为何美国失去半导体竞争优势?原因出在1990 年代的政策

1968 年，Robert Noyce 与Gorden Moore 创立Intel，并在1971 年推出全球第一个微处理器，开启半导体产业的商用时代。

随后，Intel 在内的美国半导体企业主导全球市场数十年。只不过到了现在，美国逐渐失去半导体产业优势，取而代之的是ARM、台积电、三星等企业。美国产经智库《Employ America》梳理过去50 年来的半导体发展史，探讨美国失去竞争优势的原因，并提供产业发展的借鉴。

1940 到1960 年代:半导体产业由国防主导

「产业政策」是美国半导体产业发展的关键，促成1970 年代的产业黄金期，度过1980 年的日本挑战，并在1990 年代重回巅峰;然而，政策也让美国半导体在2000 年代失去竞争优势。到了今日，美国科技界因为美国国内脆弱的半导体供应链所苦。

重回1940 年代末期，也就是美国半导体产业起步之时，美国政府用产业与科学政策培育半导体企业生态，并确保科学技术在商业上的可行性。美国国防部在当中扮演重要角色。当时，半导体主要用于军事，国防部的订单是半导体需求的保证，对企业来说，能确保投资的回收与报酬。

另外，国防部对半导体产业的技术发展有明确的方向，并直接促进企业与研究人员之间的对话与知识共享。同时，国防部与供应商签订「第二来源合约」( second source contract)，要求晶片至少要由两家公司生产，并要求大型研发部门公布技术细节与授权技术，让所有与国防部签约的公司获得技术。

这种制度加快创新速度，政府采购协议确保投资效益，人才也能在整个系统中自由移动，让知识能流动，促进公司间的发展。此外，国防部的主导能保持产业的一致性与针对性。

1970 年代:商用市场发展，美国半导体进入黄金期

然而随着商业应用的发展，国防部的重要性逐渐降低。到了1960 年代末期，军方的采购量还不到市场整体的25%。1970 年代，在商业应用的发展与国际竞争力道不强的市场环境下，美国半导体迎来黄金时期。

1970 年代，民营企业开始将电子产品纳入供应链中，取代国防部，成为半导体产业的重要客户。

这也表明，在没有政府支持与协调的状况下，半导体产业依旧能蓬勃发展。技术改进变成工艺改进，工艺改进又推动新一步的技术改进;MOS 整合电路、微处理器、DRAM 等技术，将半导体产业推向新的高度。

此时，半导体开始成为商业领域的通用技术，市场需求增加，再加上国际竞争对手不强，确保美国半导体的发展。当时，大多数的半导体投资都能成功。

1980 年代:日本崛起，美国半导体优势渐失

然而日本政府采取集中指导、采购协议、廉价融资的政策，成功扶植半导体产业，并取得出口优势与国际市场地位，特别是在DRAM 领域。到了1980 年代，美国的半导体优势逐渐被日本取代，许多企业退出DRAM 市场。

因应日本挑战，产业界开始建立组织来协调生产，并游说政府建立关税与贸易政策干预。

另外，垂直一体化企业(IDM，Integrated Device Manufacturer)开始解体;MOS 电晶体开始主导市场，代工(foundry)模式随之发展，而专注于设计的无晶圆厂(fabless)也因此诞生。无晶圆厂专注设计晶片，并不投资重资本的生产设备，因此灵活性提升，也降低成本。

1990 年代:科学政策主导，美国夺回半导体优势

1990 年代，美国政府引入「科学政策」(Science Policy)，作为支持半导体产业的新模式。随着政策的调整，加上日本面临韩国的竞争，美国在1990 年代逐渐夺回半导体的竞争优势。科学政策的重点，是培养政府与各企业的合作关系、产业研发与学术研发的密切结合、研究分工，以及允许新创企业透过轻资产运行的产业结构。

回顾国防主导的时代，虽然当时的产业政策能加快创新速度，确保供应链能承受单一公司失败的冲击，但也造成大量的重复投资，造成资源浪费。「员工数」是关键。虽然大量人才是进步的关键，但过多则是浪费，若能缩减企业规模，将有助于降低成本，得以应对成本挂帅的国际市场，提升全球竞争力。

因此在1990 年代，美国政府并没有回归产业政策，而是选择低成本的科学政策。

科学政策的目标在于，从建立一个强大生态系与供应链，转变为建立公私机构来协调研究人员、无厂设计公司、设备供应商与大型公司间的交流，让企业不需投入高昂的研发费用，也让政府避免大量的投资支出。

这种结构没有建立具有重叠供应链的生态系统，而是形成了一种分工，每家企业与机构都负责一个明显可分割的单独部分。同时，宽松的贸易政策与密切的贸易网路，让企业能更经济的进入无工厂模式，发展轻资产战略。

这个战略「短期上」成功了，到了1990 年代末期，美国重新获得半导体技术优势。多数企业将研发工作集中于生产工艺的下一两个节点，而较远的研究则由政府资助的学术单位负责，接着再由产业界将学术研究转为商用，消除研发与生产的重复成本。然而，这会削弱企业的创新能力，大型研究实验室也逐渐空洞化，只针对少数核心企业的需求研究，供应链也更加狭隘。

2000 年代:科学政策的脆弱性浮现

其实，员工与资本的冗余有助于公司将流程改进内部化，同时也培训下一代的工程师与技术专家。虽然从财报来看是浪费，但长期而言，这有助于企业的创新。虽然科学政策能消除冗余，但也增加产业的脆弱性。

劳动力成本最小化，使得工程师与技术专家人数缩水;产能投资不足，则阻碍美国企业应对晶片短缺的能力。长期研究集中在学术实验室、大型企业(例如Intel)与轻资产的无工厂公司，形成一个脆弱的生态系统。美国逐渐失去设计与制造的优势，被台积电等企业取代。

2010 年代:美国半导体制造高度依赖海外代工厂

另外，从研发到生产的过程，也出现不一致的回馈。科学政策的关键，是将知识产权的创新与生产过程的创新分开;也就是说，科学政策优先考虑研究、设计与创意，而不是实施、生产与投资。因此，专注于设计的无工厂公司兴起，并将制造外包给海外的代工厂。

但这种做法反而会降低创新速度，因为「做中学」是技术创新的关键。工程师会在生产过程中的每一步，以及供应链的每个环节寻求创新，将生产外包给代工厂，就会产生工艺上的「黑盒子」。另外，学术研究往往远离当下的制造问题，因此时常偏离商业化的道路，无法驱动产业的创新。

因此，目前美国半导体产业高度依赖海外制造厂。虽然美国政府极力邀约台积电赴美设厂，但这只是买下解决问题的方法，并没有降低对单一供应商的依赖。《Employ America》建议，美国政府应该在供应链的每个环节推动创新，重新取得技术优势。

总结:美国忽略「制造」的重要性

总结来说，「产业政策」左右美国半导体产业的发展。1940 到1960 年代的产业政策，让小公司试验前端技术，而大公司追求工艺改进，扩大创新技术的规模。政府的需求确保经济上的可行性，而第二来源合约则让公司间共享技术，共同发展。这种产业政策鼓励创新，确保小企业能在国内大规模生产创新设计，也允许大企业从大规模生产这些创新设计中获利。

随着产业的成熟和竞争环境的变化，政策框架也发生了变化。自1970 年代以来，产业政策逐步被轻资产的「科学政策」所取代，而大型企业与轻资产的无厂半导体公司则取代以生产为中心的，由大小企业组成的生态系统。虽然此战略在初期成功，却也产生了一个脆弱的体系。今天，美国半导体业一方面受制于脆弱的供应链，一方面受制于无厂半导体公司，无法产生或获得工艺制程的改进。

1990 年代，美国半导体产业因为科学政策而重获主导地位，但也是科学政策，让美国的技术和商业优势更加脆弱。随着台积电等企业崛起，美国失去了技术优势，并面临供应瓶颈。

科学政策能推进技术进步，但偏重于新思想的发展，而不是将技术转往资本。制程技术的创新是一种「实践」的过程，需要不断建立与营运新的生产线。但在美国的低资本环境中，半导体产业很难「做中学」，因此逐渐失去竞争优势，被三星、台积电等企业取代。

#半导体#