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良性創(chuàng)新周期加強了美國的市場地位
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),遠遠高于其他地區(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)強度在美國經(jīng)濟所有行業(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,遠遠超過其他競爭地區(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,開放進入國際市場是美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)擴大規(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、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。

中國的“中國制造2025”計劃設(shè)定了半導(dǎo)體自給自足的宏偉目標(biāo)。目標(biāo)是到2025年使國應(yīng)商滿足全國70%的半導(dǎo)體需求。為了支持這一目標(biāo),中國正在利用各種政策手段,包括國家支持的投資基金,為國產(chǎn)半導(dǎo)體開發(fā)和制造業(yè)提供資金。到目前為止,和地方已經(jīng)為該計劃承諾了1200億美元。中國也在積尋求海外人才和并購機會。
盡管現(xiàn)在中國還遠未實現(xiàn)自給自足的目標(biāo),但它似乎在半導(dǎo)體設(shè)計的幾個關(guān)鍵領(lǐng)域取得了重大進展:
2004年成立的華為全資半導(dǎo)體子公司海思(HiSilicon)設(shè)計的芯片,正在為華為大部分智能手機和越來越多的5G基站供貨。2018年2月,海思推出了5G芯片組——巴龍5G01,并宣稱這是全球符合5G標(biāo)準(zhǔn)的商用芯片組。近,在2019年10月,華為宣布已經(jīng)開始生產(chǎn)沒有美國組件的5G基站。
自2018年年中以來,至少有9家中國大型消費電子公司追隨華為的腳步,宣布計劃在內(nèi)部開發(fā)芯片,為其數(shù)據(jù)中心、智能手機或物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備供貨。
數(shù)家中國公司正在生產(chǎn)基于替代體系結(jié)構(gòu)的服務(wù)器,這是中國開發(fā)替代本土數(shù)據(jù)中心生態(tài)系統(tǒng)作出的嘗試和努力。

在過去的30年里,半導(dǎo)體行業(yè)一直處于技術(shù)進步的核心,這些技術(shù)進步為美國經(jīng)濟、美國國防能力以及全球消費者和企業(yè)帶來了巨大的利益。這也為中國帶來了好處,中國的科技行業(yè)一直能夠利用外國半導(dǎo)體元件來開發(fā)越來越有競爭力的電子設(shè)備,這些設(shè)備在全球市場上的份額越來越大。半導(dǎo)體領(lǐng)域的這些進步是創(chuàng)新良性循環(huán)的結(jié)果,這種良性循環(huán)依賴于對知識產(chǎn)權(quán)的充分保護、對全球市場(包括核心技術(shù)和工具)的自由和公平準(zhǔn)入,以及將這些創(chuàng)新帶給終端客戶的高度化的供應(yīng)鏈。
從美國的角度來看,我們的分析表明,對美國半導(dǎo)體企業(yè)施加廣泛的單邊限制,阻止它們?yōu)橹袊蛻舴?wù),可能會適得其反,并危及美國長期以來在半導(dǎo)體領(lǐng)域的全球地位。終,這可能導(dǎo)致美國嚴(yán)重依賴外國半導(dǎo)體供應(yīng)商,以滿足美國科技行業(yè)的需求。
過去30年,美國科技行業(yè)一直是生產(chǎn)率提高和經(jīng)濟增長的核心引擎。同樣,如果美國半導(dǎo)體行業(yè)規(guī)模大幅縮小,不再發(fā)揮全球的作用,就無法為研發(fā)投資提供資金,以滿足關(guān)鍵國防和能力對半導(dǎo)體的需求。
保持獲取技術(shù)的渠道也符合中國的利益,特別是在中國尋求加快經(jīng)濟向新的增長模式轉(zhuǎn)型的過程中,這種增長模式更多地依賴于高附加值產(chǎn)品和以技術(shù)為基礎(chǔ)的生產(chǎn)率提高。
找到建設(shè)性的方式來解決美國表達的一些關(guān)切,例如加強知識產(chǎn)權(quán)保護,確保外國半導(dǎo)體公司享有公平的競爭環(huán)境,也可能有利于中國自身的技術(shù)發(fā)展愿望。這些措施可以進一步鼓勵外國投資在中國的研發(fā)活動,有利于中國需要的技術(shù)和人才的流入,以提升其國內(nèi)產(chǎn)業(yè)的能力,并終創(chuàng)新和質(zhì)量方面的健康競爭。
一個強大的美國半導(dǎo)體行業(yè),充分融入全球技術(shù)供應(yīng)鏈,對于繼續(xù)提供技術(shù)至關(guān)重要,這些技術(shù)將使數(shù)字轉(zhuǎn)型和人工智能的新時代成為可能。與移動革命一樣,此類突破的巨大利益將惠及所有國家的消費者和企業(yè),而不僅僅是美國。因此,美國和中國迫切需要找到一種新的平衡,即在維護各自利益的同時,允許美國半導(dǎo)體公司繼續(xù)大舉投資于研發(fā),并向全球各地的創(chuàng)新設(shè)備制造商廣泛提供其*產(chǎn)品。
為了避免這些后果,政策制定者必須設(shè)計出同時解決美國問題和保護美國半導(dǎo)體公司全球市場準(zhǔn)入的解決方案。

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、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)域的強勢擴張,它既是公司不斷擴大的消費電子和網(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。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%,遠遠高于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%。
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