半导体紧缺是美国消费者和领导者在2021年所面临的商业现实:美国在全球半导体制造能力中的市场份额从1990年的38%左右下降到2020年的12%,预计将到2030年下降到10%以下。对半导体的发展趋势及其对美国国家和经济安全的影响使得越来越多的学术界、工业界和政府利益相关者讨论不同的政策解决方案。
本报告分析了美国国防部(DoD)如何才能协调以减轻微电子供应链风险,探讨了DoD对微电子的需求以及供应链风险管理策略。报告认为美国国防部应当考虑的四个政策问题是:(1)为什么需要供应链风险管理(SCRM)策略来缓解微电子供应链中断?(2)DoD是否需要使用最新一代的微电子技术,还是可以接受几代的延迟,以确保访问制造商和供应链的可靠性?(3)DoD如何协同努力降低微电子供应链风险?(4)促进符合美国战略目标的微电子技术生态系统的适当政策杠杆组合是什么?
对于第一个问题,报告认为,持续的全球半导体短缺引起了人们对一个关键问题的关注:美国的供应链依赖于脆弱的供应链,高度集中的半导体产业处于核心地位。全球突发事件突显了微电子供应链面临的威胁对全球经济构成的风险,其中包括自然灾害,如2011年日本东北地震中断了索尼工厂的生产,以及软件和硬件网络威胁。尽管加强国内生产或转向依赖美国盟友的产品可能会降低一些风险,但通过更多地使用SCRM战略、更好的信息共享、整合采办规划和供应风险管理,可能会获得更多收益。通过努力加强国内制造能力、支持竞争、投资关键技能的人力资本,以及促进与伙伴国和盟友国的贸易关系,产业政策可以产生进一步的收益。
对于第二个问题,报告认为,DoD对微电子有着复杂的需求。在某些使用情况下,使用最新一代、最先进的微电子技术会使其在战术和操作上优于竞争对手。人工智能等需要以最小能量输入显著提高速度的应用,需要与最先进的微电子技术集成。然而,DoD需要各种各样的微电子技术,包括可以由美国境内较不先进的设施轻松制造的节点尺寸,以及国防部必须制造以确保访问的过时组件。无论制造地点或工艺如何,国防部的目标是通过国防微电子活动管理的供应商认证计划确保安全进入国内制造商。
对于第三个问题,报告认为,相关SCRM活动的权力和责任分散在联邦政府中,导致往往孤立的优秀团队难以向社区利益相关者传达和传播信息和最佳实践。因此,关键人员(如采购官员)通常不知道或无法使用部门或机构间资源,包括培训、信息数据库、漏洞分析、测试以及硬件和软件保障的保护工具。在战略、战术和作战层面,显然需要协调一致、明确定义SCRM实践。
对于第四个问题,报告认为,联邦政府(在一定程度上,还有州和地方政府)一直在追求一种不协调、多管齐下的政策方法,以促进和保护国内微电子创新生态系统。这些努力包括研发投资、对公私合作伙伴和研究财团的资助、支持商业研发和制造的财政和税收激励,以及限制外国通过ITAR和EAR获得美国开发的技术的联邦法规。尽管这些努力在遭受挫折的同时取得了关键的成功,但评估通常只在项目结束后许多年才进行,从而限制了经验教训和最佳做法的可用性。此外,有证据表明,欧洲和亚洲国家通常会提供更积极的一揽子金融激励措施,以促进国内商业活动,因此,2021制定的激励措施可能不足以培育国内创新基础。国防部在全球半导体需求中所占份额相对较小,这也限制了其塑造市场的能力。政策如何融入这一更广泛的生态系统,以及对国内创新、产业基础、外国合作伙伴和盟友以及外国竞争对手的预期和意外影响,是决策者在权衡政策选项以实现跨时间范围的微电子接入战略目标时的重要考虑因素。