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中韓崛起，全球半導體產業競爭加劇
盡管美國半導體行業在全球擁有的地位，但它仍面臨著相當大的競爭。終端市場（如智能手機、個人電腦和消費電子產品）的快速產品周期占半導體總需求的一半以上，這意味著美國半導體公司必須每年展開激烈競爭，以贏得每一代新設備的供應合同。
全球行業分類共有32條半導體產品線，在占全球總需求的61%的其中18條產品線中，每條產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%，這些企業將有可能替代美國供應商。
目前，在處理單元（CPU）、圖形處理單元（GPU）和現場可編程門陣列（FPGA）等產品領域，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域高枕無憂。因為全球大客戶越來越多地為數據中心設計自己的定制芯片，他們日益傾向于優化被稱為應用集成電路（asic）的芯片，以便在自己的大型硬件設備中使用。
此外，美國半導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務。
韓國市場份額的增長，在一定程度上反映了市場對存儲產品需求的飆升。韓國兩家公司都是存儲產品領域的全球企業。三星在顯示驅動、圖像傳感器和集成移動處理器等一系列半導體產品領域的強勢擴張，它既是公司不斷擴大的消費電子和網絡設備硬件產品組合的內部供應商，也是其他設備制造商的商業供應商，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體行業的競爭力，追趕存儲市場。
自本世紀初以來，中國從初幾乎沒有任何半導體產品，到現在已經在半導體設計方面取得了穩步進展。幾十年來，發展國家半導體產業，減輕對外國供應商的依賴，一直是中國的政策重點。根據中國半導體行業協會(CSIA)的數據顯示，過去五年中，中國半導體企業報告的總營收以每年20%以上的速度增長。除去外國半導體公司在中國的活動，2018年中國企業在全球半導體銷售和半導體制造領域的整體份額僅為3-4%。無晶圓廠設計的進步為顯著，近年來，中國的無晶圓廠設計企業呈爆炸式增長。CSIA報告稱，中國目前有1600多家本土企業，占全球市場的份額總計13%，遠遠高于2010年的5%。
在需求方面，盡管行業報告和媒體經常采用各種更高的數字來衡量中國市場的規模，我們相信，中國原始設備制造商（oem）生產的器件中所包含的半導體元件的價值，是衡量全球半導體需求中真正由中國驅動部分的佳指標。按照這個標準，中國目前占全球半導體需求的23%。這意味著，國內半導體企業僅國終端設備制造商總需求的14%。

半導體指常溫下導電性能介于導體與絕緣體之間的材料。半導體在集成電路、消費電子、通信系統、光伏發電、照明應用、大功率電源轉換等領域應用。如二管就是采用半導體制作的器件。無論從科技或是經濟發展的角度來看，半導體的重要性都是非常巨大的。今日大部分的電子產品，如計算機、移動電話或是數字錄音機當中的核心單元都和半導體有著為密切的關聯。常見的半導體材料有硅、鍺、化鎵等，而硅更是各種半導體材料中，在商業應用上具有影響力的一種。
半導體應用
半導體在集成電路、消費電子、通信系統、光伏發電、照明應用、大功率電源轉換等領域應用。
光伏應用
半導體材料光生伏應是太陽能電池運行的基本原理。現階段半導體材料的光伏應用已經成為熱門 ，是目前世界上增長快、發展好的清潔能源市場。太陽能電池的主要制作材料是半導體材料，判斷太陽能電池的優劣主要的標準是光電轉化率 ，光電轉化率越高 ，說明太陽能電池的工作效率越高。根據應用的半導體材料的不同 ，太陽能電池分為晶體硅太陽能電池、薄膜電池以及III-V族化合物電池。
照明應用
LED是建立在半導體晶體管上的半導體發光二管 ，采用LED技術半導體光源體積小，可以實現平面封裝，工作時發熱量低、節能，產品壽命長、反應速度快，而且綠色環保無污染，還能開發成輕薄短小的產品 ，一經問世 ，就迅速普及，成為新一代的照明光源，目前已經廣泛的運用在我們的生活中。如交通指示燈、電子產品的背光源、城市夜景美化光源、室內照明等各個領域 ，都有應用。
大功率電源轉換
交流電和直流電的相互轉換對于電器的使用十分重要 ，是對電器的必要保護。這就要用到等電源轉換裝置。碳化硅擊穿電壓強度高 ，禁帶寬度寬，熱導性高，因此SiC半導體器件十分適合應用在功率密度和開關頻率高的場合，電源裝換裝置就是其中之一。碳化硅元件在高溫、高壓、高頻的又一表現使得現在被廣泛使用到深井鉆探，發電裝置中國的逆變器，電氣混動汽車的能量轉化器，輕軌列車牽引動力轉換等領域。由于SiC本身的優勢以及現階段行業對于輕量化、高轉換效率的半導體材料需要，SiC將會取代Si，成為應用廣泛的半導體材料。

SMT設備的國產化進程
自1985年開始引進SMT生產線批量生產彩電調諧器以來，中國電子制造業應用SMT技術已近30年。據不完全統計，目前我國SMT生產線大約5萬條，貼片機總保有量超過10萬臺，自動貼片機市場已占全球40%，成為全球大、重要的SMT市場。
焊接、檢測和印刷設備已經接近國際水平。
2005年以來，國內SMT設備企業在印刷機、焊接、檢測等SMT設備方面已基本實現國產化，并憑借市場價格優勢占據70%～80%的國內市場份額。
錫膏印刷機方面，國內早由日東研制成功。近年眾多民營企業參與研制，已有多個品種問世，達到世界中上等水平。2006年東莞凱格精密機械公司推出全自動印刷機，很快成為國內。
焊接設備方面，國內研發與制造起步很早，無鉛焊接設備已達到國際水平，成為我國表面貼裝設備市場中具競爭力的產品。目前，低端市場都由國產占領，市場仍為國外所壟斷（在穩定性方面，與國外水平存在一定差距。比如，某國外回流爐廠商橫向溫差僅為0.5度，而國內高水平高達2度）。
AOI設備方面，2010年之前國內AOI市場幾乎由國外20多種設備壟斷，東莞神州視覺率先研發成功國內款AOI設備Aleader系列，至今已累計銷售4000多臺，年銷售達到600~700臺的水平。
X-Ray檢測設備方面，國內起步較晚，日聯科技自2006年進入該領域以來，已于2008年實現核心部件的，達到水平。目前，公司產品年出貨量達到400多臺。
貼片機仍依賴進口，其中六成以上來自日本。
貼片機是SMT生產線為關鍵、技術和穩定性要求高的設備。十多年來，中國企業仍處于摸索階段和樣機試制階段，一直未推出通過中試的成熟產品，幾乎依靠進口（除小型的LED貼片機）；在華國外企業將核心貼片機的生產放
在國外，在華工廠主要負責周邊設備生產及貼片機維護、調試等服務。
圖2 2001～2013年中國自動貼片機進口情況
2013年，國內自動貼片機進口金額達到13.01億美元，進口來源國主要為日本，占比達到65.2%；從韓國、德國、新加坡、美國、荷蘭進口占別為17.9%、6.1%、3.7%、1.3%、0.8%。
圖3 2013年中國進口自動貼片機國別和地區分布

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
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