数字经济背景下我国半导体产业链安全研究

袁剑琴

(国家信息中心经济预测部 北京 100045)

伴随着新一代信息技术的创新发展，数字技术正加速与社会经济各领域的深度融合，集成电路则是推动这一趋势发展的重要基石.据中国信息通信研究院估计[1]，2019年，我国数字经济增加值规模达到35.8万亿元，占GDP比重的36.2%，同比提升1.4个百分点，按照可比口径计算，2019年我国数字经济名义增长15.6%，高于同期GDP名义增速约7.9个百分点，数字经济在国民经济中的地位进一步凸显.《“十四五”规划和2035年远景目标纲要》指出：推进数字产业化和产业数字化，推动数字经济和实体经济深度融合，打造具有国际竞争力的数字产业集群，进而推动经济体系优化升级.要实现这一目标，离不开高端制造的心脏——芯片——的发展.作为数字化转型的基石，近年来我国半导体行业规模加速扩张.根据中国半导体工业协会(CSIA)数据显示，2015—2020年，我国半导体公司的总收入每年以超过20%的速度增长，我国目前有1 600多家半导体本地公司，在全球市场中所占份额已升至13%.然而，随着美国技术封锁以及加征关税等一系列贸易措施的实施，叠加疫情大流行，我国半导体行业风险加剧，行业脆弱性凸显.

1 外部环境叠加影响，我国半导体行业产业链风险加剧

疫情大流行冲击全球经济与消费，与此同时，中美经贸摩擦反复，贸易摩擦正在向产业、科技和金融等领域蔓延，这对我国经济构成叠加性影响.尽管我国半导体规模加速扩张，但行业整体的对外依存度高，技术含量与发达经济体存在较大差距凸显了我国产业风险.

1.1 中美贸易博弈加大产业链重构风险

2018年3月以来，美国通过对我国输美合计2 500亿美元商品加征关税、关键技术和产品出口管制、中方持股比例限制以及“实体清单”等贸易措施，对我国半导体核心产品及零部件实行技术封锁，旨在打压我国高端制造业，严重威胁到我国半导体行业产业链安全.

在2 500亿美元关税清单中(如表1所示)，我国半导体产品作为中间投入约71.6亿美元被直接加税，税额约为17.9亿美元，二极管、集成电路中的处理器、控制器、存储器及相关元器件为主要加税对象.半导体及下游通信和计算机设备行业约523.6亿美元产品被征税，产品覆盖率为20.9%，征税额约为130.9亿美元.在3 000亿美元关税清单中，半导体新增产品约43.9亿美元，新增税额约4.4亿美元，分别累计达到115.5亿美元和22.3亿美元；半导体及下游通信和计算机设备行业则新增产品983.1亿美元，新增税额约98.3亿美元，分别累计达到1 506.7亿美元和229.2亿美元.

表1 我国半导体行业被加征关税情况

广东、江苏、上海和北京成为半导体行业受冲击最大的省市.基于沪深股市上市公司数据，国内半导体上市公司共有68家，60%集中在广东、江苏和上海.从产品工艺流程来看，约1/3的上市公司具有半导体支撑业务，2/3具有集成电路业务.

注：比重合计表示该行业所有轮次的征税额占所有商品征税额的比重.

在集成电路业务中，有30家公司具有IC设计业务，且以无晶元制造为主(22家)，主要集中在北京、广东和上海，具有集成电路全产业链的公司仅有5家.此外，还有19家公司从事半导体分立器件的生产，主要分布在广东和江苏.

与关税措施相比，非关税贸易措施对我国半导体行业的影响更大.2018年11月19日，美国商务部工业安全署出台了1份针对关键技术和相关产品的出口管制清单，该清单14项前沿技术中包括2项半导体技术.此外，美国财政部正在起草相关规定，拟禁止中国持股比例在25%以上的公司收购涉及“重大工业技术”的美国公司，以防止技术转让.2020年5月15日，在华为被美国列入“实体清单”1周年之际，美国工业和安全局宣布，将限制华为使用美国技术和软件在国外设计和制造其半导体的能力，这一禁令的升级将限制全球美国技术和设备供应华为芯片，意味着美国对我国高端制造的全面技术封锁.总体来看，出口管制清单、持股比例限制、科研交流和技术合作控制等各类非关税壁垒，将对我国半导体行业带来产业链重构风险.

1.2 疫情推升行业短期“断供”风险

2020年随着国外疫情蔓延，供需双低延续，我国半导体行业关键材料、零部件及设备不足造成的供给不足成为短期内的最大风险点.近年来，虽然我国半导体行业在设计、制造和封测领域均取得了快速的发展，然而，从全产业链来看，我国半导体产业主要聚焦于无晶圆厂设计环节，产业链完整性不足，同时，关键材料、零部件及设备对外依存度高.日本是我国原材料和关键设备进口的主要来源国，在硅晶圆材料、光罩、靶材等重要原材料对日本具有较高的依赖性.在高端芯片方面，我国自美国进口的高端芯片占我国高端芯片进口的80%左右，在半导体芯片存储领域(DRAM)，则主要来自韩国.当前，我国自韩国和日本进口的仪器及电子设备中间产品分别位列我国仪器及电子设备中间产品进口额的第3和第4位，其比重分别为21%和20%.2020年在美国疫情持续蔓延，日本和韩国疫情也呈现扩大态势的情景下，短期内我国半导体行业“断供”风险加大.一方面直接冲击我国半导体原材料的进口；另一方面将对通过美国、韩国等其他国家制造的零部件和关键设备短缺造成间接影响，阻碍我国相关产业生产的恢复，进而对产业链造成较大冲击.模型测算显示，我国每亿元电子元器件和通信设备中间品进口减少分别导致各行业2.09亿元和1.72亿元产出的下降，其中，电子元器件对电子元器件、计算机和通信设备行业的产出影响最大，分别达到0.47,0.30,0.28亿元；通信设备则主要对本行业产出影响最大，达到0.61亿元；此外，对电信、信息技术服务、软件服务以及互联网和相关服务也具有较大的影响.据海关数据显示，在疫情初期(2020年1—4月)，我国半导体制造业设备中，制造单晶柱或晶圆用的机器及装置和制造平板显示器用的机器及装置进口分别累计下降9.0%和19.3%，二极管及类似半导体器件进口累计下降8.9%，多晶硅进口累计下降12.5%，在中美贸易摩擦和疫情的双重影响下，以上4类产品进口下降使得我国各行业总产出累计下降约907亿元.

1.3 叠加冲击加剧产业链外迁风险

叠加冲击将加快产业转移的速度，产业链外迁风险加剧.疫情引起的产能缺口将对全球生产体系产生冲击,跨国企业将加快生产链布局调整[2].从短期来看，我国完整的工业体系、完备的基础设施和熟练的劳动力或减缓产业外迁的速度.长期来看，欧美国家为保证自身产业链的完整性，重构全球供应链和价值链的意愿不断增强，促进制造业回流，以减少甚至摆脱对其他国家尤其是中国市场的依赖，推动全球产业链转移，进而加强经济主权.特朗普政府紧急启动《国防生产法案》力保战略物资生产本土经营，同时美国与澳大利亚、印度、日本，新西兰、韩国和越南合作，讨论如何重组供应链以推动全球经济向前发展，并拟推行“经济繁荣网络”计划将关键领域供应链从中国剥离；法国拟考虑动用国有化等干预措施保护受威胁大型企业或重要经济资产，这些临时性措施很可能被长期化制度化；日本政府通过了近1万亿美元的大规模经济刺激计划，其中专门拨出22亿美元，鼓励日本企业将制造生产能力迁移出中国，以避免日本企业过于依赖中国的供应链.因此，在上述因素的推动下，我国产业链外迁风险将加剧.

2 我国半导体行业产业链安全指标体系构建

加强和维护制造业产业链安全,对制造业迈向全球价值链中高端具有重要的战略意义[3].

基于产业“价值论”，产业安全必须具备3个要素：深度参与产业分工的核心环节、具有较强的技术控制力和具有较强的市场控制力.本文结合粮食、电力以及5G产业链风险测度方法及半导体制造业企业风险评估[4-8]，基于全球价值链理论，从产业链参与程度、技术控制和市场控制3方面来设计半导体产业安全的指标体系，并测算和评估在当前外部环境恶化的条件下，我国半导体行业产业安全的变化及趋势.

2.1 产业安全的内涵和特征

伴随着价值创造的全球生产链被称为全球价值链.随着全球经济一体化的深入，各国资源在世界范围内进行优化配置，产品的生产链被最大限度地细分，从而出现了全球生产链，以及附加在不同区位生产链上由不同工序创造的新增价值，因此，伴随着价值创造的全球生产链被称为全球价值链.与供应链和产业链不同，价值链强调在产业链各个环节上的价值流动，供应链的重点在于货物的供给和需求，如何提高物流效率，实现货物供给和需求的高效匹配，是供应链研究的重点；产业链则侧重于产品生产的各个工艺环节，一般产业链按上游设计研发、中端生产、下游销售与售后服务来划分，强调产品从无到有再至消费的所有环节.因此，以产业链为载体，供应链是货物在产业链中的流动，而价值链则是价值在产业链中的创造与流动.

在全球价值链的视角下，产业安全取决于企业/国家参与价值链的程度及在价值链中的分工地位.在全球价值链的分工格局下，处于生产不同环节的企业及所在国家进行着从设计、产品开发、中间产品及最终产品的制造等各种增值活动，其相应创造的价值并不均衡，价值链主导者占据着生产链的高附加值环节，处于价值链的上游.每一个行业的价值链中，处于中上游，尤其是处于上游，意味着对价值链的控制，主要体现在3个方面：首先是科技创新的实力，先进的自主创新核心技术会带来产品在国际市场上制定规则的资本和权利；其次是市场，当其他国家越需要这个市场的时候，主导市场的这个国家就越有话语权；最后是参与价值链的深度，当深度参与价值链的核心环节并且其他国家无法替代或替代性很低时，该国在某个环节的话语权则越强.因此，在全球价值链理论下，产业的安全度取决于企业/国家参与价值链的程度及在价值链中的分工地位，产业链的主导者能够深度参与行业的核心技术和售后服务环节，掌握着行业的主要价值流动，处于产业价值链的顶端，这样的产业既具有较强的抵抗外部冲击的能力，又具有较强的技术控制力和市场控制力.因此，我们认为产业安全必须具备3个要素：深度参与产业分工的核心环节、具有较强的技术控制力和具有较强的市场控制力.

2.2 我国半导体行业产业安全指标体系构建

基于产业安全的特征及内涵，我们从产业链参与程度、技术控制力和市场控制力3方面来构建半导体产业安全的指标体系.产业链参与程度用来衡量我国半导体产业链的完整性及在核心环节是否深度参与；技术控制力用来衡量我国半导体行业对核心技术、原材料和设备的掌控能力；市场控制力反映我国半导体行业的市场需求在全球半导体市场中的地位以及抵御外界冲击的能力，如表2所示:

表2 我国半导体行业产业链安全指标体系

2.3 我国半导体行业产业链安全变化及趋势评估

测算结果显示，我国半导体行业产业链安全指数整体较低，在外部冲击下短期内大幅下降的趋势显著.如图1所示，在中美贸易摩擦之前，我国半导体行业产业链安全指数最高为0.68左右，整体水平略低.在贸易摩擦的冲击下，2019年初，产业链安全水平快速下降至0.28的历史低点，此后在国内一系列政策的支撑下，产业的市场控制力和产业链参与程度均得到显著提升，推动产业链安全指数持续回升.然而，随着2020年初疫情的暴发，产业链再次受到较大冲击，产业链安全指数由2019年底的0.55迅速下降至2020年3月的0.34，此后步入修复通道，但仍未达到贸易摩擦前的水平.

图1 我国半导体行业产业安全度趋势

产业链参与程度和技术控制力的下降是导致产业链安全下降的主要因素.受中美贸易摩擦冲击的影响，一方面，半导体主要产品、半导体设备及零件出口增速的显著下滑和主要原材料进口成本的上升导致我国半导体产业链参与程度的快速下降.2018年1月至2019年12月，我国集成电路出口累计增速由35.2%下降至20.0%，此后，受疫情影响，2020年4月增速进一步下降至8.8%.半导体设备及零部件的出口价值指数则由125.9下降至83.8左右，半导体主要原材料硅化物的进口成本则在波动中上升.另一方面，在美国的技术封锁和供需双重冲击的影响下，高端产品需求响应速度的断崖式下跌和核心产品技术复杂性的下降造成我国技术控制力的下降，2018年1月至2019年12月，我国自美国高端芯片进口的累计增速由75.3%降至-61.4%，集成电路出口价格同比增速由14.4%降至-3.6%.此后，受国内停工停产及海外疫情大暴发的影响，我国集成电路出口价格同比负增长且自美国高端芯片进口的累计增速也持续为负.

主要产品产量稳定性下降和核心产品对美国依存度上升是推动市场控制力波动性增强的主要因素.我国半导体市场占全球市场的份额随全球半导体行业景气变化呈现振荡式上升，由2018年1月的31.9%上升至2021年3月的34.5%，但对市场控制力的提升作用有限.受核心零部件进口速度下降及原材料价格上升的影响，2018年1月至2019年6月我国集成电路产量的增速由44.8%震荡下降至-1.2%，此后，随着全球半导体行业的回暖和我国集成电路产业技术的成熟发展，2019年7月至2020年4月，产量增速由7.7%上升至29.2%.紧接着海外疫情蔓延使得核心零部件断供风险加大，我国集成电路产量增速持续放缓.同时，美国出口管制导致我国半导体核心产品自全球进口减速高于自美国直接进口减速，使得我国对美国的进口依存度上升，从而拉低市场控制力.

高端产品需求响应速度下跌和产品技术复杂性下降成为推动技术控制力下降的主要因素.自给率的高低是反映我国技术控制力的主要因素之一，受半导体行业主要产品进口大幅下降的影响，我国自给率被动提高，进而带动了名义上技术控制力的增强，2020年12月自给率达到37.7%的高点，分别高于2019年和2018年4.6和6.0个百分点.然而，高端产品需求响应速度下跌和产品技术复杂性下降对技术控制力下降的影响高于自给率提升带来的技术控制力上升的程度.我国高端芯片大部分自美国进口，在叠加冲击的影响下，我国高端芯片自美国进口增速放缓，一方面表明我国学习先进技术的机会不断减少，不利于形成“干中学”的效应和促进我国创新能力的提升；另一方面，我国下游应用产品由于缺少高技术核心部件而采用技术含量相对较低的国产品替代，降低了我国相关产品的质量和国际竞争力，进而制约了我国技术控制力水平的提升.

我国对美国芯片需求具有较强刚性，凸显我国生产、研发与消费需求的高度不一致.在中美贸易摩擦和疫情冲击下，我国集成电路进口总额大幅下降，但自美国集成电路进口依存度却不断上升，尤其是存储器等高端芯片.据海关数据显示，2019年我国自美国集成电路进口额为135.7亿美元，同比增长12.9%，2020年进口142.2亿美元，同比增长4.7%，增速显著放缓；与此同时，自美国高端芯片的进口比例也呈现上升的趋势，2018年和2019年我国自美国进口的芯片中，高端芯片进口比例分别为81.9%和84.2%，2020年前4个月达到84.9%，全年约83.0%，这进一步印证了我国高端芯片制造工艺落后国际先进水平2代以上，95%的高端专用芯片、70%以上智能终端处理器以及绝大多数存储芯片依赖进口，核心技术、关键部件、基础材料等严重受制于人的“卡脖子”问题突出[9-10].

3 加强我国半导体行业产业链安全的政策建议

应抓住新一轮科技革命的契机和数字化的浪潮，化危为机，通过增强产业基础来提高技术可控性，夯实薄弱环节来补齐产业链短板，加大政府扶持力度来巩固我国在全球消费市场的地位，从而全面增强我国半导体行业的产业链韧性和提升产业链安全水平.

3.1 增强产业基础，提高产业技术可控性

强化创新激励措施，加大企业减税降费力度，引导社会资本加大对半导体高端芯片，尤其对美国依赖性强的高端芯片的设计及制造环节的研发投入；加强人才培养机制，实现技术团队的高效培养，提高企业研发及创新能力，增强产业基础，提高产业技术可控性.

3.2 夯实产业薄弱环节，补齐产业链短板

加大集成电路产业基金在原材料、设备、设计、制造、封装、测试各个环节的投资布局，重点提高制造环节的投资力度，解决国内代工产能不足、晶圆制造技术落后和存储器生产工艺落后等问题，引导培育本土产业链，加强对自主技术的支持力度；推进半导体关键零部件、原材料的跨境投资和并购，提高资源获取效率，通过人才吸引和加大研发投入推动新材料新工艺的发展，提高核心部件及原材料的国产化率，进而补齐产业链短板.

3.3 加大政府扶持力度，巩固我国在全球消费市场的地位

立足国内重大项目，加大计算机、电子及通信等产品政府采购；对采用国产芯片及核心零部件的汽车、手机以及计算机等电子消费产品给予一定补贴，提高行业发展的稳定性；通过深化改革，吸引海外高端人才，增强自主创新能力，巩固我国在全球消费市场的地位.