(陳鳳等, 2019),為吸引學術界與產業界參與平臺項目提供了信任基礎;(2)會員制。IMEC 雖然屬于共性技術供給機構,但運轉資金并不是由政府提供,而是以會員制招募企業加入,由企業提供資金和人才前往參加某個研究專項(張嘉毅等, 2022)。企業必須在廣泛的、一致同意的框架內進行相關知識開發活動,并遵守IMEC 訂立的成本、收益、成果分配方案。與企業牽頭的創新生態所具有的天然競爭關系與相互猜忌、保留不同,IMEC 基于共享知識產權(IP)控制權保持其中心地位,會員企業可以共享使用IMEC 的IP 資源,在IP 池基礎上構建自己的獨特的突破性技術、支撐技術、互補技術組合(Ryckaert et al., 2008),但是這些專有創新無法脫離共享IP 單獨獲取價值,從而限制合作企業之間的知識封鎖,避免利益沖突和攜播行為,維持合作網絡穩定和知識良性利用(Helleputte et al., 2004);(3)知識所有權和使用權分離。IMEC在開放共享自有IP 的基礎上,對于不同的合作專項制定針對性條款,提前確定研究成果的知識產權分配方案、每位成員的研發收益與相應承擔的費用(Leten et al., 2013)。會員企業基于共享IP 研究取得的新IP,會被分為R0、R1/R1*、R2 三個級別,R0 級所有權歸IMEC,用于補充共享IP 池;R1/R1*級由IMEC 和為本專案出資的會員共同擁有所有權,其他會員有使用權;R2 級產權與使用權歸獨立出資研發的會員所有。R0、R1/R1*、R2 不同類型IP 的組合使每個會員都可以在創新活動中獲得獨特經濟價值;(4)信息集散中心。IMEC 匯聚了近4 000 名研究人員及工程師,這些人員除1 000 名左右為IMEC 的固定研究人員外,其他研究人員來自于約85 個國家的企業派遣(柳卸林等, 2021)。因此,IMEC 不僅匯集了資金和人才,更匯集了來自全球制造一線的最新消息。日本最大設備制造商東京威力科創的會長東澤郎曾表示,“把人員送到這里的目的不光為了研究開發,同時也為了搜集情報。如果不和IMEC 保持良好關系,就無法知道最先進的技術動向,因為這里就像聚集技術人員的俱樂部,雖然也存在競爭,但基本上保持了自由交流的氣氛?!?/p>

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