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500億美元難解美國芯事：人才短缺、基建落後、芯片法案名大於實
劃重點
法案對先進製程芯片的標准隻字未提，且要求相關部門對禁令門檻，根據行業情況動態調整，即可以根據需要任意封殺，隨時封殺；
美國晶圓製造成本打不下來，問題集中在基礎設施建造，水電地配套設施、人力等幾個核心方面；
美國在芯片製造環節的人力缺口巨大，非本土企業在美建廠，還需要克服工會對成本和效率的影響；
嚴格的資金監管可能會帶來效率問題，包括冗長的審批和游說流程，利好的是大企業，對中小企業並不利；
527億美元的總盤子，對於利潤高企的芯片廠商來說，本身就不具吸引力，部分企業在美建廠的總成本，已遠超補貼總額；
通過527億美元來吸引製造回流，再間接撬動先進工藝落地美國的策略，很難生效，短期也難解芯荒。
當地時間8月9日，在眾多美國芯企高管的見證下，拜登完成《芯片和科學法案》的簽署，雄心勃勃開出527億美元大單，孵化美國的半導體產業。
這份法案從醞釀到簽署，浩浩蕩蕩，歷時兩年之久，旨在促進美國半導體行業的復蘇，但也存在諸多待解的問題，包括配套措施、人才培養、資金分配和監管等等，在這些問題得到解決之前，《芯片和科學法案》，名大於實。
振興美國半導體的訴求由來已久
自疫情和缺芯問題發生以來，美國就意識到全球供應鏈正在發生劇烈的改變，其中芯片，成為21世紀戰略物資，重要性比肩當年的石油，美國認為必須擁有高端芯片的製造能力。
2021年4月，美國商務部長在國會聽證會上宣稱：“現在可以毫不誇張地說，我們遇到了危機，美國曾經在製造領先的半導體芯片方面領先世界。今天我們在美國生產這些芯片的0% ！”
* 圖為拜登與美國芯片企業高管舉辦線上會議討論供應鏈問題時，舉起一塊晶圓
在這之前，美國相關部門其實已經在探索組建一個由美國主導的全球半導體供應鏈聯盟。
2021年6月，美國通過《創新競爭法案》，這份法案總預算超過2500億美元，涵蓋美國多個科技行業，其中有大約530億美元用來投資半導體，但是《創新競爭法案》涉及領域過於龐大，包含芯片、汽車、醫療設備和電信等共計超過59個領域，引起多方激烈爭論，遲遲未能通過。
不過，在英特爾英特爾、應用材料等美國半導體大型企業的游說下，單獨推動《創新競爭法案》半導體部分的審議，《芯片與科學法案》應運而生，本文將重點圍繞法案中芯片部分，針對法案落地會面臨主要問題，逐一拆解。
芯片法案的後門：可任意封殺，隨時封殺
《芯片和科學法案》最受矚目的無非是兩個部分，一部分是政府撥款，大約527億美元的投資：其中390億美元是政府撥款，直接下發；
另外132億美元則是用於技術研發和人才培養；2億美元資助撥給勞動力和教育基金，解決晶圓製造工人問題；5億美元則用於通信技術安全發展和半導體供應鏈活動；
另一部分政策限制，也就是所謂企業必須符合的“條件”：禁止獲得聯邦資金的公司在中國大幅增產先進芯片，期限為10年；接受美國國家科學家基金會的監管，每年對美國披露海外財務安排，尤其是在特別關切國家的財務狀況。
芯片法案的目標、資金安排相對明確，但在細節上仍然留有模糊的操作空間，或者說後門。
關鍵一點，法案中對先進製程芯片的標准，隻字未提，即可以根據需要任意封殺。
按半導體行業共識，一般把28nm製程工藝定為成熟工藝和先進工藝的分水嶺，使用28nm工藝製造的芯片都列入先進工藝范疇，法案在這方面模糊操作，意味著未來可以將任何芯片製造技術，甚至芯片製造的相關技術列入管控名單中，例如當前最為熱門的“CHIPLET”小芯片概念。如果未來美國認為先進封裝工藝有必要進行管控，也可以以此為藉口做出限制。
法案中還明確，“考慮到出口控制和技術進步的因素，要求美國商務部長與國防部長和國家情報總監磋商，根據行業意見定期重新考慮更新有關國家製造業禁令的技術門檻。”
先進工藝標准未明確標注，且要求相關部門對禁令門檻，根據行業情況動態調整，等同於為美國執法部門提供了相當大的後路和執行空間，即可以隨時封殺任何不符合美國利益的現象，給未來行業的發展，製造了很大的不確定性。
基建、水電地和人力，拖死製造業
527億美元，花出去也不難，但要達到預期目的，就不一定了，重要一點：美國晶圓製造成本，價格打不下來，這個問題集中在基礎設施建造，水電地配套設施、人力等幾個核心方面。
* 圖為台積電美國Fab21工廠現場施工圖
台積電在美國亞利桑那州新建5nm產線的Fab21（晶圓21廠）工廠，為了達到雙方合作預期，同時節省成本，台積電拉攏相關的供應商，搞出一套全新的建設模式，即基礎工程等必要組建都在中國台灣生產製造，通過集裝箱運輸至美國組裝，台積電的預估是總成本降低20%-30%，當時有項目參與方介紹稱，“貨櫃裝空氣運過去，都劃算！”
雖然可以通過建設模式的優化壓縮成本，但是配套設施依舊是難解的問題，包括水和電的供應。
Fab21（晶圓21廠）這樣的EUV項目，堪稱“超級電老虎”，落戶全美最乾旱的州之一的亞利桑那，當地政府的依據過去40年英特爾已經投資400億美元落戶的經驗，認為台積電同樣可以順利落戶，並且將共計投資2億美元為台積電改善水源、交通、電力和綠化等設施。
亞利桑那州平均每年有89天溫度超過38度，2021年的45℃高溫熱浪襲擊曾導致大面積停電，停電事件直接導致數百人死亡，這是台積電不得不考慮的問題，解決問題的參考路徑，即自建電力保障措施，維持廠房的電力供應，但這同樣會增加成本。
水資源方面，盡管成本平攤到每顆芯片上的成本僅有幾美分，但是在乾旱的亞利桑那州，晶圓廠就必須極大依賴循環水系統提供潔淨的用水。
英特爾宣稱在亞利桑那州工廠的用水有99%可以通過循環系統反復使用，但是在以色列和馬來西亞工廠的循環水用量僅有60%左右，越南更是僅有41%的水平，之間的差異英特爾未明確解釋，但卻是台積電和三星們的落戶的另一個隱形成本。
地價方面，當地政府正在全力協調工業用地，但是地價被房地產商抬高了4倍左右，周邊民房也被抬高50%乃至100%，越靠近台積電，價格越高。
美國的人力成本也相當高，這個問題在法案的審議階段就有提及，“因為你的投票，你的孫輩都會做著高薪工作。” 民主黨重量級參議員查克·舒默在推動法案落地時曾發表這樣的觀點。
美國人才市場，芯片人才的年薪為6萬美元，部分高級工程師的薪酬超過10萬美元，遠高於當初預期的4萬美元，與此同時，從業者初期的行業技能培訓成本也相當高，台積電已在美國招聘了上百位工程師，這些工程師正在中國台灣培訓，預計培訓週期超過12個月，已經有人開始抱怨加班文化，抵消了高薪酬帶來的福利，這種環境下，想在美國實行三班制提高生產效率，成本將會極大增加。
綜合來看，在美國的電力、水源、地產、人力都遠高於其他地區的晶圓項目，由於美國廠的存在，影響到了整個台積電的未來投資規劃，台積電董事長劉德音也直言：“美國成本遠高於台積電預期……3年1000億的（全球）資本支出計劃，愈看愈覺得不夠。”
人才缺口巨大，工會是無法踰越的障礙
根據美國半導體協會的數據，美國從事半導體行業的人才是全球之最，大約有27萬人左右，但是這些高級人才都分散在高通、英偉達、英特爾、AMD這樣的半導體設計企業，大多從事芯片設計和研發工作。
經過常年累月的製造業轉移，全球90%的芯片製造已經轉移到亞洲，在美國本土，僅有12%的全球半導體製造份額，直接參與晶圓製造的高級人才少之又少。
* 台積電工廠內部實景
晶圓製造雖為高端製造業，也需要大量普通勞工，美國目前的參與晶圓製造的工人大概在19萬人左右，數量不僅稀少，還存在老齡化問題，有40%的工人年齡在50歲以上。
數據顯示，美國目前半導體製造行業的人才缺口為70000到90000，比例高達50%，半導體製造是高技術人才密集型行業，培養高技術人才基本上只能夠依賴高校和企業本身，加上各大晶圓產業鏈企業在短期內爆發大量招聘需求，人才問題會變得更加嚴峻。
唯一快速解決人才缺口的辦法就是改變移民政策，輸入技術勞工，但美國移民政策30年來都穩固如山，想要為發展本土晶圓製造豁開一條口子，離不開曠日持久的爭論，這也是《芯片和科學法案》，未覆蓋到的地方。
前面提到，美國工程師對加班文化感到困擾，這個問題還會進一步引申出工會的問題，而工會則成為困擾特斯拉、福耀玻璃、蘋果、亞馬遜這些重點企業的關鍵問題之一，進而引發生產成本和生產效率的問題，馬斯克曾經評價工會“權利蓋過白宮”，美國工會甚至可以通過運作，把特斯拉排除在美國新能源峰會之外。
舉個例子，全美汽車工人聯合會一度被稱為是“地表戰鬥力天花板”，美國車企降薪、裁員、調整工作時長，甚至電動化轉型都會受到工會的掣肘。工會曾經組織工人大規模罷工，為工人爭取到了一系列權利，包括加班工資、帶薪假期和醫療保險等等。
70年代的石油危機爆發，美國汽車三巨頭銷售業績直線下滑，無法支付高昂的人力成本，工會埋下的隱患直接讓底特律三大汽車巨頭破產。
在美國半導體領域叱咤風雲的美國通信工人聯合會（UWA）也是如此，UWA雖然沒有汽車工會如此豐功偉績，但是與之交鋒的對手，都是像蘋果、亞馬遜、谷歌、英偉達、英特爾這樣的巨頭，UWA在應對這些巨頭的種種套路時遊刃有餘，在蘋果與亞馬遜的多次來回拉扯中佔據上風，甚至改變了蘋果門店員工和亞馬遜倉庫員工的福利政策，外來者台積電和三星，如何應對？
資金強監管成中小企業拿補貼的障礙
法案要求設立多元分散的撥款審批系統，這527億美元由白宮預算辦公室統一協調，再授權給不同的機構和政府部門，其中包括商務部、國家科學技術基金會、NASA和勞工基金會等多個機構。
以補貼款390億為例，由商務部成立的基金項目統一管理，同時接受國家科學技術基金會的監督，“確保所投資項目都是美國需要的項目”。
嚴格的資金監管可能會帶來效率問題，包括冗長的審批流程和復雜的游說流程，這種流程設置利好的是大企業，對中小企業並不利，是一種潛在的不公平。
例如，英特爾豪言拿下120億美元的撥款，除了生產製造方面的底氣外，本身有強大的政治資源，這也是為什麼英特爾不遺餘力的推動法案落地的關鍵。
監管層面，美國商務部明確提到，政府撥款不得用於股票回購，試圖在隔離華爾街金融行業對晶圓製造行業的影響。
美國之所以逐漸製造業空心化，金融業的影響功不可沒。長期以來，美國企業的“為股東創造價值”的主流理念已經根深蒂固，衡量經理人的業績第一指標就是公司股價，身價和股價都牢牢地綁定在一起。
結果就是，職業經理人選擇壓制創新投資，通過回購推高股價，在芯片領域“翻車”的著名美國企業有兩家，一家是早期的IBM，另一家則是當今的英特爾。
英特爾此前在14nm節點上停滯不前數年，外界認為這是因為英特爾過分追求晶體管密度，導致研發受阻，同時因為印度裔高管同時領導5大部門導致內部管理混亂。但事實上，英特爾在製程工藝迭代上的投入遠遠低於台積電，2020年比台積電少30億美元，2021年少80億美元，英特爾的營收卻比台積電高出大約300億美元。
研發掉隊，大量資金用於“股票回購”，最終給英特爾帶來的就是所謂“沒有繁榮的利潤”。
深受到華爾街影響的企業，拿到補貼，如果不把錢用於“股票回購”，會大幅度增加研發和擴建費用嗎？
另外，考慮到法案對資金按時間分配的規劃，2022年出手最大方，共計220億，後續的金額大多都在60億美元到70億美元之間，很有可能出現的情況是——第一年企業投資意願高漲，競相瓜分撥款。待到隨後的幾年，企業就會以預算超支和成本上漲為由，繼續向美國商務部伸手要錢，否則以工程延期或停擺相逼，迫使美國國會推動的新法案上台。
補貼可能會進入不差錢的大企業的腰包
527億美元，拆成5年投入到美國半導體行業當中，牽引作用有限，核心的問題是誰能拿到這筆錢，能拿到多少？
作為標志性的IDM企業，英特爾覆蓋了半導體鏈條的設計、生產多個環節，也一直是《芯片和科學法案》落地的有力推動者，一度對外宣稱，如果法案不能落地，將取消俄亥俄州200億美元大型晶圓廠建設的奠基儀式，並與歐洲對接相關的建廠計劃。
為了給法案搖旗吶喊，英特爾CEO基辛格曾經表示，“芯片法案可能是二戰以來美國在工業領域最為重要的政策之一，目標是扭轉1990年以來，美國在全球芯片半導體製造業中，份額從38%下滑到10%的趨勢。”
作為回報，英特爾希望從法案的補貼金額金額中，拿下120億美元，佔全部補貼390億美元的三分之一，引申出了補貼資金分配的合理性問題。
但實際上，即便是法案總體的527億美元，對於頭部企業來說，並不足以讓製造能力回流。
作為法案的反對者，美國議員伯格·桑德斯表示，“美國五大晶圓廠（英特爾、德州儀器、美光科技、格羅方德和三星）去年總利潤高達700億美元，政府為什麼還要給這樣的企業撥款補貼”，“在美國重建芯片公司，實際上就是在搜刮納稅人的錢”。
對於推動製造企業在美國建廠，張忠謀也曾表示，此舉可能會讓芯片法案的錢打水漂。
527億美元的總盤子，對於利潤高企的芯片廠商來說，本身就不具有吸引力，且在美建廠的總成本，已遠超補貼的總額。
公開資料顯示，僅台積電的Fab21（晶圓21廠）項目，2022年的投資就高達400億美元，已經超過法案承諾補貼部分總金額的390億美元上限，台積電尚且如此，英特爾和三星又有多大成本優勢，且能分到幾杯羹呢？
得不到尖端工藝，短期改善不了缺芯問題
雖然很多國家和地區，並沒有立法支持半導體，但是對半導體產業的補貼同樣熱情高漲。
公開數據顯示，德國宣佈將使用5月份宣佈的100億歐元基金資助32個半導體項目，日本已批准68億美元的資金用於國內半導體投資，不同國家和地區先後上馬的扶持措施，將會對美國促進芯片製造回流形成分流的局面。
* 三星代工業務和半導體研發中心的員工慶祝首次生產採用GAA架構的3nm工藝產品
目前可以確定的是，三星和台積電依舊會在亞洲擴產，尤其是未來的3nm和2nm尖端製程工藝，台積電明確表態會留在中國台灣，而在美國新建的晶圓21廠，只是5nm工藝。
對美國來說，希望通過527億美元來吸引製造回流，再間接撬動先進工藝落地美國的策略，很難生效。
另一方面，格羅方德董事長曾表示法案通過有望改善缺芯問題，不過這席話在短期內很難兌現。
縱觀如今在美國建設的大型晶圓廠項目，最快的當屬台積電Fab21和三星Fab1兩個項目，台積電用“復制粘貼”大法快速建廠，最快需要到2024年才能夠實現量產，如果中間出現管理或良率問題，則有可能還會延期3~6個月。
想依靠芯片法案解決缺芯問題，最少也要到2024年才能有所改善，而第一批所有晶圓廠項目完工，最少也要等到2025年。
總體而言，《芯片和科學法案》代表著美國重建半導體產業的願景，但是在實際的落地環節，卻存在著諸多需要解決的問題，其中既包括資金量不足的問題（目前看527億美元是遠遠不夠），並且面臨著其他國家和地區在相同領域的強勢競爭問題。
此外，美國在生產製造環節，歷來存在眾多包括人力、制度等影響效率的問題，而迫使大量製造業外流，這些問題在短期內很難得到有效的解決，間接導致回流的製造企業難題提效；再者製造業回流，建設、人員培訓，產線調試等都會拉長週期，因此在短期內是無法解決缺芯這樣實際的問題。
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