由于臺積電等英特爾的競爭對手崛起，美國半導體行業的技術和商業優勢變得越來越小，甚至失去了在某些技術前沿領域的領先地位，美國公司也因此面臨著嚴重的供應瓶頸。
不過，伴隨著新冠肺炎疫情逐漸得到控制，美國將迎來新的歷史性機遇，以全面改造其半導體行業的公共和經濟基礎設施。然而，為了確保新的產業政策有效，許多舊有的戰略需要調整，以確保它們與支持勞動力市場的宏觀經濟政策相一致。
美國半導體制造業的歷史為我們提供了明確的經驗教訓，制定有效的產業政策不僅可以解決目前的供應短缺危機，還可以幫助建立更強大的創新生態系統，以確保美國長期保持領先優勢。
以下為文章正文：
自從美國半導體行業誕生以來，其產業政策就對該行業的發展起到了關鍵作用。早期的產業政策讓各種參與者各盡其責：小公司在技術前沿進行試驗，而大公司則追求流程改進，從而確保這些創新能夠迅速擴大規模。美國政府的需求確保了這種試驗在財務上的可行性，而技術轉讓法規確保了技術進步能在大公司和小公司之間分享。至關重要的是，政府的定期采購為公司提供了必要的流動資金支持，使其能夠在不依賴大規模生產一次性產品的情況下繼續迭代。這種產業政策方針鼓勵創新，確保小公司能夠獲得國內大規模生產創新設計的機會，同時允許大公司也從中受益。
隨著美國半導體行業日趨走向成熟，以及競爭環境發生改變，政策框架也隨之發生了變化。自20世紀70年代以來，美國產業政策逐漸被輕資本的“科學政策”戰略所取代，而龐大的“冠軍企業”和輕資產創新者已經取代了由以生產為重點的大小企業組成的強大生態系統。雖然這一戰略最初是成功的，但它創造的是一個十分脆弱的體系。如今，這個行業一方面受到脆弱供應鏈的限制，這些供應鏈僅能滿足少數擁有巨額資金的公司的需求。另一方面，它也受到了許多輕資產設計公司的限制，這些公司無法幫助改進流程。
雖然美國半導體行業在20世紀90年代重新獲得了主導地位，但由于其所奉行的政策方針，該行業的技術和商業優勢變得越來越小。隨著臺積電等英特爾競爭對手的崛起，美國失去了在技術前沿領域的領先地位，美國公司也因此面臨著嚴重的供應瓶頸。新冠肺炎疫情暴露出的供應鏈危機表明，半導體生產已經成為攸關經濟和國家安全的關鍵問題。畢竟，半導體生產是一項通用技術，幾乎可以在每一條主要供應鏈中發揮作用。
雖然“科學政策”顯然可以發揮作用，但它對待技術進步的態度過于狹隘，這有利于新思想的發展，但不利于將新技術擴散出去。工藝創新需要實踐的支持，需要持續不斷地建設和部署新的生產線。在低資本支出、輕資產的生產環境中，“邊做邊學”的模式顯然并不合適。
半導體行業的技術創新發生在供應鏈的每個環節中，并受益于多樣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的成本中心，而且是創新過程必不可少的組成部分。美國政策制定者在解決目前的供應短缺問題時，應該吸取半導體產業政策演變過程中的教訓，并努力創造刺激創新所需的那種強大的競爭生態系統。本文將闡述美國半導體行業的演化歷史，以向政策制定者展示，在創建更安全、更有彈性的供應鏈的同時，如何追求讓美國重新獲得技術優勢的戰略。
美國半導體行業早期與產業政策
美國貝爾實驗室開發出的晶體管
在半導體行業誕生之初，美國政府利用產業政策和科學政策幫助培育了半導體公司的多元化生態體系，以確保任何科學上可行的方法在經濟上也可行。政府財政支出提供了必要的流動資金支持，使這個高度投機的行業脫穎而出。這一戰略需要持續的干預，以保持創新和充滿活力的競爭生態系統。
美國[敏感詞]部利用采購協議和準監管措施來確保公司生態系統和技術進步能夠廣泛擴散。政府合同為早期公司創造了一個現成的市場，[敏感詞]部渴望扮演[敏感詞]個客戶的角色。有了對大規模生產半導體的需求，產能投資對許多早期的小公司來說在財務上變得可行。
作為許多公司的核心客戶，美國[敏感詞]部對半導體行業的[敏感詞]技術發展有著清晰的認識，并利用這一觀點直接促進公司和研究人員之間的對話和知識共享。與此同時，“第二來源”合同要求[敏感詞]部購買的任何芯片至少由兩家公司生產，將采購與技術轉讓聯系起來。[敏感詞]部甚至要求貝爾實驗室(Bell Labs)和其他大型研發部門公布技術細節，并廣泛授權他們的技術，以確保[敏感詞]部可能與之簽約的所有公司都能獲得創新的“基石”。
這種政策加快了創新的步伐，并幫助其迅速擴展到整個行業。政府采購協議確保了投資者愿意支出資本，而增加對重復資本貨物的支出有助于顯著改善流程。與此同時，從業者在整個系統中自由流動，應用從一家公司獲得的知識來改進其他公司的生產流程。
這種競爭環境與當時的反壟斷手段相結合，鼓勵了大公司建設大型研究實驗室，并促使小公司進行瘋狂實驗。成功的實驗幫助創建了新的大公司，或者在已經存在的大公司支持下擴大規模。美國[敏感詞]部的產業指導幫助推動這項技術朝著新的方向發展，同時保持行業發展的連貫性和針對性。
至關重要的是，這一策略隱含著政府對整個行業新技術開發享有的優先特權，而不是幫助任何單個公司實現收入[敏感詞]化或成本最小化。如果企業需要投資并持有資產，融資也是可行的。政府保護了這個行業不受所謂“市場紀律”的影響，這樣就可以讓企業繼續將重點放在創新和生產上，而不是被狹隘地理解為經濟上取得成功。
然而，到了20世紀60年代末，該行業發展得如此之快，以至于政府采購以及政府通過“第二來源”合同等方式實行準監管的能力，都變得相對不再重要。雖然半導體行業的存在是基于20世紀40年代末的[敏感詞]采購，但到了20世紀60年代末，[敏感詞]采購在市場中所占的份額已經不到原來的四分之一。
20世紀70年代：蓬勃發展的商業市場
仙童公司半導體公司的生產工廠
由于半導體的商業應用日趨繁榮，再加上缺乏真正的國際競爭，20世紀70年代是美國半導體公司崛起的黃金時代，盡管政府采購和指導變得越來越不重要。
1955年到1973年之間，美國半導體公司的銷售額變化情況
雖然產業政策促進了半導體行業早期的創新和產能建設，但其在20世紀70年代的相對缺失卻幾乎沒有被注意到。可以肯定的是，當時政府采購仍然起到了某種作用，但隨著私營企業開始認真地將電子產品整合到半導體供應鏈中，它們成為了更重要的采購者。大規模生產計算機也與半導體的發展有著共生關系，因為芯片的需求推動了封裝和集成技術的改進。
事實上，美國[敏感詞]部的優先事項開始明顯偏離商業客戶的需求。[敏感詞]部尋求專門針對[敏感詞]問題的利基解決方案，特別是開發商業應用最少的非硅基或抗輻射半導體。政府和半導體公司都認識到，該行業不再需要直接指導，雙方的需求也開始出現分歧。
在20世紀70年代，蓬勃發展的非[敏感詞]半導體市場意味著，成功的小公司和大公司在沒有太多政府支持或協調的情況下共存。技術改進轉化為工藝改進，這反過來又進一步推動技術改進。新的發明，比如MOS IC、微處理器、DRAM等，將該行業推向了新的高度，并提出了不同的創新路徑。
在一個普遍繁榮和創新的環境中，半導體作為一種通用技術在整個經濟中得到了廣泛的應用。盡管大型研究實驗室和國內制造代表著大量資產，但缺乏國際競爭和蓬勃發展的市場，確保了大多數投資最終都能取得成功，無論是在創新方面還是在利潤方面。
20世紀80年代：激烈的國際競爭
1980年，日本成為世界上半導體產品[敏感詞]大出口國
然而，這種競爭環境灌輸的樂觀和慷慨在20世紀80年代被切斷，當時在日本通商產業省產業政策的指導下，美國將市場和技術主導地位拱手讓給了日本公司。
日本使用了與美國半導體行業誕生之初相同的產業政策，包括集中化指導、簽署采購協議、鼓勵融資等，以迅速擴大產能并主導全球市場。然而，日本采取了略有不同的戰略，即專注于為迎合出口市場研究更容易理解的技術，而不僅僅是聚焦[敏感詞]領域的需求。當DRAM成為標準，并成為半導體行業中[敏感詞]的單一市場后，日本很快就占據了主導地位。
雖然美國政府為半導體行業創造了最初的市場，但日本卻能夠圍繞這個快速增長且已經存在的市場構建其產業政策。因此，日本能夠推行比美國完善得多的策略，比如建設基礎設施，協調計算機和半導體領域的合資企業等，因為日本知道其產品有現成的商業市場。雖然日本政府支持和協調投資的戰略與美國在20世紀50年代和60年代使用的戰略相同，但其實施這一戰略的策略卻是根據80年代的競爭環境量身制定的。
在20世紀80年代，隨著日本產能增加，美國在全球半導體生產領域所占份額急速下降
日本競爭對手的到來對美國公司產生了戲劇性的影響。在隨后的行業洗牌中，許多美國公司[敏感詞]退出了DRAM市場。作為回應，美國半導體行業成立了倡導團體——半導體工業協會，以協調生產，并為關稅和貿易政策干預進行游說。該組織游說政府保護其免受日本“傾銷”的影響，而半導體研究公司(src)的成立則是為了組織和資助與商業市場相關的半導體研發，[敏感詞]部不再是[敏感詞]客戶。
半導體制造技術聯合體（SEMATECH）是由行業成員和[敏感詞]部聯合資助的，最初的目的是像早期的產業政策那樣，促進半導體公司之間的橫向合作。然而，它很快將重點轉向供應商和制造商之間的垂直整合，以期將成本降至[敏感詞]。
由于技術和經濟驅動因素的共同作用，遺留下來的垂直整合公司在20世紀80年代開始分崩離析。考慮到當時美國的經濟形勢，在競爭激烈得多的全球市場上，人們幾乎沒有多少興趣投資于低附加值活動的產能。
從1968年到1988年之間，美國商業集成電路銷售情況
取而代之的是，大公司集中了小公司剩余的生產能力，并創建了更為龐大的企業集團。隨著各家公司開始采用類似的設計原則，以及MOS晶體管作為行業主導設計的出現，使得專門致力于制造的“代工廠”變得更經濟實惠。隨之而來的垂直瓦解導致了大型垂直整合企業的出現，它們與專注于設計的小型“無廠房”公司共存。
小型“無廠房”公司只負責設計而不生產芯片。從理論上講，這讓它們保留了靈活性，在追求創新設計策略的同時將管理成本降至[敏感詞]。20世紀90年代，隨著美國公司率先開發新的產品類別，日本公司面臨來自韓國新來者的競爭，美國行業對這一戰略的接受促使市場份額開始復蘇。
從政策方面看，美國再也沒有恢復以前的國內產業政策。相反，外國工業政策方案的成功取決于國內的合并、壟斷、貿易保護主義和為科學研究提供資金。
20世紀90年代：科學政策取代產業政策
20世紀90年代，在國內投資激增情況下，美國半導體行業重新在激烈競爭中取得技術優勢
如果說美國半導體行業在20世紀80年代面臨的是技術和競爭環境變化的挑戰，那么20世紀90年代則是美國推行科學政策方針的[敏感詞]。當時，美國沒有回歸從前的產業政策，而是將“科學政策”的引入視為政府在半導體制造領域采取行動的新范式。科學政策的重點是促進與個別公司的公私合作伙伴關系，行業研發與學術研發的更緊密結合，廣泛的研究勞動分工，以及允許創新公司輕資產運營的行業結構。
該政策的目標從創建一個具有強大供應鏈的競爭生態系統，轉變為創建公私合作機構以協調研究人員、無廠房設計公司、設備供應商和大型“冠軍公司”之間的復雜關系。這樣，任何公司在研發上的支出都不會超過[敏感詞]必要的水平，從而保持全球成本競爭力，同時政府也可以避免大規模的投資支出。
“科學政策”方針的中心主題是狹義、非冗余意義上的提高效率。早期的產業政策側重于冗余和重復，以盡快將創新帶到供應鏈的每一個部分。無論是大公司還是小公司都管理著自己的生產，“第二來源”合同確保了可行的流程在公司的生態系統中迅速擴散。盡管早先的產業政策戰略大大加快了創新的步伐，并確保了整個供應鏈在個別公司倒閉時依然表現強勁，但這確實意味著大量重復投資。盡管這種方法有助于推動流程改進的普及，但股東價值[敏感詞]化決定了這種重復在經濟上顯得過于浪費。
雖然前幾十年的產業政策促進了半導體行業的大規模就業，這也是創新的核心驅動力，但20世紀90年代的“科學政策”為了[敏感詞]限度的效率而避免了這種做法。員工頻繁更換公司，而“邊做邊學”成為創新的核心途徑。雖然大量半導體行業工人的融合對該行業快速創新至關重要，但在這種新的競爭環境中，這同樣被視為浪費。勞動力的單位成本很高，企業相信，如果他們能夠戰略性地縮減員工規模，就將可以幫助恢復全球競爭力。
在20世紀90年代施行的科學政策下，半導體行業附加值的增速比員工增長更快 在半導體行業誕生的早期，相對對價格不敏感的政府合同占總銷售額的很大一部分，這種低效被視為創新的成本。但隨著外國競爭對手出現，注重成本的商業市場成為半導體的主要買家，這種能力復制似乎純粹以成本為中心，對許多公司來說幾乎沒有了吸引力。對盈利能力的擔憂意味著，為了在對價格高度敏感的競爭環境中保持對成本的控制，應確保盡可能少的重復工作。這引發了美國半導體行業的集體行動問題，削減開支似乎符合每家公司的利益，但這樣做進一步惡化了美國公司的創新能力。
在20世紀90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學政策項目。理想情況下，“科學政策”將允許政府協調企業相互矛盾的節約愿望，同時又不會在技術上落后。然而，與時代精神相一致的是，美國政府也在提倡節約，不會提供產業政策在新的競爭環境中取得成功所需的大規模財政支持。
取而代之的是，政府支出更少，并試圖開創一種勞動分工機制，允許所有參與者在不犧牲技術前沿領先地位的情況下削減成本，并追求盈利。為了做到這一點，它一方面資助學術研究實驗室進行研發，另一方面資助行業團體將研究轉化為商業能力。在某種程度上，這進一步降低了單個公司的研發投資。
這種結構不是由供應鏈重疊的公司組成的生態系統，而是創造了一種新的分工，每個公司或機構都參與了一個明顯可分割的創新過程的不同部分。與此同時，更寬松的貿易政策和更好的運輸能力使得領先的公司從經濟角度選擇“無廠房”模式，這可能是一種最輕資產戰略。其目標是通過解決集體行動問題和減少整個系統中的冗余，以更低的價格重新奪回公共和私營部門的技術優勢。
在短期內，這一策略的確奏效了！上世紀90年代末，在國內半導體和技術投資普遍繁榮的背景下，美國成功地重新獲得了技術優勢。在沒有國內產業政策大規模財政支持的情況下，該行業能夠在保持國際競爭力的同時進行創新。
大多數個體公司將研發重點放在生產過程的下一兩個節點上，而較長范圍的研究則由政府資助的學術研究人員進行。行業團體的介入將這些學術研究轉化為商業行為，研發和生產中重復勞動的成本基本上被消除了。然而，大型集中式研究實驗室逐漸空心化，供應鏈變得更加狹隘地針對少數幾家核心公司的研究需求。
21世紀頭十年：互聯網泡沫破裂
“科學政策”幫助引領美國半導體行業取得了短暫成功，但也導致其供應鏈更顯脆弱，臺積電等趁機崛起
顯然，上述戰略的短期成功是以高昂的長期成本為代價的。勞動力和資本的裁汰有助于確保公司能夠迅速將流程改進內部化，同時還能幫助培訓下一代工程師和技術人員。雖然從單一時期股東回報[敏感詞]化的角度來看，這種重復可能是“多余的”，但它對確保長期創新軌跡至關重要。“裁員”和“增加脆弱性”成為不可調和的兩個方面。
從長遠來看，勞動力和資本投資不足的惡果最終會在某個地方顯現出來，可能是在資產負債表上，也可能是在創新能力上，或者兩者兼而有之。就目前而言，美國正面臨失去其在[敏感詞]設計方面優勢的危險，而且在[敏感詞]制造方面的霸主地位已經被臺積電搶走了很大一部分。將投資過程的一部分分配給每家公司，可能會讓每家公司的資產負債表看起來更加穩健，但由于持續投資不足，整個行業變得更加脆弱。幾十年來勞動力成本的最小化減少了熟練技術人員和工程師的數量，而數十年的產能投資不足阻礙了美國公司應對當前供應短缺的能力。
美國半導體行業目前的問題是科學政策戰略的自然長期結果，該戰略在20世紀90年代末和21世紀初顯得非常成功。整合和垂直整合的驅動力集中在學術實驗室的長期研究，龐大的“冠軍公司”和輕資產“無廠房”創新者的結合，這幫助創造了一個搖搖晃晃的競爭生態系統。
由于這些“冠軍公司”在競爭格局中占據了過高的比例，他們的研發重點和中間投入需求為整個行業設定了先決條件。像英特爾這樣的主要買家能夠隱含或明確地利用他們相對的壟斷力量，狹隘地圍繞他們的需求構建供應鏈。當更廣泛的經濟需求發生變化時，就像此次疫情爆發以來的情況，這些脆弱的供應鏈很容易被切斷。這種脆弱性是供應鏈為短期盈利和消除冗余而優化的明顯結果，而不是面向整體經濟需求的供應鏈。
無論是有意還是無意，“冠軍公司”也會圍繞自己的財務需求和計劃來塑造技術發展的道路。與此同時，從技術意義上講，這些冠軍企業“太大而不能倒”：如果它們錯過了流程改進，同樣規模的國內競爭對手的缺席意味著整個行業也都會錯過這一進步。
2010年以后：“無廠房”企業、研發和外包 從研發到生產的過程中，也開始出現奇怪的不一致和反饋循環。科學政策戰略的關鍵是將知識產權中的創新與生產過程中的創新進行分析和經濟分離。通俗地說，該政策優先于研究、設計和想法，而不是實施、生產和投資。利用外國制造工廠工藝改進的“無廠房企業”的崛起，就是這一戰略的直接結果。
然而，將研發放在首位可能會放慢創新的步伐。單獨補貼研發與鼓勵外包沒有什么不同：政策獎勵的是知識產權的發展，而不是實物資產的所有權。問題是，流程改進來自于實施體現在新物理資產中的新技術，“邊做邊學”是技術創新的重要組成部分。一名優秀的工程師希望在生產過程的每一步、供應鏈的每一個環節都進行創新。[敏感詞]設計的外包生產圍繞流程引入了一個黑匣子，可能會讓不具經濟效益的行為無法得到糾正。只專注于研發會導致這些工藝的改進更慢，并讓國內生產商陷入困境，同時阻止勞動力開發新技能。
事實上，學術研究已經偏離了商業化的道路，并沿著某些創新范式形成了固定模式。鑒于學術研究往往是圍繞遠離當前生產的問題構建的，因此有時無法對現有技術的替代應用或替代流程驅動的創新路徑提供洞察力。但由于科學政策讓這一群體負責整個行業的長期創新戰略，這一盲點不容忽視。事實上，摩爾定律的失敗，以及在許多應用中對異類芯片的獨特設計的轉變，很好地表明了創新往往意味著在任何時候都會有多條技術發展道路。
美國半導體行業的研發支出從企業轉向大學
幾十年來，美國未能在工業產能和就業方面進行投資，造成了美國企業高度依賴外部制造工廠的局面。美國目前的計劃是投資于臺積電在美國的芯片制造廠，這代表了其試圖簡單地通過購買來解決問題的態度，而不是減少美國對單一來源供應商提供[敏感詞]設計的依賴。相反，我們應該回顧半導體生產初期的產業政策歷史，重新奪回技術前沿的領先地位，推動供應鏈上每個環節的創新。
美國產業政策演變的教訓
在[敏感詞]半導體供應短缺和創新能力下降的情況下，美國政策制定者需謹慎考慮干預政策，以避免全球性芯片供應短缺危機重演
現在，美國面臨著[敏感詞]半導體短缺和創新能力下降的局面，政策制定者正在考慮認真進行干預。雖然現在解決目前的短缺問題可能為時已晚，但防止下一次短缺重演應該從現在做起。美國兩大政黨對基礎設施支出的廣泛支持、疫情后重建的迫切性以及對半導體采購的國家安全擔憂，這些因素加起來應該會鼓勵政策制定者，讓他們認識到現在是進行雄心勃勃改革的時候了。如上所述，半導體產業政策的歷史提供了許多關于如何[敏感詞]地創造高就業、技術創新和強大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，但僅有科學政策是不夠的。協調研發是任何解決方案的必要組成部分，但不是整個解決方案。為了獲得工藝改進，并確保勞動力具備在技術前沿操作的足夠技能，該行業需要看到持續的產能擴張。然而，正如我們之前所展示的那樣，在低需求環境下，私營企業明顯不愿進行不確定的投資。
通過政府采購和融資擔保、直接融資以及其他方式相結合的產業政策，是為該行業提供充足流動資金的[敏感詞]途徑，以確保產能擴張足夠快，使該行業保持在技術前沿。與此同時，出于國家安全和供應鏈彈性的考慮，政府應該有足夠的財政能力讓國內企業生產落后的半導體產品。從長遠來看，以股東利益[敏感詞]化為目標的產業外包政策弊大于利。
同樣重要的是，我們要認識到，整個經濟范圍內強勁的需求以及由此導致的勞動力市場總體緊張，特別是半導體生產領域的勞動力市場緊張，對這些政策的成功至關重要。由政府主導的大規模投資建設將為不同經驗和技能水平的人創造良好的就業機會。這既將創造一支高技能的勞動力隊伍，也將為推動有意義的流程改進的那種“邊做邊學”的方式創造充足的機會。
在需要熟練技能、資本密集型產業中，勞動力的表現幾乎就像另一種形式的資本商品，為投資帶來明顯的紅利。然而，在缺乏足夠就業機會的情況下，這些專業技能會隨著工人轉移到其他行業而消失。然而，這并不是說提高勞動力技能就足夠了。如果立法只支持創建培訓計劃，而不同時創造必要的就業機會和投資，那么這很快會被證明是弄巧成拙。
有些人可能會對半導體和其他關鍵行業的產業政策所需資金的龐大規模感到擔憂。這是一個巨大的市場，需要巨額投資，比如建設現代制造工廠可能耗資數十億美元。然而，半導體是一項關鍵的通用技術，幾乎進入了每一條關鍵供應鏈。產業政策可以防止瓶頸拖累經濟增長，同時為國家安全需求創造一個強大的國內供應鏈。相對于在半導體技術方面的初始投資，回歸產業政策的成本要高得多，但回報也將更高。作為4萬億美元基礎設施建設或兩黨合作的供應鏈法案的一部分，重振落后的前沿產業并恢復一個強大的競爭生態系統，顯然是一項非常不錯的投資，不容錯過。
美國現在的半導體產業政策目標很簡單：開發可擴展的產業政策工具包，以灌輸創新、打造緊縮的國內勞動力市場以及維護關鍵的供應鏈基礎設施。半導體作為一個產業是制定這些政策工具的理想起點，因為它需要大規模的投資和創造就業機會。重建一個強勁的創新環境，還將幫助美國持久地重返技術前沿，創造就業和投資，并在未來幾年帶來回報。
半導體在現代工業經濟中扮演著至關重要的角色，它們的技術路線圖非常關鍵，不能以短期盈利能力為目標。政府有機會也有責任利用產業政策，在下一次供應短缺發生之前阻止危機，同時確保美國保持其在技術前沿的領先地位。
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