美国当前的工业现状与问题是什么？

作者|黄鑫  来源|机工情报（ID：jg-info）

1月14日，美国国防部发布了《 2020财年工业能力报告》（以下简称“报告”），记录了国防工业基础的风险和脆弱性，COVID-19的主要影响，以及进行的相关投资和计划。该报告提出要建立强大、有弹性、安全和创新的工业基础，政府需要投入大量的资本和资源，并需要延续过去几年进行的改革。

报告提出，近年美国工业基础和供应链情况根据国防领域的新需求、新业务进入者和竞争对手不断发展。报告对传统行业（如航空、航天）和跨领域行业（如电子、机床）的健康状况进行了详细评估。其中，电子、机床和材料行业的主要发展情况以及存在的风险如下。

电子行业（Electronics）

电子系统和部件在所有国防部武器中无处不在，但全球军事生产仅占由商业设备所主导市场的1%。在2020年10月2日的一次工业基础理事会会议（Industrial Base Council meeting）上，四家商业微电子公司(代表小型、中型和大型微电子产品生产商)认为COVID-19对微电子行业的影响微乎其微。

重大风险和问题

1. 美国国内半导体制造业走下坡路

目前，美国在全球半导体制造市场仅占有12%的市场份额。由于许多关键基础设施依赖于微电子设备（microelectronic devices），因此半导体产品对国外来源的依赖继续对美国的经济繁荣和国家安全构成严重威胁。随着物联网(IOT)和人工智能(AI)等新兴技术行业需要大量先进半导体元件，这一威胁将变得更加明显。

此外，对国内半导体制造的关注减少，导致美国在先进半导体制造领域的技术霸主地位受到侵蚀。目前，全球半导体行业的技术领先者是台积电(中国台湾)和三星集团(韩国)，他们比美国半导体行业领先者英特尔(Intel Inc.)领先了几代技术。

2. 假冒电子元件泛滥

美国海军研究了电子元件假冒趋势。他们的研究包括9009份零件报告（part reports）和2593份公司投诉。该研究证实，集成电路（IC）仍然是最常见的假冒电子元件。2018～2020年，在所有国际电子经销商协会（ERAI）的报告中，超过60%的报告中提及了这些假冒电子元件；多层陶瓷电容器（Multilayer ceramic capacitors）是电子元件中第二大假冒零部件。

3. 美国印刷电路板（PrCB）制造业的衰落

除有机IC基板（organic IC substrates）外，美国PrCB和PrCB组件(PrCBA)制造商有足够的技术能力来满足国防部当前的先进制造需求。然而，这种情况可能会随着美国部分企业被收购或倒闭而改变。2020年，向国防部供应PrCB的小型和中型制造商数量继续减少，在过去五年中分别下降了16.3%和25.6%

4. 国内有机IC基板制造能力有限

2018年，全球80亿美元的有机IC基板产量中，中国大陆、中国台湾、韩国和日本占据了90%以上，而当年美国的产量不到0.1%。有机IC基板是当今市场上最先进的PrCB互连技术（interconnect technology），同时支持下一代技术发展。

由于高昂的劳动力成本和亚洲带来的高度竞争环境，美国PrCB行业尚未形成提供有机IC基板产能的能力。然而，一些美国公司正开始投资于这一领域。美国国内和未来的国防部投资至关重要，因为日本以前是美国有机IC基板供应的重要来源，而最近宣布将不再支持国防专用微电子的生产需求。

5. 过时的技术

美国国防部采购和维持系统（ acquisition and sustainment systems）使用的微电子技术落后于商业技术几代。由于重新设计、测试和认证的成本较高，大多数系统不会进行技术更新，并允许插入新的技术部件。这导致了技术过时的问题，因为微电子行业没有足够的需求来继续生产这些过时的部件，而单靠国防部是不能维持生产的。因此，许多部件变得过时，或面临昂贵的重新设计/认证工作。这些通常不在计划的预算之内，使得解决上述问题变得非常困难。

6. 未来增加投入的立法保证

国会在2021财年《国防授权法》（NDAA）草案中纳入了多项立法，以解决本报告中提到的一些问题，包括将微电子制造能力外包，增加对新微电子技术研发的资金，并要求在国防部系统中使用国产PCBs，如果最终立法能够准确针对这些风险，并提供拨款，可能会开始解决上述提及的一些主要问题。

机床行业（Machine Tools）

全球机床行业已经成熟，但仍需要不断的创新推动竞争。在世界上最大的21家机床制造商中，如今只有两家是美国的——格里森（Gleason）和哈斯自动化(Haas Automation)。相比之下，日本有8家，德国有6家。虽然中国国内的机床行业仍处于萌芽状态，但中国已成为机床的主要客户。在2019财年，中国是全球最大的机床生产国和消费国。中国为全球设计、制造和销售大量相对低成本的机床，并从更先进的地区(特别是日本、欧洲和美国)进口高端机床。

重大风险和问题

1. 竞争环境的不公平

到目前为止，美国的机床贸易差额是最差的。许多贸易额为正的国家，如日本、德国、意大利、瑞士、韩国、西班牙和奥地利，几乎都不是低工资地区。然而，这些国家（地区）都得益于本国（地区）政府对机床行业研发的大力支持。

2. 由于国际竞争、行业整合和商业失败，美国机床行业继续失去多样性和生产能力

COVID-19的经济影响使美国机床行业和国防优质产品所依赖的数以千计的小型工厂情况变得更加糟糕。通常，为了控制成本并获得（公司）战略优势，越来越多的供应商选择离岸外包。离岸外包可以带来短期利益，但是在这种情况下，公司战略常常与国家利益背道而驰。

3. 美国缺乏全国性机床劳动力发展的生态系统

这个生态系统需要相应的规模和周转率，需要补充萎缩、老化的制造业劳动力，需要扩大当前的创新生态系统，以振兴美国的制造业基础，并通过加强（机械加工）职业教育计划吸引人才。

材料（Materials）

材料需求的广度、全球贸易流动和相关的技术要求迫使美国国防部与国内外非国防机构和私营行业合作密切，以确保材料行业能够支持国防战略（NDS）的要求。

美国国防部在很大程度上依赖商业市场和物流网络（logistics networks ）来满足材料上的需求。自冷战结束以来，美国对外国材料和全球化加工的依赖度加深。总体而言，这一趋势虽然降低了材料成本，并为美国制造商打开了新的来源，但美国的进口依赖度和离岸外包也随之增长。

重大风险和问题

在去年的报告中，美国国防部提出，材料行业的根本风险来自美国私营部门在当前全球化供应链中的能力差距，以及①武装冲突水平以下（below the level of armed conflict）的当前威胁，②武装冲突中（in the event of armed conflict）的严重威胁。该部还强调了三类风险：

（1）在所有权、地理位置和市场准入方面整合供应链；

（2）执行不力或缺乏尽职调查；

（3）缺乏弹性。

2020财年，上述三类风险因素仍然有效，再加上应对COVID-19阻碍了国防部解决这些问题的能力。

1. 严重的人员短缺

COVID-19期间，国防部动员了相当一部分工作人员来支持卫生与公众服务部（HHS）和联邦应急管理局（FEMA）。同时，在COVID-19的影响下，国防部无法招聘到新员工或让新员工上岗。由于人员限制，国防部在2020财年取消、推迟或减少了在材料领域的计划。随着国防部恢复正常的工作，其中许多计划将重新启动，但在未来的供应链中，劳动力缺乏韧性将成为一个重大风险。

2. 在缺乏资源的情况下需求大幅增长

除资金不足之外，国防部发现NDS中存在很多处于风险中的材料。例如美国商务部正在根据1962年《贸易扩大法》第232条调查海绵钛和钒。NDS正计划通过从报废武器系统中回收这些材料来增加相应的库存。同样，NDS以前也包含约1.4万吨的稀土材料，相当于当今全球市场的7%。美国国防部提交了一份立法请求，要求为NDS采购稀土材料，但国会尚未通过。

小  结

1. 中国成为美国的一大威胁

报告中提及，中国的崛起对美国形成了双重威胁，既有军事上的，也有经济上的。这些威胁涉及关键供应链，同时也挑战了美国的出口管制、外国投资和技术转让政策。

2. 美国工业基础的风险主要来自去工业化的后果

美国制造业追求成本最低化，导致大量生产外包，使国内生产处于空心化。但基础、核心技术仍掌握在本国，这正好与我国的制造能力形成了互补关系，即中美在制造业中的发展是相辅相成的。只有达成这样的共识，中美双方才能在商业利益上实现共赢。

3. 美国国防基础与工业基础紧密相连

2017年7月21日，时任美国总统特朗普签署了13806号行政令“评估和加强美国制造业及国防工业基础和供应链弹性”。该行政令指示国防部长在整个政府范围内评估风险，识别影响并提出建议，以支持健康的制造业和国防工业基础。通过13806号行政令可以感受到当时美国政府认为美国的综合国力已不单纯通过国防部门体现，而是各竞争要素——整体制造能力、高素质产业工人、富有弹性（灵活、机动）的供应链、均衡发展的国际贸易等——的综合体现，这些要素决定了美国制造业的基础能力，且影响美国的国家安全和经济繁荣。由于美国制造业存在问题，又使得美国国防工业能力得不到保障，且缺口越来越大。

编者按：本文转载自微信公众号：机工情报（ID：jg-info），作者：黄鑫，机工智库研究员