1.1、法案详情
2022 年 8 月 9 日,拜登签署了《2022 年美国芯片与科学法案》,该法案旨在向 美国半导体行业和尖端科研领域提供资金支持,总共分为 A、B、C 三部分:2022 年芯片法案、研发与创新法案、美国最高法院安全资金法案。其中 A、B 部分最 重要,占据了大部分拨款金额。《纽约时报》称该法案是“数十年来政府对产业 政策最重大的干预”,将为“与中国的地缘政治竞争”提供长期战略支持。
在 A 部分 2022 年芯片法案中,总拨款为 542 亿美元,其中有 527 亿美元拨款 给半导体(芯片)相关基金,15 亿用于无线供应链。美国芯片基金(CHIPS for America fund)的拨款为 500 亿美元,分别是 390 亿的激励计划与 110 亿的商 业研发和劳动力发展项目。在激励计划中,第一年将会拨款 190 亿,有 20 亿明 确用于传统芯片的生产,60 亿可能用于直接贷款和贷款担保的成本;之后 4 年 即 2023 至 2026 年每年将分别拨款 50 亿美元。
在 B 部分研发与创新中,5 年内为国家科学基金会(NSF)和能源部(DOE)分别投 资 810 亿美元、679 亿美元。NSF 的拨款中有 200 亿授权给 NSF 成立首个技 术、创新和合作(Technology, Innovation, and Partnerships, TIP)理事会,致力于 发展国家经济安全重要技术,例如:人工智能、量子计算、先进制造业、6G 通 信、能源和材料科学。在剩下 610 亿的核心活动中,有 130 亿用于建立 STEM(科 学、技术、工程、数学)人才队伍,以培养关键领域的人才。此外 DOE 科学办公 室有 503 亿拨款,主要用于能源、生物、科学计算、核物理、仪器等方面。

《芯片与科学法案》中多处提及半导体企业在中国投资和生产的限制。该法案明 确提及对接受了该法案资助的芯片制造企业禁止在中国等特别关注国家 10 年内 扩建特定芯片的制造,若芯片公司违反相关规定且未能及时更正违规行为,则可 能被要求退还联邦补贴金额。但是该法案仍然允许芯片制造商增产传统半导体 (legacy semiconductors)。此外,对于接受了美国国家科学基金会资助的机构 必须公开对中国、俄罗斯、朝鲜、伊朗的财务支持,加强了对半导体企业海外投 资的审查。
1.2、对半导体企业的影响
法案的补助规模对大型半导体企业来说并不算高。法案规定 2022 年将会补贴 190亿美元,该补贴金额仅占全球前十大半导体企业2021年净利润总额的 15%, 不足 2021 年研发费用总和的 30%。比外,2022 年的 190 亿拨款并非全补贴给 前十大半导体企业,而 2023-2026 年的补助金额将下跌至每年 50 亿美元,因此 该法案补助金额对于大型半导体企业来说吸引力相对有限。
接受拨款的半导体企业在未来 10 年不能在中国等地增加特定半导体的产能。对 于非美国半导体企业,或将陷入布局上的“两难”境地,例如台积电、三星、海 力士。即便是对于部分美国公司来说,也未必是一个好选择,以英伟达为例:英 伟达 2012-2021 在中国的收入从 7.8 亿美元升至 71.1 亿美元,并且在中国的收 入占总收入的比例从 18%升至 26%。芯片法案或影响这部分美国 IC 设计公司 在中国的收入从而造成潜在损失,这部分潜在损失或包括:①无法从工厂的建设 拨款以及税收抵免中获得直接好处;②中国政府政策下的国产替代;③产品在中 国的市场份额,美国的对华技术封锁无论从政策上还是产业发展上都势必会加速 中国的国产替代步伐从而使得部分国产 IC 设计公司挤占海外公司。这部分海外 公司所获得的拨款也不一定能超过这部分潜在损失。而对于英特尔这类拥有自己 的芯片制造厂的美国公司来说,或将从芯片法案获益更多。
美国过分强调半导体制造业回流可能导致产能浪费。在 BCG 和 SIA 的半导体报 告中,假设全球各国家及地区完全实现半导体产业链 100%“自给自足”,以 2019 年为基准,必需有额外的 40%产能来应对未来的消费增长,且会导致半导体价 格上涨 35%-65%。

1.3、全球半导体产业简析
美国企业在国际半导体产业链中处于领先地位,2019 年占据整个价值链的 38%。 根据国际半导体产业协会(SIA)公布的 2019 年半导体行业增加值,美国的优势主 要集中在研发密集型领域,比如 EAD&核心 IP、逻辑芯片、DAO 等,亚洲优势 主要集中在原材料和晶圆制造领域、欧洲优势主要集中在 EAD&核心 IP、制造 设备等少部分研发密集型领域,而中国优势主要在劳动密集型的分配、封装和测 试领域。如今半导体产业链高度全球化,各地的比较优势共同造就如今行业格局。 仅在原材料领域,日本、欧盟就分别在光刻胶、特种气体占据优势。
半导体行业的高度全球化分工使其容易遭受地理事件或者地缘政治因素的影响。 例如:1999 年 9 月的中国台湾地震造成新竹科学工业园区因停电关闭 6 天,造成全 球内存芯片价格涨至原来的三倍,全球电子公司股价暴跌;2019 年日本和韩国 的地缘政治紧张局势加剧,日本对韩国的半导体材料实施了出口管制,每月影响 约 70 亿美元的半导体出口;2020 年 12 月,一场停电仅影响了中国台湾一家晶圆厂 一小时,影响了全球 10%的 DRAM 供应。
全球硅片出货量与半导体销售额高度相关。全球硅片出货量是全球半导体协会 (SEMI)公布的重要季度指标,硅片即硅晶圆是半导体的基本材料,而半导体 又是几乎所有电子产品的重要组成部分,观察全球硅片出货量与半导体销售额以 及同比增长之间的走势,发现 2 个指标走势非常接近,有时硅片出货量会略微领 先半导体销售额,但大部分时间走势基本一致。
费城半导体指数或可作为半导体销售额的先行指标。该指数是一个修正后的市 值加权指数,由主要涉及半导体设计、分销、制造和销售的公司组成,为全球半 导体业景气主要指标之一。从 1994 年至今,在波峰阶段,费城半导体均领先于 半导体销售额,波谷阶段也仅有 2 次落后于半导体销售额。我们以 2008 年金融 危机结束时间(2009 年 6 月)为划分节点,可以看出,共有 4 次波峰阶段,费城 半导体可以作为先行指标,较半导体销售额提前了 2-10 个月,共有 4 次波谷阶 段,其中 2 次,半导体销售额较费城半导体领先了 0-8 个月,但金融危机的波谷,费城半导体领先了半导体销售额 3 个月。金融危机结束后,共有 2 次波谷和 2 次波峰,费城半导体的变化趋势均领先于半导体销售额 2-6 个月。目前费城半 导体目前已过波峰阶段,距上一次波峰已有 8 个月,半导体销售量仍处于高位 波动,未来半导体销售周期或处于下行区间。

美国消费周期对中美半导体周期都有影响,下半年半导体销售或将走弱。消费品 中诸如家电、电子产品、智能家居、电动车等都包含芯片,其销售额走势将影响 半导体销售。美国消费周期对中国与美洲、世界半导体周期有一定的影响。此次 美联储连续加息缩表抑制美国消费,若未来消费数据走弱,半导体销售或随消费 趋势继续下行。结合费城半导体的领先趋势,半导体销售在今年下半年或将走弱。
《通胀削减法案》对降低通胀作用或有限,但是可减少美国政府财政赤字。2022 年 8 月 16 日美国总统正式签署《2022 年通胀削减法案》,该法案旨在通过扩大 政府财政收入来支持能源和医疗领域的开支,以实现削减赤字约 3000 亿美元、削减通胀的目的。从收入端来看,该法案拟通过加大对大型企业的征税、推动处 方药定价改革、改善国税局税收执法等手段以筹集 7370 亿元。从支出端来看, 该法案拟分别在能源安全及气候变化、延长平价医疗法案支出 3690、640 亿美 元。PWBM 预测该法案在未来 10 年将会减少 2640 亿美元的财政赤字,而对通 胀的影响微乎其微。
《2022 年通胀削减法案》短期内或有利于中国新能源汽车、太阳能光伏及储能 产业链,但是长期不利于相关产业出口。新能源汽车产业链:《通胀削减法案》 取消现行政策下的单一车企 20 万辆销量补贴上限,提供 7500 美元/车的税收抵 免,并新增二手车 4000 美元补贴。该法案还包括汽车价格限制,根据规定,补 贴措施适用于价格不超过 5.5 万美元的轿车和价格不超过 8 万美元的卡车、suv 和面包车。同时该法案也对补贴提出产业链本土化比例要求。电池中至少有 40%的金属原料和矿物(例如锂和钴)要在美国或者与美国签署自由贸易协定的国家 开采、提炼。
整体而言国内新能源汽车产业链在部分环节较有优势,比如中国在 全球锂离子电池行业占据主导地位,2021 年中国锂离子电池产能占全球 84.6%, 欧洲、美国分别仅占 5.9%和 4.7%。整体而言,短期来看该法案或将有利于国内 新能源汽车产业链出口,但是长期来看美国或将新能源汽车产业链迁回至美国 及其盟友处,不利于中国新能源汽车零部件出口至美国。

太阳能光伏及储能产业链:《2022 年通胀削减法案》中提及“让热泵、屋顶太阳 能、暖通空调和热水器的价格更便宜,提高家庭能源效率,鼓励使用清洁能源”, “加速制造太阳能电池板,风力涡轮机,电池和关键矿物加工”。根据美国能源 部的《太阳能光伏供应链深度评估》,全球光伏行业产业链主要集中在中国,截 至 2021 年,中国拥有全球 72%的多晶硅产能、98%的硅锭、97%的硅片、81%的电 池片和 77%的组件。在美国安装的组件中,75%的硅太阳能电池是由在三个东南 亚国家(越南、马来西亚和泰国)运营的中国子公司生产的。从短期看,该法案 利好国内出口美国光伏组件的供应商及储能厂商。从长期看,该法案或将推动美 国光伏产业本土化发展,从而减轻对中国光伏产业的依赖。
3.1、美国产业政策复盘
美国产业政策历史较为悠久,二战以前美国产业政策初步成型。根据新美国安全 中心(CNAS)的报告《重启:美国产业政策新框架》,美国首批产业政策由美国第 一任财政部长亚历山大·汉密尔顿(Alexander Hamilton)创立。其致力于组建 美国的国家银行且致力于在 1788 年的美国宪法强调美国的独立经济体特征,并 且主张发挥私有部门的作用(pursuing public ends through private means)。基 于汉密尔顿的思想,1824 年时任众议院议长亨利·克莱(Henry Clay)主张通 过保护性关税来支持真正的美国系统(genuine American System),并且促成了 1824 年的《关税法案》。在一二战期间,美国政府相继成立 1917 年的战争工业 委员会、1942 年二战战争生产委员会,通过整合社会各界力量实现抗战目的, 也为战后多部门合作奠定基础。
冷战期间,在科技竞赛下美国政府主导的产业政策较多。1945 年,美国曼哈顿 计划主要组织者之一范内瓦·布什(Vannevar Bush)发布《科学,无尽的前沿》, 强调支持私营部门和学术界对基础科学的研究,规划了美国战后科技发展蓝图。 此后,美国为赢得美苏科技竞赛,大力加强 STEM 学生培养,相继成立美国宇 航局 NASA、高级研究计划局(ARPA)等。此后,在 80 年代联邦政府联合美国半 导体制造技术战略联盟(14 家总部在美国的半导体公司)且投入 8.7 亿美元进 入该行业。同时,1986 年美国和日本签署《美日半导体协议》,要求日本彻底开 放半导体市场。来年,美国还对日本出口的电子元器件加征关税削弱其竞争力。

冷战过后,美国产业政策侧重于为经济发展服务,由私营部门主导科技进步,国 家级别的产业政策往往用于解决突发事件。美国科技政策开始侧重于民用领域, 比如克林顿《美国变革的设想》等文件强调科技为经济发展而服务。在 2008 年 金融危机以后,美国逐步意识到“产业空心化”的危害,制造业增加值占 GDP 比重从 1970 年的 22.7%下跌至 2021 年的 11.1%,而制造业就业人数占总非农 就业人数占比从 1970/1 的 25.89%下跌至 2022/7 的 8.41%。历届总统在竞选时 都会强调制造业回流,比如奥巴马的“重振美国制造”、特朗普的“美国优先”。 但是大规模的产业政策往往用于解决突发事件,比如 2020 年 5 月特朗普政府为 了应对新冠疫情颁布了“曲率极速行动”(Operation Warp Speed)”,短期内联 合了 6 家疫苗制造商同时研发疫苗,仅仅只在 10 个月就成功研发疫苗,大大推 进了疫苗研发进度。
3.2、美国制造业回流政策梳理
2008 年金融危机后,美国制造业回流是历届总统的施政重点,比如奥巴马的“重 振美国制造”、特朗普的“美国优先”、拜登的“制造业回归”。2009 年 12 月, 奥巴马政府出台《重振美国制造业框架》,详细分析了重振制造业的理论基础及 优势,成为后续奥巴马政府发展美国制造业的战略指引。奥巴马政府制造业回流 政策主要有两大思路,一方面升级传统部门的产业结构,优化生产效率,另一方 面大力投资高新产业,改善营商环境,发展资本密集型和技术密集型产业。
而特朗普政府侧重于通过税制改革和引起贸易摩擦吸引制造业回流。特朗普政 府的《减税和就业法案》将美国企业所得税由全球征税制变为属地征税制,取消 递延制,鼓励跨国公司将资金带回美国,服务美国再工业化投资。此外,特朗普 在位期间也发起对华贸易摩擦,在 2018-2020 年总共对华发起四轮关税加征, 美国对华关税在 2018 年 7 月仅为 3.8%,而到了 2020 年 2 月则达到了 19.3%。
拜登政府则侧重于维持美国基础研究能力和优化创新环境,对华技术打压更加 精细化。拜登和特朗普政府整体均对华保持强硬,而拜登政府对华高新技术压制 则更加精细化。比如《芯片与科学法案》提出未来几年提供约 2000 亿美元的科 研经费支持,重点支持人工智能、机器人技术、量子计算等领域,强调前沿科技 的研发。同时向半导体行业提供约 527 亿美元的资金支持,禁止接受 CHIPS 法 案资助的公司在中国等国家的扩建某些关键芯片,对华限制政策较为精细化。

美国对华高新技术打压未来或仍将持续。在当地时间 8 月 12 日,美国商务部发 布最终规定,对设计 GAAFET(全栅场效应晶体管)结构集成电路所必须的 EDA 软件;金刚石和氧化镓为代表的超宽禁带半导体材料;燃气涡轮发动机使用的压 力增益燃烧(PGC)等四项技术实施新的出口管制,生效日期为 2022 年 8 月 15 日。
结合《2022 年芯片与科学法案》来看,美国该项举措意在限制中国的 GAAFET 技术,GAAFET 技术被认为是芯片制造工艺在 3 纳米以及更加先进的工艺节点 的基础,我国目前的工艺节点还在成熟节点范围内,也就是大于等于 10 纳米的工艺,与国际芯片巨头有较大差距,所以在短期内,GAAFET 技术的断供不会 影响我国芯片产业的发展,但是从长期来看,在我国工艺迈向 3 纳米节点时势 必会受到影响,这也是我国芯片行业国产化进程的一个机会与挑战,国产 EDA 的发展需求也会进一步提高。
我国制造业产业链存在“卡脖子”短板。产业基础依然薄弱,关键零部件、基础 材料和重要元器件对外依存度较高。据中国工程院分析,2019 年 26 类代表性 制造业中,我国与国际对比有 11 类领先,15 类落后。我国制造业仍处中低端, 与世界有差距的行业集中在高端制造业,上文提到的芯片产业链中我国所处的位 置也印证了这一事实。
另一方面,从进出口来看:1-6 月,我国进口机电产品、 高新技术产品分别为 3.39、2.46 万亿人民币。在机电产品中,进口占进出口总 额超过 50%的产品有:自动数据处理设备、半导体制造设备、电子元件、计量检 测分析自控仪器,且电子元件中,集成电路的占比达到了 86%,证明我国在这几 项商品上较为依赖进口产品。在高新技术产品中,1-6 月的累计进口总额为 2.46 万亿人民币,进口占进出口总额超过 50%的产品有:生物技术、计算机集成制造 技术、航空航天技术、电子技术、其他技术。
美国对华技术打压下,国内厂商或迎来发展良机。受制于美国对华高端科技领域 封锁,国内“卡脖子”领域由供需逻辑转为国产替代逻辑。部分受到打压的产业 体现出较好的发展态势。比如集成电路产量由 2019 年 3 月的 138 万块上升至 2021 年 7 月份的 316 万块,增长幅度较大,原因或为国内集成电路厂商取代了 部分原本属于外资厂商的市场份额。随着国内厂商技术成熟,未来其他“卡脖子” 领域也将会出现更多国产替代现象。而中国优势主要在劳动密集型的分配、封装 和测试领域,在 EDA、核心知识产权、制造设备等研发密集型领域比较薄弱。
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