由于台积电等英特尔竞争对手的崛起，美国半导体行业的技术和商业优势日益缩小，甚至在某些技术领域失去了领先地位。美国企业也面临着严重的供应链瓶颈。  
然而，随着新冠肺炎疫情逐步得到控制，美国将迎来一个历史性的机遇，可以全面改造其半导体产业的公共和经济基础设施。但是，为了确保新的产业政策有效实施，许多传统战略需要进行调整，以确保它们与支持劳动力市场的宏观经济政策保持一致。  
美国半导体制造业的历史为我们提供了清晰的借鉴意义。有效的产业政策不仅可以解决当前的供应短缺危机，还有助于构建更强大的创新生态系统，从而确保美国长期保持领先优势。  
以下是文章正文：
自美国半导体产业诞生以来，其产业政策在该产业发展中发挥了关键作用。早期产业政策涉及多方参与：小型企业在技术前沿进行试验，而大型企业则致力于工艺改进，以确保这些创新能够快速规模化生产。美国政府的要求确保了此类试验在经济上可行，而技术转让法规则确保了技术进步能够在大公司和小公司之间共享。至关重要的是，政府的定期采购为企业提供了必要的流动性支持，使其能够持续迭代研发，而无需依赖一次性产品的批量生产。这种产业政策鼓励创新，确保小型企业能够获得创新设计的国内批量生产机会，同时也使大型企业从中受益。  
随着美国半导体产业的成熟和竞争环境的变化，政策框架也随之改变。自20世纪70年代以来，美国的产业政策逐渐被轻资产的“科技政策”所取代，而巨型“领军企业”和轻资产创新者则取代了以生产为导向的中小型企业组成的强大生态系统。尽管这一战略初期取得了成功，但也造成了一个非常脆弱的体系。如今，该行业受到脆弱的供应链的制约，这些供应链仅服务于少数拥有雄厚资本的公司。另一方面，众多轻资产设计公司也限制了该行业的发展，因为它们无法帮助改进工艺流程。  
尽管美国半导体产业在1990世纪19年代重夺主导地位，但由于其奉行的政策，该产业的技术和商业优势日益缩小。随着台积电等英特尔竞争对手的崛起，美国失去了在技术前沿的领先地位，美国企业也面临着严重的供应链瓶颈。新冠肺炎疫情暴露出的供应链危机表明，半导体生产已成为关乎经济和国家安全的关键问题。毕竟，半导体生产是一项用途广泛的技术，几乎在所有主要供应链中都扮演着重要角色。  
“科学政策”固然发挥着一定作用，但其对技术进步的关注点过于狭隘，这有利于新思想的产生，却不利于新技术的推广应用。工艺创新需要切实的支持，以及新生产线的持续建设和部署。在资本投入低、资产规模小的生产环境下，“边做边学”的模式显然并不适用。  
半导体行业的技术创新贯穿供应链的每一个环节，并受益于多元化的参与者和充满活力的劳动力市场。劳动力不仅是技术前沿领域的成本中心，更是创新过程中不可或缺的组成部分。美国政策制定者在应对当前供应短缺问题时，应借鉴半导体行业政策发展历程中的经验教训，努力构建能够激发创新的强大竞争生态系统。本文将阐述美国半导体行业的演进历程，向政策制定者展示如何制定战略，使美国在重获技术优势的同时，构建更安全、更具韧性的供应链。  
  美国半导体产业和产业政策的早期发展
 
 

美国贝尔实验室开发的晶体管
在半导体产业发展的早期，美国政府运用产业政策和科技政策，扶持半导体企业构建多元化的生态系统，确保凡是科学上可行的，在经济上也切实可行。政府财政支出为这一高度投机性的产业提供了必要的流动性支持，使其得以蓬勃发展。这一战略需要持续的干预，以维持创新活力和充满活力的竞争生态系统。  
美国国防部利用采购协议和准监管措施，确保企业生态系统和技术进步能够广泛传播。政府合同为初创企业创造了现成的市场，而国防部也渴望成为首批客户。随着半导体大规模生产需求的增长，投资产能对许多初创小型企业而言变得切实可行。  
作为众多公司的核心客户，美国国防部对半导体行业的最新技术发展有着清晰的了解，并利用这种视角直接促进企业与研究人员之间的对话和知识共享。与此同时，“第二来源”合同要求国防部采购的任何芯片都必须由至少两家公司生产，从而将采购与技术转让挂钩。国防部甚至要求贝尔实验室和其他大型研发机构公开技术细节并广泛授权其技术，以确保任何与国防部签订合同的公司都能获得创新所需的“基础模块”。  
这项政策加快了创新步伐，并有助于创新成果在整个行业内迅速传播。政府采购协议确保了投资者的资金投入意愿，而增加对重复性资本货物的投入则有助于显著改进生产流程。与此同时，从业人员可以在整个体系内自由流动，将从一家公司获得的知识应用于其他公司的生产流程改进。  
这种竞争环境，加上当时的反垄断措施，促使大型公司建立大型研究实验室，也促使小型公司进行大胆的实验。成功的实验有助于创建新的大型公司，或在现有大型公司的支持下扩大规模。国防部的行业指导有助于推动这项技术朝着新的方向发展，同时保持行业发展的连贯性和针对性。  
至关重要的是，这项策略意味着政府对整个行业的新技术发展拥有特权，而不是帮助任何一家公司实现收入最大化或成本最小化。如果企业需要投资和持有资产，政府也会提供融资。政府保护了该行业免受所谓的“市场纪律”约束，使企业能够继续专注于创新和生产，而不是狭义上的经济成功。  
然而，到了20世纪60年代末，半导体行业发展迅猛，政府采购以及政府通过“第二来源”合同等方式进行准监管的能力变得相对不那么重要了。尽管半导体行业在20世纪40年代末期是建立在军方采购基础上的，但到了60年代末，军方采购所占的市场份额已不足原先的四分之一。  
  20世纪70年代：蓬勃发展的商业市场
 
 

仙童半导体制造工厂
由于半导体的商业应用日益广泛，且缺乏真正的国际竞争，20 世纪 70 年代成为美国半导体公司崛起的黄金时代，尽管政府采购和指导的重要性日益降低。  
 

1955年至1973年美国半导体公司销售额的变化
尽管产业政策促进了半导体行业的早期创新和产能建设，但其在20世纪70年代的相对缺失几乎未被察觉。诚然，政府采购在当时仍然发挥了一定作用，但随着私营企业开始将电子元件认真地整合到半导体供应链中，它们逐渐成为更重要的采购方。计算机的大规模生产也与半导体的发展存在着共生关系，因为对芯片的需求推动了封装和集成技术的进步。  
事实上，美国国防部的优先事项正开始与商业客户的需求出现显著偏差。国防部寻求专门针对军事问题的特定解决方案，特别是开发非硅基或抗辐射加固的半导体，这些半导体的商业应用价值有限。政府和半导体公司都意识到，该行业不再需要直接指导，双方的需求也开始出现分歧。  
20世纪70年代，蓬勃发展的非国防半导体市场意味着，无论规模大小，许多成功的半导体公司都能在缺乏政府支持或协调的情况下并存发展。技术进步转化为工艺改进，而工艺改进反过来又推动了进一步的技术进步。MOS集成电路、微处理器、DRAM等新发明将半导体行业推向了新的高度，并开辟了不同的创新路径。  
在经济繁荣和创新蓬勃发展的环境下，半导体作为一种通用技术被广泛应用于各个经济领域。尽管大型研究实验室和国内制造业是重要的资产，但由于缺乏国际竞争和市场蓬勃发展，大多数投资最终都能取得成功，无论是在创新方面还是在盈利方面。  
  20世纪80年代：激烈的国际竞争
 
 

1980年，日本成为世界上最大的半导体产品出口国。
然而，这种竞争环境所孕育的乐观和慷慨精神在 20 世纪 80 年代被打破了，当时在美国通商产业省的产业政策指导下，美国将市场和技术主导地位让给了日本公司。  
日本沿用了美国半导体产业创立之初的产业政策，包括集中指导、签订采购协议、鼓励融资等，以迅速扩大产能并主导全球市场。然而，日本采取了略有不同的战略，专注于研发更易于理解、面向出口市场的技术，而非仅仅满足国防领域的需求。当DRAM成为行业标准并占据半导体行业最大单一市场时，日本迅速占据了主导地位。  
虽然美国政府开创了半导体产业的最初市场，但日本却能够围绕这个快速增长且已存在的市场来构建其产业政策。因此，日本能够采取比美国更为成熟的战略，例如建设基础设施以及协调计算机和半导体领域的合资企业，因为日本深知其产品拥有现成的商业市场。尽管日本政府支持和协调投资的战略与美国在20世纪50年代和60年代所采用的战略相同，但其具体实施策略却根据20世纪80年代的竞争环境进行了调整。  
 

20 世纪 80 年代，随着日本产能的提升，美国在全球半导体生产中的份额迅速下降。
日本竞争对手的到来对美国公司造成了巨大冲击。在随后的行业重组中，许多美国公司永久退出了DRAM市场。为了应对这一局面，美国半导体行业成立了半导体行业协会（SIA），旨在协调生产并游说政府干预关税和贸易政策。该协会游说政府保护其免受日本“倾销”的影响。虽然半导体研究公司（SRC）的成立是为了组织和资助与商业市场相关的半导体研发，但国防部已不再是其唯一的客户。  
半导体制造技术联盟（SEMATECH）由行业成员和美国国防部共同出资，最初旨在促进半导体公司之间的横向合作，这与早期的产业政策类似。然而，为了最大限度地降低成本，该联盟很快将重点转向供应商和制造商之间的纵向整合。  
20世纪80年代，由于技术和经济因素的双重影响，垂直整合型企业的传统模式开始瓦解。鉴于当时美国的经济形势，在竞争日益激烈的全球市场中，企业对投资低附加值活动的产能兴趣寥寥。  
 

1968年至1988年美国商用集成电路销售额
相反，大型公司将小型公司剩余的产能整合起来，创建了规模更大的企业集团。随着各公司开始采用相似的设计原则，以及MOS晶体管成为行业主导设计，专门从事制造的“代工厂”成本变得更加低廉。由此引发的垂直整合颠覆催生了大型垂直整合公司与规模较小的、专注于设计的“无晶圆厂”公司并存的局面。  
小型“芯片设计公司”只负责芯片设计而不生产。理论上，这使它们能够保持灵活性，从而在最大限度地降低管理成本的同时，推行创新设计策略。20世纪90年代，随着美国公司在开发新产品类别方面占据领先地位，而日本公司面临来自韩国新晋企业的竞争，美国芯片行业对这种策略的接受促使其市场份额得以恢复。  
从政策角度来看，美国从未恢复其以往的国内产业政策。相反，其对外产业政策的成功取决于国内的并购、垄断、贸易保护主义以及对科学研究的投入。  
  20世纪90年代：科学政策取代产业政策
 
 

上世纪1990年代，随着国内投资的激增，美国半导体产业在激烈的竞争中重新获得了技术优势。
如果说20世纪80年代美国半导体产业面临着技术变革和竞争环境变化带来的挑战，那么90年代则是美国实施科学政策的巅峰时期。当时，美国并未回归以往的产业政策，而是将“科学政策”的引入视为政府在半导体制造领域行动的新范式。科学政策的重点在于促进公私合作，加强产业研发与学术研发的融合，实现研发工作的广泛分工，并构建有利于创新型企业轻资产运营的产业结构。  
该政策的目标从构建拥有强大供应链的竞争性生态系统，转向建立公私合作伙伴关系，以协调研究人员、无晶圆厂设计公司、设备供应商和大型“龙头企业”之间错综复杂的关系。这样一来，任何公司都不会在研发上投入超过必要限度的资金，从而保持全球成本竞争力，同时政府也能避免大规模的投资支出。  
“科学政策”方法的核心在于狭义上、非冗余地提高效率。早期的产业政策侧重于冗余和重复，以期尽快将创新引入供应链的各个环节。无论公司规模大小，无论其是否自主生产，“第二供应商”合同都能确保可行的流程在公司生态系统内迅速推广。虽然早期的产业政策策略显著加快了创新步伐，并确保即使个别公司倒闭，整个供应链也能保持稳健，但这确实意味着大量的投资重复。尽管这种方法有助于推动流程改进的广泛应用，但最大化股东价值意味着这种重复投资在经济上是浪费的。  
过去几十年的产业政策旨在促进​​半导体行业的大规模就业，而半导体行业正是创新的核心驱动力。然而，20世纪90年代的“科学政策”为了追求最低限度的效率，摒弃了这种做法。员工频繁跳槽，“边做边学”已成为创新的核心方法。尽管大量半导体行业员工的加入对于行业的快速创新至关重要，但在如今竞争激烈的环境下，这也被视为一种浪费。劳动力成本居高不下，企业认为，如果能够战略性地缩减员工规模，就能帮助企业重振全球竞争力。  
 

在20世纪90年代实施的科学政策下，半导体行业的附加值增长速度超过了员工人数的增长速度。在半导体行业的早期，对价格相对不敏感的政府合同占据了总销售额的很大一部分，这种低效被视为创新成本。但随着外国竞争对手的出现，以及对成本高度敏感的商业市场成为半导体的主要买家，这种能力的复制似乎纯粹是为了降低成本，对许多公司来说吸引力不大。出于对盈利能力的考虑，为了在高度敏感的价格竞争环境中控制成本，企业应该尽可能减少重复劳动。这在美国半导体行业引发了一个集体行动困境。削减开支似乎符合每家公司的利益，但这样做会进一步削弱美国公司的创新能力。  
上世纪1990年代，美国政府没有回归产业政策，而是选择了成本低得多的科技政策项目。理想情况下，“科技政策”能够帮助政府调和企业既想节省成本又不想在技术上落后的矛盾需求。然而，顺应时代潮流，美国政府也在提倡节俭，因此不会提供产业政策在新竞争环境下取得成功所需的大规模财政支持。  
相反，政府正在减少支出，并试图建立一种分工机制，使所有参与者都能在不牺牲技术前沿领先地位的前提下降低成本、追求盈利。为此，政府一方面资助学术研究实验室开展研发工作，另一方面资助行业组织将研究成果转化为商业应用。在某种程度上，这进一步减少了单个企业的研发投入。  
这种结构并非由供应链重叠的企业组成的生态系统，而是创造了一种新的劳动分工，每个公司或机构都参与到创新过程中一个清晰可辨的独立环节。与此同时，更宽松的贸易政策和更便捷的运输能力促使领先企业在经济上选择了“无工厂”模式，这或许是最轻资产的战略。其目标是通过解决集体行动难题和减少整个系统中的冗余，以更低的价格在公共和私营部门重新获得技术优势。  
短期来看，这一策略确实奏效！上世纪1990年代末，在美国国内半导体和科技投资普遍繁荣的背景下，美国成功重夺技术优势。在缺乏国内产业政策大规模财政支持的情况下，该行业依然能够在保持国际竞争力的同时进行创新。  
大多数企业将研发重点放在生产流程的下一两个环节，而更长远的研究则由政府资助的学术研究人员进行。产业集团的参与将这些学术研究转化为商业活动，并基本消除了研发和生产中重复劳动的成本。然而，大型集中式研究实验室逐渐空心化，供应链也越来越集中于少数核心企业的研发需求。  
 

2000年代：互联网泡沫破裂

 

“科学政策”帮助美国半导体行业取得了短期成功，但也使其供应链更加脆弱，使台积电和其他公司得以抓住机会崛起。
显然，上述策略的短期成功是以高昂的长期成本为代价的。劳动力和资本的减少有助于确保公司能够快速实现流程改进，同时也有助于培养下一代工程师和技术人员。虽然从短期内最大化股东回报的角度来看，这种重复投入可能是“多余的”，但它对于确保长期的创新发展至关重要。“裁员”和“风险增加”已成为不可调和的矛盾。  
从长远来看，劳动力和资本投资不足的后果最终会显现出来，无论是在资产负债表上、创新能力方面，还是两者兼而有之。目前，美国在尖端设计领域正面临失去优势的风险，并且在尖端制造领域的大部分优势已被台积电取代。将部分投资分配给每家公司或许能让每家公司的资产负债表看起来更强劲，但由于持续的投资不足，整个行业将变得更加脆弱。数十年来对劳动力成本的过度控制导致熟练技术人员和工程师的数量减少，而数十年来对产能投资不足则削弱了美国公司应对当前供应短缺的能力。  
美国半导体行业目前的问题，是上世纪90年代末和本世纪初看似非常成功的科学政策战略的必然长期后果。这种对整合和垂直一体化的追求，侧重于学术实验室的长期研究，以及规模庞大的“冠军公司”和轻资产的“童话”创新者的结合，从而造成了一个摇摇欲坠的竞争生态系统。  
由于这些“龙头企业”在竞争格局中占据了不成比例的份额，它们的研发投入和中期投资要求为整个行业设定了先决条件。像英特尔这样的大型买家能够利用其相对垄断地位，或明或暗地将供应链构建得过于狭窄，以满足自身需求。当更广泛的经济需求发生变化时（正如疫情爆发以来的情况），这些脆弱的供应链很容易被切断。这种脆弱性显然是供应链优化目标是短期盈利和消除冗余，而不是服务于整体经济需求的结果。  
无论是有意还是无意，“龙头企业”都会围绕自身的财务需求和计划来塑造技术发展的方向。同时，从技术层面来说，这些龙头企业“大到不能倒”：如果它们错失了工艺改进的机会，由于国内缺乏规模相近的竞争对手，整个行业也将因此而错失进步的机会。  
 

2010 年及以后：“无工厂”公司、研发和外包
 
从研发到生产的整个过程中也开始出现一些奇怪的矛盾和反馈循环。科学政策战略的关键在于将知识产权创新与生产流程创新在分析和经济上区分开来。通俗地说，该政策优先考虑研究、设计和创意，而非实施、生产和投资。利用国外制造工厂的工艺改进来牟利的“无晶圆厂”公司的兴起，正是这一战略的直接结果。  
然而，优先发展研发可能会减缓创新步伐。单纯补贴研发与鼓励外包并无本质区别：这种政策奖励的是知识产权的开发，而非有形资产的所有权。事实上，工艺改进源于将新技术应用于新的有形资产中，“边做边学”是技术创新的重要组成部分。优秀的工程师希望在生产过程的每个环节和供应链的每个环节都进行创新。将尖端设计外包生产会给生产过程带来一层“黑箱”，可能导致不经济的行为得不到纠正。仅仅关注研发会导致这些工艺改进速度放缓，使国内生产商陷入困境，并阻碍劳动力发展新技能。  
事实上，学术研究已经偏离了商业化路径，并沿着某些创新范式形成了固定的模式。鉴于学术研究通常围绕与当前生产相去甚远的问题展开，它有时无法提供关于现有技术的其他应用或以流程驱动的创新路径的洞见。然而，由于科学政策赋予了学术界制定整个行业长期创新战略的重任，这种盲点不容忽视。摩尔定律的失效，以及许多应用中异构芯片独特设计的兴起，正是创新往往意味着技术发展路径同时存在的一个很好的例证。  
 

美国半导体行业的研发支出正从企业转向大学

几十年来，美国未能加大对工业产能和就业的投资，导致美国企业高度依赖海外制造工厂。美国目前计划投资台积电在美国的芯片制造工厂，这不过是试图用金钱解决问题，而非减少美国对单一供应商的依赖。我们应该回顾半导体生产早期阶段的产业政策，重夺技术前沿的领先地位，并在供应链的每个环节推动创新。

 

从美国产业政策演变中汲取的教训

 

在尖端半导体供应短缺和创新能力下降的背景下，美国决策者需要认真考虑干预政策，以避免全球芯片供应短缺危机再次发生。
如今，美国面临尖端半导体短缺和创新能力下降的困境，政策制定者正在考虑采取切实有效的干预措施。虽然解决当前的短缺问题可能为时已晚，但预防下一次短缺必须从现在开始。美国两大政党对基础设施建设支出的广泛支持、疫情后重建的紧迫性以及半导体采购涉及的国家安全问题，都应促使政策制定者认识到，现在正是进行雄心勃勃的改革的良机。正如上文所述，半导体产业政策的历史为我们提供了许多关于如何更好地创造高就业率、促进技术创新和构建强大的国内供应链的经验教训。  
历史表明，科学政策是产业政策的必要补充，但单靠科学政策是不够的。协调一致的研发是任何解决方案的关键组成部分，但并非全部。为了不断改进工艺并确保劳动力具备足够的技能以胜任尖端技术的工作，产业需要持续扩大产能。然而，正如我们之前所展示的，在低迷的需求环境下，私营企业明显不愿进行不确定的投资。  
唯有通过政府采购和融资担保、直接融资等多种手段相结合的产业政策，才能为产业提供充足的流动性，确保产能扩张速度足以维持产业的技术领先地位。同时，为了国家安全和供应链韧性，政府应具备足够的财政能力，允许国内企业生产落后的半导体产品。从长远来看，以股东利益最大化为目标的产业外包政策弊大于利。  
同样重要的是要认识到，整个经济的强劲需求以及由此导致的劳动力市场（尤其是半导体生产领域的劳动力市场）紧张，对于这些政策的成功至关重要。政府主导的大规模投资和建设将为不同经验和技能水平的人们创造良好的就业机会。这将培养一支高技能的劳动力队伍，并为“边做边学”式的实践方法提供充足的机会，从而推动有意义的流程改进。  
在技​​术密集型、资本密集型产业中，劳动力几乎如同另一种资本品，能为投资带来显著回报。然而，如果缺乏充足的就业机会，随着工人流向其他行业，这些专业技能就会消失。但这并不意味着仅仅提升劳动力的技能就足够了。如果立法仅仅支持设立培训项目，而不创造必要的就业机会和投资，那么很快就会适得其反。  
有些人可能会担心半导体和其他关键产业的产业政策所需资金规模庞大。这是一个巨大的市场，需要巨额投资，例如建造一座现代化制造工厂可能耗资数十亿美元。然而，半导体是一项至关重要的通用技术，几乎渗透到所有关键供应链中。产业政策可以防止瓶颈拖累经济增长，同时为国家安全需求打造强大的国内供应链。相对于半导体技术的初始投资，重新投入产业政策的成本要高得多，但回报也更高。将振兴落后的前沿产业和重建强大的竞争生态系统纳入4万亿美元的基础设施建设方案或两党共同支持的供应链法案中，显然是一项非常明智的投资，不容错过。  
美国半导体产业政策的当前目标很简单：开发一套可扩展的产业政策工具包，以促进创新、打造紧俏的国内劳动力市场并维护关键的供应链基础设施。半导体产业是开发这些政策工具的理想切入点，因为它需要大规模的投资和就业创造。重建强大的创新环境也将有助于美国以可持续的方式重返科技前沿，创造的就业和投资将在未来数年持续带来回报。  
 

半导体在现代工业经济中扮演着至关重要的角色，其技术路线图的制定至关重要，不能仅仅着眼于短期盈利。政府有机会也有责任运用产业政策，在下一次供应短缺发生之前就加以防范，同时确保美国在技术前沿保持领先地位。

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