欧盟委员会关于《欧洲芯片法案》的信函

来源：中国科协创新战略研究院 《创新研究报告》

第8期（总第503期）2022-3-21

按：2022年2月8日，欧盟委员会启动了《欧洲芯片法案》，法案提出了一整套措施，以确保欧盟在半导体技术和应用领域的供应安全、弹性和技术方面的领先地位。本文是欧盟委员会写给欧洲议会等欧盟机构的一封信，介绍了该法案出台的背景、欧盟面临的挑战、法案出台的意义和欧盟为加强芯片产业所采取的一些政策措施等。现予编发，供参阅。

一、背景

半导体芯片是数字化产品的基本组成部分，是智能手机、汽车、医疗保健、能源、移动通信和工业自动化的关键应用和基础设施。芯片是现代数字经济的核心，它们决定了数字系统的性能特征，其中包括安全性和能源效率——这对欧盟的数字化和绿色转型至关重要。芯片对包括人工智能（AI）、5G和边缘计算等未来关键数字技术意义重大。正如欧盟2030数字十年所阐述的那样，没有芯片就没有“数字”。

自2020年新冠大流行起，欧洲和世界其他地区一直面临着严重的供应挑战和芯片短缺。随着数字化转型加速并渗透到社会的每一个部分，芯片的匮乏破坏了所有部门的工业生产和经济发展，并产生严重的社会后果。半导体供应链的中断使世界注意力集中在作为经济和我们日常生活核心的芯片上。

半导体行业是资本和知识密集型行业，并受到快速技术发展的影响。芯片是在一个全球化的、复杂的供应链中进行生产的，但在一些重要的环节中，供应链过于集中。例如，今天世界上只有位于中国台湾和韩国的两家公司有能力制造最先进的芯片。

在电力电子元件、射频和模拟设备、传感器和微控制器设计等方面，欧洲具有竞争优势，这些元件广泛应用于汽车和制造业。在运行大型芯片制造工厂所需的材料和设备方面欧洲也处于有利地位。尽管有这些优势，但欧洲在全球半导体市场的总体份额仅为10%，并且主要依赖于第三国供应商。在供应链中断的情况下，欧洲一些工业部门（如汽车）的芯片储备可能在几周内耗尽，这将迫使许多欧洲工业放缓或停止生产。此外，欧洲的芯片制造能力有限，主要集中在成熟的生产节点（22纳米及以上），而在前沿芯片（7纳米及以下）方面则没有。欧洲在设计、包装和组装方面也有很强的依赖性。

二、欧洲面临的国际挑战与目标

随着数字化转型的加速，全球对芯片的需求迅速增长，预计到2030年底将翻一番，半导体具有强大的地缘战略利益，并成为全球技术竞赛的中心。领先经济体渴望确保其最先进芯片的供应，因为这日益制约其行动（经济、工业、军事）和推动数字化转型的能力。美国芯片法案提案规定，在2026年前，为制造和研发芯片拨款520亿美元。中国正在加快努力缩小其技术差距，据估计，到2025年，中国将根据“中国制造2025”等一系列计划和倡议投资约1500亿美元。日本最近宣布为半导体投资提供80亿美元的公共资金，并将得到额外资金的补充。韩国将通过税收优惠支持其国内公司在研发和制造半导体方面的私人投资，从而支持其半导体产业，预计到2030年，这些投资将达到4500亿美元。

面对日益紧张的地缘政治局势、快速增长的需求以及供应链进一步中断的可能性，欧洲必须利用其优势并建立有效的机制，在全球产业链中建立更强的领导地位并确保供应安全。只有这样，欧洲才能在危机时期获得所需的影响力，并保持全球供应链运转。

欧洲的目标是到2030年，尖端半导体价值至少达到世界产量的20%。我们的目标不仅是减少过度依赖，还要抓住日益数字化的市场和技术变革带来的机遇。这将提高欧洲半导体生态系统和整个欧洲工业（包括中小企业）的竞争力，因为整个欧盟的工业将更安全地获得高性能和高能效芯片，并将向欧洲公民和世界市场提供创新产品。

为了实现这一目标，欧洲必须大幅提高其生产能力，并建立尖端技术能力。如果没有迅速和充足的投资，欧洲的市场份额将下降到5%以下，因为市场规模翻了一番，而且世界其他地区也在作出巨大努力。它还可能推迟欧洲工业采用下一代芯片，使其更广泛的竞争力和技术自主权面临风险。

三、《欧洲芯片法案》的意义

2021年9月15日，欧盟委员会主席乌尔苏拉·冯德莱恩 （Ursula von der Leyen）在国情咨文演讲中宣布了一项欧盟芯片法案，指出需要将欧洲的世界级研究能力联系在一起，并协调欧盟和国家在价值链上的投资。2022年2月8日，欧盟委员会正式提出《欧洲芯片法案》提案，提出立足欧洲优势，解决突出问题，发展繁荣的半导体生态系统和弹性供应链，同时制定措施来准备、预测和应对未来的供应链中断。

法案为欧洲提供了一个独特的机会，让所有成员国联合行动造福整个欧洲。在短期内，它将使人们能够了解和预测未来的危机，通过与成员国密切协调来解决这些危机，并为欧盟配备一些志同道合的国家所拥有的工具。在中短期内，它将加强欧盟的制造并支持整个价值链的扩大和创新，解决供应安全和生态系统问题。从中长期来看，它将加强欧洲的技术领先地位，同时准备所需的技术能力，以支持从实验室到工厂的知识转移，并将欧洲定位为创新下游市场的技术领导者。

四、欧洲半导体产业的前景与机遇

1、全球半导体短缺

当前的半导体短缺是多种因素共同作用的结果。从需求层面看，由于经济和社会的广泛数字化，甚至在流感大流行之前，对芯片的需求就已经大幅增加。封锁导致的远程工作、家庭教育和数字娱乐导致对信息技术设备的需求激增，其中包括个人电脑、笔记本电脑和外围设备、无线网络、游戏机以及数据中心、服务器和网络设备，这导致对必要芯片的需求激增。从供给层面看，在过去的两年里，由于流感大流行和自然灾害，许多芯片工厂暂时关闭，使全球半导体价值链变得紧张。2020年初，由于需求下降，汽车制造商削减了芯片订单，而晶圆厂将产能转向IT设备。当汽车需求在2020年末恢复时，晶圆厂满负荷运转，留下汽车制造商等待时间长达一年或更长，由于芯片短缺，2021年1130万辆汽车无法生产。美国和中国之间的贸易紧张局势也进一步加剧了供应紧张，据信，对美国额外出口禁令的担忧导致一些中国企业囤积芯片。

最重要的是，需求的激增没有与供应相匹配，供应不能以足够的速度增加。生产线是为每一种特定类型的芯片建立的，这一过程需要几个月的时间和数十亿欧元。芯片生产线少而集中，总是需要接近满负荷工作以支付非常高的资本投资成本，几乎没有灵活性来适应需求高峰。目前的短缺不太可能在2023年甚至2024年之前消除。由于需求将进一步加速，产能需要时间来巩固，芯片短缺将持续，通胀压力将加剧。

2、半导体市场和技术的发展

2021年全球芯片市场价值约为5500亿美元。现在全球需求的大部分来自计算领域的终端应用，个人电脑及数据中心占32%、通信占31%、消费电子产品占12%。以前由模拟和机械技术主导的细分市场（如汽车和工业） 各占12%。

在数据量不断增长的推动下，以及不断增长的计算能力、人工智能和连接到一切事物的整合，预计到2030年，全球芯片市场将超过1万亿美元。新的市场机遇也推动了芯片需求的增长，这些机遇包括：

人工智能

人工智能将在许多领域产生越来越大的影响。需要专用的计算和传感架构来提供必要的性能，而人工智能芯片是目前微电子领域增长最快的部分，预计未来几年的年增长率将超过40%。

边缘计算

数据处理正逐渐从云数据中心转移到产生数据的网络外围。5G连接将进一步推动物联网的市场扩张，分析师预计，到2025年，高达80%的数据将在边缘处理，推动欧盟拥有核心竞争力的工业物联网和企业生成数据领域的边缘计算市场以35%的年增长率增长。

整个行业的数字化转型和垂直行业的发展

作为任何行业战略的核心，预计到2025年，联网设备将增长10倍。制造业和自动化、农业、电信网络、能源基础设施或医疗保健服务等行业尤其如此。医疗保健领域的半导体需求预计在2020-2025年将以10%的年增长率增长。由电气化和自动驾驶驱动带来的需求也在激增：到2026年，汽车电子市场预计将以近15%的年增长率增长，达到780亿美元。

相关趋势还包括针对特定行业需求的定制设计。为了满足传统和新兴细分市场的各种使用情况并实现更高的性能，需要特定领域的架构，从而增加了对定制芯片的需求。半导体增加的价值是引领用户企业，如在线平台或汽车公司，共同设计甚至生产自己的芯片。

3、欧洲在半导体产业链中的位置

半导体制造需要专业供应商为制造过程的每个阶段提供大量独特的材料、化学品和精密设备。欧洲拥有世界领先的设备和原材料供应商，如基材和气体。在供应链的这一部分，某些欧洲制造设备厂商在各自的细分市场中非常强大，以至于如果没有欧盟制造的设备（如EUV光刻机），世界上任何先进芯片都无法生产。欧洲也有领先的芯片制造商，专门从事特定半导体元件的设计。欧盟半导体供应商是汽车和工业设备芯片的全球领导者，这是两个高增长市场。欧洲也是工业部门的所在地，这些工业部门代表着强大的用户基础，并将推动未来的需求，包括但不限于对更先进节点的需求。半导体公司越来越多地与终端用户公司共同设计芯片，以提高系统性能，这是欧洲仍有改进空间的趋势。

尽管有这些优势，但今天，欧盟在全球半导体芯片收入中所占的份额约为10%，而在20世纪90年代，这一比例超过了20%。欧洲制造业下滑的部分原因是大型计算公司的缺席和手机制造商的衰落，这可能证明了大规模投资的合理性。制造业的高成本也导致其被外包到亚洲。在过去的几年里，欧洲半导体行业一直在进行投资，但投资规模不足以维持未来的预期增长。

如今，大多数公司基于无晶圆厂（或轻晶圆厂Fab-Lite）模式开展业务，即将全部（或部分）制造业务外包给代工厂。欧洲的芯片制造商专注于为他们强大的市场(如模拟市场)生产，而这些市场还不需要计算和通信所需的领先边缘节点。即使7纳米以下的制造设备仅在欧洲制造，欧洲也没有生产22纳米以下工艺节点的代工厂，而未来的市场将越来越多地转向5纳米以下工艺节点的芯片。至于芯片的组装、测试和封装，传统上一直外包给东亚。

由于单个芯片中有数十亿个晶体管，一个新设计可能需要数百名工程师花费数年时间，利用外部IP和电子设计自动化(EDA)软件。主要供应商位于欧洲以外。然而，整个欧盟有相当多的设计人才，最近，越来越多的欧洲小公司活跃在先进处理器和加速器的设计领域，尤其是人工智能芯片。

五、欧洲的愿景、目标与举措

1、欧洲的愿景

2020年12月，22个成员国签署了关于欧洲处理器和半导体技术倡议的宣言。他们注意到，欧洲在全球半导体市场的份额远低于其经济地位。他们同意“特别努力加强处理器和半导体生态系统，并扩大整个供应链的工业存在，以应对关键的技术、安全和社会挑战”。在此基础上，欧盟委员会于2021年3月发布的数字罗盘设定了一个目标，即到2030年，“欧盟尖端和可持续半导体的产量至少占世界产量的20%”。2030年政策方案“数字十年之路”的提案重申了这一雄心。

2、欧洲的目标

为了实现这一愿景，欧洲芯片战略应围绕以下几个目标进行阐述：

首先，欧洲应加强其研究和技术领导地位。这是保护欧洲现有资产的当务之急，包括设备制造和先进材料，这些技术是建立服务其所有部门的下一代生产设施所必需的。

其次，欧洲应建立并加强自身在节能和安全芯片的设计、制造和封装方面的创新能力，并将其转化为制成品。这将保证芯片的长期供应，满足工业和公共部门的需求，并刺激更广泛的创新经济。为此，必须对试验线以及先进的设计、测试和实验设施和工具进行投资，以开放和非歧视的条件向供应链的行为者提供试点项目。它们将使欧洲成为全球舞台上强有力的合作伙伴，并为加强国际合作提供坚实基础。

再次，欧洲应该建立一个适当的框架，在2030年前大幅提高其生产能力。由于预计市场到2030年将翻一番，要实现欧洲的目标，必须将产量翻两番。这不仅是一个数量问题，也是为了能够在欧洲生产最先进的芯片，满足用户的需求，并使市场多样化，解决欧洲目前短板的问题。此外，有必要加强供应安全，特别是在关键部门，如与公共安全有关的部门。为此，欧洲需要吸引来自欧盟内外对其境内生产设施的投资，并为私人投资创造合适条件和有利框架。

最后，欧洲应解决严重的技能短缺问题，吸引新的人才并支持熟练劳动力的出现，因为目前的短缺限制了旨在加强产业生态系统的努力。

总体而言，欧洲应深入了解全球半导体供应链，以监控其运作，了解未来趋势，预测中断情况，在更加平衡能力和共同利益基础上建立国际合作伙伴关系，及时做出反应以防止国际供应链崩溃，并使欧盟能够在必要时采取适当措施。

3、欧洲的举措

到2030年，支持欧盟芯片法案的政策驱动投资总体水平估计将超过430亿欧元。这一公共投资包括预计用于欧洲芯片计划的110亿欧元，以资助到2030年在研究、设计和制造能力方面的技术领先地位。这将需要欧盟和成员国共同投资，预计私营部门也将参与其中。此外，还将通过投资促进活动（统称为“芯片基金”，预计总投资价值至少为20亿欧元），为初创企业、规模化企业和供应链中的其他公司提供股权支持。这些不同的行动加在一起，将带来超过150亿欧元的直接公共和私人投资。

成员国还可以考虑利用恢复和复原贷款机制下未使用的贷款能力，提供进一步支持。例如，成员国已计划投资于一个新的欧洲共同利益重要项目（IPCEI），支持微电子价值链上的跨境创新项目，这项投资将支持建立大型制造设施。

上述投资将补充现有的半导体研发计划和行动，如地平线欧洲（Horizon Europe）和数字欧洲计划。在支持技术领先地位方面，数字欧洲计划的范围将会扩大，这将给社会带来重要的溢出效应，并通过联合战略和投资分担风险实现欧洲的共同利益。它旨在满足成员国在发展基础设施和加强能力方面的集体利益，以使整个欧盟价值链中的行为体受益。

文章来源：
https://digital-strategy.ec.europa.eu/en

编译：吴丽范·哈米提、王楠，责任编辑：黄诗愉

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