摘要：尽管中国企业在半导体设计和传统半导体芯片生产方面取得了进展，但在尖端逻辑半导体芯片的大批量制造方面，中国竞争对手落后全球领先者约五年，并且在存储芯片和半导体制造设备方面继续落后。

尽管中国企业在半导体设计和传统半导体芯片生产方面取得了进展，但在尖端逻辑半导体芯片的大批量制造方面，中国竞争对手落后全球领先者约五年，并且在存储芯片和半导体制造设备方面继续落后。

▪ 中国寻求在半导体行业的各个方面实现自给自足，同时减少对外国竞争对手的依赖，同时试图建立有竞争力的企业。

▪ 中国在半导体子行业的“追赶”并不均衡：在移动设备或人工智能应用等逻辑芯片的设计中，中国企业仍然落后于全球领先者，尽管可能只落后两年。

▪ 然而，在半导体行业的其他子行业，特别是在存储芯片、半导体制造设备和组装、测试和封装领域，中国企业正在创新，但落后全球领先者几年。

▪ 2021-2022年，全球半导体专利申请的55%来自中国（中国的申请数量是美国的两倍），而中国实体在2022年授予的半导体专利数量超过了美国和日本。

▪ 然而，就半导体产业研发强度而言，中国的研发强度为7.6%，仅为美国（18.8%）的40%，也低于欧盟企业15%的水平。

▪ 中国大力发展成熟、本土、“闭环”的半导体产业，激发了大量的创造力和创新，但在如此极其复杂的科技生态系统中，“单打独斗”的战略将非常困难，特别是在面对半导体出口管制。半导体是世界上最重要的产业之一，是推动现代数字世界的核心技术。认识到这一重要作用，中国已优先考虑该行业，投资数千亿美元来促进本土半导体生态系统的发展并理想地在半导体价值链的几乎所有环节（从半导体设计和制造到组装、测试和封装培育具有全球竞争力的半导体公司。迄今为止，这些努力所取得的成功参差不齐。在尖端逻辑半导体芯片的制造方面，中国的旗舰竞争对手某芯国际可能落后台湾积体电路制造公司等全球领先者约五年。研究公司TechInsights的副主席丹·哈奇森 解释说：

“十年前，[中国企业]落后了两代。五年前，他们落后两代，现在仍然落后两代。”中国竞争对手在半导体制造设备方面甚至落后得更远，例如制造半导体的光刻工具：一评论员指出，中国企业在这一领域可能落后了多达五代。正如一位分析师所解释的那样，“中国公司可以生产的最好的机器可以制造28纳米宽的芯片；业界最先进的设备可以制造2纳米芯片。”尽管如此，中国半导体公司似乎正在某些领域迎头赶上：例如，行业分析师认为某为Mate 60 Pro智能手机的设计属性和功能与竞争对手版本的差距在18至24个月内。中国还在传统半导体（大于28纳米的半导体）的生产方面取得了进展，尽管中国企业在该领域的竞争似乎更多是在价格密集型而非创新密集型的基础上。总的来说，中国在半导体设计和制造的大多数方面仍然落后于全球领导者，

但随着中国在实现国内半导体自给自足的激烈国家指导下推行积极的全社会战略，中国企业的知识产权和创新能力正在迅速加快。

全球半导体行业概览。现代半导体在一平方厘米大小的芯片上包含数十亿个晶体管，电路以纳米尺度（“nm”，等于百万分之一米的长度单位）测量。最新的半导体制造设施的建设成本超过300亿美元，可生产3纳米或2纳米（甚至亚2纳米）尺寸的半导体。半导体行业是一个价值5,270亿美元的全球产业，预计到2030年将成为价值万亿美元的产业。预计到2030年，全球将建造70多个新的半导体工厂，以满足这一不断增长的需求。简而言之，半导体代表了现代全球数字经济的制高点，这也解释了为什么该领域的领导地位在各国之间竞争如此激烈，尤其是中国、欧盟国家、日本、韩国、台地区和美国。计算机电路板技术（带处理器），关闭。现代半导体在一平方厘米大小的芯片上包含数十亿个晶体管，电路在纳米尺度上测量。

半导体生产过程可能代表了人类所承担的最复杂的工程任务。当考虑所有生产阶段时，整个半导体生产过程从原材料采购延伸到最终产品制造。（见图1。）半导体生产过程的核心步骤包括芯片设计、芯片制造和后端ATP，这些步骤由电子设计自动化 软件和SME（例如光刻、沉积和蚀刻工具）等关键输入支持。半导体是世界上最重要的行业之一，是推动现代数字世界并推动各行业创新和生产力增长的核心技术。光刻，其中将芯片晶圆插入光刻机并暴露在深紫外或极紫外光下，并通过光掩模将图案印刷到芯片的抗蚀剂层上，这尤其代表了芯片制造中的关键步骤过程。EUV代表了最新、最先进的光刻技术，荷兰公司ASML在过去17年里投资了60亿欧元（65亿美元）进行创新。

美国2022年10月对中国实施的出口管制包括对以下设备的限制：可以制造20纳米以下的芯片（同时影响DUV和EUV）。2023年6月，美国与荷兰达成协议，限制向中国出口尖端EUV设备。

图 1：半导体价值链的各个方面

四种最流行的半导体类型是逻辑芯片、存储芯片（通常是动态随机存取存储器或NAND“闪存”）、模拟芯片（生成信号或转换信号特性的芯片，在汽车和音频应用领域尤其流行）和电源芯片（在电力电子设备中用作开关的芯片）。 “先进”或前沿逻辑芯片通常被视为低于14nm，而“传统”（通常称为“成熟节点”）芯片是指使用28 nm或更大技术工艺制造的芯片。传统芯片在汽车、医疗设备、家用电器、能源、基础设施和航空航天产品中尤其常见。最后，几个关键的商业模式定义了该行业。集成设备制造商是英飞凌、英特尔、美光、瑞萨、三星、SK海力士和德州仪器等公司的特征，这些公司在内部进行半导体制造的所有关键方面，特别是设计和制造。格罗方德 、某芯国际和台积电等代工厂

仅专注于半导体制造，通常是由专门设计专用芯片的“无晶圆厂”公司开发的芯片设计，例如Advanced Micro Devices (AMD)、人工智能芯片、高性能计算 (HPC) 和图形、Apple（移动设备）、NVIDIA（AI 芯片）或 Qualcomm（5G 和其他无线芯片）。

背景和方法论。人们普遍认为，中国是复制者，美国是创新者。这种说法往往支持对美国技术和产业政策的懒散态度。毕竟，美国在创新方面处于领先地位（几乎理所当然），所以没有什么可担心的。但首先，这种假设是错误的，因为创新者可能会失去领先地位，输给成本结构较低的复制者，就像美国许多行业的情况一样，包括消费电子产品、太阳能电池板、电信设备和机床。其次，尚不清楚是否是一个行动迟缓的复制者，注定永远是一个追随者。为了评估中国产业的创新程度，史密斯理查森基金会支持信息技术与创新基金会研究这一问题。作为这项研究的一部分，ITIF正在审查特定行业，包括半导体。诚然，评估任何国家产业的创新能力都是困难的，对中国产业来说尤其困难。部分原因是，

中国向世界披露的信息比以前少得多，尤其是有关其工业和技术能力的信息。事实上，正如《经济学人》所写，芯片行业在保密的情况下运作。突破和挫折往往被视为机密，尽管如此，ITIF还是依靠三种方法来评估中国在半导体领域的创新。首先，我们从“2023年欧盟工业研发投资记分牌”上随机抽取的几家中国半导体企业进行了深入的案例研究评估。其次，我们对中国半导体行业的全球专家进行了采访并举行了焦点小组圆桌会议。第三，我们评估了半导体创新的全球数据，包括科学文章和专利。提供了ITIF对中国当前半导体行业创新水平的评估，并根据快速发展的趋势线提供了前瞻性的视角。

半导体的重要性和美国的角色。美国发明了半导体工业，可以追溯到1947年，当时贝尔实验室的约翰·巴丁 、沃尔特·布拉顿 和威廉·肖克利发明了晶体管，这是一种用于放大或切换电子信号和电力的半导体器件。20世纪50年代中期，德州仪器的杰克·基尔比和仙童半导体的罗伯特·诺伊斯以及一组研究人员开创了集成电路，将多个晶体管放置在一块平坦的半导体材料上，从而产生了“半导体芯片”的现代面貌。从1990年到2021年，美国在全球半导体产量中的份额下降了70%，从37%下降到12%。美国企业在半导体设计（如AMD、苹果、高通等）方面继续领先世界，在半导体制造（如英特尔、美光）和中小企业工具（如应用材料、泛林集团等）方面具有很强的竞争力。事实上，正如澳大利亚战略政策研究所所写，

“美国在最先进的半导体芯片的设计和开发方面表现出色，并且在高性能计算和先进集成电路设计与制造技术领域处于研究领先地位。”然而，尽管无晶圆厂芯片设计生态系统的出现保持了美国在全球半导体行业的领先收入份额，但美国在半导体制造业的规模上严重动摇。事实上，从1990年到2021年，美国在全球半导体产量中的份额下降了70%，从37%降至12%。相反，同期中国的份额从几乎为零上升到 12%。（看图2。)

图2：1990-2030年全球半导体制造能力预测

美国在全球半导体制造活动中所占份额的大幅下降，是国会通过、拜登政府签署《2022年芯片和科学法案》后，美国重新承诺重振半导体行业竞争力的催化剂。该立法授权25%的投资税收抵免，并拨款527亿美元支持该行业，其中110亿美元用于研发活动，390亿美元用于“美国芯片基金”，通过为建设、扩建和装备国内制造设施提供财政激励来支持美国半导体制造业。美国（与欧洲一样）寻求未来十年将其在全球半导体制造活动中的份额增加一倍——这些目标将与中国在未来几年同样增加其份额的努力相关。美国半导体公司36%的销售额依赖中国市场，这是一个重大问题，因为中国寻求发展国内工业，以实现自给自足。【未完待续】请继续关注下一期。

来源：国际战略对策研究一点号