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良性創新周期加強了美國的市場地位
這一良性循環有兩個核心因素:研發強度和規模。歷史上,美國半導體公司一直將收入的17%至20%投資于研發,遠遠高于其他地區的半導體公司14%的投資比例。事實上,2018年美國半導體公司的研發強度在美國經濟所有行業中排名第二,僅次于制藥/生物技術行業。
規模是創新良性循環的第二支柱。2018年,美國半導體行業的全球產品收入約為2260億美元,遠遠超過其他競爭地區的同行。這個規模是韓國半導體產業的兩倍,是日本的五倍,是歐洲的六倍,是中國的15倍。
由于美國國內市場占全球半導體需求的比例不到25%,因此,開放進入國際市場是美國半導體產業擴大規模的關鍵要求。約80%的美國工業收入來自出口市場,這個出口市場中包括了約占全球需求23%的中國。根據美國國際貿易會的數據,半導體是美國2018年第出口產品,僅次于飛機、成品油和。
圖:美國在全球半導體產業鏈的關鍵層面處于地位
得以進入全球市場,使美國半導體行業能夠利用高度化的資源來制造日益復雜的產品。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。雖然美國公司在產業鏈的設計和設備層可以廣泛依賴美國國內的半導體生態系統,但在材料、設備及芯片的制造、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能力控制整個供應鏈。

2013年成立的中國公司大陸在為加密和區塊鏈應用設計定制芯片,已成為全球。
在人工智能領域,百度、阿里巴巴和騰訊等一批擁有深厚軟件知識的大型中國新品種設計公司、企業硬件供應商和互聯網巨頭,正在投資開發自己的集成硬件和軟件的ASIC芯片。
在內存方面,清華大學集團旗下子公司長江存儲成立于2016年,其目標是在新興的3D NAND閃存領域取得突破,擁有自己的架構。
在制造業,中國計劃在未來五年內將裝機容量翻一番,占全球預計新增總容量的25%以上。加上中國大陸目前在組裝和測試服務業的強勢地位,這種制造能力的大幅擴張可能會使中國大陸在2023年成為世界上大的半導體產出地區。預計中國企業將占國內新增產能的60%左右,其余產能將由外國企業在中國建設。因此,預計中國企業在半導體制造業(包括鑄造廠和IDM)的全球份額將從2018年的3%提高到2023年的7%。
中國在一個國家量子計算實驗室上投入4億美元,申請的量子幾乎是美國近年來的兩倍。
鑒于以上這些發展,分析人士預計,到2025年,中國將用本土設計的半導體滿足25%至40%的國內需求,這一比例將是目前水平的兩倍多。雖然這仍低于中國自己設置的70%自給率的目標,但將使美國在全球的份額下降2至5個百分點。

若營收大幅下降,美國企業的研發投資將大幅削減——如果它們保持目前的研發強度,至少會削減120億美元,即30%。如果美國半導體公司的目標是獲得與該行業資本成本估計相等的股東總回報(盡管收入大幅縮水),那么研發支出的削減幅度可能必須達到60%。除了研發支出削減,資本支出還將減少130億美元,導致美國損失12.4萬個就業崗位,其中3.7萬個在半導體行業。
假以時日,美國半導體企業可能會失去相對于全球競爭對手的技術和產品優勢,從而不可避免地導致市場份額進一步下降。據估計,從中長期來看,美國半導體公司的全球份額將從48%下降到30%左右。美國還將失去其在該行業長期以來的全球地位。
哪些競爭對手能從美國半導體公司放棄的中國客戶那里獲得收入,將取決于中國開發替代國應商的能力。這種能力因產品和時間的不同而不同。
考慮到中國半導體行業的發展現狀,短期內大部分收入將流向第三國。中國的半導體公司將積發展,以滿足國內40%的需求——幾乎是目前自給自足水平的3倍,并且達到分析師對2025年的預測上限。此外,我們的模型顯示,由于韓國在內存、顯示器、圖像處理和移動處理器等關鍵產品方面的強大能力,以及它擴大生產能力的能力,韓國可能會取代美國,成為全球半導體行業的。
從中期到長期來看,在第二種情景下,中國可能會成功地發展出一個有競爭力的國內半導體設計行業,能夠滿足大部分國內需求。然而,這需要時間,也需要持續的高水平投資。盡管中國在太陽能電池板、液晶顯示器和智能手機等科技產品上僅用了5到7年的時間就迎頭趕上,但它是在獲得外國技術和零部件的情況下做到這一點的。就半導體而言,技術壁壘要高得多。舉例來說,韓國和閩臺分別花了大約15到20年的時間,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,半導體的技術復雜性是如此之高,以至于沒有一個國家有一個完全自主的生產過程,并在整個價值鏈上完全自給自足。中國可能仍需要依賴外國設計公司來制造高度復雜的芯片,這些芯片需要美國供應商提供的設計工具,同時還需要其它地區的芯片代工廠來制造一些本土設計的芯片,尤其是那些需要制造節點的芯片。
即使中國不得不進口替代高性能處理器來取代基于美國技術的CPU、GPU和FPGA,隨著時間的推移,中國的半導體公司可能終能夠滿足國內對幾乎所有其他半導體產品的需求。這樣做將使中國的自給自足率達到約85%。在這種情況下,中國半導體行業的全球份額將從3%增長到30%以上,取代美國成為全球者。
美國半導體行業下行風險不容小覷

BCG預測,如果以上兩種假設中的情況發生,未來三到五年,對美國將產生如下影響:
? 如果美國維持現行實體清單中規定的限制,將損失8個百分點的全球份額和16%的收入。
? 如果美國完全禁止半導體公司向中國客戶銷售,實際上會導致技術與中國脫鉤,那么將損失18個百分點的全球份額和37%的收入。
? 這些收入下降將不可避免地導致研發和資本支出的大幅削減,以及美國半導體行業15000至40000個高技能直接工作崗位的流失。
圖:中美摩擦將顛覆美國在半導體領域的地位
4、若中美產業技術完全脫鉤,韓國和中國將繼續崛起,甚至取得地位。
如果中美貿易摩擦升級,產業技術完全脫鉤,韓國很可能在幾年內取代美國成為世界半導體的領頭羊;從長遠來看,中國可能獲得地位。
美國半導體產業的關鍵——良性循環
美國半導體公司主要包括在自己工廠設計制造產品的集成設備制造商(IDM)和依靠第三方晶圓制造代工廠的芯片設計公司(Fabless),Gartner數據顯示,這兩類公司在2018年提供了約48%的全球半導體市場。事實上,在32個半導體產品類別中,美國不僅在23個類別中處于地位,還在從個人電腦、IT基礎設施到消費電子產品所有終端應用市場中處于地位。
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