《美国2022年芯片和科学法案》要点与评析

业界作者：全球技术地图 2022-08-19 21:21:19

美国总统拜登于2022年8月9日在白宫签署长达1054页、授权资金总额高达约2800亿美元的《2022年芯片和科学法案》（CHIPS and Science Act 2022，下称《法案》），标志着针对单一产业高额补贴的法案正式生效。该法案授权对美本土芯片产业提供巨额补贴和减税优惠，并要求任何接受美方补贴的公司必须在美国本土制造芯片。此外，该法案还将授权增加投入巨额资金用于尖端技术研究和科技创新。

1.背景

半导体/芯片是武器系统、计算机、通信、汽车和其他现代电子技术产品的核心，是信息产业的基石。虽然最初是在美国发明的，但如今美国多数企业所使用的高端芯片大部分源于进口，占比高达九成；而预计到2025年，美国现有的半导体芯片产能只能满足美国国内需求的20%，且现有半导体芯片在技术上已经落后，不能制造最新研发的先进芯片，同时，外国竞争对手正在大举投资以主导该行业。因此，美国为了确保美国技术制造和国防供应链安全，欲将芯片制造转移至国内。2021年1月，国会通过了两党美国芯片法案的资金计划，授权商务部(DOC)、国防部(DoD)和国务院(DOS)开展活动，发展对美国竞争力和关系国家安全的国内半导体制造业。

此外，日益加剧的全球科技竞争引发了美国对经济和国家安全的担忧，其他国家宣布了在人工智能和微电子等关键经济和国家安全技术领域占据全球领先地位的计划。美国研发支出占GDP的比例接近60多年来的最低点，落后于韩国、日本和德国等发达经济体。

为改变目前美国在半导体制造领域的落后及科技投入下降的不利局面，经过漫长的立法谈判，美国参议院和众议院近期达成一致，高票通过《2022年芯片和科学法案》，帮助大幅提高美国制造的半导体生产，并最终加速关系到国家安全的纳米技术、量子计算、人工智能、下一代通信、计算机硬件、生物技术、网络技术和其他新兴能力的创新和发展。

2.法案要点分析

《法案》可以分为三部分内容：其中半导体芯片部分和技术研发的科学部分是重点

2.1 芯片产业

2.1.1 美国芯片基金：542亿美元用于芯片和公共无线供应链创新(ORAN)

商务部制造业激励措施：390亿美元财政援助。用于半导体制造、组装、测试、高级封装或研发的国内设施和设备的建设、扩建或现代化，其中20亿美元专门用于成熟半导体。60亿美元可用于直接贷款和贷款担保的成本。

商务部研发：110亿美元，具体包括：

国家半导体技术中心(NSTC)：先进半导体制造研发和样机制造；投资新技术；并扩大劳动力培训和发展机会

国家高级包装制造计划：联邦研发计划，加强高级组装、测试和包装(ATP)能力，与NSTC合作

制造美国半导体研究所：政府、行业和学术界合作，研究半导体机械的虚拟化，开发ATP能力，以及设计和传播培训

微电子计量研发：国家标准与技术研究所(NIST)的研究项目，旨在提高测量科学、标准、材料特性、仪器、测试和制造能力

美国芯片劳动力和教育基金：2亿美元。利用国家科学基金会活动，启动国内半导体劳动力发展，解决近期劳动力短缺问题。

美国芯片国防基金：20亿美元。用于国防部实施微电子公共项目，这是一个基于陆上大学的样机开发、半导体技术从实验室到工厂的过渡(包括国防部特有的应用)和半导体劳动力培训的国家网络。

美国芯片国际技术安全和创新基金。与美国国际开发署、进出口银行和国际开发金融公司合作，为国务院拨款5亿美元，支持国际信息和通信技术安全和半导体供应链活动，包括支持开发和采用安全可信的电信技术、半导体和其他新兴技术。

公共无线供应链创新基金：15亿美元。通过商务部国家电信和信息管理局(NTIA)，与NIST、国土安全部和国家情报总监等协调，以刺激向开放架构、基于软件的无线技术的发展，并为美国移动宽带市场的创新、“飞跃式”技术提供资金。

2.1.2 阻止芯片资助接受方在中国和其他相关国家扩大某些芯片生产

技术领导和供应链安全。法案将要求联邦财政援助的接受者加入一项禁止在中国等国家扩大半导体制造的协议，主要目的在于限制在未来十年新建“非统半导体”工厂，从而确保半导体制造商将下一个投资周期集于在美国及其合作伙伴国家。为此，商务部长、国防部长和国家情报总监还应协商考虑更新有关国家禁止制造业的技术门槛，以及出口管制与技术进步的一致性；同时也需要为芯片内存和封装确定限制性过程能力阈值，以及再次明确哪些半导体对国家安全至关重要。

上报要求。通过芯片计划获得联邦财政援助的企业，须根据其与商务部长签署的协议，向商务部分报告其计划与有关国家开展的交易。如果商务部确定计划中的交易违反协议，该企业将有机会补救潜在的违规行为；否则，商务部可以收回所全部联邦财政援助。该条款规定，商务部可以要求提供任何必要的记录，以审查企业对协议的遵守情况，同时确保这些记录保密。

2.1.3 先进制造业投资税收抵免(ITC)

ITC为半导体制造业的投资提供25%的投资税收抵免，涵盖制造设备以及半导体制造设施的建设，还包括对制造半导体制造过程中所需的专用工具设备的激励。

ITC消除了与外国补贴制度的差异，当与芯片补贴资金相结合时，将完全消除尖端半导体生产的40%成本差异。ITC为芯片制造的回流提供了一个基本的激励机制，允许补贴资金集中在对美国经济和国家安全特别重要的前沿半导体技术上。

确保ITC的接受者不能在存在国家安全问题的国家建设先进的半导体生产设施。

2.2 大幅增加研究和创新资金

《法案》的第二部分指定资助关键和新兴技术的科研经费，为包括美国国家科学基金会(NSF)、美国能源部、国家标准与技术研究所(NIST)、美国国家宇航局（NASA）和能源部（DOE）科学办公室在内的几个政府机构的预算设定了雄心勃勃的目标。

2.2.1 国家科学基金会授权(5年内计810亿美元；超基线360亿美元)

投资战略转化科学（200亿美元）。用于首个此类国家科学基金会(NSF)技术、创新和伙伴关系理事会(TIP)，加速国内对国家和经济安全关键技术的开发，如人工智能、量子计算、先进制造、6G通信、能源和材料科学。发展基础研究。支持创造革命性新思想的早期研究，包括食品-能源-水系统、可持续化学、风险和弹性、清洁水系统、技术和行为健康、关键矿物质、精准农业以及卫星星座对NSF资助的科学的影响等领域。建立科技、工程和数学（STEM）劳动力(130亿美元)。为STEM教育提供资金，包括奖学金、研究金和培训，以培养关键领域的工人，包括建立人工智能服务奖学金计划、微电子教育国家网络和网络安全劳动力发展计划。创造广泛的研究机会。增加对全国大学的NSF研究活动的资助。发展农村STEM教育。提供研究和开发，以增加农村学校获得STEM教育的机会，并为教师提供他们更有效教学所需的资源。

2.2.2 商务部技术中心(5年内计110亿美元；超基线110亿美元)

建设区域创新(100亿美元)。指导该部门创建20个地理上分散的“区域技术中心”。这些中心将专注于技术开发、创造就业和扩大美国的创新能力。振兴社区(10亿美元)。建立“重建试点项目”，通过经济发展活动支持长期贫困的社区。

2.2.3 国家标准和技术研究所授权(总计100亿美元，超基线40亿美元)

支持关键技术和标准研究。推进未来产业的研究和标准开发，包括量子信息科学、人工智能、网络安全、先进通信技术和半导体。壮大小厂商(20亿美元)。为制造业扩展伙伴关系提供三倍资金，以支持中小型制造商的网络安全、劳动力培训和供应链弹性。应对供应链中断(1.31亿美元)。利用制造推广合作伙伴关系创建全国供应链数据库，帮助企业寻找供应商并最大限度地减少供应链中断。发展美国制造业(8.29亿美元)。支持建立新的竞争获奖的制造业研究所，扩大教育和劳动力发展能力。提高在国际标准中的竞争力。扩大机构间协调和信息交流活动，支持私营部门的参与，确保联邦政府有效参与国际标准的制定和使用。

2.2.4 美国国家宇航局（NASA）授权(无授权资金)

批准阿耳忒弥斯登月计划。授权月球到火星的探索活动，包括美国重返月球的阿耳忒弥斯计划。维护国际空间站。将国际空间站延长至2030年，并根据将美国人送上火星的要求，确定研究的优先次序。延长NASA增强使用租赁授权。使NASA能够在2032年前租赁未充分利用的能力，并使用租赁收入解决设施维护问题。支持NASA的科学优先项目。支持平衡的科学组合，包括地球科学观测和寻找地外生命。支持继续开发南希·格蕾丝·罗曼太空望远镜，并要求向国会提交季度进度报告。推进美国航空领导地位。要求NASA继续在航空学方面的研究工作，包括实验飞机的使用，提高超音速飞行、飞机效率和先进材料制造。增强NASA的技术、基础设施和劳动力。指导NASA投资测试基础设施和能力，支持空间核动力和推进研究和技术成熟活动(在太空演示核推进系统),并要求对工业基础和NASA劳动力进行研究和规划。编纂STEM参与办公室，促进STEM扫盲和劳动力发展。确保行星防御。编纂行星防御协调办公室，要求NASA继续努力保护地球免受小行星和彗星撞击，包括一个专门的近地天体勘测望远镜。

2.2.5 研究安全，保护美国研发企业的联邦投资

授权NSF研究安全。要求NSF维持研究安全和政策办公室，确定潜在的安全风险，对研究界进行宣传和教育，为基金会建立研究安全的程序和政策，并对申请和披露进行风险评估。对研究人员进行最佳实践培训。为机构和研究人员创建在线资源，以接收NSF关于安全风险和最佳实践的指导和信息，并要求向联邦研究机构寻求资助的相关个人完成关于研究安全的年度培训。创建一个研究安全性和完整性信息共享组织，作为机构和研究人员的信息交换所，以识别危及研究安全性的不当和非法行为。禁止国外招聘项目。要求科技政策办公室向所有联邦研究机构颁布指南，以便:禁止联邦研究机构人员参与外国人才招聘计划；要求申请中涉及的个人披露参与外国人才招聘计划的情况；禁止在涉及个人参与恶意外国人才招聘计划的情况下给予奖励。确保透明度。要求NSF获奖者每年披露有关国外财务安排的信息。接受NSF资金的机构必须披露对外国(中国、俄罗斯、朝鲜、伊朗)的财政支持，并允许NSF在特定情况下减少、暂停或终止资助。授权联邦研究机构为申请人申请与外国实体的外国任命和雇佣相关的合同和文件。

2.2.6 能源部科学办公室(503亿美元，超基准129亿美元)

重新授权由能源部、国家实验室、大学和私营公司的科学家进行的基础研究和开发活动，增进美国对原子、细胞、地球系统和宇宙的了解。授权基础能源科学研究项目。包括材料、化学、物理生物、地球科学以及各类推进能源技术的其他学科。这些项目将支持人工光合作用、能量储存、核物质、碳材料和碳封存方面的研究。生物和环境研究。批准与新能源技术发展相关的新的生物、环境和气候研究和发展项目。科学计算。授权应用数学、计算科学和量子计算的科学计算研究项目。扩大现有的核聚变研究和开发计划的授权，包括建立研究团队，开发一个实验核聚变工厂和一个高性能的核聚变计算中心。授权一个高能物理学项目，以提高对宇宙的理解和建造主要设施。授权一个核物理项目，推进对各种形式的核物质的研究和建造电子离子对撞机。科学实验室基础设施。授权为能源部国家科学实验室的关键科学实验室基础设施的改进提供资金。先进粒子加速器。授权先进粒子加速器技术的研究、开发、演示和商业化计划。同位素。批准促进同位素的研究、开发和生产的计划，这些同位素对于医学、工业、研究和相关目的是必不可少的。科学劳动力。通过促进K-12学生、大学生、早期职业研究人员、教师和国家实验室之间合作的项目，授权发展科学劳动力。授权建立强激光研究计划。授权氦保护计划，鼓励氦回收和再利用。生物威胁防备。批准一项生物威胁防备研究倡议，帮助预防、准备、预测和应对国家安全面临的自然和人为生物威胁。中型仪表。授权一个项目开发、获取和商业化中型仪表和研究设备。刺激竞争性研究(EPSCoR )。授权扩大DOE的既定计划，提高其在EPSCoR各州大学的研究能力。科学研究安全办公室。授权开发工具和流程，以管理和减轻与科学办公室的研究、开发、演示和部署活动相关的研究安全风险。

2.2.7 能源科学与创新部的额外拨款(176亿美元，超基线176亿美元)

能源安全基金会。在能源部建立能源安全和创新基金会，促进政府、行业、初创企业和外部资助机构间合作，增加私营部门资助机会，加速技术商业化，并提供能源安全和创新领域的劳动力培训。激励技术转化。批准新的清洁能源技术转化计划，扩大和加强技术转化办公室的活动，包括国家孵化器计划、大学清洁能源技术奖项。竞争、增加企业家精神和创新的项目以及国家实验室。微电子学。在DOE内部建立了两个新的项目，专注于微电子学的开发和研究。大学核基础设施。扩大大学研究项目，提高美国大学核研究能力。先进核技术。批准在受退役煤炭设施影响的社区部署先进核反应堆的计划。授权低排放钢制造技术研发计划。重点关注关键技术领域，如发热、碳捕获、资源效率和高性能计算。应用实验室基础设施。授权提供资金，解决所有应用国家实验室设施的延期维护和现代化问题。应用能源研发。授权资助应用能源办公室的新研发活动，符合NSF授权中授权的10个技术领域。

3.评析

3.1 《法案》对美国技术创新与经济发展的积极影响

一是有利于将全球最先进的技术、优秀人才和资金吸引到美国。2020年5 月，台积电正式宣布，在美国亚利桑那州兴建并运营一个5nm制程的先进晶圆厂。5nm制程已经是2021年全球最先进的半导体制造技术。但还是遭到美国各界的批评，在美方看来这个工厂建成之后，5nm工艺已不是全球最先进等技术了，台积电要想拿到补贴就应该着眼于下一代更先进的技术。《芯片法案》提供巨额补贴，将吸引更先进的技术到美国。同时，也能吸引更多资金和优秀人才，促进半导体行业快速发展。

二是创造大量就业岗位，有利维持美国的经济繁荣和社会稳定。有分析称，《芯片法案》的投资仅在美国建造半导体工厂一项，在未来六年内将创造 100 万个建筑工作岗位。《芯片法案》已产生实际影响。英特尔公司在1月份宣布计划投资高达1000亿美元，承诺在俄亥俄州建立一个新的芯片综合体，投入200亿美元初始资金。该项目的全部完成也在很大程度上依赖于该法案提供的补贴资金。作为美国工业政策的一次罕见的重大尝试，该法案还包括为芯片厂提供25%的投资税收优惠。美光科技公司宣布，计划从现在至2030年末前投资400亿美元，并创造多达4万个就业机会，包括5000个高薪的技术和运营职位。该公司表示，新增产能将使美国的内存芯片生产市场份额从2%提高到10%。高通也已同意向格芯纽约工厂采购42亿美元芯片，并在2028年前承诺采购总额达到74亿美元。该法案出台后，许多美国科技公司宣布了他们新的投资计划。本土芯片采购将带动本土芯片制造业的发展，创造就业机会，这将有利维持美国的经济繁荣和社会稳定。

三是更加强调通过以促进科技创新为主的多方面举措推动美国自身竞争力的提升。为实现这一目标，美国联邦政府将在未来5年内为法案中科技创新相关部分约1699亿美元，占比超过60%，主要用于国家科学基金会（NSF，810亿美元）、商务部（110亿美元）、能源部各国家实验室（679亿美元）、国家标准和技术研究所（100亿美元）。政府研发投入对企业和市场具有杠杆效应，最终能够拉动全社会整体研发投入的增加。可以预见，美国政府未来5年内的研发投入的增加预计将带动企业研发投入的大幅增长。研发投入的增长必然会带来科技创新成果的增加，推动美国自身竞争力的提升。美国如今在科技创新领域的领先地位在很大程度上正是源于其自二战以来持续、大规模的研发投入。此外，由于企业大多追求短期收益，一些需要长期大量投入且风险较高的技术研发必须由政府来牵头和支持。法案中提出增加研发投入的领域有相当多一部分是偏向基础研究和应用研究方向，例如对NSF以及能源部国家实验室的投入中的大部分都将用于基础研究和应用研究，这些基础性研究对于技术突破将起到重要作用。

3.2 《法案》是否能达到“构建美国本土半导体供应链”的目标，仍有待观察

《法案》颁布的最重要目标在于补齐美国芯片在制造方面的短板。整体而言，美国仍是半导体行业的霸主，在产业链中的设计、软件等环节处于领先地位。美国半导体行业协会(SIA)数据显示，2021年全年，全球半导体销售额达到5560亿美元，美国半导体公司的销售额总计2580亿美元，占全球市场的46%，为全球最高。但美国企业在芯片制造领域远落后于台积电、三星等亚洲代工企业，1990年美国芯片产能约占全球的37%，而现在占比却只有10%。当前美国多数企业所使用的高端芯片大部分源于进口，占比高达九成，到2025年，美国现有的半导体硅片产能只能满足美国国内需求的20%，而且这些现有的半导体硅片在技术上已经落后，不能制造最新研发的先进芯片。《芯片法案》对美本土芯片制造产业提供巨额补贴，在美国建立芯片工厂的企业将获得25%的减税。这些举措旨在刺激美国芯片制造业的回归和发展，将补齐美国芯片在制造方面的短板。

然而，目前美国主流媒体对这一结论多呈怀疑态度，美国国内对法案的批评也不少，认为法案不一定能真正壮大美国芯片产业。一方面主要由于半导体产业投入巨大，周期较长，因此企业需要较长时间（预估十年左右）来建造新设施，需要熟练技能和高素质的产业工人提高产量和质量。同时，由于芯片制造设施与流程复杂，依赖从材料到化学品、从软件到测试设备的全球供应链。这些技术涉及数百种原材料、特殊气体和金属、易耗件等，芯片制造厂商难以把控整个供应链。该法案虽然对人才培养、材料制造、测试设备等也有布局，但法案明显低估了半导体产业链再造的难度，对美国国内供应链不太可能产生立竿见影的实际效果。

另一方面，美国半导体协会也曾对美国在国内重建半导体供应链的做法进行评估，其成本远超过法案中提供的542亿美元美国芯片基金，对部分中小企业很难形成有效的激励。法案目标是否能够实现，仍存在资金缺口与诸多现实困难。此外，美国资本市场半导体板块连续几天大幅下降，反应了对法案颁布后对美国半导体产业的影响至少在短期内预期与信心不足。近期由于全球经济低迷，对半导体芯片需求减少，芯片价格大幅下跌，使未来半导体产业的发展充满不确定性。

3.3 《法案》扰乱全球供应链，掣肘全球半导体行业创新发展

该法案不仅试图通过投资补贴吸引半导体企业在美国本土设厂，还意图通过限制补贴资格来阻止半导体企业在中国增产。近年来，美国为扭转其芯片产业在全球竞争中的颓势，打压他国芯片产业发展。向荷兰政府施压，要求全球最大的光刻机企业阿斯麦公司扩大对中国的禁售范围，打压中国芯片科技企业；在全球范围内限制华为的经营活动，在制造上实现废除其先进芯片设计能力的目的；胁迫台积电等芯片巨头赴美投资设厂；试图组建“芯片四方联盟”小圈子；胁迫芯片企业站队……美国一系列做法，严重扰乱全球芯片供应链。而在此次《法案》颁布后，引起了欧日韩等国的效仿，纷纷表态将强化自身半导体制造研发与制造能力，法案的颁布对市场秩序的扰乱已经开始显现，推动并加剧全球半导体产业供应链的分裂与混乱，为全球芯片产业链供应链带来严重冲击。同时也将增加半导体企业生产经营的成本和风险，掣肘全球半导体行业创新发展。

4.启示

一是《法案》是以立法的形式扶持产业，有利于持续推动产业发展。该法案从法律层面为芯片产业发展保驾护航，解决产业扶持中的出资、减税、补贴等问题，将形成长久的美国芯片产业发展战略，有利于持续推动芯片产业发展。

二是《法案》得到了两党的支持，在美国国内达成成共识。半导体产业投入巨大，周期较长，需要长期坚持，不断努力。《法案》得到了美国参议院和众议院的支持，高票通过。说明美国国内对发展芯片产业高度认同，这将为美国芯片产业的发展提供有利的国内环境。

三是支持本土企业，支持成熟既有企业，支持龙头企业。台积电因为拥有全球最先进的半导体制造技术和能力，已成为全球多个大国争取合作和引进对象。美国要在芯片制造业领域保持全球领先，就要抓住芯片制造台积电这个牛鼻子，重点扶持芯片制造。最近英特尔宣布出资200亿美元投建工厂，正是提前应对此项法案。这也说明美国政府深刻地认识到扶持芯片制造的规律，支持本土企业，支持成熟既有企业，支持龙头企业。芯片产业发展需要集中资源，废除撒网式投放资源，减少无效的行业内耗，把宝贵的资源用在刀刃上，通过产业规划和鼓励政策等，大力支持龙头企业整合做大做强。

四是坚持外国企业必须把最先进的技术带到美国的原则。美国对台积电、三星表现出极大的热情，承诺给地、给补贴，但是美国坚持一项重要的原则就是外企必须把最先进的技术拿到美国来，而不是用一些成熟甚至落后的技术来骗取补贴和优惠政策，有值得思考和借鉴之处。

（全文完）

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转自丨学术plus

作者丨皓月，文文子

编辑丨郑实

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