特稿 | 一文读懂美国“抢芯”的前因后果

2021-12-11 08:00:00
“芯片荒”与美国不无关系

作者 | 李翀  孔夏雨  浙江京衡律师事务所律师

编辑 | 祝余

2021年9月23日,美国政府召开全球半导体峰会,以“提高供应链透明度”为由,要求台积电、三星等半导体企业在45天内交出库存量、订单出货情况、供应能力、客户信息、生产计划等数据。美国商务部长雷蒙多声称,这是为了提高处理芯片供应链危机的透明度,并确定导致短缺的根本原因。并进一步威胁称,美国有很多方法能让企业交出数据,如果有必要,美国必定会采取行动。

2021年11月8日,是美国要求半导体企业交出资料的最后期限,根据美国商务部网站信显示,台积电、台联电、西部数据等23家企业与机构已经提交了相关信息;而三星、英特尔等半导体龙头企业则尚未披露相关信息。美国部长雷蒙多表示,其在过去的两周内已经打电话给所有供应链企业的CEO,三星、SK海力士等企业的CEO都向其承诺,将把稳健且完整的资料流程交给美国。

一、半导体产业链全流程

完整的半导体产业链包括芯片设计、材料、设备制造、芯片制造、芯片封测等几大环节,我们根据各企业在该流程中的位置将它们分为上游、中游与下游企业,半导体产业链如下图所示:

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图1:芯片全产业链

其中EDA(Electronic design automation)是指利用计算机辅助设计软件,来完成超大规模集成电路(VLSI)芯片的功能设计、综合、验证、物理设计(包括布局、布线、版图、设计规则检查等)等流程的设计方式,代表企业有新思科技(Sysnopsys)、楷登电子(Cadence)等。IP授权,指芯片设计公司通过购买半导体知识产权提供商提供的某个成熟可靠的设计方案进行使用,而无需对芯片上所有细节进行设计,我们所熟知的ARM就是该领域的佼佼者。半导体材料主要有基础材料,例如单晶硅;晶圆制造材料、封装材料等,该类企业主要有日本信越(ShinEtsu)、韩国LG Siltron等。制作半导体的设备包括薄膜设备、光刻机、蚀刻机、测试设备等,代表企业有阿斯麦尔(ASML)、爱德万测试(ADVANTEST)等。

半导体产业是经济全球化最典型的代表之一,从随处可见的沙子到可应用在各领域的芯片,大致需要经过上千道复杂工序,而这些工艺需要在全球数十个国家的通力合作之下才能完成,即使强大如美国,也不能在其本土完成所有的工艺步骤。

二、如果企业不交出数据,美国可能采取哪些行动?

当然,对于不按时“自愿”交出数据的企业,雷蒙多部长的“威胁”绝非空穴来风。目前美国的“政策工具箱”中包括美国第于2月24日发布的《开展供应链审查的行政命令》,该行政命令提出加强美国供应链弹性的政策以实现弹性、多样化且安全的供应链,确保国家安全和经济繁荣。该命令主要包括:①对半导体、关键矿物和材料(如稀土)、药品及活性药物成分、大容量电池(包括电动汽车电池)四种关键产品开展为期100天的供应链审查;②国防部、卫生和公共服务部、商务部和国土安全部、能源部、运输部、农业部六个部门分别开展供应链评估工作;③总统国家安全事务助理与总统经济政策助理将针对评估结果,总结并提出加强供应链的政策建议。依据该行政命令,美国将可以评估供应链安全性为由,由行政命令中指定的部门强制企业交出其供应链数据。

美国政府可能采用的另一项“武器”是美国国会于1950年通过的《国防生产法》,该法授权美国总统对私营企业采取多项措施,允许国防部对政府订单进行优先排序,私营公司必须首先生产国防部指定的,优先考虑美国国家安全的产品,具体而言,其措施包括如下几种:①预留,要求企业预留资源,优先处理优先级较高的订单;②指令,要求企业采取或不采取某种行动来维持某种产品;③配给,要求企业为规定为某种特定目的的授权的材料服务或设置的最大数量。一旦动用该法,则美国政府可以要求企业优先生产指定的芯片,例如将原来用于生产电脑芯片的资源优先用于汽车芯片的生产,该行为将会导致大量违约事件的产生,其实质是利用美国的霸权地位掠夺企业生产资源,继续延续特朗普政府时代的“美国优先”原则而置半导体企业的生死存亡于不顾。

另外,美国可能还会通过泛化国家安全概念,动用“实体管制清单”来制裁未提交数据的企业。今年7月,美国便已将23家中国企业列入该清单中,无理打压了中国企业的生存空间,严重破坏了国际经贸规则,如此说来,通过“实体管制清单”来打压企业,美国政府可谓“驾轻就熟”。

三、本次全球“芯片荒”的原因是什么?

“芯片荒”的产生虽然系多方面原因,例如德克萨斯州暴风雪致使三星芯片工厂停产,又如疫情后人们对电子产品需求暴涨。但笔者认为其关键原因有两个,首先是中国自身为履行“节能减排”的“十三五规划”致使部分芯片制造的基础材料无法及时提供给后续企业所致;其次系美国出于打击中国半导体企业崛起的目的,打着保护知识产权的名义制裁中国大陆企业所产生的恶果。

如图1所示,在“芯片制造、芯片加工”这一环节中,高纯度的单晶硅系基础材料,只有将沙子融化后的硅提纯到99.999%(5个9)的纯度,才可用于电池产业及光伏产业中。而对于要制造芯片的晶圆来说,企业需将其提纯至99.999999999%(11个9)的纯度才可达到标准。而需要提纯至该等级,99.999%的单晶硅系后者提纯的基础。由于提纯需要耗费大量的电力,大多数国家都不愿将过多的该类企业置于其本土。中国企业作为“世界工厂”,占据着世界上90%提纯硅的产能。2020年,在党中央的领导下,我国进一步树立创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念,落实节约资源和保护环境基本国策,对部分地区开始了“限电”,使得该提纯企业的产能有了限制,致使半导体供应链的基础材料出现了短缺。

其次,芯片的生产需要大量的水。我国台湾于今年四月发生干旱,降雨量下降。为此,台湾省政府对企业和居民用水进行配额。台积电和台联电为此还从其他县市安排送水。仅三月份,台积电便花费了至少2亿元新台币用于雇用水罐车给芯片制造供水,对芯片产能造成了一定的影响。

再次,对于芯片制造环节,其中的蚀刻机系与光刻机同等重要的存在,我国的中微半导体设备在2018年便已具备了生产5纳米蚀刻机的能力,甚至比IBM还早。台积电、台联电、中芯国际中有四十多条生产线均采用了中微半导体设备生产的蚀刻机。然而,2021年1月15日,美国政府以“与中国军方相关”这一理由将中微半导体设备在内的9家中国企业列入了黑名单,致使其无法取得生产蚀刻机的部分零部件,亦使得想要扩张产能的芯片厂商无法获得所需的蚀刻机,限制了半导体供应链中的自我调节能力。

最后,在“芯片封装、测试”环节,根据集邦资讯发布的《2021年第2季度全球十大封测代工厂市场占有率》排名,中国的江苏长电占比14.0%、通富微电占比7.5%、天水华天占比5.9%,合计占比27.4%。即在封测环节,中国大陆占据了全球1/4的市场份额。另外,也有部分观察员说市场占比高达23.7%的台湾企业日月光的主要封测工厂均在中国大陆,因此实际上中国大陆占据着全球一半的芯片封测份额。而由于美国对中国半导体企业的制裁,限制了部分国外企业在中国对芯片进行封测,不得不选择成本更高的日、韩、美企业,也一定程度上限制了“芯片荒”的缓解。

四、美国此番举动,破坏了哪些国际规则?

《与贸易有关的知识产权协定》(“Trips协议”)作为加入WTO的强制要求,亦是知识产权法律全球化中最重要的多边文书。其第39条“未披露信息中”详细列举了商业信息构成商业秘密的三个要件,即①属秘密,即作为一个整体或就其各部分的精确排列和组合而言,该信息尚不为通常处理所涉信息范围内的人所普遍知道,或不易被他们获得;②因属秘密而具有商业价值;并且③由该信息的合法控制人,在此种情况下采取合理的步骤以保持其秘密性质。

其次,在2020年1月15日我国与美国签署的《中美经贸协定》中,美方为标榜自己对知识产权的重视,协议第一章即为知识产权相关内容,而作为知识产权领域的明珠,在该章首当其冲的便是“商业秘密和保密商务信息”,中国为全面履行《中美经贸协定》,对知识产权相关法律进行了全面的修改,为侵权行为人规定了更宽泛的侵权行为与更严格的侵权责任。

另外,美国在曾经主导中《跨太平洋伙伴关系协定》中也不遗余力地推行更严格的知识产权国际规范,虽然该协定因美国退出而胎死腹中。

美国不可能不知道其要求企业“自愿”交出的数据属于企业的商业秘密,其亦不可能不清楚企业交出该数据后对其信誉会有巨大影响。而美国依旧出于政治因素考虑向企业“勒索”其核心数据,其目的可能是为了增加拜登政府的政治资本,也可能是为了了解目前全球半导体供应链“脱美”的进程。

美国一边声称自己是“市场经济”,一边确又为了“美国优先”利用霸权大肆压制正常国际贸易规则,掠夺企业核心数据。如此看来,拜登政府只不过是“假借市场之名,行利己之实”罢了,最终目的,还是为了其背后财团从全球攫取超额利益。然目前全球半导体供应链高度捆绑,一荣俱荣,一损俱损,其无理行为可能导致半导体供应链进一步割裂,给全球的“芯片荒”雪上加霜。

(图片来源 | 网络)

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