由於台積電等英特爾競爭對手的崛起，美國半導體產業的技術和商業優勢日益縮小，甚至在某些技術領域失去了領先地位。美國企業也面臨嚴重的供應鏈瓶頸。  
然而，隨著新冠肺炎疫情逐步控制，美國將迎來一個歷史性的機遇，可以全面改造其半導體產業的公共和經濟基礎設施。但是，為了確保新的產業政策有效實施，許多傳統策略需要進行調整，以確保它們與支持勞動市場的宏觀經濟政策保持一致。  
美國半導體製造業的歷史為我們提供了清晰的借鏡意義。有效的產業政策不僅可以解決當前的供應短缺危機，還有助於建立更強大的創新生態系統，從而確保美國長期保持領先優勢。  
以下是文章正文：
自美國半導體產業誕生以來，其產業政策在該產業發展中發揮了關鍵作用。早期產業政策涉及多方參與：小型企業在技術前沿進行試驗，而大型企業則致力於工藝改進，以確保這些創新能夠快速規模化生產。美國政府的要求確保了此類試驗在經濟上可行，而技術轉移法規則確保了技術進步能夠在大公司和小型公司之間共享。至關重要的是，政府的定期採購為企業提供了必要的流動性支持，使其能夠持續迭代研發，而無需依賴一次性產品的大量生產。這種產業政策鼓勵創新，確保小型企業能夠獲得創新設計的國內大量生產機會，同時也使大型企業從中受益。  
隨著美國半導體產業的成熟與競爭環境的變化，政策架構也隨之改變。自1970年代以來，美國的產業政策逐漸被輕資產的「科技政策」所取代，而巨型「領導企業」和輕資產創新者則取代了以生產為導向的中小型企業組成的強大生態系統。儘管這戰略初期取得了成功，但也造成了一個非常脆弱的體系。如今，該行業受到脆弱的供應鏈的限制，這些供應鏈僅服務於少數擁有雄厚資本的公司。另一方面，眾多輕資產設計公司也限制了該行業的發展，因為它們無法幫助改善流程。  
儘管美國半導體產業在1990年代重奪主導地位，但由於其奉行的政策，該產業的技術和商業優勢日益縮小。隨著台積電等英特爾競爭對手的崛起，美國失去了在技術前沿的領先地位，美國企業也面臨嚴重的供應鏈瓶頸。新冠肺炎疫情暴露出的供應鏈危機表明，半導體生產已成為關乎經濟和國家安全的關鍵問題。畢竟，半導體生產是一項用途廣泛的技術，幾乎在所有主要供應鏈中都扮演著重要角色。  
「科學政策」固然發揮一定作用，但其對技術進步的關注過於狹隘，這有利於新思想的產生，卻不利於新技術的推廣應用。製程創新需要切實的支持，以及新生產線的持續建設和部署。在資本投入低、資產規模小的生產環境下，「邊做邊學」的模式顯然並不適用。  
半導體產業的技術創新貫穿供應鏈的每一個環節，並受益於多元化的參與者和充滿活力的勞動力市場。勞動力不僅是技術前沿領域的成本中心，更是創新過程中不可或缺的一部分。美國政策制定者在應對當前供應短缺問題時，應借鏡半導體產業政策發展歷程中的經驗教訓，並努力建構能激發創新的強大競爭生態系統。本文將闡述美國半導體產業的演進歷程，並向政策制定者展示如何制定策略，使美國在重獲技術優勢的同時，建構更安全、更具韌性的供應鏈。  
  美國半導體產業與產業政策的早期發展
 
 

美國貝爾實驗室開發的電晶體
在半導體產業發展的早期，美國政府運用產業政策和科技政策，扶持半導體企業建構多元化的生態系統，確保凡是科學上可行的，在經濟上也切實可行。政府財政支出為這個高度投機性的產業提供了必要的流動性支持，使其得以蓬勃發展。這項策略需要持續的干預，以維持創新和充滿活力的競爭生態系統。  
美國國防部利用採購協議和準監管措施，確保企業生態系統和技術進步能夠廣泛傳播。政府合約為新創企業創造了現成的市場，而國防部也渴望成為首批客戶。隨著半導體大規模生產需求的成長，投資產能對許多新創小型企業而言變得切實可行。  
作為眾多公司的核心客戶，美國國防部對半導體產業的最新技術發展有著清晰的了解，並利用這種視角直接促進企業與研究人員之間的對話和知識共享。同時，「第二來源」合約要求國防部採購的任何晶片都必須由至少兩家公司生產，從而將採購與技術轉移掛鉤。國防部甚至要求貝爾實驗室和其他大型研發機構公開技術細節並廣泛授權其技術，以確保任何與國防部簽訂合約的公司都能獲得創新所需的「基礎模組」。  
這項政策加快了創新步伐，並有助於創新成果在整個產業中迅速傳播。政府採購協議確保了投資者的資金投入意願，而增加對重複性資本貨物的投入則有助於顯著改善生產流程。同時，從業人員可以在整個體系內自由流動，將從一家公司獲得的知識應用於其他公司的生產流程改進。  
這種競爭環境，加上當時的反壟斷措施，促使大型公司建立大型研究實驗室，也促使小型公司進行大膽的實驗。成功的實驗有助於創建新的大型公司，或在現有大型公司的支持下擴大規模。國防部的產業指導有助於推動這項技術朝著新的方向發展，同時保持產業發展的連貫性和針對性。  
至關重要的是，這項策略意味著政府對整個產業的新技術發展擁有特權，而不是幫助任何一家公司實現收入最大化或成本最小化。如果企業需要投資和持有資產，政府也會提供融資。政府保護了該行業免受所謂的「市場紀律」約束，使企業能夠繼續專注於創新和生產，而不是狹義上的經濟成功。  
然而，到了1960年代末，半導體產業發展迅猛，政府採購以及政府透過「第二來源」合約等方式進行準監管的能力變得相對不那麼重要了。儘管半導體產業在1940年代末期是建立在軍方採購基礎上的，但到了1960年代末，軍方採購所佔的市佔率已不足原先的四分之一。  
  1970年代：蓬勃發展的商業市場
 
 

仙童半導體製造工廠
由於半導體的商業應用日益廣泛，且缺乏真正的國際競爭，20 世紀 70 年代成為美國半導體公司崛起的黃金時代，儘管政府採購和指導的重要性日益降低。  
 

1955年至1973年美國半導體公司銷售額的變化
儘管產業政策促進了半導體產業的早期創新和產能建設，但其在1970年代的相對缺失幾乎未被察覺。誠然，政府採購在當時仍然發揮了一定作用，但隨著私人企業開始將電子元件認真地整合到半導體供應鏈中，它們逐漸成為更重要的採購者。電腦的大規模生產也與半導體的發展有共生關係，因為對晶片的需求推動了封裝和整合技術的進步。  
事實上，美國國防部的優先事項正開始與商業客戶的需求有顯著偏差。國防部尋求專門針對軍事問題的特定解決方案，特別是開發非矽基或抗輻射加固的半導體，這些半導體的商業應用價值有限。政府和半導體公司都意識到，該行業不再需要直接指導，雙方的需求也開始出現分歧。  
在1970年代，蓬勃發展的非國防半導體市場意味著，無論規模大小，許多成功的半導體公司都能在缺乏政府支持或協調的情況下並存發展。技術進步轉化為製程改進，而製程改進反過來又推動了進一步的技術進步。 MOS積體電路、微處理器、DRAM等新發明將半導體產業推向了新的高度，並開闢了不同的創新路徑。  
在經濟繁榮和創新蓬勃發展的環境下，半導體作為一種通用技術被廣泛應用於各個經濟領域。儘管大型研究實驗室和國內製造業是重要的資產，但由於缺乏國際競爭和市場蓬勃發展，大多數投資最終都能取得成功，無論是在創新方面還是在盈利方面。  
  1980年代：激烈的國際競爭
 
 

1980年，日本成為世界上最大的半導體產品出口國。
然而，這種競爭環境所孕育的樂觀和慷慨精神在 20 世紀 80 年代被打破了，當時在美國通商產業省的產業政策指導下，美國將市場和技術主導地位讓給了日本公司。  
日本沿用了美國半導體產業創立之初的產業政策，包括集中指導、簽訂採購協議、鼓勵融資等，以迅速擴大產能並主導全球市場。然而，日本採取了略有不同的策略，專注於研發更易於理解、面向出口市場的技術，而非僅僅滿足國防領域的需求。當DRAM成為行業標準並佔據半導體行業最大單一市場時，日本迅速佔據了主導地位。  
雖然美國政府開創了半導體產業的最初市場，但日本卻能夠圍繞著這個快速成長且已存在的市場來建立其產業政策。因此，日本能夠採取比美國更成熟的策略，例如建設基礎設施以及協調電腦和半導體領域的合資企業，因為日本深知其產品擁有現成的商業市場。儘管日本政府支持和協調投資的策略與美國在1950年代和1960年代所採用的策略相同，但其具體實施策略卻根據20世紀80年代的競爭環境進行了調整。  
 

1980 年代，隨著日本產能的提升，美國在全球半導體生產中的份額迅速下降。
日本競爭對手的到來對美國公司造成了巨大衝擊。在隨後的行業重組中，許多美國公司永久退出了DRAM市場。為了應對這一局面，美國半導體產業成立了半導體產業協會（SIA），旨在協調生產並遊說政府乾預關稅和貿易政策。該協會遊說政府保護其免受日本「傾銷」的影響。雖然半導體研究公司（SRC）的成立是為了組織和資助與商業市場相關的半導體研發，但國防部已不再是其唯一的客戶。  
半導體製造技術聯盟（SEMATECH）由產業成員和美國國防部共同出資，最初旨在促進半導體公司之間的橫向合作，這與早期的產業政策類似。然而，為了最大限度地降低成本，該聯盟很快就將重點轉向供應商和製造商之間的縱向整合。  
1980年代，由於技術和經濟因素的雙重影響，垂直整合型企業的傳統模式開始瓦解。鑑於當時美國的經濟情勢，在競爭日益激烈的全球市場中，企業對投資低附加價值活動的產能興趣寥寥。  
 

1968年至1988年美國商用積體電路銷售額
相反，大型公司將小型公司剩餘的產能整合起來，並創造了規模更大的企業集團。隨著各公司開始採用相似的設計原則，以及MOS電晶體成為產業主導設計，專門從事製造的「代工廠」成本變得更加低廉。由此引發的垂直整合顛覆催生了大型垂直整合公司與規模較小的、專注於設計的「無晶圓廠」公司並存的局面。  
小型「晶片設計公司」只負責晶片設計而不生產。理論上，這使它們能夠保持靈活性，從而在最大限度地降低管理成本的同時，推行創新設計策略。在1990年代，隨著美國公司在開發新產品類別方面佔據領先地位，而日本公司面臨來自韓國新晉企業的競爭，美國晶片行業對這種策略的接受促使其市場份額得以恢復。  
從政策角度來看，美國從未恢復其以往的國內產業政策。相反，其對外產業政策的成功取決於國內的併購、壟斷、貿易保護主義以及對科學研究的投入。  
  1990年代：科學政策取代產業政策
 
 

在1990年代，隨著國內投資的激增，美國半導體產業在激烈的競爭中重新獲得了技術優勢。
如果說1980年代美國半導體產業面臨技術變革和競爭環境變化所帶來的挑戰，那麼1990年代則是美國實施科學政策的巔峰時期。當時，美國並未回歸以往的產業政策，而是將「科學政策」的引入視為政府在半導體製造領域行動的新典範。科學政策的重點在於促進公私合作，加強產業研發與學術研發的整合，實現研發工作的廣泛分工，並建構有利於創新企業輕資產運作的產業結構。  
該政策的目標從建立擁有強大供應鏈的競爭性生態系統，轉向建立公私合作夥伴關係，以協調研究人員、無晶圓廠設計公司、設備供應商和大型「龍頭企業」之間錯綜複雜的關係。這樣一來，任何公司都不會在研發上投入超過必要限度的資金，從而維持全球成本競爭力，同時政府也能避免大規模的投資支出。  
「科學政策」方法的核心在於狹義上、非冗餘地提高效率。早期的產業政策著重於冗餘和重複，以期盡快將創新引入供應鏈的各個環節。無論公司規模大小，無論是否自主生產，「第二供應商」合約都能確保可行的流程在公司生態系統內迅速推廣。雖然早期的產業政策策略顯著加快了創新步伐，並確保即使個別公司倒閉，整個供應鏈也能保持穩健，但這確實意味著大量的投資重複。儘管這種方法有助於推動流程改善的廣泛應用，但最大化股東價值意味著這種重複投資在經濟上是浪費的。  
過去幾十年的產業政策旨在促進半導體產業的大規模就業，而半導體產業正是創新的核心驅動力。然而，1990年代的「科學政策」為了追求最低限度的效率，摒棄了這種做法。員工經常跳槽，「邊做邊學」成為創新的核心方法。儘管大量半導體行業員工的加入對於行業的快速創新至關重要，但在如今競爭激烈的環境下，這也被視為一種浪費。勞動成本居高不下，企業認為，如果能策略性地縮減員工規模，就能幫助企業重振全球競爭力。  
 

在1990年代實施的科學政策下，半導體產業的附加價值成長速度超過了員工人數的成長速度。在半導體產業的早期，對價格相對不敏感的政府合約佔據了總銷售額的很大一部分，這種低效率被視為創新成本。但隨著外國競爭對手的出現，以及對成本高度敏感的商業市場成為半導體的主要買家，這種能力的複製似乎純粹是為了降低成本，對許多公司來說吸引力不大。出於對獲利能力的考慮，為了在高度敏感的價格競爭環境中控製成本，企業應該盡可能減少重複勞動。這在美國半導體產業引發了一個集體行動困境。削減開支似乎符合每家公司的利益，但這樣做會進一步削弱美國公司的創新能力。  
在1990年代，美國政府沒有回歸產業政策，而是選擇了成本低得多的科技政策項目。理想情況下，「科技政策」能夠幫助政府調和企業既想節省成本又不想在技術上落後的矛盾需求。然而，順應時代潮流，美國政府也在提倡節儉，因此不會提供產業政策在新競爭環境下取得成功所需的大規模財政支持。  
相反，政府正在減少支出，並試圖建立一種分工機制，使所有參與者都能在不犧牲技術前沿領先地位的前提下降低成本、追求盈利。為此，政府一方面資助學術研究實驗室進行研發工作，另一方面資助產業組織將研究成果轉化為商業應用。在某種程度上，這進一步減少了單一企業的研發投入。  
這種結構並非由供應鏈重疊的企業組成的生態系統，而是創造了一種新的勞動分工，每個公司或機構都參與創新過程中一個清晰可辨的獨立環節。同時，更寬鬆的貿易政策和更便捷的運輸能力促使領先企業在經濟上選擇了「無工廠」模式，這或許是最輕資產的策略。其目標是透過解決集體行動難題和減少整個系統中的冗餘，以更低的價格在公共和私營部門重新獲得技術優勢。  
短期來看，這項策略確實奏效！ 1990年代末，在美國國內半導體和科技投資普遍繁榮的背景下，美國成功重奪技術優勢。在缺乏國內產業政策大規模財政支持的情況下，該產業仍能在維持國際競爭力的同時進行創新。  
大多數企業將研發重點放在生產流程的下一兩個環節，而更長遠的研究則由政府資助的學術研究人員進行。產業集團的參與將這些學術研究轉化為商業活動，並基本上消除了研發和生產中重複勞動的成本。然而，大型集中式研究實驗室逐漸空洞化，供應鏈也越來越集中於少數核心企業的研發需求。  
 

2000年代：網路泡沫破裂

 

「科學政策」幫助美國半導體產業取得了短期成功，但也使其供應鏈更加脆弱，使台積電和其他公司得以抓住機會崛起。
顯然，上述策略的短期成功是以高昂的長期成本為代價的。勞動力和資本的減少有助於確保公司能夠快速實現流程改進，同時也有助於培養下一代工程師和技術人員。雖然從短期內最大化股東回報的角度來看，這種重複投入可能是“多餘的”，但它對於確保長期的創新發展至關重要。 「裁員」和「風險增加」已成為不可調和的矛盾。  
從長遠來看，勞動力和資本投資不足的後果最終會顯現出來，無論是在資產負債表上、創新能力方面，還是兩者兼而有之。目前，美國在尖端設計領域正面臨失去優勢的風險，在尖端製造領域的大部分優勢已被台積電取代。將部分投資分配給每家公司或許能讓每家公司的資產負債表看起來更強勁，但由於持續的投資不足，整個產業將變得更加脆弱。數十年來對勞動成本的過度控制導致熟練技術人員和工程師的數量減少，而數十年來對產能投資不足則削弱了美國公司應對當前供應短缺的能力。  
美國半導體產業目前的問題，是90年代末和本世紀初看似非常成功的科學政策策略的必然長期後果。這種對整合和垂直一體化的追求，專注於學術實驗室的長期研究，以及規模龐大的「冠軍公司」和輕資產的「童話」創新者的結合，從而造成了一個搖搖欲墜的競爭生態系統。  
由於這些「龍頭企業」在競爭格局中佔據了不成比例的份額，它們的研發投入和中期投資要求為整個產業設定了先決條件。像英特爾這樣的大型買家能夠利用其相對壟斷地位，或明或暗地將供應鏈建構得過於狹窄，以滿足自身需求。當更廣泛的經濟需求改變時（正如疫情爆發以來的情況），這些脆弱的供應鏈很容易被切斷。這種脆弱性顯然是供應鏈優化目標是短期獲利和消除冗餘，而不是服務整體經濟需求的結果。  
無論是有意或無意，「龍頭企業」都會圍繞著自身的財務需求和計畫來塑造技術發展的方向。同時，從技術層面來說，這些龍頭企業「大到不能倒」：如果它們錯失了工藝改進的機會，由於國內缺乏規模相近的競爭對手，整個行業也將因此而錯失進步的機會。  
 

2010 年及以後：「無工廠」公司、研發及外包
 
從研發到生產的整個過程中也開始出現一些奇怪的矛盾和回饋循環。科學政策策略的關鍵在於將智慧財產權創新與生產流程創新在分析和經濟上區分開來。通俗地說，該政策優先考慮研究、設計和創意，而非實施、生產和投資。利用國外製造工廠的製程改進來牟利的「無晶圓廠」公司的興起，正是這項策略的直接結果。  
然而，優先發展研發可能會減緩創新步伐。單純補貼研發與鼓勵外包並無本質差異：這種政策獎勵的是智慧財產權的開發，而非有形資產的所有權。事實上，製程改善源自於將新技術應用於新的有形資產中，「邊做邊學」是技術創新的重要組成部分。優秀的工程師希望在生產過程的每個環節和供應鏈的每個環節都進行創新。將尖端設計外包生產會為生產過程帶來一層“黑箱”，可能導致不經濟的行為得不到糾正。僅僅關注研發會導致這些製程改進速度放緩，使國內生產商陷入困境，並阻礙勞動力發展新技能。  
事實上，學術研究已經偏離了商業化路徑，並沿著某些創新範式形成了固定的模式。鑑於學術研究通常圍繞著與當前生產相去甚遠的問題展開，它有時無法提供關於現有技術的其他應用或以流程驅動的創新路徑的洞見。然而，由於科學政策賦予了學術界制定整個產業長期創新策略的重任，這種盲點不容忽視。摩爾定律的失效，以及許多應用中異構晶片獨特設計的興起，正是創新往往意味著技術發展路徑同時存在的一個很好的例證。  
 

美國半導體產業的研發支出正從企業轉向大學

幾十年來，美國未能增加對工業產能和就業的投資，導緻美國企業高度依賴海外製造工廠。美國目前計劃投資台積電在美國的晶片製造工廠，這不過是試圖用金錢解決問題，而非減少美國對單一供應商的依賴。我們應該回顧半導體生產早期階段的產業政策，重奪技術前沿的領先地位，並在供應鏈的每個環節推動創新。

 

從美國產業政策演變中學到的教訓

 

在尖端半導體供應短缺和創新能力下降的背景下，美國決策者需要認真考慮幹預政策，以避免全球晶片供應短缺危機再次發生。
如今，美國面臨尖端半導體短缺和創新能力下降的困境，政策制定者正在考慮採取實際有效的干預措施。雖然解決當前的短缺問題可能為時已晚，但預防下一次短缺必須從現在開始。美國兩大政黨對基礎建設支出的廣泛支持、疫情後重建的緊迫性以及半導體採購涉及的國家安全問題，都應促使政策制定者認識到，現在正是進行雄心勃勃的改革的良機。如上文所述，半導體產業政策的歷史為我們提供了許多關於如何更好地創造高就業率、促進技術創新和建立強大的國內供應鏈的經驗教訓。  
歷史表明，科學政策是產業政策的必要補充，但單靠科學政策是不夠的。協調一致的研發是任何解決方案的關鍵組成部分，但並非全部。為了不斷改進製程並確保勞動力具備足夠的技能以勝任尖端技術的工作，產業需要持續擴大產能。然而，正如我們先前所展示的，在低迷的需求環境下，私人企業明顯不願意進行不確定的投資。  
唯有透過政府採購和融資擔保、直接融資等多種手段相結合的產業政策，才能為產業提供充足的流動性，確保產能擴張速度足以維持產業的技術領先地位。同時，為了國家安全和供應鏈韌性，政府應具備足夠的財政能力，允許國內企業生產落後的半導體產品。長遠來看，以股東利益最大化為目標的產業外包政策弊大於利。  
同樣重要的是要認識到，整個經濟的強勁需求以及由此導致的勞動力市場（尤其是半導體生產領域的勞動力市場）緊張，對於這些政策的成功至關重要。政府主導的大規模投資和建設將為不同經驗和技能水平的人們創造良好的就業機會。這將培養一支高技能的勞動力隊伍，並為「邊做邊學」式的實踐方法提供充足的機會，從而推動有意義的流程改進。  
在技​​術密集、資本密集產業中，勞動力幾乎如同另一種資本品，能為投資帶來顯著回報。然而，如果缺乏充足的就業機會，隨著工人流向其他行業，這些專業技能就會消失。但這並不意味著僅僅提升勞動力的技能就足夠了。如果立法只是支持設立培訓項目，而不創造必要的就業機會和投資，那麼很快就會適得其反。  
有些人可能會擔心半導體和其他關鍵產業的產業政策所需資金規模龐大。這是一個巨大的市場，需要巨額投資，例如建造現代化製造工廠可能耗資數十億美元。然而，半導體是一項至關重要的通用技術，幾乎滲透到所有關鍵供應鏈中。產業政策可以防止瓶頸拖累經濟成長，同時為國家安全需求打造強大的國內供應鏈。相對於半導體技術的初始投資，重新投入產業政策的成本要高得多，但回報也更高。將振興落後的前沿產業和重建強大的競爭生態系統納入4兆美元的基礎建設方案或兩黨共同支持的供應鏈法案中，顯然是一項非常明智的投資，不容錯過。  
美國半導體產業政策的當前目標很簡單：開發一套可擴展的產業政策工具包，以促進創新、打造緊俏的國內勞動力市場並維護關鍵的供應鏈基礎設施。半導體產業是開發這些政策工具的理想切入點，因為它需要大規模的投資和就業創造。重建強大的創新環境也將有助於美國以永續的方式重返科技前沿，創造的就業和投資將在未來幾年內持續帶來回報。  
 

半導體在現代工業經濟中扮演著至關重要的角色，其技術路線圖的發展至關重要，不能僅僅著眼於短期獲利。政府有機會也有責任運用產業政策，在下一次供應短缺發生前就加以防範，同時確保美國在技術前沿保持領先地位。

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