编译：Teresa、文文子，学术plus不雅察员学术plus授权转载5G供给链是中美平安竞争的关头决战场之一，中美5G供给链竞争是一场经济竞争、手艺竞争与平安竞争。本文按照5G供给链中的根本举措措施供给商、微芯片设计师、微芯片锻造厂、移动德律风设备供给商、操作系统供给商的供给链流程环节与首要构成部门，阐发了5G供给链中各范畴的领先公司、中美两国在该供给链中各自的优势和劣势以及二者的依靠与互补性。本文首要内容及关头词：

• 1.5G根本举措措施供给商：5G焦点网平安的关头身分（软件+基站）；5G根本设置平安问题（供给商可托度+国外芯片与软件）
• 2.5G微芯片设计公司：5G微芯片设计全球市场概况（高价值芯片竞争激烈，苹果等制造商将芯片设计营业纳入公司）
• 3.5G微芯片代工场及国度政策：全球代工场概况（台积电/三星/联华电子/格罗方德/中芯/英特尔）；美国微芯片政策（国防部可托代工打算，特朗普当局，拜登当局）
• 4.移动德律风供给商和操作系统供给商：苹果公司5G供给链阐发；华为等中国公司5G供给链环境
• 5.评析：美国固然把握芯片设计的关头手艺，但芯片制造方面处于最弱势地位，且将面对5G供给链环节的懦弱性加剧的问题。为此，拜登当局拟定《2022年美国竞争法案》，并提议帮助美国国内新建芯片制造厂，后续进展值得进一步存眷。

内容首要清算自外文网站相关资料仅供进修参考，接待交流斧正！文章不雅点不代表本机构立场一、根本举措措施5G根本举措措施供给商1.1 5G焦点网平安的关头身分根本举措措施供给商用来扶植美国的5G收集、基站、路由器、互换机和办事器的年夜部门组件都是在海外制造或组装的。从4G向5G过渡的一个重年夜转变是，很多进入焦点收集的硬件组件将不必是专用设备，而可以由云计较办事供给商来供给。5G焦点收集独具特色的新部门将是5G根本举措措施供给供给的软件。5G供给链中，办事器、路由器和互换机并不是5G收集所独具的，所以可以由各类各样的公司来供给硬件。是以，包管5G焦点网平安的关头身分是根本举措措施供给商供给的软件，而不是硬件。然而，在5G收集或5G RAN的边缘，环境则略有分歧。因为5G基站很可能具有边缘计较或边缘云功能，是以5G基站将拥有运行在商品硬件上的软件界说的组件。此外，5G基站将包含怪异的5G硬件，用于发送和领受无线旌旗灯号。每个5G根本举措措施供给商城市开辟和发卖本身的5G基站。1.2 5G根本设置供给商的平安性5G根本举措措施供给商首要包罗扶植和设置由无线运营商运营的5G收集的主承包商。现在，全球首要的5G根本举措措施供给商均不是美国公司，而是爱立信、诺基亚、三星、华为和中兴。今朝美国没有任何公司可以制造或集成完整的5G收集，而首要从爱立信、诺基亚或三星获取5G收集根本举措措施，这些公司拥有本身的供给链，为进入基站的关头组件供给撑持。为了确保美国收集的平安，而且今朝没有证据表白中国的5G根本举措措施设备在手艺上更胜一筹，美国可以继续施行其“只许可美国无线运营商利用中国以外的根本举措措施供给商”政策。表：首要蜂窝根本举措措施供给商及其市场份额估算来历：Indrayan, 2014; Lewis, 2018; Omdia, 2019; TelecomLead.com, 2016.注：此表中指的是蜂窝根本举措措施的供给商，而不是数据收集组件（如互联网路由器和互换机）的供给商。然而，2020年的市场份额数据可能确实包罗5G边缘计较节点的供给商。1.3 外国芯片和软件的平安性外国微芯片和软件也可能是不测或有意植入的收集缝隙的来历，这些缝隙可能危及信息与通信手艺（ICT）的完整性。而今朝约80%的微芯片都在亚洲制造，美国微芯片的供给链也延长到中国和其他亚洲国度，此外，因为5G收集将成为很多国度(包罗美国)关头根本举措措施的一部门，确保受损的微芯片和软件不被植入美国5G收集将是一个严重且多方面的挑战。二、微芯片设计5G微芯片设计公司2.1 5G微芯片设计市场概况5G基站、办事器和手机的制造都离不开微芯片设计公司。今朝，5G微芯片设计公司首要集中在美国、欧洲、中国或亚洲其他地域。此中，年夜大都美国芯片设计公司均采用无晶圆厂(没有代工场)运作模式，而将微芯片制造工场设在亚洲地域。市场竞争最为激烈的是智妙手机(包罗5G手机)中利用的高价值芯片，这些高价值组件包罗应用处置器、调制解调器和射频前端(RFFE)微芯片。现在，越来越多领先的手机制造商，如苹果、华为和三星，已经将手机中利用的应用处置器和调制解调器的设计营业纳入了公司内部。表：5G微芯片领先的设计公司2.2 微芯片设计公司竞争激烈美国高通公司在包罗应用处置器和调制解调器在内的很多类型的移动德律风部件方面一度占有着市场主导地位。然而，因为华为和三星等手机制造商把芯片开辟纳入了公司内部，使得高通一度损掉了相当一部门市场份额。值得注重的是，英特尔并未被纳入该表格，固然该公司在面向5G RAN第1层和第2层的全球5G尺度专利族（SEPs）上投入了年夜量研发经费。在5G架构开辟的早期阶段，英特尔在开辟5G调制解调器芯片的竞赛中与华为、中兴和高通睁开了竞争。当苹果和高通之间爆发公允、合理和非歧视（FRAND）胶葛时，英特尔赞成为苹果供给4G调制解调器芯片。尔后苹果和高通两家公司对簿公堂，并于2019年4月告竣息争。作为息争的一部门，苹果赞成向高通付出45亿美元的专利利用费。在息争和谈颁布发表数小时后，英特尔决议退出5G调制解调器营业，称在掉去苹果这一首要客户后，该公司可能不会盈利。苹果被迫与高灵通成息争，首要是因为英特尔无法出产首款撑持5G的iPhone手机所需的5G调制解调器芯片。那么为什么英特尔在2020年无法出产5G调制解调器芯片，而高通、三星和华为都已经起头出产了呢？一个合理的诠释是，新的5G调制解调器需要最进步前辈的芯片速度、片上存储器、低功耗，以及顺应手机的小波形因数的能力。英特尔退出5G调制解调器竞争可能是因为它无力完成5G微芯片的制造。固然英特尔最进步前辈的代工场利用了10纳米加工手艺，但该公司在曩昔十年中一向在完美该手艺，延迟了其“计较机微处置器”的推出时候。时代，美国超威半导体公司（AMD）已经引进了台积电制造的机能更佳的新型7纳米加工手艺。英特尔难以出产出10纳米芯片，使其无法按时为苹果出产5G调制解调器芯片，并导致最终遏制其5G调制解调器项目，并将整个调制解调器部分出售给苹果。比拟之下，高通的第一个5G调制解调器和骁龙处置器于2019年问世；两者都是在台积电的7纳米代工场制造的。高通在2020年头推出了第二代5G调制解调器和处置器，包罗骁龙865移动平台。作为美国的一家无晶圆厂微芯片设计公司，高通依靠台积电最进步前辈的芯片制造能力，已经可以或许从头获得在5G芯片市场的领先地位。美国公司固然在5G芯片设计方面处于市场领先地位，但却必需依靠国外资本来制造芯片。为了包管由美国设计的芯片的可托度，必需选择可托的外国制造商来制造这些芯片。三、微芯片代工场5G微芯片代工场及国度政策3.1 代工场概况表：全球首要微芯片代工场概况（资料来历:统计局，2020年）3.1.1 台积电市场领先的台积电为苹果、高通、海思、联发科和其他5G芯片设计公司制造芯片。台积电已经成为很多5G公司供给链中关头的一环。苹果、高通、海思和中兴都依靠台积电的7纳米代工场来出产本身设计的5G芯片。英特尔在2020年退出了5G微芯片的竞争，使得苹果依靠亚洲代工场出产5G芯片。台积电是第一家在2019年起头周全出产7纳米芯片的公司。就收入而言，也是全球最年夜的纯芯片制造商。台积电颁布发表该公司有望在2022年起头用新的5纳米工艺出产微芯片。3.1.2 三星电子三星是微芯片制造的带领者之一，其V1半导体出产线是最先利用极紫外(EUV)光刻手艺的出产线之一。三星可以利用新的EUV工艺节点出产7纳米芯片，并将很快起头出产6纳米芯片(三星，2020年)。三星曾经为苹果出产手机处置器芯片，但苹果担忧三星滥用苹果的常识产权来改良本身的手机设计，于是将这一使命转交给了台积电。苹果和三星多年来一向就常识产权问题进行诉讼。跟着时候的推移，苹果已经可以或许将三星从调制解调器和处置器的手机供给链中移除。然而，苹果可能仍然依靠三星出产一些最进步前辈的显示屏，这需要怪异的半导体系体例造工艺。3.1.3 联华电子股份有限公司联华电子是中国台湾的一家公司，比来在中国年夜陆成立了一家半导体代工场，该代工场今朝只能制造14纳米芯片。联华电子曾遭到美国联邦查询拜访局告状。3.1.4 格罗方德半导体股份有限公司格罗方德是一家总部位于美国的公司，由阿拉伯结合酋长国的一家控股公司所有。格罗方德是在IBM决议将其领先的美国代工场出售给外部投资者时成立的。最初的IBM锻造厂位于纽约的菲什基尔，一向都是美国国防部“可托代工打算”（Trusted Foundry Program）中最进步前辈的锻造厂。格罗方德继续利用这家锻造厂为美国国防部出产微芯片。格罗方德曾经在微芯片制造方面处于领先地位，在新加坡、美国和德都城有芯片代工场，但后来退出了开辟7纳米节点工艺代工场的竞争，专注于继续出产12纳米芯片。退出了进步前辈5G微芯片供给链。3.1.5 中芯国际集成电路制造有限公司中芯国际可以制造最小14纳米线的芯片，如同台积电一样。3.1.6 英特尔公司直到比来，英特尔一向是一家集成器件制造商，英特尔本身设计并制造芯片，也不是合同芯片制造市场的首要介入者。然而，英特尔于2021年年中颁布发表打算进入合同芯片制造市场。这一计谋转变是由新任首席执行官帕特·基尔辛格做出的，以应对英特尔比来的制造困境。若是将英特尔列如上表，按收入计较，它将是第三年夜微芯片制造商，因为英特尔已经在2021年起头利用迟延已久的10纳米工艺年夜规模出产芯片。英特尔已经颁布发表，仍将致力于利用新的7纳米工艺出产芯片，但这种出产能力可能在几年内都难以获得完美；英特尔尚未颁布发表其首款7纳米芯片何时上市。英特尔颁布发表，在尽力追赶台积电和三星的同时，作为一项姑且办法，它将让台积电制造其下一代高机能微处置器，以连结其在这个对英特尔至关主要的市场中的份额。3.2 美国微芯片政策三星和台积电在美国5G生态系统中阐扬着越来越主要的感化。美国国防部一向存眷确保为美国军方供给可托的、未经改动的微芯片。美国国防部一度成立了本身的微芯片锻造厂，但很称心识到这种方式过于昂贵。与整个微芯片市场比拟，美国国防部需要的微芯片数目很少，而现在建造一个代工场成本很可能跨越100亿美元，出于成本考虑，不足以专为美国国防部建造一个代工场。于是美国国防部于2005年成立了“可托代工打算”，该打算始于纽约菲什基尔的一家IBM代工场。然而，据报道，IBM在该代工场每年都有吃亏，并在2014年决议将该代工场出售给格罗方德。在IBM的帮忙下，格罗方德在微芯片制造方面连结或接近最进步前辈程度，直到2018年暂停开辟7纳米工艺节点。这现实上是认可了格罗方德不太可能赶上三星和台积电。格罗方德的所有者也没有乐趣帮助7纳米工艺继续成长。是以，美国国防部的“可托代工打算”就连结在14纳米。与此同时，在2021年，台积电和三星都拥有了7纳米工艺节点，台积电打算在2022年出产5纳米的微芯片。特朗普当局熟悉到，美国的微芯片制造商严重掉队于他们在亚洲的竞争敌手。2020年，美国当局与台积电告竣和谈，在亚利桑那州建造一个价值120亿美元的5纳米微芯片代工场，打算于2024年开工。美国和德克萨斯州也已起头与三星构和，以扩年夜其在德克萨斯州的运营，并在德克萨斯州成立一个进步前辈的微芯片代工场。然而，与三星在美国成立一个新的最进步前辈的制造工场的最终和谈尚未告竣。拜登当局加倍正视进步前辈微芯片对美国经济和经济竞争力以及国防部的主要性。在新冠肺炎疫情时代，全球汽车行业履历了微节制器芯片的严重欠缺，全球首要汽车制造商不得不临时封闭出产线。疫情时代的芯片欠缺现象正申明依靠外国制造芯片存在风险，这些芯片制造厂可能在某次冲突中遭到封闭、粉碎甚至摧毁，或者因为商业的严重场面地步而无法获得芯片。是以，拜登当局提议帮助在美国国内扶植进步前辈的微芯片制造厂。该打算不仅可以或许确保美国国防部获得最进步前辈的微芯片，还可以或许确保美国如超威、亚马逊、苹果、谷歌、微软和英伟达等主要的手艺公司获得芯片。四、终端供给商移动德律风供给商和操作系统供给商5G架构最主要的一部门就是手机/用户终端（UE）。手机必需体积小、重量轻，同时还能在多个频段供给高容量的数据通信。手机还必需合适全球无线运营商的年夜规模频率分派。在5G时代，手机将在最宽的频率规模内工作，从所谓的6GHz以下频段（Sub-6GHz）到22GHz及更高的新毫米波频段。这些特点敌手机制造商提出了具有挑战性的手艺要求。4.1 手机市场整合从3G、4G到5G的过渡中，每一次过渡都导致了手机市场的从头整合。曾经的年夜公司，如诺基亚、黑莓和索尼等，已经不再出产手机或掉去了年夜量的市场份额。尽管发生了相当年夜的转变，美国公司依然在手机市场阐扬着主要的感化。谷歌虽不是硬件市场的年夜公司，可是为今朝在售的年夜大都智妙手机供给了操作系统，谷歌在安卓手机操作系统的主导地位撑持了其在数字告白的庞大市场。三星拥有最年夜的市场份额，并推出了几款5G手机。三星以垂直整合/IDM的模式运作，不仅设计并且出产本身的手机芯片组。4.2 苹果公司5G供给链阐发2021年，苹果在全球手机市场上销量排名第三，并于2020年10月推出了首款5G手机。苹果的应用处置器是在公司内部设计，并依靠能力一流的微芯片供给商来供给调制解调器、射频前端和音频处置芯片等特定商品（此中调制解调器由英特尔和高通供给）。固然其供给链供给商可能比三星或华为都少，但利润更高；其芯片制造商都是较小的公司，如思佳讯和威讯结合。在英特尔退出手机调制解调器营业后，苹果收购了英特尔的调制解调器部分，可能有一天会设计本身的调制解调器。此次收购有助于苹果确保5G调制解调器芯片的持续供给，以防高通呈现阑珊或收取过高的芯片专利费。是以，苹果也可能很快采纳如华为和三星一样加倍垂直整合的运营模式，但在芯片制造环节仍需假手他人。4.3 华为等中国公司5G供给链概况在被美国列入黑名单之前，华为在手机发卖数目方面的市场份额排名全球第二，并在2019年先于苹果推出了第一款5G手机。华为试图成为一家完全整合的5G公司，设计了本身的5G芯片，并拥有设计5G芯片所需的常识产权。然而，华为尚不具备制造本身的5G芯片的能力，必需依靠台积电制造其领先的5G手机所需的最进步前辈的芯片。自从被列入黑名单以来，华为的市场份额较着下降。除了三星和苹果，表4.3中显示的其余硬件制造商都是中国公司，都依靠包罗美国芯片设计商在内的其他供给商供给手机芯片。据日经报道称，高通公司就向除华为以外的很多中国手机制造商供给调制解调器和处置器芯片。五、评析5G竞争已经成为中美竞争的主要范畴，5G供给链及其组件的平安问题，也愈发获得列国当局的高度正视。尤其疫情时代芯片欠缺现象，对列国5G供给链造成了重年夜冲击。对美国来说，固然把握芯片设计的关头手艺，但芯片制造方面处于最弱势地位，完全依靠如台积电等外国公司，更轻易受到商业严重的直接影响，从而加剧美国5G供给链环节的懦弱性。为此，一方面美国将继续监控5G供给链的关头环节，以确保国外微芯片代工场的可托度与持续性，另一方面在美国境内成立进步前辈的微芯片代工场。如斯才能确保美国在5G供给链的所有环节微芯片的靠得住性。从中美竞争角度来说，美国拜登当局上台后，加年夜了对中国在半导体范畴的打压，2022年年头，众议院经由过程了《2022年美国竞争法案》（America Competes Act of 2022）,此中包罗对半导体行业的约520亿美元拨款和补助，以及增强高科技产物供给链的450亿美元。然而，因为美国国会两院不合，该法案仍未正式获批。据路透社5月6日动静，一名国会工作人员透露，两院告竣最终和谈或许还需要几个月时候。此外，拜登当局提议帮助在美国国内扶植进步前辈的微芯片制造厂。一旦该打算成功获批，不仅可以或许确保美国国防部获得最进步前辈的微芯片，还可以或许确保美国如超威、亚马逊、苹果、谷歌、微软和英伟达等主要的手艺公司获得芯片，进而影响美国甚至全球半导体芯片款式的变更，值得进一步存眷。https://www.rand.org/pubs/research_reports/RRA435-4.htmlhttps://www.whitehouse.gov/briefing-room/statements-releases/2021/09/23/readout-of-biden-administration-convening-to-discuss-and-address-semiconductor-supply-chain/