一份智库报告透露的秘密：美国半导体产业的下一步措施……

工情报 Author 黄鑫

机工情报

装备制造业竞争力情报和贸易风险问题研究

2月18日，美国信息技术和创新基金会（ITIF）发布《摩尔定律被破坏：中国政策对全球半导体创新的影响》报告（以下简称“报告”）。报告概述了全球半导体行业的 发展情况 ；分析了半导体行业 持续创新的动力和条件 ；探讨了 中国的半导体行业 政策及其影响。

紧接着，美国总统拜登签署 美国供应链行政令 （Executive Order on America’s Supply Chains），指示对 半导体、医疗用品、关键矿产及高容量电池 的供应链进行广泛评估。

由此可见，半导体行业对美国制造业、经济和国家安全的重要性不可言喻。

当前全球半导体行业的竞争格局

1. 美国企业销售额占全球近50%，但生产能力较弱

2019年，总部位于 美国的半导体企业 在全球半导体行业的 销售额中占据了47%的市场份额 (与2012年的51.8%相比下降了约5%)，紧随其后的是韩国(19%)、日本和欧洲(各占10%)、中国台湾(6%)及中国大陆(5%)。

然而，截至2019年，美国仅占全球半导体制造市场的11％，而 韩国 该比例为28％，中国台湾为22％ ，日本为16％，中国大陆为12％，欧洲为3％。 2015 2019年，中国大陆在全球半导体制造市场的占比几乎翻了一番 。直到2020年底，美国只有20家半导体制造厂（FAB）在运营。

2. 美、欧、韩在半导体行业的不同领域处于领先地位

逻辑芯片（logic chips）、存储器（memory chips）、模拟芯片（analog chips）和分立器件（discrete chips）是半导体行业的四大领域。从全球半导体行业每个主要细分领域的市场份额来看，2019年，美国在逻辑芯片和模拟芯片方面明显领先；韩国在存储器方面领先(美国紧随其后)；欧洲在分立器件方面领先。总部位于 中国的企业在逻辑芯片市场的占有率为9% ， 在分立器件市场的占有率为5%。

就具体企业而言，英特尔是全球逻辑芯片的领导者；截至2020年第一季度，德州仪器(Texas Instruments)、ADI和英飞凌(Infineon)是模拟芯片的领导者，其市场份额分别为19%、10%和7%；三星(Samsung)、SK海力士(SK Hynix)和美光(Micron)在动态随机存取存储器（DRAM）领域处于领先地位，分别占全球市场份额的44%、29%和21%。

3. 全球半导体产业链参与程度高，各国均有不同的价值优势

半导体行业高度全球化，大量国家/地区的企业在半导体生产的多个方面展开竞争，从半导体设计到制造，再到ATP(组装、测试和封装)。在半导体价值链（value chain）的每个环节上，平均有来自25个国家的企业参与直接供应链（direct supply chain），23个国家的企业参与支撑工作（support function）。超过12个国家拥有直接从事半导体芯片设计的企业，39个国家至少拥有1家半导体制造工厂，超过25个国家拥有从事ATP的企业。

半导体生产过程中的每个环节都创造了相当大的价值。据美国国际贸易委员会(ITC)的估计，半导体芯片90%的价值存在于设计和制造阶段，10%的价值来自ATP。

全球半导体行业的一个关键驱动力是专业化 ，因为企业——甚至国家内部的整个产业生态集群——都选择将精力集中在掌握半导体生产过程的关键环节上。例如，荷兰在极紫外(EUV)光刻方面的优势；日本在化学品和生产设备方面的优势；韩国在存储芯片方面的优势；中国台湾在代工厂上的优势；马来西亚和越南在ATP方面的优势。

4. 美国半导体专利申请全球领先

根据美国专利商标局（USPTO）追踪其授予的半导体专利数据可知，虽然美国在全球半导体专利中的份额从1998年的43%下降到2018年的29%，但仍然领先；日本的份额下降了大约1/3，从33%下降到23%；随后是中国台湾和韩国；欧盟排在第五位；中国大陆排名第六，约占全球专利的6%。如果 计算每10亿美元GDP中的专利数，中国的滞后就更为严重 。每10亿美元的GDP中，有310项专利授予美国半导体企业，仅有 77项专利授予中国半导体企业 。

5. 中国占全球半导体行业增加值的份额不断攀升

就全球半导体行业增加值的份额而言， 2001 2016年，中国大陆的增长率几乎增长了四倍，从8％增长到31％ ；美国的份额从28%下降到22%；日本的份额下降了2/3以上，从30%下降到8%；中国台湾的份额从8%增长到15%；韩国的份额从5%增长到10%；德国和马来西亚各占2%的份额。

6. 除日本和美国外，全球主要国家（地区）半导体行业出口均有所增长

2005 2019年，中国大陆半导体行业出口从278亿美元增长到1380亿美元；中国台湾从359亿美元增长到1110亿美元；韩国从309亿美元增长到924亿美元；欧盟27国+英国从694亿美元增长到816亿美元。与此同时，美国的出口大致保持不变，2005年为531亿美元，2019年为529亿美元；日本的出口略有下降，从479亿美元降至469亿美元。

7. 半导体是全球研发最密集的行业之一

半导体与生物制药是全球研发最密集的行业。在2019年欧盟工业研发投资记分牌（2019 EU Industrial R&D Investment Scoreboard）上，排名前13位的半导体企业在研发方面的投入占销售额的18.4%，超过了生物制药行业。其中，前三名分别是美国的高通、中国台湾的联发科和美国的AMD。而在实际投入（actual investment）方面，三星以148亿欧元(约合176亿美元)领先，华为以127亿欧元(约合150亿美元)紧随其后，英特尔(Intel)以118亿欧元(约合137亿美元)排名第三。

截至2018年，总部位于美国企业的半导体研发投入占销售额的比重为17.4%，欧洲为13.9%，中国台湾为9.9%，日本为8.8%，中国大陆为8.4%，韩国为7.3%。欧洲半导体行业的研发强度已从2010年的16.5%下降到如今的13.9%。相反，中国半导体企业的研发强度从2012年的6.3%上升到2018年的8.4%。

8. 半导体行业资本投入高

半导体也属于资本密集型行业。2019年，美国半导体行业的全球资本支出(CapEx)总计319亿美元，占销售额的比例达到12.5%，仅次于美国的替代能源行业（alternative-energy sector）。在全球资本支出方面，2019年，总部位于韩国的企业对半导体行业的资本支出占全球该行业资本支出的31%，其次是美国(28%)、中国台湾(17%)、中国大陆(10%)、日本(5%)和欧洲(4%)。

开发新的半导体设计或建立新的半导体晶圆厂所需的专业知识、资金和规模非常高，而且还在不断增加。例如，将芯片设计从10 nm推进到7nm的成本增加了1亿美元以上，而从7 nm推进到5 nm的成本可能又翻了一番，从3亿美元增加到近5.5亿美元。但这仅是设计芯片的成本。据估计，截至2020年，新建14 16nm晶圆厂的平均成本为130亿美元；10nm晶圆厂的建造成本为150亿美元；7nm晶圆厂的建造成本为180亿美元；5nm晶圆厂的建造成本为200亿美元。

中国在全球半导体行业中举足轻重

1. 中国半导体实力不断增强

无论从芯片设计还是制造的角度来看，中国的半导体实力都在迅速增长。例如，2010 2015年，中国IC设计企业的数量就从485家增加到715家。2005 2015年，中国半导体行业复合年增长率为18.7%，半导体消费增长率为14.3%，全球半导体市场复合年增长率仅为4.0%。

目前，全球约有20％的无晶圆厂IC设计公司位于中国。正如德勤(Deloitte)的一份报告所述，“在集成电路设计方面，中国大陆的能力在过去5年里激增，并开始赶上中国台湾和韩国，成为亚太地区IC设计的主要参与者。”

2. 中国市场对美国半导体企业而言十分重要

中国市场相当重要，在许多美国半导体企业的收入中占据了相当大的比例。例如，2018年前四个月，中国市场占高通收入的60%以上，美光的50%以上，博通的45%左右，德州仪器的40%以上。2018年，美国半导体企业约36%的收入，即750亿美元，来自对中国的销售。

3. 中国半导体行业收入快速增长，但净利润率低

截至2019年底，全球136家最大的半导体企业创造的收入总计5718亿美元。其中，总部位于中国的企业为413亿美元，占全球收入的7.2%以上。中国企业占全球封装测试服务(OSAT)收入的21%(60亿美元)；占代工收入的8%(45亿美元)；占芯片设计和制造收入的7%(296亿美元)。2015年，中国企业占全球半导体行业收入的4%。由此可见，2015 2019年，中国企业的收入占比几乎翻了一番。

尽管中国半导体行业的收入发展迅速，但其净利润率只有英特尔(Intel)、三星(Samsung)、台积电(TSMC)、SK海力士(SK Hynix)和美光(Micron)等企业的一小部分。平均而言，2019年，非中国半导体企业的净利润率为19.4%，而 中国半导体企业的净利润率为12.1% 。

智库提议未来应采取哪些针对中国的措施

报告称，中国通过“重商主义”政策扭曲全球市场，阻碍创新型企业发展和研发投入，破坏半导体行业的“摩尔定律”。报告为应对“中国挑战”提出了国际层面和美国国内层面（落实《为芯片生产创造有益的激励措施法案》（CHIPS）、增加半导体研发的联邦投资）的建议。其中，国际层面的建议包括：

1. 扩大世贸组织有关补贴的内容

根据世贸组织的规定，将财政援助确定为补贴需要具备三个要素：1）财政捐款；2）由政府或公共机构给予；3）给予这种捐助的收益。

因此， 美国应与志同道合的国家和世贸组织合作，更新其规则，对激进的工业补贴施加更严厉的条件和惩罚。 首先 澄清“公共机构”的定义 ，将其扩大到包括国有企业和私营企业等受国家影响的实体。同时，要求给予国有企业的补贴不会对其他国家造成伤害。

志同道合的国家应专注于大幅 提高全球补贴的透明度 ，包括坚持及时、完整地通告补贴行为，并 对未及时通报的补贴建立损害推定 。各国还应召开世贸组织成员和世贸组织上诉机构之间的年度会议，讨论与过度使用补贴相关的模式和挑战。

2. 盟国应在半导体出口管制方面进行合作

对于全球半导体行业，中国既是一个重要的市场，也是一个重要的生产地。对支撑中国经济和军事崛起的核心技术的出口管制无疑将成为政策制定者认真考虑的工具。然而，正如ITIF曾经提出的，美国应尽最大可能与志同道合的国家合作， 协调出口管制措施 ，“因为出口管制制度在国际协调的情况下最为成功。”正如《出口管制改革法案》（Export Control Reform Act）第4811(5)条所述，“ 出口管制应与多边出口管制制度相协调。多边的出口管制是最有效的 ，应该将重点放在那些能够用来对美国及其盟友构成严重国家安全威胁的核心技术和其他物项上。”

报告提出，之前美国为了寻求实现经济或贸易政策目标，不断推行单边出口管制。其与代表特定半导体(包括半导体制造设备)行业和更广泛先进技术的传统瓦森纳协定（瓦协）之间需要形成一种新的管制方式。因此， 美国应避免实施单边出口管制，并寻求制定更雄心勃勃和更有效的诸边（plurilateral）办法，与德国、日本、韩国、中国台湾、荷兰和英国等具有本土半导体产能的国家（地区）共同实施出口管制。

这些国家应共同努力，就非市场经济国家的企业对全球半导体行业构成的威胁以及半导体技术的发展速度和进展达成共识。然后，这些国家 应在“瓦协”之外建立工作组，即“小瓦协”，对半导体技术和相关管制物项（现有管制物项范围之外）进行定义，并制定共同的许可政策。

3. 统一外商直接投资审查程序

《2018年外国投资风险审查现代化法案》（FIRRMA）指示美国海外投资委员会（CFIUS）建立一个正式程序，与盟国政府分享信息，并在投资安全问题上进行协调与合作。因此，美国应继续与志同道合的国家合作， 协调投资审查程序，并考虑扩大其例外国（excepted foreign states）名单， 将法国、德国、荷兰、意大利、日本和韩国等国包括在内。

4. 加强信息共享，打击对外经济间谍活动以及知识产权、技术或商业秘密盗窃

美国应该带领更多志同道合的国家建立一个更广泛的“五眼联盟”，专门致力于合作打击由国家资助的先进技术领域中的间谍活动。该组织可以 编制一份企图进行知识产权盗窃的企业及个人名单，同时制定机制，限制这些企业和个人在盟国市场上竞争。

5. 在半导体研发中实现盟国间合作

半导体创新的广泛性和复杂性意味着有机会招募来自志同道合的国家参与长期、高潜力的研发计划，如“semiconductor moon shots”（半导体登月计划）。这实际上是美国两党《芯片法案》（CHIPS for America Act）所预期的，它呼吁 设立一个7.5亿美元的多边安全基金 ，以支持安全微电子技术的发展和采用。在这方面， 确保微电子供应链的安全将是第一步 ，国会将在今年秋天审查《国防授权法案》(National Defense Authorization Act)的重新授权时，为这一条款拨出资金。

小结

根据宾夕法尼亚大学发布的2020年《全球智库指数报告》，ITIF排在当年美国顶级智库（Top Think Tanks）第39位，全球顶级 科技 政策智库（Top Science and Technology Policy Think Tanks）第4位。其主席阿特金森（Rob Atkinson）具有丰富的政府部门工作经历，其观点在政界具有一定的影响力。此前，ITIF的很多建议和倡导均被美国政府采纳。

ITIF一直对我国的 科技 创新政策持批评态度，并主张对我国采取强硬的反制措施。此份报告在半导体领域的建议与拜登政府联合盟国，发展国内制造业，遏制中国的思路不谋而合，因此很有可能被美国政府采纳。

引言

人类社会文明形成的初始阶段，战争不过依靠的是双方的人数多少，简而言之便是人海战术，而后的发展中，人们逐渐制造出各种简陋的武器，武器的优劣与战场中的排兵布阵，也成为了取得胜利的关键。而到了近代以来，两国之间的战争呈现出来的是国家的科技发展，一辆坦克便可以摧毁数百名的士兵生命，而这些战争更是变相促进了科技的发展。

而在战争当中，也不再只看人数的多少，技术成为越来越重要的关键所在。而在战争演化的过程当中，出现了一种全新的职业——间谍。早在《左传》中便有记载：“使女艾谍浇。”这便是我国出现的最早间谍，从夏朝至今已历史悠久。近代以后的战争，间谍更是被应用得越来越多，甚至还会应用于处理复杂的国际关系上。虽然间谍不会参与正面的战争，但他们却能影响战争的形式，如果他们可以窃取到敌人的情报，便能够提前掌握敌人的动向。而这不仅适用于战争年代，即使如今身处和平年代，间谍依旧存在于各个国家之中。

01

和平稳定是如今世界发展的主流趋势，但即使是这样的大环境下，各个国家对于高新技术甚至高科技武器的研究热度也丝毫不减，对于自身所研发出来的技术，也都有着相应的非常严格的保密措施。这些技术一旦泄露出去，对于这个国家而言，将是不可估量的损失。于是间谍又有了新的作用，窃取他国先进的技术和国家机密便是展现他们能力的时候。在我国的浦东机场，也曾发生过一起抓捕美国间谍的事例。

国家安全离不开相关的海关部门，自我国海关部门成立以来，打击了几十万件的违法刑事案件，为我国挽回的损失高达几千亿。在上海浦东机场，发现了一批行为可疑的美国人，海关部门将其拦住，对他们进行了正常的安检与检测。结果发现他们的行李箱检测并不合格，内部似乎携带了大量的电子设备，这样的情况使得海关人员，对其强制开箱检查。

打开箱子以后，工作人员发现，他们的行李箱中放置了大量的电子仪器，和各种设备。而在其中还发现了一些芯片，这些芯片都是一些中微半导体的芯片，是我国自主研发的劳动成果，更是我国核心技术的代表成果。经过相关人员的统计以后，这些行李箱中的芯片和各种电子设备，总价值超过了3400万元。

02

海关部门立刻通知了中微技术公司，让他们得知了芯片技术被偷窃的消息。正是由于海关部门的人员，发现了这一批形迹可疑的美国人，将其拦截后进行检查，避免了我国上千万元的经济损失，更是保障了我国芯片技术的私密性和完整性，《失题》中的“力挽狂澜”，也莫过如此。

此后，中微公司同美国进行交涉，最终决定以和平的谈判方式处理这场失败的间谍行动。这一事件中，美方深刻认识到了我国海关部门的强大，让他们清楚明白，即使是隐蔽的违法行为，我国的海关部门也依旧可以把他们纠察出来。而此次事件的发生更是警醒了我国，使我国更加注重对于高新技术的保密措施，出台了各种相应的举措和防患措施，使我国对于核心技术的研发和保护更加的坚固。

结语

其实这样的事件与活动，在世界中并不算得上是个例。这样类似的间谍活动层出不穷，但间谍来到我国盗窃技术，从侧面证明了我国科技实力的强大。即使是像美国这样的发达国家，也不可避免地对我国的技术产生了垂涎。而这得益于我国科学家们的辛勤工作，但同样也感激那些奋战于海关的工作人员，正是因为他们严密的守护，才能使我国这些尖端技术不被窃取。

《左传》：使女艾谍浇。间谍的历史源远流长，夏王朝被后羿和寒浞取代之后，少康为了复国向寒浞儿子身边派出了一个叫女艾的间谍，这是我国有史以来第一个间谍，女间谍在古代也有不少，最为出名的恐怕西施，她不仅是四大美女，还流传下来《浣纱溪》。

《礼记》：国家大师，在祀在戎，战事对一个国家来说是非常重要的，为了能够左右战局，情报是必不可少的，间谍在这种基础上，也发展了起来，秦朝末年刘邦在攻取齐国时，派出辩士郦食游说，劝齐王投降，就在齐王打算投降时，韩信却加紧攻齐，郦食惨遭烹杀，这就是死间。

二战时期，更是涌现出了不少著名的间谍，埃迪·查普曼是德国和英国双面间谍，斯科·波波夫一个人曾牵制了7~15个德国步兵师，差点改变二战进程，他还是007的原型之一，J·埃德加·胡佛是FBI的创始人，他也是美国史上最有权势的人，没有一位总统敢解雇他。

随着二战结束，苏美冷战技术不断发展，两国也是发展出了不少间谍装备，美国中央情报局就发明了间谍机器人，形成类似蜻蜓，像小型飞机，带有微型照相机，而非法窃取科技领域、工商企业、财团以及经济部门秘密情报间谍称为：“商业间谍”。

这种间谍甚至不需要接受过训练，只要能够接触到一些机密，就可以被策为间谍，这类间谍也是间谍行业当中最多的，我国海关就曾破获了不少商业间谍，在上世纪60年代，我国原子d试爆之后，一位名为乔治·瓦特的外国人携带两只老鼠出境。

这两只老鼠引起了我国海关人员注意力，海关人员将两只老鼠扣了下来，送到相关部门检查，谁知这两只老鼠身上携带放射性物质，这放射性物质跟西北核工业生产基地放射性数据相同，也就是说，这两只老鼠是来自原子d工业基地。

海关人员怀疑乔治·瓦特是间谍，为了不打扫惊蛇，第一时间并没有扣押他，因为乔治·瓦特想要转移机密，不会贸然送出情报，唯一的途径就是借助乔治·瓦特的夫人回国探亲这条“小路”。

1967年9月5日，机场工作人员就从瓦特夫人的行李当中搜出了发报机和胶卷，经过鉴定，这些胶卷拍的就是我国核工业基地的地形图，底片经过了特殊拼接，加上两只老鼠的放射性物质，恐怕他们已经窃取到了我国的原子d机密，好在我国海关人员有一双“火眼金睛”。

我国海关，早在西周和春秋战国时期，就有“关和关市之征”的记载，秦始皇一统天下之后，贸易也是随之发展，西汉元鼎六年（公元前111）在合浦等地设立了关卡，唐朝时期，海上贸易频繁，广州等港口城市成了重要的通商口岸。

唐高宗显庆六年（661年）在广州设立了市舶使，市舶使的主要职责是向外来船舶征收关税和管理，宋代时期，海外贸易更加繁荣，除了广州外，杭州、明州、泉州、密州也都设立市舶司。

明代郑和下西洋期间，海贸业再次推向高峰，不过随着倭寇猖獗，逐渐关闭了市舶使，明朝后期，更是禁了海运业，实行“闭关锁国”，清代也是闭关自守，乾隆时期只有广州一处通商口岸。

鸦片战争之后，海运业也都控制在洋人手中，清朝开始设立税务司、总税务司管理海关诸事，海关也成了掠夺我国资源的一项工具，新中国成立之后，我国海关就迎来了一个巨大的转折点，为了防止我国机密被窃取，海关还具有强制开箱检查的权利。

这一道防线，粉碎了不少犯罪分子的野心，先前的两只老鼠就是典型了例子，在上海浦东机场也曾发生过这样一件事，海关人员在机场发现一个形迹可疑的美国人，他手上还有一个巨大的行李箱。

海关人员提出了检查，但这位外国人觉得他们侵犯了隐私权，拒绝检查，这让海关人员更加怀疑，在多次询问下，这位美国人还是屈服了，在打开箱子之后，海关人员发现了许多电子仪器以及微半导体芯片。

电子仪器一般都需要严格检查，在继续询问时，这个美国人神色有些慌张，就在此时，海关部门又收到了中微公司的一份邮件，根据他们提供的消息，他们的公司了一些数据和仪器遭到了盗窃，希望他们能快速拦截。

海关人员的目标再一次聚集到这位美国人身上，他们以协助调查为由，将他扣押了下来，没想到在一番审查之后，此人竟然是一名间谍，正是因为海关人员及时阻止，才避免了我国3400万的损失，如果这些资料被盗走，不知道会带来什么影响。

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