半導體之爭,歐盟會怎麼做

半導體之爭,歐盟會怎麼做

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背景

目前的趨勢表明,全球半導體短缺可能會持續到2022年,三星已經表達了對最尖端晶片市場出現「嚴重失衡」的擔憂。半導體市場從1987年的330億美元增長到2020年的4330億美元,數字化的增加意味着持續的高增長潛力。然而,與投入有關的風險、需求波動和不成功的研發使投資回報不確定。建立一個晶圓代工廠平均需要兩年,然後至少需要四年來實現收支平衡,而製造一個晶片可能需要幾個月。該行業的鉅額投資是基於長期視野,而不是相對短期的短缺。因此,對於目前的供需錯配,沒有快速和簡單的解決辦法。

企業和政策制定者強調了半導體短缺對許多行業造成的衝擊,以及伴隨上升的地緣政治敏感性,由此以降低供應鏈風險為由為相關推動政策正名。而且,這已轉化為雄心勃勃的投資計劃,以使供應商多樣化,並創建國內生產基地。

中美兩國在半導體行業的首選戰略似乎都是自力更生。在這方面,中國可能處於不利地位。美國目前無法在國內生產最先進的晶片,但得益於英特爾等本土企業以及台積電等外國投資,美國似乎比中國更接近於自給自足。與此同時,「在中國,在政策目標與技術現實之間,似乎半導體行業顯示出的差距是最大的」。

為了限制中國企業的崛起,美國把制裁擴大到自己管轄範圍之外的、卡住中國半導體行業瓶頸的公司(中國晶片進口中,來自美國的只佔5%),為此,美國禁止向中國公司出售美國技術至少佔其價值25%的產品,但也向盟國政府施壓,要求它們實施自己的出口禁令。

這些限制對所有受影響的公司來說代價高昂,它們最終被切斷了與中國這個世界上最重要的半導體消費國的聯繫,與此同時,中國佔全球晶片銷售的一半。全球半導體行業協會(SEMI)報告指出,在2020年5月中旬實施的禁止向華為及其關聯公司出口美國原產設計和設備的禁令,到2020年7月中旬已經導致1700萬美元的銷售損失。2020年12月,歐洲高管和外交官表示擔心,貿易限制往往有利於美國公司,因為一些公司被授予向華為或中芯國際銷售的許可證,而歐盟的競爭對手被擋在中國市場之外。三星和索尼也獲得了非5G相關部件的許可。

歐洲是如何退出半導體競爭的

歐盟在全球半導體貿易中所佔的份額,從1998年22%的峰值下降到2010年的13%,隨後在2017年降至9%(儘管歐盟在2010-2017年間產值的平均年增速為3.8%)。歐洲仍然提供尖端的投入(晶圓和製造設備),但歐洲公司沒有製造最高端的晶片。

歐洲的晶圓代工廠沒有投入足夠的資金來跟上行業的快速創新步伐,2020年,歐洲晶圓代工廠的投資總額只佔全球的3%。歐洲的主要晶圓代工廠,包括德國的Global foundries、法國和意大利的STMicroelectronics、德國的博世、德國的英飛凌和荷蘭的恩智浦,在全球產能和產量中所佔份額很小,約佔全球產量的10%。雖然它們專注於自己的領域,但它們的生產能力離技術前沿還很遠。歐洲能生產現代晶片的只有Global foundries和STMicroelectronics,但即便是它們的產品,也比台灣、韓國和美國最新的產品(10納米及以下節點)落後了好幾代。然而,在傳感器和射頻晶片的專業領域,歐洲公司仍然具有競爭力。

這些半導體子行業是由專注於材料而不是縮小尺寸的創新驅動的。包括汽車、工業電子和航空航天、國防和安全這些歐洲電子原件生產快速增長的部門,專業化在進一步推進;而歐洲在智能手機、計算機和其他消費類數字設備等更大、更成熟的領域並不專業。總的來說,2017年,歐洲佔半導體最終使用量的14%。

歐洲半導體產業的現狀源於其工業和創新生態系統。長期以來,歐洲半導體創新的特點是強大的基礎研究(研究單位與大學緊密聯繫)、大型消費品公司占主導地位(這支持了消費行業的發展)。最初,歐洲的半導體產業掌握在飛利浦(荷蘭)和西門子(德國)等大型綜合性公司手中,與日本類似,這些技術最初被用於商業用途(不像在美國,軍事需求推動了技術的採用),這些公司專注於消費電子市場,沒有投資於電腦和電子設備晶片的生產。

聚焦於消費類電子產品,更有利於大規模生產而非科技企業的初創,而規模經濟和領軍企業的發展也受到歐洲市場分割的限制,同時,與美國和亞洲相比,歐洲企業受到國家層面的關注與支持也較少。此外,由於風險資本市場相對較小且分散,歐洲公司獲得資金的途徑較少。由於這些歷史上的工業原因和系統特徵,歐洲並不是ICT領域的領導者。

數字脱鈎中,歐盟如何自處

歐洲企業可能成為美國限制向中國轉讓技術措施的受害者。最重要的是,制裁可能會擾亂半導體生產,給歐洲消費者帶來經濟損失,正如2020年汽車行業短缺的影響所顯示的那樣。Cerdeiro等人發現,由於外國附加值在高技術出口(特別是中國和東盟國家)中所佔比例較高,技術脱鈎將不利於該領域的全球生產率和創新。他們發現,在最糟糕的情況下,技術脱鈎可能導致嚴重的GDP損失——歐盟、韓國和中國的GDP損失估計為4%。

更廣泛地說,中美競爭導致的多邊體系的惡化,已促使歐盟重新考慮其對美國外交政策的依賴。歐盟幾乎沒有外交政策工具,集中在歐盟層面的貿易政策與主要由國家掌握的外交和安全政策的分離,是在國際上捍衛歐盟利益的一個限制性因素。2013年提出的保持「戰略自主權」,當時的擔憂主要涉及國防工業,現在已經擴大到包括地緣戰略和經濟考慮。挑戰在於增加歐洲主權或地緣政治影響力,同時不表現出保護主義或破壞基於規則的國際秩序。歐盟在這種權衡中的掙扎,在「開放的戰略自治」範式中得到了明確的闡述,它既強調自主性又強調開放性。

這些考慮已經進入了歐盟委員會關於歐洲經濟數字化轉型的提案。雖然歐盟不再是ICT製造工廠的所在地,但其製造部門的數字化——被稱為「工業4.0」,對於確保歐洲在第四次工業革命中的競爭力至關重要。數字化對汽車行業非常重要,該行業僱傭了約6%的歐洲工人,佔歐盟GDP的7%以上。汽車正在成為「車輪上的電腦」,特別是在潛在的自動駕駛未來,半導體將成為汽車技術的核心部分。數字技術也是向氣候中性和彈性經濟轉型的關鍵。

2021年3月,歐盟委員會啟動了「數字十年」行動,認為數字技術越來越具有戰略性,並認為新冠大流行和封鎖背景為該行業的戰略行動提供了動力。「數字十年」將以2030年前實現的數字化轉型目標為基礎,包括增加歐洲在全球半導體價值鏈中的足跡的目標。

在半導體方面,歐盟已經設定了一個目標,即到2030年將歐洲在高端晶片(定義為2納米到5納米之間)製造方面的市場份額提高到20%,從而將目前歐洲的生產能力提高一倍。為了達到這些目標,歐盟委員會計劃建立一個歐洲微電子產業聯盟,將研究中心、企業和各國政府聯合起來。這一產業發展也已成為更新的2020年新產業戰略的主要政策。

仔細觀察,目標和方法似乎很模糊。首先,歐盟委員會宣稱的目標是將歐盟在高端晶片市場的份額翻倍,從10%增加到20%。但是,目前歐盟高端晶片製造的份額實際上為0(正如歐盟委員會其他文件中正確反映的那樣),即使來自歐盟的一些投入對高端晶片生產的附加值很重要。歐盟在整體半導體生產能力方面佔有10%的市場份額,但大多處於技術標準的低端。在歐盟這個「高端晶片」的標準內,只有三星和台積電生產的最新一代晶片(5納米節點)符合,而另外只有三家公司開發了第二代(10納米以下)的生產能力(三星、台積電和英特爾),而它們中沒有一家目前在歐盟擁有高端晶圓代工廠。

鑑於歐盟本身缺乏足夠的資源或稅收權力來提供補貼,它支持該行業的主要工具一直是允許各國政府提供其它被禁止的國家援助。歐盟委員會已經確定了標準,允許國家通過所謂的歐洲共同利益的重要項目(IPCEI)在單一市場內提供援助。到目前為止,微電子IPCEI下允許的國家援助已經達到17億歐元。更重要的是,預算為8000萬歐元的「地平線2020」超級計算機低功耗晶片開發夥伴關係(歐洲處理器倡議)也使該部門受益。

歐盟委員會表示,微電子產業聯盟將建立在「最初200億至300億歐元的公共和私人投資的基礎上」。這個聯盟將會是什麼樣子,目前還不清楚。公共補貼將來自IPCEI下的成員國,或來自後新冠復甦基金下用於數字轉型的專用資金。但是,這些都不能保證總投資目標的實現,這也有賴於未來的私人投資。

歐洲應有更針對性的戰略

儘管不能直接比較不同國家的補貼制度,但美國和中國已宣佈的相關公共投資規模要大得多:拜登的基礎設施計劃包括一項針對半導體行業的500億美元公共投資計劃,而中國政府計劃在2014年至2024年期間投入1700億美元。歐洲各國政府缺乏能夠與美國或中國的補貼相媲美的激勵機制或資源,我們認為,歐盟的半導體戰略不應效仿美國和中國,而有必要採取更適合歐洲立場的戰略,應該有三個目標:提高歐洲產業的晶片供應安全、增加歐盟在戰略子行業的影響力、支持高科技就業。

供應安全

歐盟最重要的目標是確保對其國內產業的晶片供應安全。我們不認為歐盟會面臨ICT產品或服務供應短缺的風險——這些產品或服務已成為所有經濟活動的關鍵,相反,我們擔心的是半導體作為其他產品(對歐盟來說,特別是工業機械和汽車)生產投入的供應。隨着工業流程和汽車的日益數字化,歐洲製造業對晶片的需求可能會增加,而晶片生產只集中在少數幾個地方會帶來風險。

在歐盟生產並不是增加供應安全的必要條件,它也可以通過歐盟以外的多樣化來實現。由於其他國家,特別是美國,已經在吸引製造廠,歐盟可以「搭便車」,享受美國補貼所帶來的地域多樣化。然而,這一戰略可能仍然存在美國政治將美國利益置於歐洲利益之上的風險,這就引出了第二個目標。

提高戰略子行業的影響力

供應鏈的多樣化可以減輕當地因素帶來的風險,如干旱或地區衝突。這也是在沒有高度集中的部分市場中對沖政治風險的有效戰略,因為一個國家實行的出口限制可以由其他國家的出口加以補償。然而,在價值鏈的關鍵部分擁有壟斷力量的國家仍然可以有效地擾亂供應。這就是美國對中國公司的做法:它利用美國技術的核心地位,實際上是阻止了對華為的銷售。

歐盟有兩個優先事項:其一是減少其受到來自美國或中國的政治壓力的影響,其二是投資,以便在一個高端生產由東亞企業完成、而美國覬覦的行業中進行現實的競爭(美國準備為其提供大量補貼)。

我們提出了兩條前進的道路。首先,歐盟應該戰略性地利用自己在價值鏈中擁有壟斷力的企業,保護它們不被外資收購。通快(Trumpf)和蔡司(Zeiss)等公司為ASML製造的機器提供關鍵部件,而ASML本身就是生產最新一代製造設備的壟斷者。這些公司應該受到保護,避免被收購和技術轉讓。其次,歐盟應投資於壟斷權力目前僅在一個管轄範圍內的行業的研發,以降低潛在威脅。考慮到將高端製造吸引到歐盟將是昂貴的,且最終只能滿足歐盟有限的國內需求,美國在軟件和晶片設計方面的主導地位將是這裏最重要的目標。增加歐盟參與者在這些細分行業中的權重,將擴大歐盟在該行業附加值中的份額,並可能降低美國單方面實施域外貿易限制的能力。價值鏈的上游部分,如設計和軟件,資本密集度較低,提供更好的投資回報。這些也更符合歐盟的預算資源。「地平線2020」基金和研究計劃可用於支持晶片設計和軟件的研究。

歐盟在高科技領域的定位

歐盟半導體產業政策的最終目標,應該是利用具有高增長率的高科技行業的經濟潛力,這提供了創造高技能就業的產業集群的機會。在利用這些機會時,應考慮到歐盟的需求和現有的參與者。到目前為止,半導體行業最重要的客户是ICT行業,而這一行業的重要企業基本上不是歐洲的。儘管汽車行業對歐盟很重要,但它們的產量要小得多:例如,2019年銷售了7500萬輛汽車,而智能手機銷量為15億部,汽車行業僅佔半導體總銷售額的8%。作為對比,歐盟整體的半導體進口只佔全球的9%,而亞洲佔81%,其對半導體的出口也佔到了全球的83%,這證實了歐盟大幅增加半導體產量只能滿足有限的國內需求。

對於歐洲晶片製造企業來說,歐盟可以促進現有的競爭趨勢,即在減少節點尺寸以外的半導體創新方面進行競爭,如材料創新。這也將更符合歐洲產業的晶片需求。恩智浦、英飛凌和意法半導體等歐洲公司高度關注傳感器、電力電子、嵌入式安全解決方案和安全晶片,在汽車、工業應用和加密方面已經發揮了主導作用。

由於該行業內企業的高度專業化,歐盟可以在特定晶片應用的設計方面創造行業領導者,而晶圓代工廠的前期資本成本如此之高,以至於他們無法將生產限制在狹窄的細分領域。這種邏輯也適用於為生產過程的投入提供支持,如ASML的製造設備。提供研發補貼將有助於此類歐洲公司確保其領先地位。同時,應通過確保一個強大的歐洲專業知識庫來加強歐洲該部門的整體活力。

本文由《香港01》提供

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