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半導(dǎo)體指常溫下導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的材料。半導(dǎo)體在集成電路、消費(fèi)電子、通信系統(tǒng)、光伏發(fā)電、照明應(yīng)用、大功率電源轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域應(yīng)用。如二管就是采用半導(dǎo)體制作的器件。無(wú)論從科技或是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的角度來(lái)看，半導(dǎo)體的重要性都是非常巨大的。今日大部分的電子產(chǎn)品，如計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話或是數(shù)字錄音機(jī)當(dāng)中的核心單元都和半導(dǎo)體有著為密切的關(guān)聯(lián)。常見的半導(dǎo)體材料有硅、鍺、化鎵等，而硅更是各種半導(dǎo)體材料中，在商業(yè)應(yīng)用上具有影響力的一種。
半導(dǎo)體應(yīng)用
半導(dǎo)體在集成電路、消費(fèi)電子、通信系統(tǒng)、光伏發(fā)電、照明應(yīng)用、大功率電源轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域應(yīng)用。
光伏應(yīng)用
半導(dǎo)體材料光生伏應(yīng)是太陽(yáng)能電池運(yùn)行的基本原理。現(xiàn)階段半導(dǎo)體材料的光伏應(yīng)用已經(jīng)成為熱門 ，是目前世界上增長(zhǎng)快、發(fā)展好的清潔能源市場(chǎng)。太陽(yáng)能電池的主要制作材料是半導(dǎo)體材料，判斷太陽(yáng)能電池的優(yōu)劣主要的標(biāo)準(zhǔn)是光電轉(zhuǎn)化率 ，光電轉(zhuǎn)化率越高 ，說(shuō)明太陽(yáng)能電池的工作效率越高。根據(jù)應(yīng)用的半導(dǎo)體材料的不同 ，太陽(yáng)能電池分為晶體硅太陽(yáng)能電池、薄膜電池以及III-V族化合物電池。
照明應(yīng)用
LED是建立在半導(dǎo)體晶體管上的半導(dǎo)體發(fā)光二管 ，采用LED技術(shù)半導(dǎo)體光源體積小，可以實(shí)現(xiàn)平面封裝，工作時(shí)發(fā)熱量低、節(jié)能，產(chǎn)品壽命長(zhǎng)、反應(yīng)速度快，而且綠色環(huán)保無(wú)污染，還能開發(fā)成輕薄短小的產(chǎn)品 ，一經(jīng)問(wèn)世 ，就迅速普及，成為新一代的照明光源，目前已經(jīng)廣泛的運(yùn)用在我們的生活中。如交通指示燈、電子產(chǎn)品的背光源、城市夜景美化光源、室內(nèi)照明等各個(gè)領(lǐng)域 ，都有應(yīng)用。
大功率電源轉(zhuǎn)換
交流電和直流電的相互轉(zhuǎn)換對(duì)于電器的使用十分重要 ，是對(duì)電器的必要保護(hù)。這就要用到等電源轉(zhuǎn)換裝置。碳化硅擊穿電壓強(qiáng)度高 ，禁帶寬度寬，熱導(dǎo)性高，因此SiC半導(dǎo)體器件十分適合應(yīng)用在功率密度和開關(guān)頻率高的場(chǎng)合，電源裝換裝置就是其中之一。碳化硅元件在高溫、高壓、高頻的又一表現(xiàn)使得現(xiàn)在被廣泛使用到深井鉆探，發(fā)電裝置中國(guó)的逆變器，電氣混動(dòng)汽車的能量轉(zhuǎn)化器，輕軌列車牽引動(dòng)力轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域。由于SiC本身的優(yōu)勢(shì)以及現(xiàn)階段行業(yè)對(duì)于輕量化、高轉(zhuǎn)換效率的半導(dǎo)體材料需要，SiC將會(huì)取代Si，成為應(yīng)用廣泛的半導(dǎo)體材料。

若營(yíng)收大幅下降，美國(guó)企業(yè)的研發(fā)投資將大幅削減——如果它們保持目前的研發(fā)強(qiáng)度，至少會(huì)削減120億美元，即30%。如果美國(guó)半導(dǎo)體公司的目標(biāo)是獲得與該行業(yè)資本成本估計(jì)相等的股東總回報(bào)(盡管收入大幅縮水)，那么研發(fā)支出的削減幅度可能必須達(dá)到60%。除了研發(fā)支出削減，資本支出還將減少130億美元，導(dǎo)致美國(guó)損失12.4萬(wàn)個(gè)就業(yè)崗位，其中3.7萬(wàn)個(gè)在半導(dǎo)體行業(yè)。
假以時(shí)日，美國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)可能會(huì)失去相對(duì)于全球競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的技術(shù)和產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)，從而不可避免地導(dǎo)致市場(chǎng)份額進(jìn)一步下降。據(jù)估計(jì)，從中長(zhǎng)期來(lái)看，美國(guó)半導(dǎo)體公司的全球份額將從48%下降到30%左右。美國(guó)還將失去其在該行業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)的全球地位。
哪些競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手能從美國(guó)半導(dǎo)體公司放棄的中國(guó)客戶那里獲得收入，將取決于中國(guó)開發(fā)替代國(guó)應(yīng)商的能力。這種能力因產(chǎn)品和時(shí)間的不同而不同。
考慮到中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，短期內(nèi)大部分收入將流向第三國(guó)。中國(guó)的半導(dǎo)體公司將積發(fā)展，以滿足國(guó)內(nèi)40%的需求——幾乎是目前自給自足水平的3倍，并且達(dá)到分析師對(duì)2025年的預(yù)測(cè)上限。此外，我們的模型顯示，由于韓國(guó)在內(nèi)存、顯示器、圖像處理和移動(dòng)處理器等關(guān)鍵產(chǎn)品方面的強(qiáng)大能力，以及它擴(kuò)大生產(chǎn)能力的能力，韓國(guó)可能會(huì)取代美國(guó)，成為全球半導(dǎo)體行業(yè)的。
從中期到長(zhǎng)期來(lái)看，在第二種情景下，中國(guó)可能會(huì)成功地發(fā)展出一個(gè)有競(jìng)爭(zhēng)力的國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)計(jì)行業(yè)，能夠滿足大部分國(guó)內(nèi)需求。然而，這需要時(shí)間，也需要持續(xù)的高水平投資。盡管中國(guó)在太陽(yáng)能電池板、液晶顯示器和智能手機(jī)等科技產(chǎn)品上僅用了5到7年的時(shí)間就迎頭趕上，但它是在獲得外國(guó)技術(shù)和零部件的情況下做到這一點(diǎn)的。就半導(dǎo)體而言，技術(shù)壁壘要高得多。舉例來(lái)說(shuō)，韓國(guó)和閩臺(tái)分別花了大約15到20年的時(shí)間，才成為全球記憶體和晶圓制造的。
此外，正如我們先前所指出的，半導(dǎo)體的技術(shù)復(fù)雜性是如此之高，以至于沒(méi)有一個(gè)國(guó)家有一個(gè)完全自主的生產(chǎn)過(guò)程，并在整個(gè)價(jià)值鏈上完全自給自足。中國(guó)可能仍需要依賴外國(guó)設(shè)計(jì)公司來(lái)制造高度復(fù)雜的芯片，這些芯片需要美國(guó)供應(yīng)商提供的設(shè)計(jì)工具，同時(shí)還需要其它地區(qū)的芯片代工廠來(lái)制造一些本土設(shè)計(jì)的芯片，尤其是那些需要制造節(jié)點(diǎn)的芯片。
即使中國(guó)不得不進(jìn)口替代高性能處理器來(lái)取代基于美國(guó)技術(shù)的CPU、GPU和FPGA，隨著時(shí)間的推移，中國(guó)的半導(dǎo)體公司可能終能夠滿足國(guó)內(nèi)對(duì)幾乎所有其他半導(dǎo)體產(chǎn)品的需求。這樣做將使中國(guó)的自給自足率達(dá)到約85%。在這種情況下，中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)的全球份額將從3%增長(zhǎng)到30%以上，取代美國(guó)成為全球者。
美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)下行風(fēng)險(xiǎn)不容小覷

? 有成熟的非美國(guó)供應(yīng)商的半導(dǎo)體元件。
短期內(nèi)，中國(guó)設(shè)備制造商將把采購(gòu)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(guó)開發(fā)的設(shè)計(jì)工具和制造設(shè)備，與中國(guó)客戶做生意也不受限制。中長(zhǎng)期看來(lái)，中國(guó)可能會(huì)尋求完全或部分地用國(guó)應(yīng)商取代第三國(guó)供應(yīng)商，以實(shí)現(xiàn)其半導(dǎo)體自給自足的既定目標(biāo)。總體而言，12個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)品類別(國(guó)需求的45%)屬于這一類。
? 沒(méi)有非美國(guó)供應(yīng)商可替代的半導(dǎo)體元件。
國(guó)需求27%的9個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)品類別符合這一描述。中國(guó)將不得不加快本土替代供應(yīng)商的開發(fā)。在某些情況下，中國(guó)消費(fèi)者可以用其它芯片替代美國(guó)的處理器。例如，中國(guó)公司可以設(shè)計(jì)自己的集成電路，來(lái)代替美國(guó)的CPU、GPU和FPGA。事實(shí)上，一些的中國(guó)公司已經(jīng)在人工智能領(lǐng)域這樣做了。另一種選擇是開發(fā)基于不受美國(guó)出口管制的架構(gòu)的處理器，例如RISC-V開源架構(gòu)。這種高度復(fù)雜的半導(dǎo)體產(chǎn)品需要的設(shè)計(jì)工具，而目前只有美國(guó)的供應(yīng)商可以提供這些工具，因此中國(guó)必須自行開發(fā)一套設(shè)計(jì)工具，或者從第三國(guó)尋找能夠設(shè)計(jì)這些關(guān)鍵替代元件的新供應(yīng)商。
在技術(shù)脫鉤的情況下，中國(guó)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈將呈現(xiàn)出截然不同的面貌。(見表9)中國(guó)可以繼續(xù)接觸和歐洲的半導(dǎo)體供應(yīng)商和代工廠，這些供應(yīng)商和代工廠將繼續(xù)使用美國(guó)供應(yīng)商的設(shè)計(jì)工具和制造設(shè)備，從某種程度上說(shuō)，中國(guó)設(shè)備制造商預(yù)計(jì)受到的干擾，在中長(zhǎng)期內(nèi)將在一定程度上受到限制。
除了轉(zhuǎn)換到需要快速提高產(chǎn)能以應(yīng)對(duì)需求激增的新供應(yīng)商的短期動(dòng)蕩之外，中國(guó)面臨的主要挑戰(zhàn)將是為計(jì)算密集型應(yīng)用開發(fā)可行的替代高性能處理器，與或歐洲其他地區(qū)的新供應(yīng)商密切合作，這些供應(yīng)商可以使用美國(guó)供應(yīng)商提供的設(shè)計(jì)工具。
中國(guó)已經(jīng)在這方面取得了進(jìn)展，使用了非美國(guó)的架構(gòu)來(lái)建造神威超級(jí)計(jì)算機(jī)處理器。歐洲的歐洲處理器計(jì)劃和富士通的K和Post-K超級(jí)計(jì)算機(jī)計(jì)劃表明，歐洲和國(guó)家自己也在積努力擺脫美國(guó)的CPU供應(yīng)商和架構(gòu)。

限制對(duì)華貿(mào)易，將威脅到美國(guó)半導(dǎo)體地位
中美摩擦給美國(guó)半導(dǎo)體公司發(fā)展帶來(lái)了巨大阻力。自“貿(mào)易戰(zhàn)”開始以來(lái)，美國(guó)前25大半導(dǎo)體公司的收入同比增幅已從2018年7月實(shí)施輪關(guān)稅前的4個(gè)季度的10%驟降至2018年底的約1%。而在美國(guó)2019年5月限制向華為銷售某些技術(shù)產(chǎn)品后的三個(gè)季度中，美國(guó)半導(dǎo)體公司的營(yíng)收均下降了4%至9%。其中許多公司將與中國(guó)的貿(mào)易沖突作為其業(yè)績(jī)下滑的一個(gè)重要因素。
盡管中美兩國(guó)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(gè)領(lǐng)域的條款，如知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)和技術(shù)轉(zhuǎn)讓要求。然而，它沒(méi)有解決其它復(fù)雜的問(wèn)題，比如中國(guó)對(duì)國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)的國(guó)家支持，對(duì)某些中國(guó)實(shí)體獲得與美國(guó)擔(dān)憂相關(guān)的美國(guó)技術(shù)的限制依然存在。
雙邊沖突的持續(xù)，可能危及美國(guó)半導(dǎo)體公司在中國(guó)與其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手(包括來(lái)自中國(guó)和其它地區(qū)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手)開展平等業(yè)務(wù)的能力，從而可能對(duì)美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)從中國(guó)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(xiǎn)。這種風(fēng)險(xiǎn)將威脅到美國(guó)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?cè)u(píng)估了兩種可能在未來(lái)出現(xiàn)的情況：
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