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李巍等:解析美国的半导体产业霸权

作者:   来源:北京大学中外人文交流研究基地  已有 775人浏览 放大  缩小

小i导读

技术控制、金融控制和市场控制,共同构成了美国半导体产业霸权的三个基石,确保美国在产业竞争力相对衰退的情况下仍具有强大的产业权力。这种建立在技术—资本—市场基础上的三维分析框架,也为中国半导体产业的逆势崛起与战略突围提供了一些对症下药的思路。

中国人民大学国际关系学院教授、国家发展与战略研究院专聘研究员李巍,中国人民大学国际关系学院硕士研究生李玙译在《外交评论》2022年第1期发文对此作出深度分析。


美国是全球半导体产业的发源地。20世纪中期,美国陆续在晶体管、集成电路等领域率先取得技术突破,并在此后的20年时间里,一直执全球半导体技术研发与生产制造之牛耳。20世纪80年代,在技术扩散的市场规律以及日本政府产业计划的作用下,日本相关企业在集成电路方面实现了重大技术创新,半导体产业从美国向日本大规模转移。随后,韩国在90年代初成功赶超日本,半导体产业进一步从日本扩散至韩国。进入21世纪,中国台湾的晶圆代工模式渐趋成熟,这又进一步促成了中国台湾地区半导体产业的崛起。

历经70多年的技术扩散和产业转移,半导体产业链如今已经高度全球化,作为产业发源地的美国在日趋激烈的市场竞争中出现了明显颓势。但自2019年起,美国以半导体为武器,对中国发动了空前规模的“芯片战争”, 其“杀伤力”之强、负面影响之深却充分表明:尽管美国在半导体生产和制造方面的市场竞争力已显著下滑,但其仍然对全球半导体产业拥有极强的控制力,并可以将其用作打击对手的战略工具。不仅如此,美国政府还在2021年下半年迫使全球主要半导体企业交出供应商等机密商业数据,以服务于其所谓的供应链韧性战略,通过软硬兼施促使英特尔、三星、台积电等全球半导体龙头企业逆势赴美建厂,进一步表明美国在半导体产业享有无可撼动的权力地位。

如何解释在全球化的“盛宴”中,美国的半导体产业权力(industrial power)却没有被 “稀释”,以至于在地缘政治的激烈角逐中,美国可以轻易抡起产业权力的“大棒”来打击对手?换言之,在产业已高度全球化分工、本国生产制造已相对衰落的情况下,美国为何依旧能称霸半导体产业?

本文以美国半导体产业霸权为案例,构建了一个技术—资本—市场的三维理论框架,来解释产业权力生成的逻辑机制。本文认为,美国之所以在半导体领域仍然拥有打击战略对手和驯服相关企业的超级产业权力,源于美国对该产业在技术链、资金链和消费链三个方面的控制能力,这确保了美国在整个半导体全球产业链中拥有举足轻重的强制力。深度解析美国的半导体产业霸权,不仅为构建产业权力的政治经济学框架提供了重要的案例,也为整个国际政治经济学研究补充了新的学术研究议程。

一、产业权力:技术—资本—市场三维分析框架

半导体产业是数字经济的基石,其发展水平已成为一国科技和产业实力的重要标志。半导体产业虽然诞生于美国,但早已高度全球化。经过激烈的市场竞争,在复杂的半导体产业链中,美国相关企业已经丧失了当初的绝对垄断地位,其市场竞争优势遭到削弱。但另一方面,通过观察近年来美国在半导体领域发起的诸多强制和胁迫行为,我们又可以发现,美国的半导体产业霸权地位并没有像其他制造业那样,在产业全球化的进程中被“耗散”, 反而依旧在大国地缘经济竞争的舞台上屹立不倒。所谓的产业霸权(industrial hegemony), 是一种超级产业权力,不同于产业竞争力,它是指一国对某种战略性产业在产业链、供应链和价值链方面的控制和塑造能力,是一种重要的经济权力工具,能够服务于国家的重大战略利益。从这个意义上说,美国在半导体领域的产业霸权成为国际政治经济学者的一个必解之谜。

(一)半导体产业的高度全球化与美国的半导体产业霸权

1947年,美国贝尔实验室在晶体管技术领域率先取得突破,为日后的半导体技术创新奠定了重要基础。此后,在与苏联进行“太空竞赛”的巨大压力之下,美国军方敏锐感知到推动电路集成与微缩以研制人造卫星的必要性,1958年美国德州仪器公司首创集成电路,标志着半导体产业在美国的正式诞生,该产业也很快在美国蓬勃发展起来。此后20年间,美国的波士顿地区、硅谷地区陆续成为全美乃至全世界半导体技术研发与生产制造的中心。作为这一产业的发源地,美国曾长期具有显著的先发优势。

自20世纪60年代开始,美国半导体企业为了降低生产成本,开始将装配加工等低端环节离岸外包。日本和韩国也开始有意从美国引进相关技术,这成为日后半导体产业链国际化的开端。1976—1980年,日本政府制定了“超大规模集成电路”计划,帮助日本企业在该领域取得重大技术突破。20世纪80年代,日本电气、东芝和日立等日本半导体企业强势崛起,直接削弱了美国同类企业的国际竞争力。1975年,美国企业在全球集成电路市场还占有75 %的份额,而到了1980年,其份额便降至 66 % ,再到1986年,其份额又进一步削减至55%。正是在这种背景下,美国发动了针对日本半导体企业的“贸易战”,以遏制日本半导体产业的发展,此战也成为大国经济冲突的经典案例。

就在美日“酣战”之际,韩国与中国台湾却借此“东风”,在半导体产业链中“扶摇直上”,带来了半导体产业的第二轮国际扩散。三星等韩国财阀敏锐意识到半导体产业对本国电子工业发展的长远意义,对其进行巨大投入,成功地在储存芯片领域赶超日本,并将优势一直维持至今——2021年第三季度,韩国的三星和SK海力士在该领域的市占率总计超过70%。此后,中国台湾也牢牢抓住机遇,深度参与到半导体产业的全球分工体系之中。1987年,长期在美国半导体龙头企业德州仪器担任高管的张忠谋在中国台湾新竹创办了台积电(TSMC),并开创了主打芯片专业代工市场的商业模式,十年之后,台积电在芯片制造领域开始领先对手,2021年上半年,其市占率超过50%,已成为全球晶圆代工的头号霸主。

经过上述几轮技术扩散和产业转移,半导体产业链条如今已高度国际化,全球75%的半导体制造已转移至东亚地区。这一产业全球化进程构建了一个高度专业化和精细化的跨国(境)生产网络,也将更多主体纳入全球范围内的市场竞争之中。日本、韩国、中国台湾与大陆以及部分欧洲的新兴半导体企业在世界舞台上大显身手,而美国的半导体企业则在市场竞争力上呈现相对乏力的态势。2020年,在全球半导体企业十强排行榜中,美国企业虽然仍占据六席,与40年前数量相同,但整体名次已出现显著下滑(见表-1)。

美国半导体企业市场竞争力的下降,主要体现为东亚地区在半导体产业的集体性崛起取代美国的独霸地位。一方面,美国企业在晶圆制造环节已不再享有竞争优势。芯片生产有两种模式,分别对应两类企业:一是集设计、制造与封装测试为一体的厂商,英特尔和三星是两个主要代表;二是专门负责芯片制造环节的晶圆代工厂,如格芯、台积电等。作为美国半导体龙头企业,英特尔虽然在总体营收上仍保持领先,但在芯片制造上的技术优势已今不如昔。目前英特尔仍面临7纳米制程的瓶颈,而台积电、三星已开始冲击更先进的3纳米制程。由于在制造环节丧失优势,英特尔已将越来越多的芯片生产外包给台积电。而在专门的代工领域,中国台湾地区的台积电等企业共占据2020年全球晶圆代工市场份额的63%,韩国、中国大陆的企业也分别占18%和6%,而美国仅有格芯占据7%的份额,与东亚经济体早已不能同日而语(见图-2)。

另一方面,从产业地理空间来看,不管是美国企业还是非美国企业,在美国本土生产制造的芯片越来越少。截至2020年12月,对于当前芯片制造主流类型的12英寸晶圆,位于美国本土的制造厂只承接了全球约一成的产能,远低于包括中国大陆在内的东亚经济体(见图-3)。这说明,美国本土的半导体制造业外流十分严重,已经高度“空心化”。

正是在上述现实情况下,美国业界表现出对本国半导体产业地位动摇的持续忧虑。2021年2月,英特尔、博通、高通、美光科技等美国知名企业以半导体行业协会的共同名义致信拜登。他们表示,美国在全球半导体制造业中的比重已从1990年的37%不断下滑至当前的12%,吸引半导体制造业“回流”本土已刻不容缓。

但是,从另一个角度看,美国半导体企业以及本土芯片制造的市场竞争力下滑,并未影响美国在该领域的产业霸权地位,从近年来一系列事态中,我们可以看到,美国在半导体领域仍然享有“号令天下,莫敢不从”的特殊权力。首先,美国有能力对崛起国的战略性企业发动猛烈的“芯片战争”,通过切断芯片供应链来打击对手。自2019年起,美国不断升级对华为的打压,不仅限制本国企业向华为出口高端芯片,甚至通过“长臂管辖”要求三星、台积电等非美国企业共同切断对华为的芯片供应,致使其2021年总营收同比下降近30%,这对华为的发展构成了严重的负面影响。随后,美国将更多中国半导体相关企业纳入“实体清单”与“中国涉军企业黑名单”,致使中芯国际、小米和中微半导体等中国知名企业的正常国际商业活动大受影响。

不仅如此,美国政府还有能力对半导体相关企业实施“胁迫”,要求其配合美国的供应链安全战略。2021年9月24日,美国商务部以增强芯片信息透明度来保障供应链安全稳定为由,“邀请”美国英特尔、中国台湾台积电、德国英飞凌、韩国三星等龙头企业在11月8日前提供有关供应商的商业数据。尽管企业并不愿透露其商业机密,韩国、中国台湾等地民众和舆论也强烈反对,但在美国的强硬态度下,目前中国台湾的台积电、日月光以及韩国的三星、SK海力士等189家企业或机构均已被迫就范。

更有甚者,美国还可以任性干涉半导体企业的投资布局,要求企业服务于美国的产业回流战略。近年来,美国不断施压三星、台积电等海外企业违背商业逻辑赴美建厂。美国本土生产的人力成本极高,且配套的产业基础设施有待完善,赴美建厂成本高而效率低,并不符合产业发展的一般规律,但这些企业在美国政治压力下却不得已而为之。早在对华为实施制裁的过程中,美国便多次要求台积电扩大在美生产。在美国的持续压力之下,2020年5月,台积电宣布投资120亿美元,在亚利桑那州建厂。2021年7月,美国 进一步施压台积电,要求其重新考虑在中国大陆扩大芯片产能的计划。而在2021年4月的白宫芯片峰会上,拜登也表示希望三星在美国而非中国制造芯片。随后,韩国总统文在寅访美,承诺实施170亿美元的对美半导体制造投资计划。11月,三星正式宣布赴得克萨斯州建厂。

上述事实表明,美国有能力以半导体为抓手来实施其内政外交战略,美国依旧在半导体领域享有无上的产业霸权地位。

(二)从产业竞争力到产业控制力:美国半导体产业权力之谜

在经济学和商学的知识体系中,关于产业的研究主要围绕其市场竞争力展开(见表-2),而甚少涉及权力问题。这些研究或是在讨论企业获取市场竞争优势的源泉,如产业整体环境、企业技术创新能力、企业组织与管理能力以及资源禀赋等因素,或是从政府与企业的互动出发,探讨政府的产业政策是否在培育具有国际竞争力的企业方面发挥了关键作用。如克林顿政府时期美国经济顾问委员会主席罗拉·迪森(Laura Tyson)便探讨了美国应如何利用国内公共政策,来增强其在半导体等高科技产业上的竞争力。有学者分析了美国在其半导体国际竞争力遭到日本削弱时,如何对日本诉诸“有管理的贸易”这一政策工具来捍卫本国的产业利益。还有学者追溯半导体行业历史上的8次技术变革与危机,分析这些变化如何重塑相关企业维持其竞争优势的基础。尽管也有部分研究涉及供应链和价值链中的“权力”,但相关讨论通常局限在企业间关系的范畴,“权力”往往被简单地视为市场竞争力或商业实力的“自然产物”。

相比之下,国际政治经济学中关于产业的有限研究则在不断深挖供应链、价值链以及产业链中的“权力”这一思想矿藏。2016年,尼科拉·菲利普斯(Nicola Phillips)指出,仅用市场竞争力的视角来理解全球生产网络中的地位不平等过于狭隘。此后有学者进一步总结了全球价值链中的四种权力类型,为厘清产业权力概念提供了类型学的基础。而在实证层面,也有许多学者尝试探讨国家或企业行为体在跨国生产网络甚至全球治理中的事实性权力,为相关研究提供了生动的案例。其中也出现了一些围绕半导体产业的代表性研究,如琳达·维斯(Linda Weiss)和曾卡(Ka Zeng)分别探讨了在面临日本半导体的冲击之时,美国如何调整国家安全机器 (National Security State),以及动用具体的政治经济工具击退对手。

在上述研究的基础上,本文希望通过探讨美国在全球半导体产业领域中的控制力,构建一个关于产业权力的系统性的国际政治经济学研究框架,以丰富关于国家权力 (national power)的研究。国家权力是国际关系研究的起点,国际关系学界对于国家权力的研究可谓卷帙浩繁,但大部分学者讨论的是军事和政治领域中的权力,对经济权力的讨论严重不足。苏珊·斯特兰奇(Susan Strange)是少有的例外,她首次将生产和金融置于与安全和知识同等重要的地位,系统探讨了这四种结构性权力。此后,不少学者基于国家在贸易和货币领域中的不对称关系,讨论了相关的经济强制力,进一步丰富了关于国家权力的研究。

本文所探讨的产业权力是一种与贸易权力和货币权力呈三足鼎立之势的经济结构性权力,为全球化时代国际关系中的权力运作提供了基于产业的分析视角。它是一国对某种战略性的产业在产业链、供应链和价值链方面的控制及塑造能力,行为体可以通过行使该能力,使该产业的发展符合自身的战略意志。相比于贸易权力和货币权力,当前学界缺乏围绕产业权力的讨论。在全球生产网络成型之前,国家的产业权力源于对某种产业全过程、全链条的垄断。然而,在当前的产业全球化时代,权力的来源变成了对产业链中“不对称相互依赖关系”的利用,而这种不对称关系又源自某个主体(国家和企业)对产业链局部环节和要素分配的控制,被依赖的一方便从中获得产业权力,依赖程度越高,产业权力也就相应越大。

半导体产业经历了从“产业国家化”到“产业全球化”的发展历程。在早期“产业国家化”的时代,美国基本垄断了半导体的全产业过程。此后,在市场规律的作用下,技术不断扩散,生产制造开始不断转移,半导体产业迈向深度全球化。20世纪80年代,日本半导体企业所带来的强大冲击让美国意识到,新兴力量在半导体领域的崛起并非罕见的“黑天鹅”,而是必须要不断应对的“灰犀牛”,仅凭先发优势难以持久捍卫产业霸权地位。于是,美国政府与企业开始探索全球半导体产业治理的新思路,即从培育市场竞争力转而夯实产业控制力。鉴于半导体产业技术密集型、资本密集型以及规模效应型的三大特性,只要美国能够对半导体产业中的技术链、资金链和消费链实施强有力的控制,即便部分企业的市场竞争力相对衰落,美国仍可维持半导体产业霸权,掌握威力巨大的产业权力“武器”。

首先,半导体产业技术密集型的特征决定了对技术链关键环节的控制,能够形成巨大的产业权力。在半导体技术链上,技术不仅仅是第一生产力,而且逐渐成为第一权力源。半导体产业的关键技术门槛极高且难以被替代,而美国又垄断了半导体产业链某些环节最为核心且不可或缺的技术,其他国家和企业对美国半导体技术存在不同程度的依赖,美国的技术是产业链顺畅运转的必要条件。因此,技术控制成为美国半导体产业权力的第一个关键基础。

其次,半导体产业资本密集型的特征决定了对企业资金链的控制,能够形成巨大的产业权力。半导体研发创新需要密集的资金投入,而美国具有强大的资本优势,有众多资金实力雄厚且投资经验丰富的金融投资机构,并驻守着全球各大半导体龙头企业的关键融资渠道。利用美国的资本注入和融资渠道,是世界主要半导体企业实现技术升级的必要条件,通过有效的金融控制,美国夯实了半导体产业权力的第二个关键基础。

再次,半导体产业规模效应型的特征意味着,美国及其半导体应用的超级企业通过对消费链的控制,可以形成巨大的产业权力。半导体企业的低成本、高效率生产仰仗大量市场需求所形成的规模经济效应。美国虽然不是世界上首要的半导体直接消费市场,但芯片应用的龙头企业主导了全球半导体的买方市场,而这些龙头企业主要是美国企业。美国政府和龙头企业的联合,形成对半导体市场的有效控制,这是美国半导体产业权力的第三个关键基础。

这个相互依赖的产业网络形成了不对称的权力关系,相互依赖也因此得以“武器化”。正是在这个全球产业网络中,虽然美国的产业竞争力有所衰退,但技术控制、金融控制和市场控制却成为美国半导体产业霸权屹立不倒的三大基石。技术、资本和市场三维一体,相互补充,相互配合,共同构成产业权力的三足鼎力之势(见图-4)。

二、技术控制与产业权力

在半导体产业,技术控制之所以能孕育巨大权力,源于半导体供应链相互依赖极深与技术门槛极高这两大特点(图-5)。其一,半导体产业是当今国际分工特征表现最充分的一个行业,它仰仗多主体间所形成的高度专业化的分工协作网络。半导体产业供应链大致可分为上游的“原材料与生产设备”、 中游的“芯片设计、制造与封测”以及下游的“芯片应用”三大环节,上、 中、下游的企业彼此之间分工合作密切,共同构成半导体产业链的组成部分。目前,没有任何一家企业或一个国家可以凭借“一己之力”,囊括全产业链的所有生产环节。其二,半导体产业链各环节的核心技术门槛极高,每个企业都只能在少数细分环节掌握核心技术优势,几乎没有一个企业或是一个国家能单独掌握半导体产业链的所有技术。由于这两大特点,全球各大半导体企业之间存在极强的技术相互依赖,且由于核心技术垄断程度的不同,这种相互依赖关系呈现出严重不对称的特征。因此,这种不对称的技术依赖关系成为产业控制力的重要来源。

基于上述逻辑,美国尽管早已不能垄断半导体技术链的所有环节,但依然凭借在半导体技术链关键环节的深度嵌入来获取产业控制力。在当今的半导体技术链中,美国企业在最下游的芯片应用环节遭遇来自中国大陆的挑战,在中游的芯片制造和封测环节的技术能力也不敌中国台湾,在硅片、光刻胶等原材料环节面临日本的技术竞争,在光刻机等核心设备环节也不及荷兰和日本的首要地位。然而,美国依然高度垄断着技术链中的大部分核心环节。美国企业在上游的电子设计自动化(EDA)领域的技术垄断最为明显,其市场份额高达96%。在知识产权核(Core IP)领域,美国也与英国共同呈现双寡头格局。由于这两大技术是芯片设计过程中必不可少的工具和模板,产业链中下游企业也会因此对美国技术产生显著依赖。而在芯片设计和芯片制造设备这两大高附加值、高技术门槛的环节,全球领先的美国技术也扮演了重要角色。例如,在逻辑芯片的设计技术方面,高端中央处理器(CPU)、独立图形处理器(GPU)和现场可编程门阵列(FPGA)的核心技术基本都由美国企业所掌控。在半导体设备领域,美国企业也高度垄断了导体刻蚀(Conductor Etching)、离子注入(Ion Implanter)、离子研磨(Ion Miling)、先进过程控制 (APC)、沉积(Deposition)和化学机械抛光(CMP)等核心技术。这些便赋予美国在半导体技术链上最强大的综合实力,也意味着在联系紧密的半导体分工网络中,由于美国企业 “扼守”一系列关键技术,整个供应链的顺利运转便无法绕开美国这一关键 “枢纽”。因此,美国的半导体产业控制力并不需要它在所有技术环节都处于优势地位(表-3)。

美国技术之所以得以深度嵌入半导体技术链,并牢牢扼守其中的关键环节,主要是由于该产业发展所存在的技术路径依赖。经济学家布莱恩·阿瑟(W.Brian Arthur)指出,技术创新的本质实为技术的 “自我创生”,即从既有技术组合中孕育出新的技术,而既有技术领先所带来的 “垫脚石效应”和积极反馈效应往往会导致收益递增趋势。这说明,技术优势在大部分情况下会自我强化,进而出现技术创新的“马太效应”。这种效应在技术创新周期短的情况下会显著增强,因为赶超者与领先者的差距在技术升级迅速的条件下会被进一步拉大。美国是半导体产业的发源地,而半导体技术的迭代十分迅速,在晶体管集成度增加近百万倍、芯片运算处理能力提高约45万倍的同时,半导体生产成本保持着每年降低2—3成的稳定速率,相关技术不断成熟。因此,掌握更成熟技术、更丰厚资本、更专业科学知识积累的美国企业更有利于发挥其先发优势,并借助政府的政策支持,在已有关键技术的基础上实现迅速的创新突破,在大部分领域维持技术的先发优势。

当然,虽然半导体技术创新总体上符合 “马太效应”,但在少数领域,美国也因新兴竞争者的颠覆式创新而被 “弯道超车”。在这些领域,美国便通过支持第三方技术力量来制衡竞争对手。其中,最经典的案例是当美国在存储领域和光刻机领域的技术优势被日本赶超时,美国通过扶持日本的竞争对手来减少自身对日本的技术依赖。1979年,日本富士通的存储芯片生产技术已超过美国,占据全球领先地位。随着日本质高价低的存储芯片产品在激烈的国际市场竞争中胜出,美国在该领域的市占率从70年代中期的75% 降至80年代中期的25%。于是,美国在直接打压日本半导体企业的同时,间接帮助韩国、中国台湾先后实现本土半导体制造业的崛起,从而强化了东亚生产网络内部的竞争,借以钳制日本。20世纪80年代,在日美签署第一次《日美半导体协议》后,日本的存储器厂商受到市场价格监督机制的掣肘,而韩国则 “乘隙而入”,顺利进军存储器市场。1982—1986年,韩国与美国签订了36笔技术转让合同。截至1985年,韩国的三星、LG、现代在美国硅谷为半导体投资10亿美元,与美国深化技术、人才和业务等合作。在美国的帮助、韩国财阀的强力推动及其政府的支持下,韩国的三星、SK 海力士等企业成功崛起,韩国也在90年代初取代日本成为东亚地区半导体制造的重镇。中国台湾地区的半导体产业最初是美国半导体产业链条的海外延伸。20世纪80年代后期,在美国的技术、人才、市场等帮助下,台湾地区抓住半导体产业链纵向延伸的机遇,政府制定政策以培育和引进人才与技术,企业明确主打芯片代工市场的战略定位,紧紧依靠以美国为主的国际市场,顺利将本土半导体产业做大做强,直至与日、韩这两大竞争对手旗鼓相当。在原本由日本遥遥领先的动态随机存储器 (DRAM)市场,韩国与中国台湾的企业后来居上,并一直延续至今 (见表-4),这离不开美国对日本的针对性打压。而在东亚生产网络内部的彼此制衡下,美国也 “渔翁得利”, 其东亚竞争对手均无法在生产制造环节实现完全的一家独霸。

在被日本赶超的光刻机领域,美国也通过扶持荷兰的阿斯麦尔来对抗日本。20世纪80年代末,日本尼康在光刻机市场竞争中如履平地,美国企业却江河日下。美国厂商珀金埃尔默的市场份额因日本的冲击从30%骤减至5%,昔日的半导体设备霸主——美国GCA公司也濒临破产。为制衡日本, 1997年,美国能源部与英特尔牵头成立了极紫外线光刻机技术联盟,联盟成员有能源部下属的三大国家实验室,以及摩托罗拉、超威半导体、IBM 等知名科技公司,旨在重点攻克极紫外光刻技术。1999年,美国能源部让荷兰阿斯麦尔顺利加入该联盟,以便其参与研发并共享联盟的研究成果,而尼康、佳能这两家日本光刻机企业则被禁止进入该联盟。2001年,美国外国投资委员会还顶住国家安全压力,为阿斯麦尔收购美国硅谷光刻集团发放了“通行证”,使阿斯麦尔得以掌握该公司的专业镜片技术,成为全球最大的光刻机供应商。后来,阿斯麦尔顺利研发第一台极紫外线 (EUV)光刻机,并击败日本企业成为全球光刻机霸主 (见表-5),美国的支持是其成功的重要因素之一。而秉承 “投桃报李”原则,阿斯麦尔允诺在美国设立工厂与研发中心,并承诺在销往美国的EUV设备中使用55%的美国零部件。凭借该承诺,美国既将一部分先进的EUV光刻技术及相关产业 “留”在了本土,又将美国的技术与零件嵌入最先进的半导体设备之中,进一步增强了外国半导体设备厂商对美国的技术依赖。

综上所述,尽管美国已经完全不可能保证在半导体产业链所有环节的技术优势,但其对半导体技术链关键环节的垄断式嵌入成为美国对整个产业施加控制的根本性工具。在大部分核心技术领域,科技创新的路径依赖效应明显,美国在政府与企业的合力之下,凭借其先发优势不断践行积累式创新,而在颠覆式创新改变既有格局、被 “弯道超车”的技术领域,美国则积极引入第三方力量,借助市场竞争打破对手对关键技术的把控。正是在这种强化自身技术控制、削弱对手技术控制的技术链治理思路下,整个半导体产业链的顺利运转始终无法脱离美国技术,美国也就从中获取了基于技术的半导体产业权力。2018年以来,特朗普政府对华为实施 “阶梯式”技术出口管制, 便是其动用在半导体技术链中的控制力打压对手的明证。

三、金融控制与产业权力

除了技术密集型的特征之外,半导体产业还是典型的资本密集型产业,其蓬勃发展高度仰仗资本的密集投入,而这种资本投入主要来自金融市场。近年来,全球半导体行业的资本支出呈现急剧上升的趋势,如今已经连续三年突破千亿美元数量级(见图-6)。在美国,半导体产业是仅次于生物医疗的第二大资本密集型行业,其研发投入足足占到该产业总营收的18.6%。

半导体产业之所以需要大量的资本开支,一是因为半导体技术迭代很快,企业要想在市场竞争中生存就需要不断进行大量的研发投入,以保持自身的技术领先地位。2020年,全球总营收排名前十的半导体企业中,有9家企业的研发支出也排进前十(见表-6)。这表明,半导体企业的营收规模与其研发投入规模呈高度正相关关系,密集的研发资本投入是企业不断成长并在激烈的国际竞争中立足的根本条件。如果从研发投入比来看,美国的三家企业高通、博通和英伟达的研发投入比最高,均在30%以上,相反三星和台积电的研发投入比在全球十大半导体企业中排名靠后。这进一步表明,美国的半导体企业在研发投入上牢牢占据优势地位。

二是与半导体设计和制造相关的软件、设备与材料价格非常高昂。对华为海思、三星、苹果等企业而言,它们需要购买知识产权 (IP)核以进行芯片设计。英国安谋公司是芯片IP授权业务的巨头,购买IP的半导体公司需向其支付固定的授权使用费(License),而在芯片生产分销后,这些企业还要向安谋支付按单位计价的特许权使用费,即版税 (Royalty),约为芯片售价的1%—2%。2020财年,安谋这两部分收入高达19.8亿美元。此外, 对以台积电为代表的晶圆代工厂而言,光刻机是必不可少的生产设备,而阿斯麦尔公司最高端的EUV光刻机的单台售价至少为1.5亿美元。总之,半导体软件与硬件设备售价高昂,进一步推高了半导体企业的资本投入。

三是半导体技术人才与企业管理人才的薪酬高昂。根据相关最新统计,上述十大半导体企业为主要研发与管理人员提供的平均年薪基本在10万美元以上。英伟达公司排名第十,其员工平均年薪超过14万美元,其中首席软件工程师的收入最高,平均年薪达16.5万美元。高昂的人力资本也导致半导体需要密集的资本投入。

鉴于半导体产业显著的资本密集型特点,谁能掌控半导体企业的资本结构与融资渠道,谁便可以从中控制半导体企业的发展。而就资本与通道这两大维度而言,美国控制着最重要的金融资源。目前,美国的投资机构实力最为雄厚,金融市场体系也最为完善,全球不少企业均有赖于美国的资本支持及其深广的融资渠道,美国也因此具备了对金融资源的超强配置权力,并可以凭借这种对资本和融资渠道的占有来主导全球金融网络,控制相关企业,为自身谋取战略利益。

一方面,美国金融机构以投资者的身份,通过参股或控股的方式,直接享有对众多半导体企业的股东权力。韩国三星是仅次于英特尔的半导体超级企业,从机构持股来看,2020年有四大机构投资者在三星占有超过5%的决议权股份,除韩国本土的三家机构外,总部位于纽约的贝莱德集团也位列其中。贝莱德集团是全球最大的资产管理公司,在三星有5.03%的股份,所有股份均有投票决议权。从全体股权结构来看,目前尽管三星未在美国上市, 但其股份的28%由美国投资者所掌握,而韩国投资者只占42%的份额,不到总股权的一半(见图-7)。因此,三星虽然名义上是一家韩国企业,但就所有者结构而言,它高度国际化,其中美国具有举足轻重的影响力。2020年6 月,遭受美国制裁的华为向三星寻求芯片代工帮助,面对巨大的商业利益,三星在短暂的犹豫之后仍然明确予以拒绝,其部分原因也在于此——有美国资本加持的三星不愿轻易 “忤逆”美国的法令。

无独有偶,荷兰阿斯麦尔公司是全球光刻机霸主,是一个在半导体产业链上游掌握巨大技术资源的超级企业,但其背后也有强大的美国资本。从机构持股来看,2020年美国资本集团以及贝莱德集团一共持有阿斯麦尔公司近1/4股份,且这两者所持有的大部分股份都具有投票决议权。从阿斯麦尔的全体股权结构来看,美国资本更是占据半壁江山(见图-8),相反,荷兰投资者在其中所占份额还不到1%。这种股权结构意味着,美国能最大限度直接参与或间接影响公司内部的重大决策,也是阿斯麦尔一直拒绝对华出售最先进光刻机设备的重要原因。

另一方面,美国拥有世界上最发达的金融市场,是全球半导体企业最重要的融资来源地。目前,共有88家注册地位于非美国本土的半导体企业通过间接托管和直接发行股票的方式在美国纽约证券交易所、纳斯达克证券交易所上市,或通过美国场外交易市场筹集资金。其中不乏来自日本、欧洲、中国台湾、中国大陆和韩国的知名半导体企业 (见表-7)。例如,台积电是中国台湾地区的企业,是芯片领域的 “代工之王”,但却高度依赖美国资本市场。截至2020年12月23日,台积电托管在美国花旗银行的股份占比高达20.52%。除了台积电,荷兰阿斯麦尔、韩国 SK 海力士、德国英飞凌、中国华虹以及中国台湾的联发科等全球知名半导体企业都通过各种方式在美国融资。这些半导体企业在美国上市,意味着它们不仅要接受美国明面上的监管规则,也要接受一些“潜规则”。

由于大部分半导体企业对美国资本与融资渠道都存在不同程度的依赖,它们都得 “臣服”于美国的各种法律和政令。一方面,美国政府可以国家安全为由,通过政府审查对相关企业的并购等商业活动施加干预,达到遏制竞争对手的战略目标。2021年3月,总部位于韩国的美格纳半导体与中国的智路资本签署协议,后者计划以约14亿美元的价格收购前者的股权。然而,由于美格纳半导体是一家在美国纽约证券交易所上市的企业,这一交易需经 过美国相关部门的批准。12月,美国外国投资委员会经过长达7个月审查,最终否决了这一合并收购案。可见,尽管中韩双方已达成交易共识,美国仍可动用其政策工具出面干预,阻遏中国半导体产业的正常发展。

美国政府还可以直接通过切断半导体企业的融资渠道,发挥类似切断技术链的威慑和惩罚效用,实现其对半导体产业的控制。三星、台积电、阿斯麦尔等半导体龙头企业都十分忌惮美国的金融武器——担心违反其禁令、挑战其权威将招致美方资本撤资或者美国对其关闭资本市场。在现实中,美国对中国科技企业的打压除了动用技术武器切断技术链之外,也动用金融武器切断资金链。早在特朗普政府时期,美国便出台行政令,禁止美国投资者在2021年1月11日之后对所谓 “中国涉军企业”进行投资。随后,纽约证券交易所宣布依照此项行政令,对中国移动、中国电信、中国联通这三大电信运营商进行摘牌退市处理。在上述禁令持续升级的同时,美国政府也在不断更新并扩大与行政令配套的 “中国涉军企业”黑名单,加大切断中国企业在美融资渠道的力度。特朗普政府时期,中芯国际、小米、中微半导体就 已被陆续打入该黑名单。2021年6月3日,拜登政府也确认延续该投资禁令,并归口财政部海外资产控制办公室(OFAC)管理。12月10日, OFAC将中国人工智能巨头商汤科技列入 “黑名单”,使得该公司决定推迟其香港的首次公开募股计划。16日,美国财政部又将旷视科技、依图科技、云从科技等8家科技公司纳入名单,中国的 “AI四小龙”均遭受美国金融制裁。

综上所述,美国对主要半导体企业的金融控制构成了美国半导体产业权力的第二个重要来源。由于这些半导体企业需要大量的资本投入,对美国雄厚的资本实力和成熟的融资渠道有不同程度的依赖,这为美国政府对半导体产业施加金融控制提供了机会,这种控制不仅在半导体领域、而且在更广泛的ICT行业都发挥了显著的权力杠杆效应。

四、市场控制与产业权力

除了技术和资本,市场是半导体企业赖以生存的第三大基础。半导体是一个典型的市场规模型产业,如果一个企业不能在产业链的某个细分环节获得必要的市场规模,甚至不能建立自己的“市场寡头”地位,就很难在市场上存活下来。半导体行业虽然竞争激烈,但却是“寡头竞争”,规模效应发挥极大作用,销售规模小的企业没有生存之地。这是因为,半导体企业需要通过大规模的投入与大规模的产出来降低产品研发与生产的单位成本,从广阔市场上攫取丰厚利润,以再度进入研发、生产与销售的良性循环。可以说,在半导体领域,销售不再仅仅是生产的目的,更是高效生产的前提以及新一轮创新的起点。鉴于市场需求侧对半导体产业的重要意义,当某行为体 (国家或企业)占据大量半导体市场消费份额进而成为举足轻重的买方时,便可借助这一买方地位,动用购买力及其衍生而出的议价和议事权力,对半 导体产业施以影响和控制。这种对半导体消费市场的控制成为半导体产业权力的第三个来源。

不过,以市场控制为基础的产业权力主体分为国家和企业两个维度,一个是国家掌握的买方市场,另一个是企业掌握的买方市场。从国家的维度来看,近年来,美国是世界上第二大芯片消费国。随着国内生产不能满足国内实际消费需要,美国的芯片进口也不断攀升。美国可以直接将国内市场规模作为 “武器”或 “盔甲”,对半导体及相关企业施以“胁迫”或 “保护”。一方面,美国可以运用市场控制力打击对手,如通过政府禁令、舆论宣传等手段对华为产品封锁本国市场,并联合盟友构建排斥华为的国际统一战线,对华为造成持续的负面影响。另一方面,美国可以运用市场控制力为本国企业保驾护航。2021年1月25日,美国总统拜登签署了一项关于“购买美国货”的行政令,特别指出应在半导体等对国家及经济安全至关重要的领域优先考虑美国制造的产品。包括半导体厂商在内的诸多美国企业将会受到这 一行政令的保护。

但值得一提的是,半导体是一个中间产品,近年来,美洲地区(主要是美国)的直接芯片消费量已经被中国大陆超越(见图-9),美国虽然仍是世界上最重要的半导体消费市场,但国家掌握的市场控制力实际上比较有限。相比之下,美国的市场控制力主要掌握在超级企业手中,它们是半导体产业链下游的芯片应用商,正是这些超级企业不断运用其强大的采购权力,主导了全球半导体产业链的调整与变革,协助美国巩固其在该产业的市场控制地位。

苹果公司是ICT领域美国最强大的超级企业,也是全球最大的芯片采购企业,其在2020年购买的芯片占全球市场的份额接近12%,而且绝大部分都是高端芯片 (见表-8)。苹果公司所拥有的最大芯片采购方的身份,为其运用需求端杠杆构建自己的产业权力奠定了基础。苹果通过分散货源并制造卖方竞争的格局来制衡上游供应商权力,放大自身在下游的买方优势,它通过扶植台积电牵制三星的“往事”便是其发挥买方权力的经典案例。台积电主打芯片代工市场,是全球最大的晶圆代工厂。而台积电之所以能取得如此成就,不仅归功于自身的努力,还有赖于芯片采购商苹果以自身利益为出发点,通过扶植台积电对半导体供应链进行战略布局。早在2010年,为防止过于依赖三星,苹果就将台积电列入了自己的“备胎计划”。当时,苹果手机的核心芯片主要由三星代工,但三星不仅是苹果的供应商,还是苹果手机的强大竞争者。2008—2011年,三星在全球智能手机的市场份额中增长迅速,达到20%。同时,苹果却有超过一半的关键零部件从三星采购,为苹果代工芯片的收入占三星代工收入的85%。与之竞争、为其“输血”还依赖其供给,对苹果而言,这是一种非常“危险”的企业间关系,有可能被三星“卡脖子”。正是在这种背景下,苹果与台积电的秘密研发合作应运而生。经过三年的酝酿,2013年,苹果正式公开与台积电签约,台积电一举击破三星独家代工苹果芯片的垄断局面。当时,台积电在与三星和英特尔的竞争中正面临客户订单量不断下滑的境况,来自苹果的巨额订单为其注入了强心剂。此后,台积电逐步超越三星,成为苹果芯片的最大供应源。2015年,三星与台积电分别以2∶3的比例代工苹果的 A9芯片。2017年,苹果的 A11芯片已经100%由台积电为其代工。可以说,台积电的崛起是苹果鼎力帮扶的结 果,而台积电的商业利益和市场命运也与苹果高度绑定在一起,并在某种程度上受到苹果的控制。如今,苹果是台积电的最大客户,为其贡献了约四分之一的营收 (表-9),而台积电也承诺,会将首批量产的、最先进的3纳米芯片专供苹果与英特尔。

基于这种买方的强势地位,苹果运用线上监测与线下介入的方式对供应商进行了强有力的直接或间接管理。苹果的管理人员会对供应商进行业务跟踪、管理和控制,特别是通过数据追踪来获取整个供应链的相关信息,便于苹果实施对供应链的全流程监测与管理。同时,苹果也会向上游供应商派遣人员进行驻厂管理,把控供应商的工作步骤、环节和流程。这样一种线上与线下结合的帮扶与监测机制,既让供应商在遇到棘手问题时,容易诉诸苹果方面提供的技术、人才、资本、设备等资源帮助,也让供应商难以逃脱苹果的 “罗网”,进一步巩固了苹果对半导体供应链的控制力。

总而言之,如果单纯以国家为单位来分析美国对中间商品的买方权力,由于半导体下游的系统应用商 (即芯片消费企业)已经将工厂大量外迁,美国的购买地位确实在下降。但如果以生产最终消费产品的超级企业为单位来分析,美国的买方权力仍然极其巨大,因为这些超级企业不仅主要是美国企业,而且美国是其最终消费产品的最重要消费市场。所以,美国可以凭借其在市场网络中的强大买方地位,通过超级企业对半导体跨国(境)生产网络实施影 响和控制,维护自身的产业霸权。

结语

在日益紧绷的地缘政治压力不断冲击一体化的全球市场之际,当美国政府动用半导体 “武器” “号令天下”以至于 “莫敢不从”之时,美国所拥有的半导体产业权力如冰山之一角,逐渐浮出水面。尽管美国部分半导体企业的市场竞争力在全球化进程中已处于相对颓势地位,但美国的半导体产业霸权却并未动摇。通过考察半导体产业的技术链、资金链和消费链,我们可以发现,美国正是通过对半导体产业链在技术、金融和市场三个方面的有效控制,才在这一领域形成了超强的产业权力,这三者也成为美国主导国际地缘政治斗争的重要战略性工具。这一建立在技术—资本—市场基础上的三维分析框架,不仅适用于对美国半导体产业霸权的解释,还可以用于阐释其他同样具有技术密集型、资本密集型和市场规模型三大特征的产业的权力逻辑。

美国半导体产业霸权是代表政治力量的政府与代表经济力量的企业通力合作的结果。在半导体技术初步萌芽时,政府承担了哺育 “幼稚产业”的重要角色,企业则在不断的市场竞争中推动整个产业的成熟。在面临他者产业崛起的挑战时,政府动用经济外交手段打压对手,并扶植第三方力量制衡挑战者,而本土企业则联合起来创新自强。在技术向全球扩散、各国企业 “百花齐放”时,政府与企业联合打造了一个基于技术、金融与市场的全球产业生态系统,确保美国的产业控制地位不受挑战。美国的半导体产业政治揭示了一幅清晰的图景——从半导体产业萌生开始,美国政府便深度参与其中,为本国企业保驾护航,甚至连半导体产业的全球化本身也是美国控制下的产物。

半导体是中美产业与科技竞争乃至整个大国战略竞争的必争之地。美国会在继续强化自身技术控制、金融控制与市场控制能力的同时,通过内政外交双管齐下,极力避免美国在这一战略性产业领域出现任何霸权衰落的蛛丝马迹。一方面,美国在国内通过政界与商界的合力,加快产业回流,复兴本土的半导体制造能力,进一步升级半导体研发能力,努力减少自身对海外半导体供应链的生产依赖,避免半导体产业“空心化”;另一方面,美国正在积极通过经济外交构筑把中国排除在外的半导体产业联盟,试图借用其盟友伙伴的力量来扩大其产业权力的辐射范围,既要保障自身的供应链安全,又要阻止中国的半导体产业崛起。

在这一形势下,中国的半导体产业在国际舞台上初露头角,便立刻遭到美国对华 “产业战”的凌厉攻势,可谓面临前所未有的生存压力。面对这场没有硝烟的 “产业战争”,短期内中国不仅要着眼于美国对海外的生产依赖这一 “阿喀琉斯之踵”,最大限度地保住和提升在中国的半导体研发和生产网络,更要利用中国日益崛起的市场规模,通过经济外交工具努力分化美国试图拉拢日韩等盟友所构筑的半导体联盟,遏制美国半导体产业霸权的地理扩张。而在长期,中国还需借鉴美国半导体产业政策的经验,通过构建和谐的政企关系,充分发挥政企合力,用好国家与市场两股力量,培育中国的半导体产业生态系统和技术创新体系,实现自身在半导体产业链、供应链和价值链中的升级。由于半导体事关美国产业霸权的核心利益,中国要实现这一目标,必然是荆棘丛生、道阻且长,但也唯有完成这一目标,才能真正实现中国在数字时代的产业崛起。

发布时间:2022年09月15日 来源时间:2022年09月13日
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