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半導體在電子和計算裝置中無處不在,對於人工智慧、先進軍事和世界經濟的發展至關重要。因此,毫無疑問,各國透過控制全球半導體價值鏈的大部分,獲得了相當大的地緣政治和經濟影響力,使它們能夠獲得關鍵的技術和商業資源,同時又能夠限制其他國家獲得同樣的資源。因此,美國和中國等大國之間的競爭主要表現在獲取和限制半導體技術的努力上。
例如,根據《晶片與科學法案》,美國政府向全球製造商提供補貼,條件是這些公司不在對國家安全構成威脅的國家建立製造工廠。美國還對對中國的先進半導體裝置實施了出口管制,並與荷蘭和日本達成協議 ,採取類似措施。另一方面,中國是半導體的淨進口國,認為依賴競爭國家獲得半導體資源是一個弱點;為了應對這一問題,中國致力於建立一條完全獨立的價值鏈,併為此投入巨資。
在 2022 年拜登政府執政期間,建立對半導體價值鏈更大控制權的最雄心勃勃的計劃應運而生。在《2019 年美國大選》頒佈之前,拜登提出了 Chip 4 聯盟,這是一個由美國、日本、韓國和中國臺灣組成的半導體聯盟。這四個成員國家或地區對半導體價值鏈至關重要,每個成員都專門生產必要的元件,以作為一個整體開發半導體。
在 Chip 4 聯盟下,四個成員將就供應鏈安全、研發和補貼使用方面的政策進行協調。該聯盟將對半導體的分銷產生相當大的影響,並可用於顯著限制地緣政治競爭對手的晶片獲取。儘管 Chip 4 聯盟具有潛在的影響力,但它尚未實現,目前尚不清楚潛在成員是否會對聯盟做出明確的承諾。在
本文中,我們將更深入地研究 Chip 4 聯盟,並評估它可能如何影響半導體行業。我們還將觀察阻礙潛在成員組建聯盟的眾多挑戰。
深入瞭解全球半導體價值鏈
半導體價值鏈由三個核心部分組成:設計、製造和組裝。在設計過程中,會規劃出晶片架構的藍圖以滿足特定需求。該過程使用稱為電子設計自動化 (EDA) 的設計軟體和智慧財產權 (Core IP) 來促進,它們是晶片設計的基本構建塊。半導體開發過程緊隨製造階段,在此階段製造積體電路以供使用。
由於這些積體電路是在奈米級內構建的,因此製造過程需要高度專業化的投入,包括材料和製造裝置。在最後一步,晶圓經過組裝、封裝和測試,以便在電子裝置中使用。矽晶圓被切成單個晶片,放置在樹脂外殼內,並經過測試後再送回製造商。
近幾十年來,半導體全球價值鏈日益專業化,大部分價值鏈貢獻由美國和東亞共同承擔。美國在半導體行業中佔據著最重要的地位,在設計、軟體和裝置領域都佔有重要地位。它在設計領域的地位尤其重要,擁有英特爾、Nvidia、高通和 AMD 等關鍵企業,這些企業佔據了設計市場的大約一半。另一方面,大部分製造市場集中在東亞,中國臺灣和韓國在其中發揮著重要作用。中國臺灣和韓國佔據了世界大部分尖端製造市場,臺積電生產世界上最先進的半導體,三星緊隨其後。此外,中國臺灣擁有完善的半導體制造生態系統,擁有眾多材料、化學品和組裝基地。日本、美國和荷蘭佔據了該行業大部分的裝置製造市場,為製造過程提供了必不可少的功能。最後,中國佔據了組裝和測試環節的最大份額,也是鎵和鍺(兩種半導體制造的核心化學品)的主要供應國。
從價值鏈分佈來看,半導體行業依賴於一個相互依存的網路——沒有其他國家的貢獻,任何國家都無法獲得半導體。然而,各國在價值鏈不同環節的定位導致一個國家在半導體行業的影響力不平衡。這反過來又創造了權力動態,影響力更大的國家可以利用這種動態。
利用全球價值鏈
由於全球半導體價值鏈是在相互依存的國家網路下運作的,擁有獨家資源的國家可以為競爭對手設定瓶頸,透過扣留生產半導體所需的基本要素來削弱競爭對手的半導體產能。因此,出口管制是全球技術發展領域的核心武器,使占主導地位的國家能夠減緩新興國家的增長。
美國針對中國實施的半導體相關出口管制措施,讓我們瞭解這一原則如何影響行業發展。例如,2019 年,特朗普政府對中國電信公司HW實施了出口管制,採取了雙重措施。首先,禁止HW為其裝置購買美國製造的半導體。其次,禁止其子公司HS半導體購買美國製造的軟體和製造裝置。最初,這項措施被證明無法阻礙華為的業務運營。中國臺灣和韓國在半導體制造領域佔據著更強的地位,HW只是在美國資源不可用時尋求它們的服務。為HW晶片提供藍圖的美國設計公司將製造業務外包給外國。在這裡,出口措施對美國晶片製造公司的損害比對華為更大,使國內企業失去了一個利潤豐厚的客戶。
然而,在更新的出口管制政策中,特朗普政府將出口管制範圍擴大到第三方供應商,如果他們繼續與HW開展業務,可能會切斷他們獲取軟體、核心智慧財產權和製造裝置的渠道。透過控制大部分軟體和核心智慧財產權來源,美國可以透過拒絕向第三方設計公司提供必要投入,間接限制HW獲取晶片設計的渠道。同樣,其在製造裝置行業的主導地位使其在製造領域擁有相當大的影響力,間接切斷了HW獲取半導體制造渠道。透過威脅切斷關鍵的設計和製造資源,美國有效地阻止了第三方與HW的合作。
美國的半導體出口管制政策表明,控制全球價值鏈的基本要素可以使行動者產生連鎖反應。具體而言,美國能夠對中國施加影響,是因為它控制了關鍵的咽喉要道;美國之前實施的出口管制措施表明,沒有足夠槓桿的出口管制在很大程度上是無效的。
即便如此,頻繁收緊瓶頸也存在固有風險,尤其是單方面收緊。由於半導體行業競爭激烈且充滿活力,公司經常在市場上推出新的創新。因此,雖然扣留關鍵技術和資源在短期內可能有效,但持續使用出口管制為競爭對手提供了生產可靠替代品並填補市場空白的機會。多邊出口管制可以減輕這些風險,即同一瓶頸上的多家生產商共同實施出口管制,使替代品的採購或更換變得更加困難。事實上,拜登政府越來越多地參與出口管制的多邊努力——荷蘭-日本-美國對華裝置出口禁令就是一個明顯的例子。更重要的是,擬議的 Chip 4 聯盟為採取多邊行動提供了另一條重要途徑。
Chip 4 下的世界
Chip 4聯盟的既定目標是為四個成員國家和地區提供一個平臺,以協調有關晶片生產、研發和供應鏈管理的政策。美國將這一安排描述為與其對華出口管制政策根本不同的安排,認為這是一種必要的多邊協調機制,而非受地緣政治競爭驅動的聯盟。然而,如果四個成員在完全協調的條件下運作並利用其巨大的影響力,會發生什麼?如果四個成員協調一致,Chip 4將擁有對半導體行業的前所未有的控制權,從而形成一個極其強大的核心圈子。在許多方面,Chip 4的形成可能導致全球價值鏈的廣泛武器化。
作為一個整體,美國、日本、韓國和中國臺灣將成為半導體行業中最主導的力量,因為它們有能力在全球價值鏈的幾乎所有領域發揮重大影響力。結合它們的專業知識,Chip 4 將在全球價值鏈除組裝和測試之外的所有方面佔據多數份額:
如上所示,Chip 4 可以參與晶片製造過程,而無需外部資源的參與。更重要的是,資源的協調使 Chip 4 能夠比其成員單獨獲得的更強大地掌握瓶頸。例如,在設計領域,美國擁有 49% 的市場份額。雖然意義重大,但 Chip 4 可以透過結合日本、韓國和中國臺灣的能力將這一市場主導地位提升到 84%——限制設計出口的多邊努力將嚴重限制半導體生產所需的可靠替代品的數量。
Chip 4 還將在製造業中佔據 63% 的市場份額。雖然這是一個重要的數字,但它低估了 Chip 4 在先進製造業中的實際實力;臺積電、三星和英特爾已經能夠生產 10 奈米內的邏輯晶片,為該聯盟提供了對領先邏輯技術的近乎獨家的使用權。
在裝置行業,鑑於美國和日本集中在中國臺灣、韓國和美國,它們仍然可以為領先的製造公司提供必要的資源,但 Chip 4 將工具限制在國外的能力也可用於增強現有製造公司的地位。可以想象,荷蘭的 ASML 也將成為 Chip 4 的親密盟友,透過其 EUV 工具提供必要的裝置。因此,Chip 4 必然會成為設計、製造和裝置行業的主導力量,極大地改變全球半導體行業的動態。
因此,可以想象,“Chip 4 ”可以作為推動美國與中國技術競賽的工具。由於“Chip 4 ”掌握了全球價值鏈幾乎所有方面的專業知識,它可以重新安排供應鏈,大大減少中國的參與和准入,阻止中國在該行業站穩腳跟。到目前為止,中國一直依賴其遠東鄰國的技術實力來發展自身——中國擁有中國臺灣和韓國的製造設施,為其提供了邏輯和基於記憶體的製造能力。三星和海力士等韓國公司特別參與中國的半導體生態系統,為該國的技術發展提供了關鍵的切入點。然而,在美國的領導下,“Chip 4”聯盟的成員可能會減少在中國的投資,從而有效地阻礙中國的進步。
考慮到成員組建聯盟將獲得的優勢,建立 Chip 4 的前景似乎極具吸引力。然而,聯盟的現狀表明,組建聯盟仍然是一個深遠的理想。儘管自 2022 年 3 月以來一直在討論組建聯盟的計劃,但潛在成員在為協調政策奠定基礎方面進展緩慢。
到目前為止,只舉行了兩次會議來討論新生的聯盟。第一次會議 發生在 2022 年 9 月,只有工作級官員出席。最近的一次會議於 2023 年 2 月在高階官員之間舉行,儘管聯盟的更具體計劃尚未制定。儘管聯盟的建立有著顯著的好處,但它也給成員帶來了重大的風險因素和挑戰,促使各國對聯盟採取更加謹慎的態度。這些緊迫的障礙是聯盟發展的最大慣性來源。
地緣政治挑戰
正式宣佈加入 Chip 4 的主要障礙來自於其帶來的地緣政治影響。由於 Chip 4 可以用來阻礙中國的半導體發展,中國政府無疑會以敵對態度解讀加入該聯盟。對於與中國有著複雜經濟和地緣政治關係的亞洲成員來說,這可能是加入該聯盟的重大障礙。不出所料,中國政府對該聯盟表示擔憂,一位發言人特別敦促韓國政府在做出正式承諾之前重新考慮其長期利益。
在外交方面,與其他 Chip 4 國家相比,韓國與中國保持著更緊密的關係,因此對減緩中國半導體進步的興趣較小。儘管日本和中國臺灣表現出強烈興趣,願意跟隨美國的多邊倡議,即使以惡化與中國的外交關係為代價,但韓國確實更不願意採取行動——在四個成員國家和地區中,韓國是最後一個承諾舉行討論 Chip 4 的初步會議的國家。
在半導體行業,韓國與中國市場的聯絡十分緊密;三星和海力士在中國建立了許多製造廠,2021 年中國市場佔韓國記憶體晶片出口的 48%。最近,在荷蘭、日本和美國對半導體裝置實施出口禁令後,中國限制了鎵和鍺的出口。因此,任何限制中國獲取技術的措施都可能導致貿易限制升級,給所有相關方帶來高昂的經濟成本。
因此,加入 Chip 4 具有根本性的風險,而韓國似乎是最不願意在這種情況下采取行動的國家。
此外,Chip 4 的潛在成員之間存在地緣政治緊張局勢,這使得正式聯盟難以建立。雖然日本、韓國和中國臺灣都與美國有著密切的外交關係,但這兩個東亞成員之間的關係往往建立在更不確定的基礎上。
韓國和日本的外交關係尚未完全從戰時歷史中恢復過來,這仍然是外交摩擦的根源;2018 年,韓國最高法院裁定日本公司對其在戰時工廠強制使用韓國勞工進行賠償,這促使日本政府以牙還牙,限制向韓國出口必要的半導體相關化學品。
另一方面,一名韓國官員對與中國臺灣建立正式聯盟提出了質疑,尋求美國政府保證臺灣的成員資格不會妨礙其違反一箇中國政策。這些擔憂表明,有關 Chip 4 的外交緊張局勢不僅體現在外部,也體現在內部。顯然,美國必須在緩解這些緊張局勢方面發揮作用,以確保晶片聯盟的無縫建立。
2023 年 8 月美國、日本和韓國三邊峰會的安排表明瞭美國願意在亞洲國家之間建立更緊密的關係,但其努力是否足以形成晶片聯盟還有待觀察。
商業挑戰
在討論 Chip 4 時,一些人將該聯盟比作石油行業的歐佩克,認為四個成員之間半導體行業的集中協調可能會在市場上產生類似卡特爾的存在。雖然這兩個聯盟之間可能存在一些相似之處,但必須指出關鍵的區別:Chip 4 的協調工作將以國家安全為目的,以犧牲私營企業為代價,剝奪它們的重要市場。因此,國家或地區安全與商業利益之間的衝突成為 Chip 4 建立的另一個摩擦點。美國公司已經表現出對加強對中國公司的制裁的抵制情緒。
當美國在 2022 年宣佈出口禁令時,美國裝置製造商 Lam Research、Applied Materials 和 KLA 表示,他們可能會損失高達 50 億美元的來自中國的收入。Chip 4 的實現可能意味著對中國的貿易限制升級,這意味著通常依賴中國消費來獲得收入的企業將因這一舉措而蒙受巨大損失。因此,持續排除對華出口將對依賴中國龐大市場的半導體公司產生負面影響。
還必須考慮 Chip 4 的形成可能對競爭和晶片製造創新產生的影響。半導體制造的協調將引起領先製造公司的擔憂,他們可能擔心與潛在競爭對手共享技術的前景。正如美國政府官員指出的那樣,韓國領導層表示擔心 臺積電和三星等公司可能會被鼓勵進行知識交流。
同樣,人們擔心 Chip 4 計劃可能會被美國利用,使其晶片製造公司在市場上處於更有利的條件。事實上,如果半導體公司在製造和分銷方面進行明確的協調努力,一些公司無疑會比其他公司受益更多;對於 Chip 4 來說,達成一項補充所有政府和私營公司競爭利益的協議將是一個挑戰。更重要的是,引入政府幹預可能會大大降低該行業的競爭力,從而阻礙創新的步伐。
在這裡,政府控制的過度擴張可能會使半導體行業變得更糟,使該行業失去其最有價值的創新。為了緩解這些商業擔憂,Chip 4 必須向企業保證,它將努力實現地緣政治目標,同時保持行業運營和實踐的完整性。如果做不到這一點,不僅會給行業帶來高昂的成本,還會給依賴半導體開發的其他各種行業帶來高昂的成本。
Chip 4 的未來
總體而言,Chip 4 的未來仍不確定。兩次初步會議表明亞洲國家和地區對聯盟產生了濃厚興趣,但聯盟的內部機制尚未完全闡明。此外,關於聯盟的官方宣告稀少表明圍繞該聯盟的對話仍處於高度不確定的狀態;這些發展表明 Chip 4 的組建不會在未來幾年內實現,而可能需要更長的時間才能完成。
事實上,如果 Chip 4 真的要重塑半導體行業,正如上文所述,成員應該謹慎對待這一機遇。儘管這是一個強大的概念,但未來的聯盟仍然受到地緣政治和商業問題的阻礙,這極大地損害了它的吸引力。貿易衝突升級的威脅,加上商業協調的挑戰,引發了人們對聯盟有效性的質疑。美國領導層必須確保聯盟的好處明顯大於風險,然後其他潛在成員才會採取任何實質性措施。
然而,即使“Chip 4”未能成型,其概念本身的討論也標誌著行業狀況的決定性轉變:地緣政治擔憂已蔓延至半導體領域,從根本上改變了各地區的商業慣例。美國將繼續收緊對中國的半導體出口,並促使其許多盟友採取類似行動。中國將繼續尋找繞過競爭對手技術限制的創新途徑。該領域的其他參與者將發現,在不惹惱另一個大國的情況下與一個全球大國打交道變得越來越困難。
隨著技術進步提高了獲得半導體准入的風險,即使沒有“Chip 4”,該行業也可能會分裂。無論有沒有“Chip 4”,晶片製造的全球化時代都已接近尾聲,取而代之的是碎片化的格局。
https://writer197.substack.com/p/the-chip-4-a-semiconductor-elite
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