CHIP 4，重塑芯片行业

　　半导体在电子和计算设备中无处不在，对于人工智能、先进军事和世界经济的发展至关重要。因此，毫无疑问，各国通过控制全球半导体价值链的大部分，获得了相当大的地缘政治和经济影响力，使它们能够获得关键的技术和商业资源，同时又能够限制其他国家获得同样的资源。因此，美国和中国等大国之间的竞争主要表现在获取和限制半导体技术的努力上。
　　例如，根据《芯片与科学法案》，美国政府向全球制造商提供补贴，条件是这些公司不在对国家安全构成威胁的国家建立制造工厂。美国还对对中国的先进半导体设备实施了出口管制，并与荷兰和日本达成协议 ，采取类似措施。另一方面，中国是半导体的净进口国，认为依赖竞争国家获得半导体资源是一个弱点；为了应对这一问题，中国致力于建立一条完全独立的价值链，并为此投入巨资。
　　在 2022 年拜登政府执政期间，建立对半导体价值链更大控制权的最雄心勃勃的计划应运而生。在《2019 年美国大选》颁布之前，拜登提出了 Chip 4 联盟，这是一个由美国、日本、韩国和中国台湾组成的半导体联盟。
　　这四个成员国家或地区对半导体价值链至关重要，每个成员都专门生产必要的组件，以作为一个整体开发半导体。在 Chip 4 联盟下，四个成员将就供应链安全、研发和补贴使用方面的政策进行协调。该联盟将对半导体的分销产生相当大的影响，并可用于显著限制地缘政治竞争对手的芯片获取。尽管 Chip 4 联盟具有潜在的影响力，但它尚未实现，目前尚不清楚潜在成员是否会对联盟做出明确的承诺。在本文中，我们将更深入地研究 Chip 4 联盟，并评估它可能如何影响半导体行业。我们还将观察阻碍潜在成员组建联盟的众多挑战。
　　深入了解全球半导体价值链
　　半导体价值链由三个核心部分组成：设计、制造和组装。在设计过程中，会规划出芯片架构的蓝图以满足特定需求。该过程使用称为电子设计自动化 (EDA) 的设计软件和知识产权 (Core IP) 来促进，它们是芯片设计的基本构建块。半导体开发过程紧随制造阶段，在此阶段制造集成电路以供使用。
　　由于这些集成电路是在纳米级内构建的，因此制造过程需要高度专业化的投入，包括材料和制造设备。在最后一步，晶圆经过组装、封装和测试，以便在电子设备中使用。硅晶圆被切成单个芯片，放置在树脂外壳内，并经过测试后再送回制造商。
　　近几十年来，半导体全球价值链日益专业化，大部分价值链贡献由美国和东亚共同承担。美国在半导体行业中占据着最重要的地位，在设计、软件和设备领域都占有重要地位。它在设计领域的地位尤其重要，拥有英特尔、Nvidia、高通和 AMD 等关键企业，这些企业占据了设计市场的大约一半。
　　另一方面，大部分制造市场集中在东亚，中国台湾和韩国在其中发挥着重要作用。中国台湾和韩国占据了世界大部分尖端制造市场，台积电生产世界上最先进的半导体，三星紧随其后。此外，中国台湾拥有完善的半导体制造生态系统，拥有众多材料、化学品和组装基地。日本、美国和荷兰占据了该行业大部分的设备制造市场，为制造过程提供了必不可少的功能。最后，中国占据了组装和测试环节的最大份额，也是镓和锗（两种半导体制造的核心化学品）的主要供应国。
　　从价值链分布来看，半导体行业依赖于一个相互依存的网络——没有其他国家的贡献，任何国家都无法获得半导体。然而，各国在价值链不同环节的定位导致一个国家在半导体行业的影响力不平衡。这反过来又创造了权力动态，影响力更大的国家可以利用这种动态。
　　利用全球价值链
　　由于全球半导体价值链是在相互依存的国家网络下运作的，拥有独家资源的国家可以为竞争对手设置瓶颈，通过扣留生产半导体所需的基本要素来削弱竞争对手的半导体产能。因此，出口管制是全球技术发展领域的核心武器，使占主导地位的国家能够减缓新兴国家的增长。美国针对中国实施的半导体相关出口管制措施，让我们了解这一原则如何影响行业发展。例如，2019 年，特朗普政府对中国电信公司HW实施了出口管制，采取了双重措施。首先，禁止HW为其设备购买美国制造的半导体。其次，禁止其子公司HS半导体购买美国制造的软件和制造设备。最初，这项措施被证明无法阻碍华为的业务运营。中国台湾和韩国在半导体制造领域占据着更强的地位，HW只是在美国资源不可用时寻求它们的服务。为HW芯片提供蓝图的美国设计公司将制造业务外包给外国。在这里，出口措施对美国芯片制造公司的损害比对华为更大，使国内企业失去了一个利润丰厚的客户。然而，在更新的出口管制政策中，特朗普政府将出口管制范围扩大到第三方供应商，如果他们继续与HW开展业务，可能会切断他们获取软件、核心知识产权和制造设备的渠道。通过控制大部分软件和核心知识产权来源，美国可以通过拒绝向第三方设计公司提供必要投入，间接限制HW获取芯片设计的渠道。同样，其在制造设备行业的主导地位使其在制造领域拥有相当大的影响力，间接切断了HW获取半导体制造渠道。通过威胁切断关键的设计和制造资源，美国有效地阻止了第三方与HW的合作。美国的半导体出口管制政策表明，控制全球价值链的基本要素可以使行动者产生连锁反应。具体而言，美国能够对中国施加影响，是因为它控制了关键的咽喉要道；美国之前实施的出口管制措施表明，没有足够杠杆的出口管制在很大程度上是无效的。即便如此，频繁收紧瓶颈也存在固有风险，尤其是单方面收紧。由于半导体行业竞争激烈且充满活力，公司经常在市场上推出新的创新。因此，虽然扣留关键技术和资源在短期内可能有效，但持续使用出口管制为竞争对手提供了生产可靠替代品并填补市场空白的机会。多边出口管制可以减轻这些风险，即同一瓶颈上的多家生产商共同实施出口管制，使替代品的采购或更换变得更加困难。事实上，拜登政府越来越多地参与出口管制的多边努力——荷兰-日本-美国对华设备出口禁令就是一个明显的例子。更重要的是，拟议的 Chip 4 联盟为采取多边行动提供了另一条重要途径。
　　Chip 4 下的世界
　　Chip 4联盟的既定目标是为四个成员国家和地区提供一个平台，以协调有关芯片生产、研发和供应链管理的政策。美国将这一安排描述为与其对华出口管制政策根本不同的安排，认为这是一种必要的多边协调机制，而非受地缘政治竞争驱动的联盟。然而，如果四个成员在完全协调的条件下运作并利用其巨大的影响力，会发生什么？如果四个成员协调一致，Chip 4将拥有对半导体行业的前所未有的控制权，从而形成一个极其强大的核心圈子。在许多方面，Chip 4的形成可能导致全球价值链的广泛武器化。作为一个整体，美国、日本、韩国和中国台湾将成为半导体行业中最主导的力量，因为它们有能力在全球价值链的几乎所有领域发挥重大影响力。结合它们的专业知识，Chip 4 将在全球价值链除组装和测试之外的所有方面占据多数份额：
　　如上所示，Chip 4 可以参与芯片制造过程，而无需外部资源的参与。更重要的是，资源的协调使 Chip 4 能够比其成员单独获得的更强大地掌握瓶颈。例如，在设计领域，美国拥有 49% 的市场份额。虽然意义重大，但 Chip 4 可以通过结合日本、韩国和中国台湾的能力将这一市场主导地位提升到 84%——限制设计出口的多边努力将严重限制半导体生产所需的可靠替代品的数量。Chip 4 还将在制造业中占据 63% 的市场份额。虽然这是一个重要的数字，但它低估了 Chip 4 在先进制造业中的实际实力；台积电、三星和英特尔已经能够生产 10 纳米内的逻辑芯片，为该联盟提供了对领先逻辑技术的近乎独家的使用权。在设备行业，鉴于美国和日本集中在中国台湾、韩国和美国，它们仍然可以为领先的制造公司提供必要的资源，但 Chip 4 将工具限制在国外的能力也可用于增强现有制造公司的地位。可以想象，荷兰的 ASML 也将成为 Chip 4 的亲密盟友，通过其 EUV 工具提供必要的设备。因此，Chip 4 必然会成为设计、制造和设备行业的主导力量，极大地改变全球半导体行业的动态。因此，可以想象，“Chip 4 ”可以作为推动美国与中国技术竞赛的工具。由于“Chip 4 ”掌握了全球价值链几乎所有方面的专业知识，它可以重新安排供应链，大大减少中国的参与和准入，阻止中国在该行业站稳脚跟。到目前为止，中国一直依赖其远东邻国的技术实力来发展自身——中国拥有中国台湾和韩国的制造设施，为其提供了逻辑和基于内存的制造能力。三星和海力士等韩国公司特别参与中国的半导体生态系统，为该国的技术发展提供了关键的切入点。然而，在美国的领导下，“Chip 4”联盟的成员可能会减少在中国的投资，从而有效地阻碍中国的进步。考虑到成员组建联盟将获得的优势，建立 Chip 4 的前景似乎极具吸引力。然而，联盟的现状表明，组建联盟仍然是一个深远的理想。尽管自 2022 年 3 月以来一直在讨论组建联盟的计划，但潜在成员在为协调政策奠定基础方面进展缓慢。到目前为止，只举行了两次会议来讨论新生的联盟。第一次会议 发生在 2022 年 9 月，只有工作级官员出席。最近的一次会议于 2023 年 2 月在高级官员之间举行，尽管联盟的更具体计划尚未制定。尽管联盟的建立有着显著的好处，但它也给成员带来了重大的风险因素和挑战，促使各国对联盟采取更加谨慎的态度。这些紧迫的障碍是联盟发展的最大惯性来源。
　　地缘政治挑战
　　正式宣布加入 Chip 4 的主要障碍来自于其带来的地缘政治影响。由于 Chip 4 可以用来阻碍中国的半导体发展，中国政府无疑会以敌对态度解读加入该联盟。对于与中国有着复杂经济和地缘政治关系的亚洲成员来说，这可能是加入该联盟的重大障碍。不出所料，中国政府对该联盟表示担忧，一位发言人特别敦促韩国政府在做出正式承诺之前重新考虑其长期利益。在外交方面，与其他 Chip 4 国家相比，韩国与中国保持着更紧密的关系，因此对减缓中国半导体进步的兴趣较小。尽管日本和中国台湾表现出强烈兴趣，愿意跟随美国的多边倡议，即使以恶化与中国的外交关系为代价，但韩国确实更不愿意采取行动——在四个成员国家和地区中，韩国是最后一个承诺举行讨论 Chip 4 的初步会议的国家。在半导体行业，韩国与中国市场的联系十分紧密；三星和海力士在中国建立了许多制造厂，2021 年中国市场占韩国内存芯片出口的 48%。最近，在荷兰、日本和美国对半导体设备实施出口禁令后，中国限制了镓和锗的出口。因此，任何限制中国获取技术的措施都可能导致贸易限制升级，给所有相关方带来高昂的经济成本。因此，加入 Chip 4 具有根本性的风险，而韩国似乎是最不愿意在这种情况下采取行动的国家。此外，Chip 4 的潜在成员之间存在地缘政治紧张局势，这使得正式联盟难以建立。虽然日本、韩国和中国台湾都与美国有着密切的外交关系，但这两个东亚成员之间的关系往往建立在更不确定的基础上。韩国和日本的外交关系尚未完全从战时历史中恢复过来，这仍然是外交摩擦的根源；2018 年，韩国最高法院裁定日本公司对其在战时工厂强制使用韩国劳工进行赔偿，这促使日本政府以牙还牙，限制向韩国出口必要的半导体相关化学品。另一方面，一名韩国官员对与中国台湾建立正式联盟提出了质疑，寻求美国政府保证台湾的成员资格不会妨碍其违反一个中国政策。这些担忧表明，有关 Chip 4 的外交紧张局势不仅体现在外部，也体现在内部。显然，美国必须在缓解这些紧张局势方面发挥作用，以确保芯片联盟的无缝建立。2023 年 8 月美国、日本和韩国三边峰会的安排表明了美国愿意在亚洲国家之间建立更紧密的关系，但其努力是否足以形成芯片联盟还有待观察。
　　商业挑战
　　在讨论 Chip 4 时，一些人将该联盟比作石油行业的欧佩克，认为四个成员之间半导体行业的集中协调可能会在市场上产生类似卡特尔的存在。虽然这两个联盟之间可能存在一些相似之处，但必须指出关键的区别：Chip 4 的协调工作将以国家安全为目的，以牺牲私营企业为代价，剥夺它们的重要市场。因此，国家或地区安全与商业利益之间的冲突成为 Chip 4 建立的另一个摩擦点。美国公司已经表现出对加强对中国公司的制裁的抵制情绪。当美国在 2022 年宣布出口禁令时，美国设备制造商 Lam Research、Applied Materials 和 KLA 表示，他们可能会损失高达 50 亿美元的来自中国的收入。Chip 4 的实现可能意味着对中国的贸易限制升级，这意味着通常依赖中国消费来获得收入的企业将因这一举措而蒙受巨大损失。因此，持续排除对华出口将对依赖中国庞大市场的半导体公司产生负面影响。还必须考虑 Chip 4 的形成可能对竞争和芯片制造创新产生的影响。半导体制造的协调将引起领先制造公司的担忧，他们可能担心与潜在竞争对手共享技术的前景。正如美国政府官员指出的那样，韩国领导层表示担心 台积电和三星等公司可能会被鼓励进行知识交流。同样，人们担心 Chip 4 计划可能会被美国利用，使其芯片制造公司在市场上处于更有利的条件。事实上，如果半导体公司在制造和分销方面进行明确的协调努力，一些公司无疑会比其他公司受益更多；对于 Chip 4 来说，达成一项补充所有政府和私营公司竞争利益的协议将是一个挑战。更重要的是，引入政府干预可能会大大降低该行业的竞争力，从而阻碍创新的步伐。在这里，政府控制的过度扩张可能会使半导体行业变得更糟，使该行业失去其最有价值的创新。为了缓解这些商业担忧，Chip 4 必须向企业保证，它将努力实现地缘政治目标，同时保持行业运营和实践的完整性。如果做不到这一点，不仅会给行业带来高昂的成本，还会给依赖半导体开发的其他各种行业带来高昂的成本。
　　Chip 4 的未来
　　总体而言，Chip 4 的未来仍不确定。两次初步会议表明亚洲国家和地区对联盟产生了浓厚兴趣，但联盟的内部机制尚未完全阐明。此外，关于联盟的官方声明稀少表明围绕该联盟的对话仍处于高度不确定的状态；这些发展表明 Chip 4 的组建不会在未来几年内实现，而可能需要更长的时间才能完成。事实上，如果 Chip 4 真的要重塑半导体行业，正如上文所述，成员应该谨慎对待这一机遇。尽管这是一个强大的概念，但未来的联盟仍然受到地缘政治和商业问题的阻碍，这极大地损害了它的吸引力。贸易冲突升级的威胁，加上商业协调的挑战，引发了人们对联盟有效性的质疑。美国领导层必须确保联盟的好处明显大于风险，然后其他潜在成员才会采取任何实质性措施。然而，即使“Chip 4”未能成型，其概念本身的讨论也标志着行业状况的决定性转变：地缘政治担忧已蔓延至半导体领域，从根本上改变了各地区的商业惯例。美国将继续收紧对中国的半导体出口，并促使其许多盟友采取类似行动。中国将继续寻找绕过竞争对手技术限制的创新途径。该领域的其他参与者将发现，在不惹恼另一个大国的情况下与一个全球大国打交道变得越来越困难。随着技术进步提高了获得半导体准入的风险，即使没有“Chip 4”，该行业也可能会分裂。无论有没有“Chip 4”，芯片制造的全球化时代都已接近尾声，取而代之的是碎片化的格局。