移动通信网 林知远
美国商务部于10月26日宣布，依据2022年通过的《芯片与科学法案》，向四家从事半导体开发的企业提供总额3.89亿美元的研发资金。这是该法案规定的100亿美元研发基金框架下的最新一笔拨款，也是截至目前单批金额较高的一次定向投资。美国商务部长霍华德·卢特尼克在声明中表示，这笔资金“将加速美国半导体创新，以增强我国的能源和电力资源供给”。与前几轮直接补贴制造设施不同，本次投资聚焦于功率半导体、聚变能源配套芯片、AI数据中心供电等前沿方向，四家获资企业分别为Helion、Commonwealth Fusion Systems、Vertical Semiconductors和Sibelco North America，单笔金额从5600万美元到1.75亿美元不等。附加条件方面，美国政府将获得四家公司的少数、非控制性且非股权性质权益，这种“政府分享收益但不干预经营”的结构在美国产业政策中较为罕见。截至目前，美国商务部已在100亿美元研发基金框架下累计授予19笔半导体研发补助。
【关键数据】
[1] 3.89亿美元（四家公司研发资金总额）
[2] 1.75亿美元（Helion获投最大单笔金额）
[3] 100亿美元（《芯片与科学法案》研发基金总规模）
[4] 19笔（商务部累计授予的研发补助笔数）
[5] 8500万美元（Commonwealth Fusion Systems获投金额）
从技术方向看，本次拨款高度集中于“电力电子”这一细分赛道。获得最大单笔1.75亿美元的Helion总部位于华盛顿州，专注于高压功率半导体及先进能源功率模块，其产品瞄准聚变反应堆等极端工况下的电能转换与传输需求。Commonwealth Fusion Systems获8500万美元，用于开发聚变装置机器人维护相关的半导体技术——聚变堆内部中子通量极高，人工维护不可行，耐辐射芯片与传感器是实现商业化聚变的配套关键。Vertical Semiconductors获7300万美元，方向为AI数据中心机架功率器件；当前单台AI服务器功耗已突破10千瓦，单机架功率密度逼近120千瓦，碳化硅、氮化镓等宽禁带器件在数据中心供电架构中的渗透率快速提升。Sibelco North America获5600万美元，涉及半导体级材料供应。商务部半导体投资与创新执行主任比尔·弗劳恩霍费尔总结称，加快这些领域的国内研发将增强美国为电网、先进数据中心、国防系统和新兴聚变能源转换及输送电力的能力。
从产业政策脉络看，本次拨款延续了《芯片与科学法案》向研发端倾斜的趋势。该法案总规模527亿美元，其中390亿美元用于制造激励，100亿美元用于研发基金，110亿美元投向商务部下属的国家半导体技术中心（NSTC）等机构。与直接补贴英特尔、台积电、三星的制造补贴模式相比，研发基金单笔金额较小（本次平均约9700万美元），但投向更具前沿性。在功率半导体领域，美国企业正面临来自英飞凌、意法半导体、日本罗姆与三菱电机的激烈竞争——后者合计占据全球碳化硅器件市场约60%以上份额，而美国Wolfspeed虽拥有全球最大碳化硅衬底产能，但2024年以来深陷债务危机。通过向Helion、Vertical等新兴企业注资，商务部试图在功率模块与数据中心供电环节补齐短板。此外，本次“非股权权益”安排也规避了传统补贴可能引发的WTO合规争议，为后续19笔之外的追加拨款提供了模板。
本次投资的产业链影响主要体现在三个环节。上游方面，Sibelco North America作为全球知名工业矿物供应商，其5600万美元将强化半导体级石英、长石等材料的美国本土供应——目前全球半导体级高纯石英砂供应高度集中于美国斯普鲁斯派恩矿区，该矿区一度占据全球90%以上份额。中游方面，Helion的1.75亿美元将推动高压功率模块从研发走向中试，硅基IGBT与碳化硅MOSFET模块的本土化产线建设有望同步启动。下游方面，Commonwealth Fusion Systems的聚变堆配套半导体与Vertical的数据中心机架方案，分别对接了聚变能源与AI算力两大高增长需求。从成本结构看，宽禁带功率器件的衬底成本占比高达40%—50%，远高于硅器件的10%左右，研发资金的注入有助于摊薄前期成本，缩短美国企业在6英寸向8英寸碳化硅产线切换中的资金压力。四家企业合计3.89亿美元的投入，约相当于一家中型晶圆厂半年资本开支。
商业化进展方面，四家企业均已具备明确的落地路径。Helion此前已与微软签署聚变电力购电协议，承诺2028年前实现50兆瓦级聚变电站并网，其功率半导体模块是磁体供电系统的核心部件，本次资金将直接支撑相关器件的工程化验证。Commonwealth Fusion Systems正在马萨诸塞州建设SPARC托卡马克装置，目标2026年前后实现Q>1的净能量增益，机器人维护半导体技术的成熟度直接决定其后续ARC商业电站的运维成本。Vertical Semiconductors瞄准的AI数据中心市场增长最为确定——2024年全球数据中心资本开支已超过4000亿美元，摩根士丹利等机构预测2025年AI相关数据中心投资将再增长30%以上，供电系统占数据中心建设成本的比重约为15%—20%，功率半导体替换需求空间明确。Sibelco的客户覆盖全球主要晶圆厂商，其材料业务扩产将缩短美国半导体供应链的交付周期。四家企业的技术节点虽然各异，但商业化时间窗口均集中在2026—2030年。
本次拨款释放出美国半导体政策重心转移的明确信号。《芯片与科学法案》实施三年来，制造端补贴已基本分配完毕——英特尔累计获得约78亿美元直接补贴，台积电亚利桑那项目获得66亿美元，三星泰勒项目获得48亿美元；而100亿美元研发基金此前仅使用约六成，本次3.89亿美元投放后，剩余额度预计将在2026财年前完成分配。卢特尼克领导下的商务部明显加大了对能源关联半导体的投入权重，本次四家中两家直接服务于聚变能源，与特朗普政府推动核电与聚变的政策取向一致。对企业而言，政府“少数非股权权益”意味着未来技术商业化收益需部分回流财政部，这为企业引入后续社会资本设置了额外谈判条款。从全球竞争看，欧盟《芯片法案》430亿欧元、日本2万亿日元半导体补贴均已进入执行期，功率与能源半导体成为各方共同加注的方向，中美欧日在这一赛道的研发投入强度差距正在快速收窄。
