本文由半导体行业观察翻译自美国PCAST的报告，如需转载，请联系我们，谢谢。
编者按：在过去的2016年，我们在“半导体行业观察”里报道了很多中国半导体产业的新闻。具有雄心壮志的中国半导体人将精力投向了IC设计、制造、封测、材料和设备等领域。竭尽全力为中国半导体的崛起而奋斗。
但我们自己也认识到自己与欧美日韩的差距，本着合作共赢的观点，我们希望向他们寻求合作，联手打造中国半导体产业链。但遗憾的是总是困难重重，各种人为障碍横亘在我们面前。
日前，美国美国总统科学技术咨询委员会（President’s Council of Advisors on Science and Technology，简称PCAST）发表了名为《确保美国半导体的领导地位》的报告。
在报告中提到，中国的半导体的崛起，对美国已经构成了“威胁”，委员会建议政府对中国产业加以限制。
下面我们来看一下文章的正文：
在详细介绍半导体产业的全球现状之前，委员会在报告里面写了一封给美国总统奥巴马的信，简要翻译如下：
敬爱的奥巴马总统，
这个报告是由工作组内的相关行业领袖、杰出研究员和曾经的政策制定者拟定的，PSAST已经做了审核并通过。报告主要是谈及半导体产业在创新、竞争和安全方面面临的挑战和机会。
半导体是现代生活的重要组成部分，在半导体领域取得的进展已经将机基于其打造的设备和服务提升到一个新的阶段。与此同时，还开拓了很多新的业务模式和产业，为美国相关从业人员与消费者带来了巨大的收益，对促进全球经济的发展也产生了重大的影响。我们也要明白到，尖端的半导体技术对于美国的国防系统和军队实力来说，也是重要的保证。无处不在的半导体使得我们还同时面临了网络安全的风险。
但现在，美国半导体的创新、竞争及其完整性正在面临重大的的挑战。由于材料、设备和技术本身的限制，市场的速度变化，半导体创新的步伐已经放缓。加上现在中国正在打造半导体产业链带来的担忧。他们使用政府主导的数千亿美元基金在全球疯狂并购，在国内建设，会给美国带来重要的威胁，我们会在文中详细提及。
该报告的核心是：只通过在尖端科技的持续创新，可以减缓中国半导体带来的威胁并能促进美国经济的发展。因此本报告精心制定并推荐了三个重点策略保持美国半导体的领先：
（1）抑制中国半导体产业的所谓创新；
（2）改善美国本土半导体企业的业务环境；
（3）推动半导体接下来几十年的创新转移；
为将这些影响放到最大，那就需要政府、产业界和学术界通力合作。
一、概要
半导体似乎现代生活的重要组成，半导体的进步已经被应用到人类生活的方方面面，在这个过程中为美国的从业者和消费者带来了巨大的收益，并给全球经济带来了促进作用。先进的半导体技术更是国防和军队的重要保障。但由于技术和产业本身的限制，加上中国半导体的崛起，给美国半导体产业带来了巨大的挑战。
从历史上看，全球的半导体市场从来不是一个完全竞争的市场。
从历史上看，它是基于政府和学术界的一些研究而建立起来的。因为考虑到国防安全等问题，当中有一部分的技术是处于高度限制的状态。这个产业也是政府高度关注的产业。但后来随着市场力量扮演的角色日益重要，有些规则似乎被打破，在面对这个新的挑战，政策制定者应该做一些回应保证国内的产业。
我们的观点是，如果我们能够快速创新，那就能够减轻中国带来的威胁。但我们也要明白到，政策只能减缓技术的扩散，并不能停止。所以一旦美国的创新碰到阻碍，竞争者就可以轻而易举的跟上。因此保持领先的根本方法就是超越所有竞争者。
但这并不意味着美国政府在面对中国崛起的威胁时保持沉默或者悲观。我们认为中国的竞争手段是扭曲市场。他们通过破坏创新抢夺美国的市场份额，并让美国面临国土安全的危险。（编者按：什么鬼？好可怕的想法）。因此在创新的过程中，美国政府也应该极力阻止中国的破坏和影响。
我们给出了三点建议：
（1）美国应该和中国进行会谈，明白中国的真实意图，通过加入联盟的方式巩固内部投资安全和出口控制，并对中国的某些违反国际协议的某些方式进行限制。美国同样需要调整国土安全的相关协定，预防中国可能带来的安全威胁；
（2）我们认为，一个极具竞争力的本土产业是创新和安全的保证，我们建议政府制定策略，吸引极具天赋的研究员投入到相关的研发中去。并从政策、资金和税收上给予帮助；
由上所述，一个良好的产业环境是必须的，但并不是充分的。这还需要多方面的协助。
二、挑战和机会
半导体是现代生活许多产品的基础，包括PC、蜂窝电话、太阳能面板、医疗诊断和自动驾驶汽车等等，几乎所有的设备都不能脱离半导体。在过去几十年，半导体高速发展，并给美国和全球带来了巨大的转变和收入。
但最近几年，由于半导体面临技术壁垒和市场快速转移等问题，导致发展缓慢，尤其是中国疯狂的半导体建设热潮带来的挑战，美国政府应该推动技术创新，维持半导体带来的收益和影响。为实现这些目标，我们要打造一个极具活力和竞争力的本土半导体产业环境，但这需要更多的支持。
我们也明见，产业界是半导体创新系统的重要组成部分。为了保持和加速半导体产业的创新，就需要打造一个开放的，基于市场的，IP受到高度保护的，研发资金可以承受的，拥有领先研究人员的、具备经验丰富工程师和科学家且市场容量巨大的产业环境。
产业界需要一个市场力量并没有被滥用的环境。
无论什么样的创新，对美国的经济都是有利的。持续的创新，将会使美国的半导体产业拥有一个健康且有活力的产业环境（还有一个强大的研究群体）。
和其他主要竞争者相比，美国可以为创新企业提供必要的的材料，而不是仅仅削减现存技术的成本。从历史上看，美国政府对R&D的支持，同样是推动半导体创新的根本。但一旦产业被“掏空”，这些支持就没有任何价值。
创新形成的健康半导体环境同样能够产生良性循环：不但能使美国企业能够领先于竞争者，同样能够加强美国本土的产业，这样又能进一步推动半导体的创新。我们可以看出，美国基于本身强劲的资本，天赋和领先研究机构的优势打造出的本土产业在建立起竞争优势之后，带来的影响是巨大的。
如果美国政府通过将其产业与国外竞争者隔离来保持其竞争领先优势，创新将会遭受打击，同时美国的产业的竞争力和经济会受到影响。
经济是美国国防的基础，这就使提升美国半导体的竞争力的需求变得更加迫切。
我们更要明白到，美国同样面临一个与半导体密切相关的国防挑战。为了维持其优势，美国军方需要拥有有些其潜在对手不拥有的半导体技术（编者按：这就是为什么我国要大力发展半导体的原因）。
包括军方在内的美国官方半导体采购者，同样需要缓和供应链带来的风险，同样也需要正视完整性和可用性带来的风险。
再者，移动计算、自动驾驶汽车和物联网增加了对半导体的需求，这些应用也给平民带来了网络安全的挑战。
一个强大的本土产业能够舒缓这些安全威胁，但并不是长久之计。将关键的器件放到美国本土设计、制造和生产能够降低美国半导体面临的风险。但我们并不能轻易做到这个。因此我们需要探讨其他方法。让无论来自哪里的半导体产品，都能保证安全。如果美国想通过对向美国销售半导体产品的公司进行简单限制的方式来保证安全，这会导致市场分割和竞争减弱，最后引致创新缓慢。这就让美国获得先进芯片的可能性降低。
附：美国半导体产业现状
从营收上看，总部位于美国的半导体公司在全球拥有巨大的市场份额，但在过去的是十年内，半导体产业的全球化现状日益明显。
在过去的二十年内，美国半导体企业的销售额占了全球半导体半数以上的销售额。而其他同样而优秀公司则位于南韩、日本、台湾和欧洲。再过去的二十年，并没有中国大陆的公司进入前二十名。
美国半导体的销售与全球半导体的销售占比
但美国公司的业务开始转变了。他们开始将制造业务移向国外，或者只专注于设计业务，将制造付托给TSMC这样的FAB。在2015年，美国本土的FAB份额降至13%，与1990年的30%，1980年的42%有了很明显的落差（尽管很多工厂还是归属于美国公司）。尤其是存储产业，在过去四十年，发生了大范围的转移，首先从美国转向日本，再转向韩国，现在似乎有往中国转移的趋势。
典型的全球半导体制造模式
现在看来，美国依然在半导体的重要领域拥有领先的市场地位。美国同样拥有全球大多数的IC设计企业和Fab工厂，这两项占了半导体市场的的80%。而在集成电路领域，美国在逻辑、模拟方面更是拥有不可比拟的优势。特别说明一下，美国在智能手机和设备用到的高端微处理器、通信芯片方面拥有全球领先的优势，另外在路由器、互联网和固定电话交换用的网络器件方面，美国也是当之无愧的一哥。全球最大的的IDM（Intel）、前三大的fabless公司和全球前三大的EDA设计公司都在美国；另外，从营收上看，三大设备商中的两大总部也位于美国。
三、进化中的挑战
首先我们要明白一点，全球半导体市场从来没有完全自由过：因为从半导体的发展史来看，基本上都是由政府和学术界推动的。这就使得当中很多的应用被限制应用在国防安全和主动防御中。因此这就使得半导体成为国家政策紧盯的产业。当然，市场力量也在当中扮演一个中心和重要的角色。但美国政策制定者对目前市场力量的猜测会导致不同的效果。尤其是在和其他国家的相关产业政策交锋时，挑战更为严峻。
为了让大家明白半导体产业目前的现状和缓和直面的主要风险，深入了解中国通过制定政策，将全球产业中动态竞争的产业转移到中国这个趋势，直面技术转变带来的挑战的事实，我们特意总结了一下这些挑战和威胁：
（1）技术和市场
半导体创新模式一直以来都非常简单，至少从规则上看，是这样。
过去，大家都遵循摩尔定律，每十八到二十四个月将晶体管上集成的晶体管数量提升一倍，并同时降低芯片成本。这个规定在过去几十年一直指导着半导体的创新。根本上，这个定律就是推动产业界往更快的计算，更高的集成度，更低价格方向发展。从本质上看，就是提高CMOS技术的集成度。
但从现在看来，延续这个定律需要直面两大基本挑战：首先是由于物理性质限制，现在缩小晶体管尺寸变得越来越难，在未来的某一天，这会变成不可能任务；其次，先进制程工艺的推进步伐也变得越来越慢。
现在，将芯片商晶体管的数量提升两倍的周期已经延长到三十个月，在未来，这个时间将会继续延长。另外，由于现在半导体传统计算转向了包括移动设备、汽车、大数据中心和云计算等领域，这就使得创新和的转移和扩张变得日益重要。另外，在这过程中我们不但需要考虑制程的推进速度，还需要考虑制程提升带来的能源消耗。SoC、功能和其他方向也在我们的考虑范围。
在过去，几乎所有的大公司都是为了同一个目标而努力——那就是提升芯片的晶体管数量，降低芯片的成本。公共和私有资源也是为了这个共同目标而服务的。现在，这些公司在不同的技术方向，有了不同的奋斗目标，这就使得在产业内的策略和投资调整变得更加困难。
半导体还需要面对产业高度集中的挑战。
现在，全球前前五大半导体公司的销售额占了全球销售额的40%，较之2006年的32%，提升了8个百分点。
现在成本的压力正在推动半导体公司抱团取暖。
举个例子，为了满足速度和小型化的技术挑战，美国本土的Fab在先进逻辑工艺上花费的成本需要高达120亿美元，而在五年前，相应的成本只要50亿美元。这些高额的成本来自于设备花费、低迷的经济规模和政府物理限制带来的研发成本。因为这些原因，VC在半导体领域的投资锐减，这就让新公司进入半导体行业的难度大增，新的竞争也无从谈起。
但我们也无可否认，产业的集中，也是有利的：例如公司之间竞争的减少，可以投入更多的钱来做长期的创新。但是高度集中也会带来更多的风险。更
高的市场集中度就意味着更少的竞争，这就意味着企业没有动力去降低成本，提高质量和保持在新产品和技术的投资。
高度集中还会带来公司定位的风险。
下面我们举一个极端的例子，如果一个领域内的所有产品都被一个非美国公司所把持，这就使得某个产业会被国外所控制，损害美国的利益（编者按：美国人的报告告诉我们中国，更要发展半导体）。相反地，如果在一个充分竞争的市场，那么产品和公司的多样化，带来的影响就没那么大。
（2）中国半导体策略带来的影响
创新的缓慢、市场的转变还有产业的集中化会给他们带来巨大的挑战。但这也不及中国带来的影响巨大。
现在中国通过非市场手段，利用各种方针策略，期望在半导体的设计和制造领域获得全球领先的位置。伴随着中国半导体产品消耗的增长，这让半导体产业面临的挑战更加错综复杂。
按理说，中国的入局会给产业界和消费者带来巨大的利好。但是从现在中国半导体的策略上看，他们的发展会给半导体创新和美国国土安全带来威胁（编者按：美国的半导体那么强，对中国没威胁？）。
中国在半导体技术方面的追随是远远落后于美国，这是毋庸置疑的。中国的先进逻辑制造技术跟美国、台湾和其他先进的半导体玩家比较，也是大大不如的。
现在中国有很多半导体Fab，但都比当前主流的工艺落后1到1.5个世代。
在存储方面，虽然中国正在大力投入，但可见的是，目前中国并没有本土相关量产企业，现在中国本土量产的先进存储都是国外公司在中国的投资企业产出的。由于这些外国公司都无一例外地，不选择中国公司作为合伙人，因此中国就选择投入大量的资金，去建立本土的存储产业。
同理，中国缺少Tier-One的半导体设备公司，但有一个Tier-Two设备公司在上海，那就是AMEC。这个公司制造半导体Fab厂所需的某种制造工具。
在这种环境下，中国半导体只能通过收购海外包括美国、日本、欧洲、韩国和台湾）的先进半导体公司或者其某些部门来提高其竞争力。而中国在这方面的投入也是明显增加。
现在看来，中国半导体表现最突出的领域就是Fabless。根据我们统计，中国现在有400家IC设计公司（编者按：根据魏少军教授在ICCAD2016上的演讲，中国的IC设计公司有1300多家），当中大多数正在快速成长。
但坦白说，中国这些Fabless和国外先进同侪相比，还是有比较大的差距。从目前看来，大部分的中国fabless都是瞄准低端和中端市场。假设这些公司将保持高速增长，或许他们未来会针对中国市场做定制化的芯片。这对于国外的FAB来说，也许是一个激励，在最后还会给设备公司带来利好。
出于对经济和国土安全的考虑，中国政府公开宣称，将会打造一个比现在更先进、更完善的半导体产业链，以降低对国外的依赖。在经历了十年失败的半导体尝试之后，中国在2014年颁布了“IC推进纲领”来促进中国半导体产业的发展。在纲领里面，包含了营收要求和技术目标。这个纲领也获得了包括习近平主席在内的众多中国高级领导的支持。
当中一个主要目标就是——中国希望到2030年，将其半导体产业链重要领域的水平拉升到全球第一阵营。
中国的半导体策略依赖于其庞大的经费支持。这是一个包括国家基金和私募资产在内的，金额总额达到1500亿美元，周期长达十年的投资。而其中技术的获取，中国则希望通过对先进企业的投资和收购获取。美国过去五年共230亿美元的并购规模与其对比，那就是小巫见大巫。
现在很多中国投资机构依循政府的方针，开启了疯狂的并购。
这和中国在其他领域的投资是一致的。中国现在也正在推动本土的技术创新和转移。
中国现在在半导体领域的逆风投资，就是看在未来半导体创新的缓慢，这就让中国可以利用其政策扶持，推动其本土产业跟上世界先进业者的步伐，逐渐取替他们。
纵观中国半导体的建设策略，主要由两个方面组成：一是补贴；另一方面则是零和博弈
（编者按：这是博弈论的一个概念，属非合作博弈，零和博弈表示所有博弈方的利益之和为零或一个常数，即一方有所得，其他方必有所失。在零和博弈中，博弈各方是不合作的。）
（a）补贴
为了支持本土半导体企业的发展，中国提供了一系列的补贴。这些补贴是为了推动中国电子产业减低对国外的依赖的，还有基于其国土安全的考虑。中国的补贴包括了吸引国外企业来中国投资建厂，本土企业的海外并购（包括公司和技术）。但是中国的补贴对于国外半导体制造商（公司和工作人员）来说，是一个明显的零和博弈的话题。对其他参与者来说，也是零和博弈的问题。
