根据相关媒体报道,2022年8月9日,美国《2022年芯片与科学法案》经拜登总统签署,正式生效。 这个法分成两大部分。 第1部分,针对在美国本土制造芯片的产业进行补贴。这个补贴也分成两大块,一块是直接的货币补贴,高达530亿美元;另外一部分是25%的税收减免。 第2部分,就是直接点名针对中国。在美国生产芯片的企业在10年之内不能向中国出口14纳米以下的芯片以及相关的生产设备,也不能扩大在中国的生产规模。 这个法案的厉害,就在于它全部是在美国国内的操作。 贸易战是你来我往,我们国家还有相应的手段,面对美国这个法案,中国基本上只能被动应对。 所以,该芯片法案可能会对中国的芯片产业产生重大的影响。 但是我们说回来,这里有几个问题,就是任何一种事情发生都是在一定的时间、地点和条件的背景下,才能够展现出一定的效果。 所以我们不能割裂整个芯片产业来孤立看美国芯片法案的影响。 有3个要素,物理规律、市场容量以及地理环境,是美国无论如何也逃不掉的。 ▍物理法则决定了,中国芯片落后程度有限。 芯片的先进程度一般是指制程,那么这个制程受到原子大小的影响,不管美国通过什么样的方案,都不可能把硅原子从中间破两半。 硅原子的直径是0.25纳米,因为量子隧道效应的作用,制程越小,电子很容易打穿绝缘层。 制成越小的芯片,冗余度就高,就是说电路上重复的部分比较多,就是为了防止它坏掉。 从理论上来说,大约到2纳米左右,这个制程就再没有办法往下延伸了,这个时间段大概在2035年之前会到来。 所以,中国的芯片和国外芯片制程虽然有差距,但是国外的芯片最终会倒在物理极限前面。这是不以人的意志为转移的,也是美国芯片法无法突破的事实。▍14纳米以下先进制程的商业影响有限。 越先进的芯片,可以做得越小,耗电功率越低。这样的芯片就是在手机这样体积大小、供电功率有限的设备上,才有强大的竞争力。 工业生产设备上的芯片,汽车业行业的芯片,对先进制程要求不是特别强烈,甚至可以说根本就不需要先进的制程来制造芯片。 一个指甲盖大小的芯片和一个巴掌大小的芯片放在汽车上,对汽车这么一个庞然大物没有影响。 越先进的芯片它的不良率越高,刻的越精细,出现的缺陷也就越多。 65纳米芯片制造比14纳米以下的芯片要稳定的多,芯片企业大部分利润都是来自于这种成熟的芯片。像台积电利润65%以上,是来自于28纳米以上的芯片。 像这样的芯片,中国是完全可以生产的。而且在军用设备上,对芯片的稳定性要求很高,反而不能使用14纳米以下制程。▍没有中国市场,半导体产业难以生存。 光刻机所用的光源是紫外线,紫外线光源,按照不同的波长分成A、B、C、D、E等5个波段。 28纳米芯片需要的是DUV的光刻机,对应的是D波段的紫外线。 这个光刻机我们国家上海的中芯微电子已经生产出来了,跟国外阿斯麦的光刻机相比,可能就在稳定性上有点差别,但是大规模应用经过磨合以后还是可以达到要求的。 所以在这个问题上阿斯麦是非常着急的。 因为高尖端的光刻机出货量都比较小,阿斯麦大部分的利润都来自于这种中低端的光刻机。 如果中国一旦能够大规模生产中等制成的光刻机,阿斯麦的利润就会大幅度下降,甚至会破产。 中国大陆是阿斯麦的第一大市场,占销售总额的1/3。所以阿斯麦对在中国扩大产能有非常迫切的需求,已经开始扩大中国团队的规模,这个等于和美国对着干。 中国是世界上最大的芯片消费市场,市场份额占据全球份额的55%。 中国对半导体产业的发展没有贡献特别多的技术,但是贡献的利润最多。 这个利润对于国外产品升级、工艺改进至关重要,如果失去中国这个市场,世界的半导体产业可能就会整体陷入亏损。 《2022年芯片与科学法案》最大的问题就是割裂了资本市场的经济规律。 所以,该法案虽然向在美国建厂的半导体工厂提供了大量的补贴,但是台积电这种企业是磨磨蹭蹭不愿意去的。▍美国不适合新增加半导体产业。 美国的半导体产业占全球份额的12%,美国的目标是把这个份额提升一倍。 本作者的一贯观点,任何一个国家受制于地理环境,工业产能的容量是有限的,不是说想提升就提升。 受到美国的压力,台积电还是到美国亚里桑那州建了一个工厂。但是连张忠谋本人,都对这个厂的前景不看好。 因为半导体产业,是一个高耗能和高耗水的产业,制造一部手机大概需要15吨水。 而且在半导体的制造过程中,电力供应是不能中断的,一旦中断所有的产品都会报废。 亚洲的半导体产能占全世界的79%,绝大部分集中在东亚,其中台湾占22%,韩国占21%,中国大陆和日本各占15%。 大家可以看一下这个半导体的布局,基本上都是在台湾、日本、韩国这样的岛、半岛,以及大陆沿海,就是因为那里的水资源丰富,而且流径比较短,大量的污水可以直接排到海里,很容易被稀释掉。 半导体这个行业,很大程度上是由地理环境主导产业布局。 亚利桑那州是个什么地方?这个州是美国内陆的州,干得一塌糊涂,夏天热冬天冷,缺水严重,索诺兰沙漠占据了该州大片土地。 而且随着全球气候不断的变暖,美国内陆会变得越来越干。 美国还有一个问题,电网私人运营,分割成很多很多块,跟咱们中国不一样,一个恶劣的天气就很容易断电。 美国的山它是竖着长的,跟咱们中国不一样,咱们中国的山是东西走向的,美国的山是南北走向的。 如果冬天的话,从加拿大来的冷空气一夜之间就可以横扫美国内陆,会造成电线结冰,电线会被冰压断,造成大面积停电。 台积电到亚利桑那建厂,会遇到从来没遇到过的各种自然环境与气候事件。查历史记录,该州多次大停电。 那么这个问题就来了,为什么台积电要到美国内陆去建厂呢?甚至在亚利桑纳州建厂还有英特尔。 为什么不选择美国沿海?实际上,美国主要工业区(下图画圆圈的部分)全部在沿海,关键的问题是没多余地方了。 所以,美国强推这个芯片方案,包括美国重新搞制造业的回流,不仅违背了生产资源的最合理配置原则,而且违背了地理法则。 按照美国这一套方案,最终会把全球大部分半导体行业拖累到亏损。 最后的结果就是比谁能忍耐,谁熬不下去,谁就活到最后。从市场规模上来说,那应该是中国熬到最后,因为中国的市场容量最大。 但是现在美国一根筋犟在这里,拉也拉不回来。