南伊的博客
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芯片行業的大蛋糕
南伊，2022年7月19日，周二
美中科技戰開打，半導體和計算機芯片變成了主戰場。這是因為計算機芯片是機器設備的大腦，它們幾乎無處不在，廣泛用於各種商品和生產過程，從玩具到汽車，從飛機到火箭，所有遙控設備和智能產品都離不開以芯片為代表的半導體元器件。有人統計了 226 個製造行業，它們總投入的四分之一和總產出的 40% 都與半導體有關。
三十年前，美國生產的芯片占全球市場的 37%，現在隻占 12%。而中國的芯片產業在過去五年中快速增長，占據全球芯片市場總銷售額的近百分之十。為了與中國競爭，美國政府出台一攬子計劃，包括 CHIPS 法案，旨在幫助美國的芯片生產廠家。目前芯片行業翹首以待的對中國競爭法案，稱為 CHIPS for America，簡稱 CHIPS，已到了最後通過的關頭。這項法案包括 520 億美元的投資補貼和贈款貸款，以及四年 25% 的投資稅收減免。參議院要在本周內進行投票，大概率會通過這項法案。對半導體行業來說，這可是一塊巨大的蛋糕。據路透社報道，預計參議院第一次程序性投票將在今天晚上舉行，而拜登會在下周簽署該項法案。
麵對這樣的大蛋糕誰不眼饞？因特爾（Intel）、德州儀器（Texas Instruments）、美光科技（Micron Technology）等芯片製造商興高采烈，摩拳擦掌，紛紛要爭到一大塊免費的蛋糕，借雞下蛋。在商言商，賺錢為上，反正是國家給的錢，不用白不用，用了也白用。因特爾在去年就從政府拿到 20 億美元，在亞利桑那州建設兩個新工廠，今年又在俄亥俄州投資 200 億美元，建造一家大型芯片製造廠。
美國政府對芯片製造廠商的偏愛和資助引起了芯片設計廠商的嫉妒和不滿。沒有設計，哪來產品？沒有圖紙，如何製造？都是美國的公司，為啥我們芯片設計商就不能從政府也分到一塊蛋糕？都是半導體公司，為啥我們就不能也分一杯羹？行業內的人都知道，因特爾的高層和政府關係密切，總裁 Pat Gelsinger 長袖善舞，長於公關，和拜登政府勾肩搭背，總想讓因特爾一家吃獨食。這當然會引起半導體業界同行的不快，他們抱團取暖，一起遊說政府，為自己爭取權益。這些芯片設計公司包括AMD，高通（Qualcomm），和英偉達（NVIDIA）。最新的消息說，美國政府除了要撥款 520 億美元（CHIP法案），還要通過另一個 FABS 法案，為芯片設計廠商也減免 25% 的投資稅。這樣就使芯片設計商和製造商都能獲得政府的資助，有酒大家喝，有肉大家吃，利益均沾，皆大歡喜。
對於來自海外的芯片製造商，比如台積電、三星、東京電子等，美國政府迄今都沒有出台法案進行直接資助，這將導致不公平競爭，違背市場經濟原則。從技術上說，台積電在芯片製造技術上已在因特爾之上，可是台積電並未獲得美國政府的大量資助。台積電在鳳凰城北部的新廠按計劃應該在 2023 年春季投產，第一批員工正在台灣培訓，屆時就能看到台積電在美國的芯片工廠能否賺到真金白銀。與亞洲相比，在美國生產的成本高，政府對美國國內廠家的偏愛和保護，已經讓外國芯片廠商輸在了起跑線上。
對美國政客來說，無論民主黨還是共和黨，遏製中國崛起是他們的共識，任何為中國說好話的人，甚至是說公道話的人，在美國無異於政治自殺。但是，這項 CHIPS 法案遲遲沒有通過，著實讓美國芯片生產商心急如焚，動用各種資源來促使這項法案盡快通過。對於商家來說，“對中國競爭”就是一個好使好用的幌子，是為企業拿到政府資助的敲門磚。可是對納稅人來說，政府對企業的補貼全都是來自我們繳納的稅金，而且這些芯片公司都是高利潤的企業，它們的高管個個都賺得盆滿缽滿，富可敵國。比如因特爾的總裁 Pat Gelsinger 在2021年的工資是 1.79 億美元，這是因特爾普通員工平均工資的 1,711 倍。蘋果公司總裁 Tim Cook 在2021年的工資是普通員工平均工資的 1,447 倍。
其實我認為，美國芯片產業的衰退不僅是個生產製造問題，還有人才儲備和教育培訓方麵的問題。下圖說明了在過去 50 年美國大學計算機科學專業學生人數快速增長（綠色曲線），而在同時期電氣工程專業學生人數則直線下降（紅色曲線）。然而，電氣工程專業是培養芯片和半導體技術人才的主要基礎學科。
如果沒有充足的芯片設計和製造的專業人才，芯片工廠建得再多，那也隻能成為無源之水，無本之木，就像聾子的耳朵，成為無用的擺設。以因特爾為例，它在亞利桑那州、俄亥俄州、德國的芯片工廠在第一階段就需要九千名新員工。台積電在鳳凰城的芯片工廠首期需要一千六百名高級技術員工。三星在德克薩斯州的芯片工廠在 2024 年開業時至少需要兩千名高級技術員工。而且這些數字並不包括微電子工程師，例如芯片架構師,和精通硬件描述語言（HDL）的設計師。
據 SEMI 專家預測，在 2022-2025 年間，美國要建設 13 家全新的芯片製造工廠，大約需要四萬名新的高級技術員工。美國政府將要送給芯片製造商的大蛋糕，520 億美元，應該切出一大塊給教育培訓機構。對於希望來美國學習的中國學生不要眼睛隻盯著計算機科學專業，應該同時考慮電氣工程、電子工程、計算機工程等專業。並不是每個人都適合搞軟件，硬件工程強調實踐，手腦並用，這對許多青年人也許更有趣。
南伊，2022年7月19日，周二。
