全球半导体产业战略动向和发展趋势研究

石健 麻尧斌

（中国电子信息产业发展研究院，北京 100089）

当前，美欧日韩等主要半导体制造国家和地区纷纷推出新一轮半导体发展战略，成为继20 世纪美日半导体争端后，时隔数十年全球范围内再度兴起的新一轮全方位竞争。各国基于自身半导体产业发展所处阶段和核心诉求提出的战略目标、举措、路径等各具特色。美国作为全球半导体领导者，主要目标在于维持其领先优势和控制力；欧洲重点谋求将其雄厚的基础研究实力转化为本土化的产业能力；日韩在全球变革中持续巩固其特定环节或领域的独特优势，俄罗斯和印度则在全球形势变化中积极拓展自身发展空间。上述国家和地区的半导体战略和政策举措可一定程度上左右全球产业未来趋势，特别是各国举措呈现出的共同趋势——强化本土化发展，将对历经几十年市场化发展的全球半导体产业格局和竞争态势产生深远影响。

一、全球半导体产业发展现状分析

（一）市场方面

随着新冠病毒疫情后的经济复苏，5G、新能源汽车等新兴应用为全球半导体产业带来新一轮增长，半导体市场继续保持增长态势。世界半导体贸易统计组织 （WSTS）的数据显示，2022 年全球半导体市场规模同比增长3.3%，达到5740 亿美元的历史新高，但增速与2021 年的26.2%相比显著放缓。从细分市场来看，传感器和分立器件市场增长较快，同比增长达14%和12%，集成电路和光电器件保持1%～2%的增速。从需求市场来看，美国半导体行业协会（SIA）的报告显示，工业、消费、汽车市场的半导体需求复合年增长率分别达到24%、17%、13%，成为半导体市场需求增长的主要推动力。多家机构预测，到2030 年，全球半导体市场将超过1 万亿美元，市场潜力巨大。

（二）技术方面

“后摩尔时代”即将到来，全球产业各方纷纷围绕异构计算、Chiplet、RISC-V 开源架构、宽禁带半导体等新兴技术展开布局，推动架构、工艺、器件、材料等技术变革创新。人工智能（AI）技术的应用成为提升芯片设计效率的重要技术趋势。三星宣布下一代Exynos 处理器将采用AI 进行芯片设计，谷歌的TPU 已经采用AI 进行优化。制造工艺方面先进制程持续演进，2022 年6 月三星宣布开始量产采用全栅环绕晶体管（GAA）的3nm 技术，台积电在同年12 月开始量产3nm 工艺，英特尔、台积电计划在2nm 以下节点引入垂直堆叠式场效应晶体管（CFET）等新技术[1]。芯粒（Chiplet）、异构集成等先进封装技术加快发展。2022 年，英特尔、三星、台积电等10 多家国际芯片巨头共同成立Chiplet 标准联盟，推出通用小芯片高速互联标准（UCIe），加速推动Chiplet 技术的标准化发展。

（三）投融资方面

IC Insights 的数据显示，2022 年，全球半导体行业资本支出达到1817 亿美元，保持19%的高速增长，台积电、三星、英特尔资本支出分别高达363 亿、356 亿和250 亿美元，继续引领全行业资本支出。晶圆制造厂的持续投入带动全球半导体设备投资保持上涨态势，据SEMI（国际半导体产业协会）统计，2022 年全球半导体制造设备出货金额达到1076 亿美元的历史新高。半导体行业技术的快速变革和创新也要求企业持续保持高强度的研发投入。据SIA 统计，过去20 年来美国半导体行业研发投入保持7%的年均复合增长率，2022 年研发投入总额达588 亿美元，在销售额中的占比高达18.75%，远超其他行业和其他国家。而在收并购方面，继2020 年全球半导体大额并购潮后，芯片行业逐步进入整合消化期，行业并购态势整体趋缓，但小额并购、细分领域并购依然保持活跃。各国对影响重大的半导体并购案的审查和监管呈现趋严态势，英伟达收购ARM、英特尔收购高塔等最终均未收购成功。

二、主要国家和地区半导体产业发展战略和举措

新冠病毒疫情以来，全球半导体供应链遭遇多次冲击，出现供应短缺现象，世界各国普遍对全球化的产业链供应链风险表示担忧，进而纷纷推出新的半导体发展举措，由此形成深刻交织、竞相追逐的新竞争格局。

（一）美国

美国“内外并举”，推出《芯片和科学法案》，力推大规模财税支持政策，同时加强与盟友间的协同合作，以保障本土半导体供应链安全，维持全球领先地位。

1.加大生产线建设的财政补贴投入和税收优惠力度

美联邦政府为在本土开展的半导体制造提供了390 亿美元直接拨款。其中，370 亿美元用于补贴先进制程的晶圆制造项目，20 亿美元用于补贴汽车、军事等关键行业成熟制程芯片制造项目。美国商务部还有权将至多60 亿美元用于对企业的直接贷款或贷款担保。同时，联邦政府还对半导体制造投资提供为期10 年的25%税收抵免，预计退税总规模约240 亿美元[2]。此外，地方州政府还给予半导体企业投资税收优惠、劳动力奖励、不动产补贴等一系列额外支持举措，重点提升美国本土制造能力。

2.全面加强先进技术研发、基础研究和生态建设

《芯片和科学法案》设立110 亿美元的专项技术研发资金，支持建立国家半导体技术中心（NSTC）等机构，实施国家先进封装制造计划（NAPMP）等专项行动，主要开展先进半导体技术和先进封装研究，强化前沿技术主导优势。另设27 亿美元资金用于国防、教育、人才、国际合作等半导体生态建设相关活动，由美国商务部、国防部、能源部、财政部等分别牵头，开展半导体基础研究、安全供应链、下一代微电子技术、人才培养等多项行动，如国防部“微电子社区计划”支持大学开展各类原型设计，打通半导体技术从实验室研发到工业界应用的壁垒。

3.联合盟友共建区域性供应链“小圈子”

一方面，美国积极联合他国开展技术研发，弥补自身技术短板。如与日本共同建设2nm 工艺技术联合研发中心，与欧盟共同开发下一代通信技术，扶持印度发展中低端成熟工艺制造，组建Chip4 联盟构建区域性的产业合作体系，加深盟友间产业链供应链融合。另一方面，大力吸引他国企业赴美发展，同时支持美国企业加大对外投资，以此加深彼此产业链供应链交织。如吸引台积电、三星、SK海力士等企业赴美建厂，促进其与应用材料、泛林集团、科磊等美国本土设备供应商展开合作。支持英特尔赴德国投资设厂，借助欧洲芯片补贴满足自身投资需求。

4.强化出口管制，打压后发追赶者

近年来，美国政府先后推动将EUV 光刻机、12 英寸大硅片、GAA FET EDA 工具、氧化镓和金刚石等超宽禁带半导体材料等纳入《瓦森纳协定》，设置出口管制壁垒，限制后发者获取前沿先进技术，阻断新兴领域基础研究所需的创新资源。与此同时，还通过出口管制“实体清单”、产品采购禁令、人才服务限制等多种手段，精准打压潜在可能的追赶者，通过遏制后发追赶者，拉大技术和市场差距，从而维持其半导体技术和产业的领先优势[3]。

（二）欧洲

欧洲“谋求复兴”，推出欧洲《芯片法案》，重点支持本土芯片制造产线建设，促使先进技术研究向产品市场的转化，意图夺回其在全球半导体产业生态系统中的重要地位。

1.大力支持以制造为核心的生态建设

欧盟层面提供33 亿欧元资金，加上欧洲成员国及私营机构，预计将动员总额430 亿欧元投入，推动成员国在芯片工厂建设和运营等方面给予快速许可和优先支持的政策保障，重点支持“综合生产设施”和“开放欧盟代工厂”两类芯片制造设施，建设设计平台、先进实验线等，加强芯片设计、制造和封装等环节的创新联动和生态协同[4]。在主要成员国层面，德国计划提供140 亿欧元吸引芯片制造商赴德建厂，西班牙斥资110 亿欧元发展芯片与半导体产业，意大利、法国也出资支持英特尔在当地兴建封测厂、芯片研发与设计中心。

2.强化基础研究产业化发展能力

欧盟实施“芯片联合承诺”等研发计划，重点支持2nm 以下先进技术、人工智能、量子芯片、超低功耗处理器、3D 集成和先进封装、设备和材料等技术研发和创新，着力将研发成果转化为产业效益。如在欧盟层面建立创新虚拟平台以提升大规模集成电路设计能力，支持使用现有的试验线对新设计、新概念进行实验、测试和验证，加快下一代新兴技术向工业化生产能力转变。同时，建设量子芯片设计库、试验线和量子元件的实验测试设施，以形成面向前沿颠覆性技术的研发和工程能力。

3.注重成员国间协调行动和对外合作

在欧盟层面设立欧洲半导体委员会，协调成员国间协调行动和对外合作，同时加强与美国、日本、韩国等合作，协同推行出口管制和危机预警机制。如在危机监测和应对方面，在欧洲半导体委员会层面建立特别会议制度，用于评估是否启动芯片供应危机应对机制，并代表欧盟与相关的第三方国家进行协商合作，解决供应链中断问题。与美国成立美国—欧盟贸易和技术委员会（TTC），建立协调国际贸易和新兴技术议题的跨大西洋交流机制，在技术标准、供应链安全、出口管制等多方面协同推进相关合作。

（三）韩国和日本

韩国和日本“聚焦优势”，主要依附以美国为主的产业生态发展，目标在于维持其在产业链部分环节的独特比较优势。

1.韩国着力强化以存储器为核心的制造生态优势

推出“K—半导体产业带”战略规划，旨在将韩国建设成为全球最大的半导体制造基地，引领全球半导体供应链重构。

一方面，推出逾510 万亿韩元的大规模投资计划，为研发投资和工厂建设分别提供40%～50%和10%～20%的税额扣除优惠。三星电子、SK 海力士等153 家半导体公司计划到2030 年共计投资约510 万亿韩元，用于技术研发、新增或扩建工厂。政府设立1 万亿韩元规模的“半导体设备投资特别资金”，支持8英寸代工厂、设备零部件厂商以及先进封装厂建设；投入1.5 万亿韩元支持电力半导体、人工智能半导体、高端传感器等下一代智能型半导体技术研发。

另一方面，打造全产业链供应链的K 型产业集群。建设半导体设计支援中心、人工智能半导体创新设计中心等半导体设计基地，扩建和升级现有的先进存储工厂，新增代工厂和先进封装生产基地。同时，围绕制造工厂布局封装、设备、材料、零部件厂商，企业、工厂、园区均规划集聚在京畿道和忠清道，空间布局上呈现出K 型半导体产业带形态，实现企业空间集聚发展，打造全球最大规模的半导体产业集群[5]。

2.日本深耕半导体设备和材料，构建独特产业地位

一是立足当前在半导体制造设备和材料领域的优势，进一步强化面向未来先进制造工艺所需设备材料的先导研究，如面向EUV 设备的新一代材料、层间布线绝缘散热接合材料等研发。与国内外代工厂共同开展2nm 先进逻辑工艺、先进封装、三维堆叠等前沿技术研发，强化日本在先进技术领域的核心地位。

二是加强日本国内晶圆制造能力建设，吸引台积电赴日本建设工厂，组织国内企业共同投资成立新的半导体公司Rapidus，与美国IBM、比利时IMEC 等顶尖半导体研发机构合作，共同推进先进制程工艺研发，并引入Rapidus 在日本国内新建的芯片工厂，以此提升日本本土先进工艺芯片生产能力。

三是面向电力、物联网、汽车等领域，加大功率、光电等不依赖先进逻辑工艺的芯片产品研发生产，确保存储器、传感器、功率半导体等多种半导体产品的产能，以进一步增强日本半导体企业在全球产业中的影响力[6]。

（四）俄罗斯和印度

俄罗斯和印度“因势而为”，顺应全球发展潮流与国际形势变化，聚焦自身诉求加大半导体产业支持力度，但囿于技术、市场、财力等因素，短期内不足以对当前全球格局产生颠覆性影响。

1.俄罗斯制定微电子发展计划，打造国产化半导体产业链

一是加大半导体研发投资。预计到2030 年将投资约3.19 兆卢布（约384.3 亿美元），用于半导体制造技术、芯片设计、数据中心基础设施开发等。

二是大力扶持开源RISC-V 处理器发展。为基于RISC-V 架构的处理器开发提供大量资金支持，借助RISC-V 国际开源社区生态发展自主处理器。

三是启动自研光刻机计划。研发基于同步加速器和等离子体源的“X 射线光刻机”，通过技术路径创新绕过当前主流EUV 光刻机的出口管制限制。

四是启动“外国解决方案”逆向工程计划。通过逆向工程快速掌握所需的相关技术，发挥俄罗斯在软件设计和破解方面的能力优势，为半导体领域的逆向工程提供强大助力。

五是修改法律中关于专利赔偿金的规定。根据新的规定，如果专利持有人来自俄罗斯认定的不友好国家和地区，其发明、实用新型或工业设计在未经授权的情况下被使用，则所需支付的赔偿金额为生产和销售商品、完成工作和提供服务实际收益的0%，即无需为非授权使用专利作出任何赔偿。

2.印度推出数百亿美元规模的半导体制造生态系统发展计划

美国印太战略明确提出“支持一个强大的印度”，因此，印度在美国的帮助下可能从成熟工艺产品制造切入，逐步在全球半导体格局中占据一席之地。

政府层面，印度推出半导体和显示器制造生态系统发展计划。计划投入约300 亿美元建设晶圆厂和发展电子信息制造，其中投入100 亿美元用于创建半导体和显示器制造生态系统，晶圆厂最高可获得50%的补贴资助，化合物半导体、硅光子学和传感器企业以及封测企业可获得30%资本支出的补贴，目标建设至少2 座芯片制造厂和15 家化合物半导体制造、半导体封测企业，支持印度国内100 家芯片设计企业。

企业层面，以塔塔集团为代表的印度本土企业通过强化与外资的合作，以推动芯片制造发展。如塔塔集团宣布投资900 亿美元发展集成电路业务，目前正在与苹果代工厂——纬创谈判收购其在印度的工厂。印度矿业巨头Vedanta 与富士康母公司鸿海集团拟共同投资195 亿美元，建设28nm 制程的12 英寸芯片制造生产线及配套的封测工厂。此外，以色列芯片制造商TowerJazz和ISMC Digital 计划投资30 亿美元在印度建造一条65nm 芯片生产线；由IGSS Ventures 牵头的新加坡财团拟投资35 亿美元在印度建造一条产能4万片/月的生产线。

三、全球半导体产业竞争态势和格局新特点

近年来，数字经济发展稳固支撑半导体需求增长，新冠病毒疫情冲击导致全球产业链供应链出现危机，美国滥用制裁引发各国技术自立意识觉醒，诸多因素共同引发全球范围内半导体产业的新一轮激烈竞争，全球产业格局也呈现出新的特点。

（一）国家间半导体竞争趋于白热化

当前，无论是各国政府的资金投入规模，还是龙头企业的资本支出，全球半导体领域的资源投入达到近几十年来的高峰。而投资的爆发式增长很大程度上是源自新冠病毒疫情对全球产业链带来的突发性冲击，以及美国滥用制裁引发的产业链供应链安全考量，致使世界各国不得不“被迫”卷入其中，从而推高整体投入水平，全球半导体竞争已然进入白热化阶段。而在本轮竞争中，各国政府均在国家层面制定了发展战略及方案，在财税、金融、区域布局等方面推出相应政策，逐渐从幕后调控走向前台干预，也就意味着半导体行业已从商业层面上升到国家战略层面，发展逻辑从以企业为主的市场化发展，逐步演变为以政府为主导力量的国家间竞争，半导体产业的战略属性越发突出。

（二）半导体产业发展仅依靠政府扶持未必有效

纵然此轮竞争中政府角色的影响显著增强，但仍需清晰地认识到半导体产业运行的内在规律。半导体制造投资额急剧增加，新技术、新工艺、新产品的不断创新升级又要求资金投入保持稳定性和连续性，这就意味着单纯依靠政府一次性或间歇性投入远无法满足实际需求。政府投入更多关注底层共性技术和行业公共服务，无暇顾及数量众多的企业个性化发展，市场应用需求的千变万化也要求企业及时响应并作出调整，政府指令或组织仅能在产业链供应链出现风险时作为宏观调控的补充手段。因此，半导体行业必须依靠市场化发展才能在技术创新、资源投入、市场应用等方面实现良性循环，市场驱动与国家支持并重更符合产业发展客观规律。

（三）区域性产业链供应链加速成形

台积电创始人张忠谋在2022 年12 月表示，地缘政治已经彻底改变了半导体制造商面临的处境，全球化和自由贸易几乎已死，而且不太可能卷土重来。而从各国主要举措和目标可以看出，供应链安全与本土制造成为主流声音，过去以效率优先的产业发展模式逐步转变为兼顾效率与安全[7]。特别是美国纠集盟友谋划构建各种形式的“小圈子”，意图通过政治力量扰乱其他国家的正常发展和产业链供应链合作，在此影响下各国不得不重新考量全球化产业链的安全性与风险性，纷纷强化本国供应链多元化，加剧全球产业投入冗余，长此以往逐步形成区域性产业链供应链的割裂局面。在此过程中，重复投入增加、贸易成本提升、产业环节阻塞等问题将严重削弱全球产业链整体效率，政府政策、企业布局等也不得不随之调整。

（四）有效市场或成为长期战略竞争的重要决定因素

政策、资金、人才、技术、市场等核心要素可在很大程度上决定一国半导体产业发展竞争力和潜力。摩尔定律放缓导致半导体技术创新整体势头减弱，后发者追赶进程相对提速。而各国在资金投入、人才争夺等方面也均采取强化举措，一定程度上对冲了政策的差异性作用。而从市场的角度来看，半导体领先者的成功经验表明，下游应用市场不断反哺上游研发才得以带动形成产业的良性循环。而市场优势根本上取决于一国的人口、资源等禀赋，短期内也无法通过外部要素投入而快速拓展。因此，足够的市场容量、多样的需求场景和有效的消费能力将成为半导体产业长远竞争最核心的决定性要素。

四、总结与展望

当前，全球半导体产业在新冠病毒疫情、缺芯、地缘政治等多重因素交织冲击下进入重大变革重构期，世界各国的战略举措带动全球半导体产业呈现出新格局、新变化、新趋势，为我国把握全球半导体产业未来动向提供思考和启示。

（一）投资加剧极大推高竞争压力

美欧韩等国家和地区本已位处半导体产业领先地位，但依然大幅投入资金，实际上可能已经偏离资源最优配置原则和市场实际需要。而半导体技术快速创新和演进的特点，也要求产业参与者保证高强度的研发投入和持续性的强力支持。与此同时，领先者不断做大做强龙头企业，抵御市场波动和风险的能力更强，从而可不断利用技术优势、成本优势、供应链韧性优势等挤压后来者生存空间。这将对后发者造成更大的竞争压力，警示我们如不能坚定追赶发展的投入支持力度，非但无法实现产业转型升级发展，还极有可能面临被进一步拉大差距的风险。因此，必须较领先者推出更强有力的扶持举措，以密集而稳定的超强投入坚定推进半导体产业发展。

（二）大市场优势可转化为产业竞争力

长远来看，在没有类似智能手机开创划时代应用市场的产品再次出现之前，产业投资和产能建设的过度冗余有可能导致供过于求，半导体行业的最终话语权必将在市场需求一方。而依托大规模的进出口交易以及生产制造网络，可链接全球半导体产业各方参与者，带动产业链上下游资源的汇聚，实现以市场应用带动技术和产品的迭代创新升级，从而转化为产业的核心竞争力，这样有助于把握未来发展主动权[8]。因此，持续巩固全球半导体制造和装配中心的关键地位，加快建设全国统一大市场，或可为我国塑造新的战略机遇。

（三）全球化合作仍有广阔发展前景

当前，半导体产业链供应链高度全球化的特征仍然没有改变，各国企业相互分工协作仍是产业发展主旋律。而从主要国家发布的半导体战略来看，各国均希望具备自我发展的能力，同时也纷纷强调多元供应体系对降低产业链供应链风险的重要性，这无疑表明半导体产业的全球化和多样化发展依然具有生命力。不仅美国国内产业界、智库等人士均在呼吁避免脱钩断链，各国企业更是积极寻找继续全球化合作的方式和途径，各产业主体间寻求贸易和合作仍是主流诉求，开放合作的发展理念必将吸引更多合作伙伴实现共赢发展。因此，更应坚定不移地维护产业链供应链的公共产品属性，坚持以开放合作的态度促进全球半导体产业各方共赢发展。