弹性半导体供应链的矿产需求

弹性半导体供应链的矿产需求-问军
弹性半导体供应链的矿产需求
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问题中华人民共和国是美国的主要战略竞争对手。除了其他领域的对抗之外,这种对抗还需要不断升级的技术竞争。没有一个国家在技术上能够自给自足,但美国依赖中国在半导体供应链关键矿产行业的可观市场份额,这造成了一种依赖,将贸易失衡转化为潜在的国家安全威胁。芯片在所有现代技术中无处不在,它们的相关性和价值在未来几年只会扩大。那些能够确保自身关键技术供应链安全的国家,将有能力在未来几年制定全球经济治理规则。

从商业电子产品的最新发展到国家安全所需的战略防御设备,每一项现代技术背后都有未来的芯片关键矿物;领先节点半导体需要300多种材料,为对手操纵其供应提供了多种漏洞。鉴于这些矿物对半导体(以及制造半导体的设备)来说是不可或缺的,各国现在更加关注摆脱依赖战略竞争对手的贸易模式的必要性。相反,美国采取了“支持朋友”或“支持盟友”的战略,将生产转移到更友好的国家,这些国家拥有共同的价值观,不太可能将贸易作为武器。

中国国家支持的产业政策、融资和税收优惠在世界范围内对半导体制造所需的原材料产生了相当大的政治影响;该国将自己定位为尖端技术原材料投入的主要供应商。供应链是脆弱的,特别是对于一个以其复杂性、高水平专业知识和多次跨越国际边界的专业化制造链为特征的行业来说,供应链依赖于来自多个私营企业和可信供应商的投入。半导体行业的自给自足是不切实际和极不可能的,但降低风险和提高弹性是可能的和可取的。美国在西半球的盟友对这项事业至关重要,美国应该着眼于该地区价值链的所有环节,而不仅仅是组装、测试和包装(ATP)。

依赖中国作为战略弱点

预计到2030年,半导体行业的年价值将达到1万亿美元。对半导体的需求增加,特别是那些处于先进设计和能力前沿的半导体,将需要更多数量和新品种的各类矿物和金属。中国对关键矿产供应和生产的集中(近乎垄断)造成了一种脆弱性,使该行业面临供应链中断的风险。国际能源署声称,中国维持着全球60%的稀土开采产量和大约90%的加工和提炼量。西方对中国矿产的依赖带来了令人担忧的供应冲击风险和中国对价格施加影响的风险。半导体行业关键矿物的安全供应不仅对私营部门来说是必要的,而且关系到国家安全和国防;自2020年以来,美国已承认其国内无法生产关键矿物清单上的14种矿物,并“完全依赖进口来满足需求”。

详细了解半导体生产中每种材料的相关风险对于评估和衡量脆弱性至关重要。每种重要矿产对中国的依赖程度都有很大差异。此外,脆弱性不应仅仅通过可能的供应操纵来计算,而应通过矿产对价格变动的敏感性来计算;库存、替代供应商和替代材料的可用性;以及替代产品上线的速度。

中国的行动

中国高度依赖从其地缘政治对手进口芯片来推动国内设计和生产。中国意识到了其科技行业的这种脆弱性,已采取政策在半导体行业变得更加自力更生。在某种程度上,这一全国性努力受到2016年启动、2022年大幅扩展的“信息创新”项目的推动,该项目旨在减少对国外技术供应商的依赖。

2014年,中国发布了一项将半导体作为核心技术的政策。《促进国家集成电路产业发展指导意见》指出“到2030年在集成电路供应链的所有领域建立世界领先的半导体产业的目标。”作为既定目标,该战略包括到2025年通过国内生产满足中国70%的半导体需求。为了回应美国建立多国联盟以限制其获得先进半导体制造技术的努力,中国在2023年12月将用于在硅片上压印电路的光刻机的进口增加了450%。

为应对美国于2022年10月对芯片制造技术实施的新出口管制以及2023年10月实施的额外管制,中国还增加了补贴以提振国内半导体行业——在过去十年中,补贴总额估计为1500亿美元。2023年3月,华为和半导体制造国际公司(SMIC)率先推出了一项技术计划,成功在Mate60 Pro智能手机的“先进7纳米(nm)技术节点”生产新芯片;SMIC是一家部分国有的公司,据称有能力制造5纳米芯片,但可能尚未达到工业规模。这引起了美国政府对技术出口管制有效性的质疑,因为中国在半导体行业仍然取得了进步。例如,北京方面已将“没有西方投入的工具和材料生产线”以及布局公私合作以促进创新的新方法列为优先事项,其中大部分是在先进的光刻技术领域。然而,尽管技术进步方面的差距正在缩小,但台积电(台积电)继续超越其中国竞争对手,因为该公司自2022年以来一直在以工业规模生产3纳米芯片。

此外,作为对美国出口管制的直接回应,中国利用其在供应链早期阶段的主导地位限制了对高性能芯片至关重要的镓、锗和石墨的出口。2023年7月,出于国家安全考虑,中国宣布了限制措施,采取了许可要求的形式,要求出口商首先向中国商务部申请许可。因此,中国将能够有选择地增加或减少流向世界市场的镓和锗,而不是完全禁止出口。尽管镓出口仍处于历史低位,但中国似乎并未试图完全切断美国对这种金属的出口,而是采取“推定批准”的方式发放出口许可。然而,人们仍然担心,这可能会迅速转变为对镓和许多其他矿物和技术的“否认推定”。

美国做出回应

2020年9月,特朗普政府在一项行政命令中承认,“美国不能依赖从外国对手那里进口关键矿产,这些矿产对维持我们在21世纪的经济和军事实力越来越必要。”美国进一步认识到其在关键矿产上依赖中国的供应链脆弱性和地缘政治风险,拜登政府限制中国获得先进芯片技术,并实施出口限制,意在彰显其军事进步。这种认可的一部分是由2022年芯片和科学法案率先提出的,该法案于当年8月由乔·拜登总统签署成为法律,旨在促进美国的投资和发展。两个月后,美国商务部工业和安全局(BIS)实施贸易限制,通过限制获得设计能力和制造能力、阻止专家援助、审查投资或缩小许可范围,限制中国获得最先进的半导体。这些限制在2023年10月“大幅收紧”,采取的措施包括防止通过子公司规避风险、在芯片制造设备清单中增加项目或将公司列入“禁止向其出口某些技术”的黑名单。最近,美国商务部吊销了美国主要芯片制造商英特尔和高通向华为出口半导体的许可证。建立出口管制以阻止中国科技公司的发展是一种策略,旨在与国内制造业和离岸外包的刺激措施协同发挥作用。除了芯片和科学法案之外,2022年降低通货膨胀法案(IRA)试图通过税收抵免和补贴促进矿产供应链从中国转向美国和西半球其他志同道合的国家。

解决美国不可持续脆弱性的另一项政策是矿产安全伙伴关系的生效,这是一个以美国为首的战略联盟,致力于实现矿产供应来源的多样化。半导体供应链的相互关联性强调了这种伙伴关系不够全面,特别是因为它不包括阿根廷和巴西等西半球的“主要矿产生产国”。降低供应链风险具有挑战性,西方盟友之间存在监管和实际障碍。例如,就在美国,美国劳动力成本高于竞争对手的挑战是转移工业的障碍之一。

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