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良性創(chuàng)新周期加強(qiáng)了美國的市場地位
這一良性循環(huán)有兩個核心因素:研發(fā)強(qiáng)度和規(guī)模。歷史上,美國半導(dǎo)體公司一直將收入的17%至20%投資于研發(fā),遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他地區(qū)的半導(dǎo)體公司14%的投資比例。事實上,2018年美國半導(dǎo)體公司的研發(fā)強(qiáng)度在美國經(jīng)濟(jì)所有行業(yè)中排名第二,僅次于制藥/生物技術(shù)行業(yè)。
規(guī)模是創(chuàng)新良性循環(huán)的第二支柱。2018年,美國半導(dǎo)體行業(yè)的全球產(chǎn)品收入約為2260億美元,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他競爭地區(qū)的同行。這個規(guī)模是韓國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的兩倍,是日本的五倍,是歐洲的六倍,是中國的15倍。
由于美國國內(nèi)市場占全球半導(dǎo)體需求的比例不到25%,因此,開放進(jìn)入國際市場是美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)擴(kuò)大規(guī)模的關(guān)鍵要求。約80%的美國工業(yè)收入來自出口市場,這個出口市場中包括了約占全球需求23%的中國。根據(jù)美國國際貿(mào)易會的數(shù)據(jù),半導(dǎo)體是美國2018年第出口產(chǎn)品,僅次于飛機(jī)、成品油和。
圖:美國在全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵層面處于地位
得以進(jìn)入全球市場,使美國半導(dǎo)體行業(yè)能夠利用高度化的資源來制造日益復(fù)雜的產(chǎn)品。例如,在一家價值150億美元的晶圓制造廠中,使用高精度設(shè)備制造一個的7納米芯片,需要大約1500步。雖然美國公司在產(chǎn)業(yè)鏈的設(shè)計和設(shè)備層可以廣泛依賴美國國內(nèi)的半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng),但在材料、設(shè)備及芯片的制造、組裝和測試方面也依賴外國合作伙伴。沒有任何一個公司或國家有技術(shù)能力控制整個供應(yīng)鏈。

中韓崛起,全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)競爭加劇
盡管美國半導(dǎo)體行業(yè)在全球擁有的地位,但它仍面臨著相當(dāng)大的競爭。終端市場(如智能手機(jī)、個人電腦和消費電子產(chǎn)品)的快速產(chǎn)品周期占半導(dǎo)體總需求的一半以上,這意味著美國半導(dǎo)體公司必須每年展開激烈競爭,以贏得每一代新設(shè)備的供應(yīng)合同。
全球行業(yè)分類共有32條半導(dǎo)體產(chǎn)品線,在占全球總需求的61%的其中18條產(chǎn)品線中,每條產(chǎn)品線都至少有一家非美國公司的全球市場份額達(dá)到或超過10%,這些企業(yè)將有可能替代美國供應(yīng)商。
目前,在處理單元(CPU)、圖形處理單元(GPU)和現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)等產(chǎn)品領(lǐng)域,美國公司的總市場份額超過90%,但即便如此,美國也并不能在這些領(lǐng)域高枕無憂。因為全球大客戶越來越多地為數(shù)據(jù)中心設(shè)計自己的定制芯片,他們?nèi)找鎯A向于優(yōu)化被稱為應(yīng)用集成電路(asic)的芯片,以便在自己的大型硬件設(shè)備中使用。
此外,美國半導(dǎo)體公司面臨著來自韓國和中國日益激烈的競爭。自2009年以來,韓國和中國的市場份額分別增長了12%和3%。與此同時,美國公司在美國本土市場的競爭也在加劇,歐洲和日本的主要半導(dǎo)體公司正在加大投資力度,通過重大收購擴(kuò)大投資組合和業(yè)務(wù)。
韓國市場份額的增長,在一定程度上反映了市場對存儲產(chǎn)品需求的飆升。韓國兩家公司都是存儲產(chǎn)品領(lǐng)域的全球企業(yè)。三星在顯示驅(qū)動、圖像傳感器和集成移動處理器等一系列半導(dǎo)體產(chǎn)品領(lǐng)域的強(qiáng)勢擴(kuò)張,它既是公司不斷擴(kuò)大的消費電子和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備硬件產(chǎn)品組合的內(nèi)部供應(yīng)商,也是其他設(shè)備制造商的商業(yè)供應(yīng)商,這對韓國市場份額的增長做出了貢獻(xiàn)。2019年3月,文在寅指示采取措施,提高該國在全球半導(dǎo)體行業(yè)的競爭力,追趕存儲市場。
自本世紀(jì)初以來,中國從初幾乎沒有任何半導(dǎo)體產(chǎn)品,到現(xiàn)在已經(jīng)在半導(dǎo)體設(shè)計方面取得了穩(wěn)步進(jìn)展。幾十年來,發(fā)展國家半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),減輕對外國供應(yīng)商的依賴,一直是中國的政策重點。根據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(CSIA)的數(shù)據(jù)顯示,過去五年中,中國半導(dǎo)體企業(yè)報告的總營收以每年20%以上的速度增長。除去外國半導(dǎo)體公司在中國的活動,2018年中國企業(yè)在全球半導(dǎo)體銷售和半導(dǎo)體制造領(lǐng)域的整體份額僅為3-4%。無晶圓廠設(shè)計的進(jìn)步為顯著,近年來,中國的無晶圓廠設(shè)計企業(yè)呈爆炸式增長。CSIA報告稱,中國目前有1600多家本土企業(yè),占全球市場的份額總計13%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于2010年的5%。
在需求方面,盡管行業(yè)報告和媒體經(jīng)常采用各種更高的數(shù)字來衡量中國市場的規(guī)模,我們相信,中國原始設(shè)備制造商(oem)生產(chǎn)的器件中所包含的半導(dǎo)體元件的價值,是衡量全球半導(dǎo)體需求中真正由中國驅(qū)動部分的佳指標(biāo)。按照這個標(biāo)準(zhǔn),中國目前占全球半導(dǎo)體需求的23%。這意味著,國內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)僅國終端設(shè)備制造商總需求的14%。

限制對華貿(mào)易,將威脅到美國半導(dǎo)體地位
中美摩擦給美國半導(dǎo)體公司發(fā)展帶來了巨大阻力。自“貿(mào)易戰(zhàn)”開始以來,美國前25大半導(dǎo)體公司的收入同比增幅已從2018年7月實施輪關(guān)稅前的4個季度的10%驟降至2018年底的約1%。而在美國2019年5月限制向華為銷售某些技術(shù)產(chǎn)品后的三個季度中,美國半導(dǎo)體公司的營收均下降了4%至9%。其中許多公司將與中國的貿(mào)易沖突作為其業(yè)績下滑的一個重要因素。
盡管中美兩國在2020年1月簽署的“階段”協(xié)議,包含了與半導(dǎo)體行業(yè)相關(guān)的幾個領(lǐng)域的條款,如知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)和技術(shù)轉(zhuǎn)讓要求。然而,它沒有解決其它復(fù)雜的問題,比如中國對國內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)的國家支持,對某些中國實體獲得與美國擔(dān)憂相關(guān)的美國技術(shù)的限制依然存在。
雙邊沖突的持續(xù),可能危及美國半導(dǎo)體公司在中國與其競爭對手(包括來自中國和其它地區(qū)的競爭對手)開展平等業(yè)務(wù)的能力,從而可能對美國半導(dǎo)體行業(yè)從中國設(shè)備制造商那里獲得的約490億美元收入(占其總收入的22%)構(gòu)成直接風(fēng)險。這種風(fēng)險將威脅到美國產(chǎn)業(yè)維持其創(chuàng)新和全球地位的良性循環(huán)。
鑒于目前的不確定性,我們評估了兩種可能在未來出現(xiàn)的情況:

美國和中國技術(shù)產(chǎn)業(yè)脫鉤升級
中美貿(mào)易緊張局勢升級,導(dǎo)致美國全面禁止技術(shù)出口,這實際上會導(dǎo)致兩國科技行業(yè)脫鉤。這將使美國半導(dǎo)體企業(yè)被擋在龐大的中國市場之外,并迫使中國設(shè)備制造商尋找替代供應(yīng)來源。作為對美國限制的回應(yīng),我們假設(shè)中國也將禁止美國的軟件和設(shè)備,如智能手機(jī)、個人電腦和數(shù)據(jù)中心設(shè)備等進(jìn)入其國內(nèi)市場,這將加速中國的外國技術(shù)替代計劃,該計劃已計劃于2020年在國家機(jī)構(gòu)和公共機(jī)構(gòu)啟動。
中國設(shè)備制造商的中斷程度因半導(dǎo)體組件而異,根據(jù)供應(yīng)情況有三種不同的響應(yīng),如表7所示:
? 已有成熟的中國供應(yīng)商供應(yīng)的半導(dǎo)體元件。
中國電子設(shè)備制造商將把采購業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)向國內(nèi)老牌供應(yīng)商。這意味著即使沒有目前只能從美國的供應(yīng)商獲得的業(yè)界設(shè)計工具,替代供應(yīng)商也能保持競爭力。這也取決于他們是否有能力擴(kuò)大和提升中國日益增長的國內(nèi)制造能力,或者保持與主要制造伙伴的聯(lián)系。無論如何,我們的分析表明,在我們的半導(dǎo)體市場分類中,32個產(chǎn)品類別中只有一個符合這一標(biāo)準(zhǔn)——它僅國半導(dǎo)體需求的5%。對于國需求23%的其他10種產(chǎn)品,規(guī)模雖小但新興的國應(yīng)商可能會隨著時間的推移而擴(kuò)大規(guī)模。
我們將一個成熟的供應(yīng)商定義為擁有超過10%的全球市場份額,平均相當(dāng)于中國國內(nèi)市場規(guī)模的40%。
? 有成熟的非美國供應(yīng)商的半導(dǎo)體元件。
短期內(nèi),中國設(shè)備制造商將把采購轉(zhuǎn)向或歐洲其他地區(qū)的現(xiàn)有供應(yīng)商。當(dāng)然前提是假設(shè)這些海外供應(yīng)商繼續(xù)不受限制地使用美國開發(fā)的設(shè)計工具和制造設(shè)備,與中國客戶做生意也不受限制。中長期看來,中國可能會尋求完全或部分地用國應(yīng)商取代第三國供應(yīng)商,以實現(xiàn)其半導(dǎo)體自給自足的既定目標(biāo)。總體而言,12個半導(dǎo)體產(chǎn)品類別(國需求的45%)屬于這一類。
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