美国半导体产业的前世今⽣
导读
从历史进程看，全球范围完成两次明显的半导体产业转移：第⼀次是70年代从美国转向⽇本，第⼆次是80年代转向韩国与中国台湾，⽬前逐渐向中国⼤陆转移。是什么⽀持这些国家与地区半导体⾏业发展如此蓬勃呢，我们⾸先从半导体发展的源头美国说起。
⼀、⽆可撼动的⾏业地位
作为技术的发源地，美国⼀度领导全球半导体与集成电路的发展。数据显⽰，美国半导体销售额以平均5.02%的增速从1997年的709亿美⾦发展到2017年的1889亿美⾦。除了1986-1991年期间被⽇本赶超全球公开销售市场份额⼀度跌⾄35%，美国市场占⽐基本维持在50%，处于世界第⼀，且在中⽇美欧等国家均占据重要地位。
袁承焕尽管如此，美国半导体发展并不⾮⼀帆风顺，也曾⾯临过⼆战时期经费短缺与⼋⼗年代被⽇本赶超的窘境。为此，美国成功化解危机并保持世界第⼀的位置，除了强⼤资⾦基础、⾼质量⼈才汇集、包括产学研为代表的创新创业精神与科研⼈员⾼效流动的科技体制外，还有以下三点：
⾸先，扎实的基础研究奠定了理论基础，时间积累突出研究深度。
其次，发明者的地位决定设计框架的国际使⽤，从⽽进⼀部强化了国际地位。
再次，政府决定性地在资⾦、采购、政策规划、外交贸易等⽅⾯的领导。
⼆、基础研究扎实
美国对基础研究⽆论在深度还是⼴度上都⾸屈⼀指。长期积累的物理、数学、化学实⼒是微电⼦学、电⼒学发展的基础。⼆战后，在国防部⽀持下，美国基础学科受到⾼度重视，继承德法英研究的美国半导体正是在此期间⾼速发展的。以肖克利及⼋叛徒为代表的⾏业领军⼈物，⼤胆设想、不断钻研，令美国成为第⼀个发明半导体与集成电路的国家，极⼤带动美国的研究热情。此后由国家科学基⾦会（NSF）带头，资助国家基础研究项⽬与科学教育，促进研究成果的同
⼤带动美国的研究热情。此后由国家科学基⾦会（NSF）带头，资助国家基础研究项⽬与科学教育，促进研究成果的同时⼤范围培养⼈才，加深基础研究，形成研究领先-拥有⼈才培养实⼒-更多⼈才投⼊-积累突破的良性循环。
资⾦⽀持⼒度上，美国保留了⾃⼆战以来对基础研究⽀持的传统。从研发⽀出结构来看，除全球⾦融危机时期，美国基础研究投⼊以较为稳定速度增长，且逐渐追平应⽤研究投⼊，占总研发⽀出的16.86%，⽽中国这⼀数字仅为5.45%。除了每年美国国家科学基⾦会固定投资的⼏项基础项⽬外，美国先后投⼊⼗数亿美⾦实施超越摩尔定律的科学与⼯程（SEBML）、国家纳⽶技术（NNI）等计划以维持⾃⾝在全球范围内的领导地位。
三、游戏规则制定者
从历史来看，晶体管、集成电路、⼤型集成电路、超⼤型集成电路、个⼈电脑、智能终端等发展，美国不是技术发明者就是⾏业领导者。第⼀款产品意味着开拓⽆⼈占领的新兴市场，也意味着对后来者设定市场准则。换句话说，⾼科技领域，⼀款新型产品的收益远不⽌销售所展现的数字，更多是⾝为游戏制定者与裁判双重⾝份所带来潜在好处，这也是美国在半导体甚⾄其它⾏业能展现出超强实⼒的重要原因之⼀。
我能体谅
美少女战士露娜以英特尔为例，Wintel（Windows+Intel）模式占据pc时代市场半壁江⼭，尽管影响逐渐下降，但对众多⼚商造成的挑战始终存在。主要原因在于英特尔对指令集与微架构的长期统治。指令集（Instruction Set Architecture,ISA）为转化操作任务成CPU（中央处理器）可以理解的底层代码的⼀项硬程序，这⼀过程⼜叫做编译（compile）。微架构（microarchitecture）即设计者对芯⽚处理频率、运输速度、耗能⽔平等的体现，拥有微架构设计能⼒也等于拥有CPU ⾃主知识产权。以书本⽐喻，微架构能⼒是作者整体绘图写作、思想意图的体现，⽽指令集是为不同国家读者按照⼀定标准的翻译器，全球读者只有通过这些过程才能阅读到这本书。同⼀本书可以按照不同标准来翻译，因此出现了不同的指令集，最为著名的是英特尔x86、ARMv8、MIPS等。同理，⼀种翻译标准也可以翻译不同种类的书形成不同微架构，其中以低耗能ARM（英国公司）Cortex与⾼性能英特尔Core系列为主。
虽然在ARM移动处理联盟（⼿机⼚商为主，包括华为、三星、苹果等）的围剿下，注重计算机市场的英特尔控制⼒有所下降，但据IC Insight数据显⽰，英特尔依旧全⾯占据2017年计算机处理器市场，算上平板电脑与⼿机应⽤处理器，英特尔x86占据超60%微处理器市场。作为最早推出的指令集x86，抢占先机制定标准，其余企业研发CPU时都需要考虑x86的兼容问题是其长期制霸的原因。另外，英特尔通过对少量企业授权（AMD、Cyrix（已被收购）、IDT等），或进⾏同等价值的技术交换来拉长⾃⾝发展优势。第三，与windows建⽴的软件⽣态，吸引后来设计者的同时加强⾏业影响⼒。
其余细分领域，例如专攻某项能⼒的ASIC、FPGA等，都是类似抢占先机-制定规则-扩⼤市场-再投资-
奥尔良烤翅的腌制方法辐射影响逻辑令美国在半导体⾏业全球领先。鬼夜哭
四、举重若轻的政府⾓⾊
半导体发展符合刺激-反应-发展的规律。与美国传统的市场经济、⾃由发展所不同，美国政府进⾏过多次直接或间接关键性政策⼲预，直接⾏为是政府采购、政府资⾦⽀持、相关法律政策、外交贸易；间接⾏为是影响技术发展⽅向、市场需求与市场竞争。
1、技术⽅向、资⾦⽀持与政府采购综合实践活动教案
技术发展初期，即50-70年代，政府既是技术发展的提出者，⼜是资⾦提供与产品采购者。⼀项新技术的发明存在资⾦与风险双⾼情况，私⼈企业⽆法承担，政府在有明确需求下的⼤⼒⽀持可以很好地缓和企业风险，为技术创新准备充分条件。
作为军⽅的技术⽀持，早期各⼤企业与实验室的研发多基于政府需求，因此政府对技术发展⽅向影响重⼤。因战争产⽣的对电⼦信息技术⾼效、快速要求，催⽣了晶体管的诞⽣。但第⼀枚晶体管原材料锗的化学性能在⾼温条件下不稳定且产量有限，促使了硅材料的使⽤。
去观光英语其次，军⽅对元器件线路庞⼤复杂、故障率⾼提出了微型、轻便、⾼效的要求，激发研发⼩型整合体，这也是1959年德州仪器实验室发明集成电路的直接动机。
再者，政府的资⾦⽀持与⼤规模采购加快技术发展与产品商业化，其中空军⽀持率最⾼。研发经费分
政府经费与民间经费，政府经费⼜分直接拨款与承包合同两种主要形式，⽽承包合同贡献率更强。据美国商务部数据统计，1958-1964年间，平均每年研发经费来⾃政府的⽐例约85%（除1956年），1958年政府直接拨款400万美⾦，承包合同费⽤则⾼达990万美⾦。集成电路发明后的六年内，政府对其资助达3200万美⾦，70%来⾃空军。合作内容包括德州仪器115万美⾦两年半的技术研发、德州仪器210万美⾦的500个集成电路⽣产能⼒、西屋公司430万美⾦的电⼦产品⽣产等。在产品得到初步回报后，政府降低采购与资⾦⼒度，转接给个⼈与企业投资者，再借助市场效应扩⼤规模。
《Technogy,economic growth,and public policy》，恒⼤研究院
2、特殊时期的外交与贸易⼿段
到了发展中期，⽇本以DRAM储存器为切⼊点，⽆论从产量、技术还是价格优势均反超美国，从后来者逆袭为世界霸主。对此，美国政府迅速做出了战略调整，包括最为著名的《美⽇半导体贸易协议》与SEMATECH联盟（美国半导体科技与制造发展联盟）。
双边协议签订背景是⽇本抢⾛部分⾼科技领域⽽引发美国对⾃⾝发展的担忧，美⽇双边协议取消⽇本贸易壁垒扩⼤市场、同时遏制对⼿发展。80年代前全球销量最⾼半导体公司被美国所垄断，包括国民半导体、德州仪器、摩托罗拉等；到1986年全球前⼗公司有六家来⾃⽇本，前三强更是易主为⽇本电⽓、⽇⽴和东芝。为此，联邦政府开始在1985年与⽇本进⾏谈判，以反倾销名义令⽇本政府调整产业政策，主要诉求体现为三个⽅⾯：
⾸先，⾄1991年底，⾮⽇本企业⽣产的半导体器件与芯⽚在⽇本销量必须占⽇本市场总销量的20%（之前⽇本政府保护下为10%以下）。
计算机及
其次，禁⽌⽇资在美投资并购。
再次，建⽴价格监督机制，禁⽌第三国反倾销。
从出发点与申诉点来看，都与今年中美贸易战有所相似，但不同的是，依赖美军保护与国防需求，⽇本在1986年签订了协议。由于当时众多美国企业为区别⽇本低价竞争，转向ASIC（某种特殊⽬的的定制芯⽚）等⾼技术⾼附加值市场，双边协议带来的效益不算很⼤。协议过后，⽇本全球市场份额与DRAM市场份额变动不⼤，依旧处于美国之上。对此美国于1989年再次与⽇本签订贸易协议，条款扩⼤⾄专利保护与专利授权等，对此，⽇本不得不令本国企业开始采⽤美国框架与产品。数据显⽰，1996年⾮⽇企业半导体产品在⽇本市场份额升⾄30%，其中75%来⾃美国。
SEMATECH整合资源，提⾼信息、技术与⼈才交流。尽管美国对产业做出调整改变分⼯⽅式，转向ASIC定制市场形成Fabless运营模式，但基础技术、设备、材料的劣势不能忽视，对⽐⽇本价廉物美，美国急需提⾼制造⼯艺降低成
本，SEMATECH为此发挥了巨⼤作⽤。1987年，政府发挥主导效仿⽇本⼤规模集成电路技术合作联盟经验联合英特尔、德州仪器、IBM、摩托罗拉等在内的共11家公司建⽴SEMATECH，旨在增强美国国内半导体制造与原材料等基础供应能⼒。在国防部⾼级研究项⽬机构（DARPA）领导下，11家企业除了互通有⽆，更是加强了与设备制造⼚商之间的合作，包括四个⽅⾯：委托开发设备、改进现有设备、制定下⼀阶段技术发展战略、加强信息交流。
其中，最重要的是新设备开发，占总预算的60%，项⽬集中在⾦属板印刷技术、蚀刻、软件及制造等⽅⾯。统⼀规划合理配置资源的同时，降低研究与实验的重复性，改善企业⽆主攻⽅向问题并极⼤提升制造能⼒与材料研发进程。因此，美国1992年重新夺回世界第⼀。市场⽅⾯，美国国内对美产新设备采购意愿从1984年的40%提升1991年的70%，1992年美国应⽤材料公司成为全球最⼤的设备材料供应商，并保持⾄今；技术⽅⾯，⽇本终端芯⽚对⽐美国的相对成品率从1985年的50%下降到1991年的9%，1993年SEMATECH完成0.35微⽶的电路制造。
3、相关⽴法与优惠政策
注重法律保护的美国，在半导体⽅⾯实施了多项政策贯穿全程，直接或间接影响半导体⾏业在融资、投资、税收、专利保护和科技研发等⽅⾯的进程。形式可分为减免所得税、企业低税率、额外费⽤减扣、亏损结转、所有权保护、打击恶性竞争等。
以《经济复兴税收法》为例，企业研发费⽤不作为资本⽀持⽽作为费⽤抵扣，如当年研发开⽀超过前3年平均值，超出部分给予25%税收减免，企业⽤于新技术改进的设备投资可以按照投资额10%进⾏所得税抵免。这⼀法案的实施，减免企业营业压⼒的同时增加企业创新研发动⼒与研发强度。
针对早期芯⽚⾏业版权混乱现象，美国出台专门也是当时世界第⼀部的《半导体芯⽚保护法》，进⾏注册后的集成电路权利⼈可以在⼗年内享有该作品的复制、发⾏等基础权利，也享有对恶性抄袭复制者的追诉权，即使没有注册，设计者也在两年内享有权利。但是《芯⽚法》不反对反向⼯程（通过现成产品进⾏设计复原），也⼀定程度的促进市场竞争。这部创新性的保护法案也影响了其他国家集成电路的专利保护，更是影响了世界知识产权组织（WIPO）修订《集成电路知识产权条约》与世界贸易组织（WTO）修订《与贸易有关的知识产权协议》。
有时候，执着是⼀种负担，放弃是⼀种解脱，⼈没有完美，幸福没有满分，知道⾃⼰没有能⼒⼀次拥有那么多，⼜何苦要求那么多。
