美国国家半导体经济路线图建设及对中国的启示|能源

2022年12月，美国亚利桑那州发布了《美国国家半导体经济路线图》（National Semiconductor Economic Broadmoor，NSER）。值得注意的是，该路线图发轫于美国《芯片与科学法案》提出的大背景下，体现了美国州政府对联邦政府半导体国家战略的呼应，亦反映了美国地方政府强化半导体招商引资的投资策略。该路线图的亮点在于，更多侧重于经济视角分析政策效应，聚焦基础设施、供应链、劳动力和创业精神四大方面进行施策展望，并提出了许多强势干预市场的建议，这与美国一贯推崇自由市场经济形成了强烈的对比。但这亦为我们深入观察和理解美国的半导体战略提供了新角度，亦能启发我们如何从技术经济的角度思考我国半导体产业发展的策略。

出台背景

美国半导体行业因全球化分工、国内运行成本高企、行业吸引力下降等原因，制造环节日渐空心化，整体竞争力不断弱化。特别是在中美科技竞争加剧、新冠疫情全球蔓延、俄乌冲突不断扩大等深远性动荡因素的影响下，美国半导体行业深受打击，并对其经济和国家安全造成严重影响。

为提升美国半导体制造本土化的比例，扭转在先进制程的竞争力不力局面，有效应对中国半导体行业的竞争，进而掌握半导体产业的绝对控制权，美国出台了《芯片与科学法案》。该法案公开实施的巨额补贴措施，完全摒弃了崇尚自由市场竞争原则，体现了浓厚的政府强势干预市场的立场。

在半导体国家战略的大背景下，作为美国半导体产业重镇的亚利桑那州，由州商业管理局组织行业领袖、学术机构、国家实体和波士顿咨询集团，历时一年完成编制《美国国家半导体经济路线图》。在施策方面，聚焦基础设施、供应链、劳动力和创业精神四大维度，展望了美国未来一段时间内在动量、平衡和领先三种情形下半导体产业发展的基准线和目标状态，着重从经济视角，提出了研发补贴、本土化/近岸化/友岸化生产、人才吸引、创业扶持等强势干预市场的建议。以期能够在一代的时间内，亚利桑那州及其其首府菲尼克斯（即众所熟知的“凤凰城”）引领美国新一轮的半导体投资，成为全球顶级半导体中心。

存在问题

（一）基础设施建设严重滞后

受半导体行业全球分工影响，美国国内在半导体的设计、分销等环节布局较广，而在制造、封装、测试以及材料、设备等环节严重依赖中国大陆、中国台湾地区以及欧洲地区。一方面美国国内在研发设施方面有优势，而在生产制造、封装测试等方面的设施严重落后；另一方面是支撑性基础设施现代化程度严重不足，美国国内在土地供应、能源供应、水源供应及可持续发展方面无法满足半导体产业日新月异的发展需要。

（二）产业链布局“头重脚轻”

受益于经济全球化，美国半导体行业的跨国公司将生产制造、封装测试等重资产环节转移到海外，而将研发设计、分销等轻资产环节留在国内，形成了半导体产业链“头重脚轻”的布局。这在很大程度上了违背了半导体行业生产制造环节核心竞争力的基础事实，在不断强化的全球动荡局势下，凸显了美国在半导体全产业链的弱势地位，并对经济和国家安全造成了威胁。

（三）产业对人才吸引力下降

相较于互联网行业的高薪酬和轻松工作环境带来的高吸引力，半导体行业在薪资回报、工作环境、成长空间和社会地位等方面就显得捉襟见肘。年轻一代的计算机专业毕业生均将互联网行业而非半导体行业作为职业首选。此外，美国半导体行业严重依赖外国人才，而停滞的移民政策又在很大程度上抑制了外国人才对美国半导体行业的向往。

（四）行业创新创业困难重重

半导体行业具有资产密集、人员密集、知识密集和投资回报时间长等行业特征，创新过程中须持续获取资金支持，大大增加了创业失败的风险，并且初创型中小企业在创新创业过程中面临着投资缺乏、研究设施获取渠道不足和跨部门合作较难等问题，严重制约初创企业的创新积极性和主动性。这对严重依赖创新进步的半导体行业而言后果非常严重。

规划目标

NSER是一项行业主导的计划，勾勒出美国未来的半导体制造蓝图。NSER使用严格的数据和分析为基础设施、供应链、劳动力和创业精神四个领域建立了基准线和目标状态，展望了美国未来一段时间内在动量、平衡和领先三种情形下半导体产业发展的基准线和目标状态，如果遵循NSER制定的路径，美国可以合理地获得两到四倍的投资（占全球工业资本支出的16%到28%），而非不实施NSER规划下的8%，并预计其在全球所有产能中的份额将增加50%到200%或更高，相当于2032年占全球总产能的11%到16%，而非不实施NSER规划下的8%。

（一）动量情形

如果以过去五年的发展轨迹延续到2032年，美国在全球制造业投资占比将仅有8%，在全球晶圆制造中的份额也将从目前的10%左右降至8%。

（二）平衡情形

如果迅速采取NSER制定有效措施，美国可以在未来10年内保持这种竞争力，到2032年可以获得全球半导体产业资本投资16%的份额（是动量情形的两倍）。在这种情况下，美国在全球产能份额将增加到11%，相对于动量情形增加了约38%。

（三）领先情形

在这种情况下，美国在2032年可获得全球半导体产业投资的28%（相对于动量情形增长了2.5倍），在全球产能中的份额将增长到16%，相对于动量情形增长了约100%，成为最适合半导体发展、最具竞争力的国家。

实施路径

（一）基础设施领域

重点在于通过扩大政府引领的投资建设现代化基础设施，以新技术新模式加大研发基础设施的共享力度，不断提升基础设施的现代化，以全面提升美国在半导体制造环节的成本竞争力。

1.强化国家层面的法律保障

一是通过出台《芯片与科学法案》将半导体上升到国家战略，提供高达527亿美元的巨额补贴来降低美国在半导体制造和封测环节的运营成本；二是强化半导体行业用地保供，通过加快项目用地审批，并超前部署基础设施做好支撑；三是做好与周边区域空间功能规划的衔接，为招引晶圆制造等项目做好准备。

2.利用基础设施支撑前期研发

一是利用政府补贴、数字化手段等提升教育、培训和研究基础设施的吸纳能力，加大人才引进和培养力度；二是利用新兴的协作工具和流程，搜集并标准化政府资助项目的绩效指标及能耗指标，并促进半导体领域的知识共享和确保安全；三是通过宣传加大半导体行业的合作，扩大社会影响。

3.提升基础设施现代化程度

一是推进能源网络现代化，通过改造现有电网、使用可再生能源、建设能源冗余储备等方式使其不受天气影响；二是加快全流程水循环推进，更新相关设施和创新节水工艺，建设水冗余，努力实现零净用水；三是改进生产制造工艺，通过对碳足迹进行跟踪分析、开展环境有害品的替代等方式实现将零碳排放。

（二）供应链领域

半导体行业的全球分工与竞合格局决定了美国半导体强大亦离不开他国。美国需在需求、风险和可行性最高的环节进行发力，在岸、近岸和友岸供应是提升半导体供应链弹性和韧性的重要手段。

1.实现全供应链要素安全可控

一是通过在岸、近岸和友岸供应提供供应链的可靠性；二是储备易受到私人和国家囤积影响的关键材料；三是利用新工艺回收关键材料，实现可持续发展；四是利用《芯片法案》资金，扩大生产过程中中间品的本土制造；从而使美国拥有可靠的原材料、消耗品、中间产品和设备的完整供应链。

2.提高先进和成熟半导体的制造能力

一是扩大美国本土在先进和成熟晶圆的制造能力，并完善关键基础设施；二是规划未来半导体制造新技术相关的项目；三是提高国内的封测能力，并完善关键基础设施；四是提高离岸封装、组装和测试渠道的可靠性；五是加速封装、组装和测试领域创新。从而塑造本土先进和成熟半导体器件制造能力的领导者地位。

3.保持进入全球市场的能力

一是维持与美国国家安全无关的半导体产品和服务的出口，确保相关经济利益；二是维持无差别或有能够被替代的产品和服务自由出口，不断提升在全球市场的份额；三是建立一个韧性、透明的全球供应链，并且能够数字化以便于优化建模和预控相关风险。

（三）劳动力领域

美国半导体行业领先发展的最大瓶颈是缺乏大量的成熟劳动力。但解决这一问题之路依然长路漫漫：年轻人对STEM的兴趣下降，半导体行业非计算机毕业生的首选，美国严重依赖国外人才....美国需通过政府、产业、学术、研究等领域的通力合作，减少并最终消除半导体行业的劳动力短缺问题。

1. 显著增加进入半导体行业的学生数量

一是提升职业前段（学龄至高中）学生对STEM职业（尤其是半导体职业）的兴趣；二是提高中小学生STEM的熟练程度，使美国学生在此方面具有国际竞争力；三是增加从事半导体行业工作的职业培训课程的毕业生人数。

2. 改善急需人才移民美国并过渡到劳动力的流程

一是游说相关部门加快移民和非移民签证流程；二是游说推动对半导体工人的H-1B、H-2（临时）、H-3（实习）和就业（EB）签证的上限进行豁免；三是通过合同法律支持或内部资源协助员工办理签证手续，增加半导体工作的吸引力。

3. 扭转可解决的减员因素来维系人才库

一是对员工开展全面的富有归属感、多样性、公平性和包容性（DE&I）工作，增加工作满意度；二是通过向员工展示他们的工作为整体经济做出的贡献，提高他们对职业成就感；三是制定透明的薪酬体系，规范大中小企业薪资的差距，制定与技能水平挂钩的薪资等级，并具有行业与国际竞争力；四是制定职业晋升的路径，提升员工发展路径的清晰度。

4. 强化劳动力技能培训以与时俱进

一是创建技能分类，建立标准认证，对因技术进步而造成技能不能满足行业需求的工人进行再培训；二是通过诸如加薪、学费报销、公司或国家认可等强化机制，提升有能力的员工对高级学习和培训发展项目的兴趣；三是创建持续的职业发展课程，创造持续学习和发展的文化氛围，提升员工对新技能的掌握程度。

（四）创业精神领域

在以知识密集、资本密集、投资回报周期长著称的半导体行业，在其硬件领域的创新创新尤为困难。广大的中小企业需从创新起步，就要持续地获得金融、物质和协作资源，后面还要面临跨越“死亡之谷”的问题，致使半导体行业创新失败的风险居高不下。为此，NSER提出了如下建议：

1.扩大私人、政府、学术和企业对半导体企业的投资

一是通过编制可用于半导体初创企业的贷款和赠款清单，提供创新措施提高政府部门贷款额度等方式，加大政府资金对初创企业的资金支持力度；二是通过控制私人投资半导体行业的风险，扩大创业项目推广等方式，增加私人资金对半导体行业的支持力度；三是增加由企业风险基金资助的初创企业数量，通过开展大学生创业大赛等方式，增加对大学半导体创新和创业中心的投资。

2.增加获得政府、学术、私人设施和资源的机会

一是开发一个新的国家公共研发基础设施网络，扩大国家纳米基础设施的共享力度，增加企业家获得公共和学术资源的机会；二是制定特定的半导体采购计划，加大与专业孵化器运营公司的合作，使初创企业能够以低价获得私人资源的机会；三是通过建立区域伙伴沟通合作，建立专业的开发测试队伍、开发专业标准和工具，以实现行业数据和IP的生成、聚合和共享等方式，持续扩大研究型大学、初创企业和行业参与者之间的合作。

对我国的借鉴与启示

《美国国家半导体经济路线图》（NSER）提出以经济视角干预市场的手段，给处于追赶阶段的我国半导体产业发展若干启示。

一是统筹半导体行业薪资水平和成长空间，促进行业人员稳定和经验积累，加快复合型人才培养；二是加快推进半导体供应体系多元化，重点加强国内供应体系建设，积极推动半导体行业关键材料、设备和技术体系的自主化。三是加快制度创新，通过高校院所职务科技成果制度改革等创新，加快半导体科技成果的转化进程。