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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%。

如果這種模式持續下去,中國半導體企業可能也會成為國際市場上的積競爭者,進一占全球市場份額。事實上,這正是中國在2014年制定《中國制造2025》時所設定的雄心壯志:中國的終目標是到2030年成為半導體行業所有領域的全球。
從長期來看,中國半導體行業在全球的份額可能達到35%至55%。隨著中國半導體企業加速海外擴張,行業利潤率可能會大幅壓縮。其結果是美國半導體公司將無法再維持目前的高研發強度。當前的創新良性循環可能會逆轉變成惡性循環,美國企業陷入競爭力下降、市場份額和利潤下降的惡性循環。
電信網絡設備行業的經驗印證了這些變化。由于重大的擔憂,該行業目前處于中美摩擦的中心。2000年,三家北美公司——朗訊、北電和摩托羅拉——成為全球企業,總收入約為1000億美元。在互聯網泡沫破裂后的科技低迷時期,需求枯竭,網絡設備公司的收入大幅下降。到2005年,這三家公司的總收入下降了45%。結果,他們重組業務削減成本,包括研發成本。盡管他們保持著與前相同的12%的收入投入,但他們的年度研發支出總額從120億美元下降到67億美元,在短短五年內減少了45%。
這削弱了它們在不斷發展的無線設備市場上保持技術于歐洲競爭對手和支持新產品開發的能力,正如全球運營商正在推出基于新技術標準的無線網絡一樣。與此同時,上世紀90年代中期進入市場的中國制造商開始以更低的價格推出“足夠好”的網絡設備。中國的競爭者在國內和新興市場迅速擴張,到2008年已經占領了全球約20%的市場。在隨后的十年里,中國電信網絡設備公司的份額幾乎翻了一番,達到38%。
同時,三個前北方美國巨頭終被歐洲競爭對手收購,收購價格僅為其先前估值的一小部分。如今,美國還沒有無線接入網絡基礎設施的供應商,這對于5G網絡的推出和管理至關重要,5G網絡是下一波應用的基礎,這些應用將改變全球經濟,因為它們帶來了從大規模物聯網應用到自主車輛的方方面面。
“全球準入”才能實現半導體行業的雙贏

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。

在過去的30年里,半導體行業一直處于技術進步的核心,這些技術進步為美國經濟、美國國防能力以及全球消費者和企業帶來了巨大的利益。這也為中國帶來了好處,中國的科技行業一直能夠利用外國半導體元件來開發越來越有競爭力的電子設備,這些設備在全球市場上的份額越來越大。半導體領域的這些進步是創新良性循環的結果,這種良性循環依賴于對知識產權的充分保護、對全球市場(包括核心技術和工具)的自由和公平準入,以及將這些創新帶給終端客戶的高度化的供應鏈。
從美國的角度來看,我們的分析表明,對美國半導體企業施加廣泛的單邊限制,阻止它們為中國客戶服務,可能會適得其反,并危及美國長期以來在半導體領域的全球地位。終,這可能導致美國嚴重依賴外國半導體供應商,以滿足美國科技行業的需求。
過去30年,美國科技行業一直是生產率提高和經濟增長的核心引擎。同樣,如果美國半導體行業規模大幅縮小,不再發揮全球的作用,就無法為研發投資提供資金,以滿足關鍵國防和能力對半導體的需求。
保持獲取技術的渠道也符合中國的利益,特別是在中國尋求加快經濟向新的增長模式轉型的過程中,這種增長模式更多地依賴于高附加值產品和以技術為基礎的生產率提高。
找到建設性的方式來解決美國表達的一些關切,例如加強知識產權保護,確保外國半導體公司享有公平的競爭環境,也可能有利于中國自身的技術發展愿望。這些措施可以進一步鼓勵外國投資在中國的研發活動,有利于中國需要的技術和人才的流入,以提升其國內產業的能力,并終創新和質量方面的健康競爭。
一個強大的美國半導體行業,充分融入全球技術供應鏈,對于繼續提供技術至關重要,這些技術將使數字轉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,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,允許美國半導體公司繼續大舉投資于研發,并向全球各地的創新設備制造商廣泛提供其*產品。
為了避免這些后果,政策制定者必須設計出同時解決美國問題和保護美國半導體公司全球市場準入的解決方案。
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