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良性創(chuàng)新周期加強(qiáng)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(qiáng)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(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他地區(qū)的半導(dǎo)體公司14%的投資比例。事實(shí)上，2018年美國半導(dǎo)體公司的研發(fā)強(qiáng)度在美國經(jīng)濟(jì)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(jìn)入國際市場是美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)擴(kuò)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(jī)、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(jìn)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(jià)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(jì)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。

對于中國和全球競爭對手來說，美國的損失將是他們的收益。我們預(yù)計(jì)，中國供應(yīng)商將占到美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)損失的一半左右的收入，這使中國能夠?qū)⑵淙蚴袌龇蓊~提高到7%左右，并將其半導(dǎo)體設(shè)計(jì)自給率從14%提高到25%。這一比例仍遠(yuǎn)低于《中國制造2025計(jì)劃》設(shè)定的70%的目標(biāo)，但與分析師根據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)近期發(fā)展預(yù)測的區(qū)間低端一致。美國半導(dǎo)體公司損失的另一半收入將流向歐洲或的替代供應(yīng)商。
除了對收入的影響外，我們估計(jì)半導(dǎo)體研發(fā)支出每年將減少50億至100億美元，資本支出每年將減少80億美元。這將導(dǎo)致超過40000個美國工作崗位的流失，其中15000個將在半導(dǎo)體行業(yè)。
如果美國企業(yè)要保持現(xiàn)有的研發(fā)與收入比例不變，保持營收利潤率不變，那么收入損失將迫使它們每年減少研發(fā)投資50億美元，即13%。但考慮到美國半導(dǎo)體行業(yè)總收入可能會因?qū)χ袊鴺I(yè)務(wù)的影響而停滯或下降，美國半導(dǎo)體公司可能不得不削減高達(dá)100億美元（25%）的研發(fā)支出，以實(shí)現(xiàn)與該行業(yè)預(yù)計(jì)資本成本相等的股東總回報(bào)。
這將扭轉(zhuǎn)美國半導(dǎo)體行業(yè)創(chuàng)新良性循環(huán)的方向，研發(fā)投資的減少將降低美國保持在技術(shù)和產(chǎn)品方面于全球競爭對手的能力，導(dǎo)致美國在中國以外市場份額進(jìn)一步縮水。

若營收大幅下降，美國企業(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，至少會削減120億美元，即30%。如果美國半導(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)致美國損失12.4萬個就業(yè)崗位，其中3.7萬個在半導(dǎo)體行業(yè)。
假以時日，美國半導(dǎo)體企業(yè)可能會失去相對于全球競爭對手的技術(shù)和產(chǎn)品優(yōu)勢，從而不可避免地導(dǎo)致市場份額進(jìn)一步下降。據(jù)估計(jì)，從中長期來看，美國半導(dǎo)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(yè)長期以來的全球地位。
哪些競爭對手能從美國半導(dǎo)體公司放棄的中國客戶那里獲得收入，將取決于中國開發(fā)替代國應(yīng)商的能力。這種能力因產(chǎn)品和時間的不同而不同。
考慮到中國半導(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。中國的半導(dǎo)體公司將積發(fā)展，以滿足國內(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2025年的預(yù)測上限。此外，我們的模型顯示，由于韓國在內(nèi)存、顯示器、圖像處理和移動處理器等關(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，韓國可能會取代美國，成為全球半導(dǎo)體行業(yè)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(fā)展出一個有競爭力的國內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)計(jì)行業(yè)，能夠滿足大部分國內(nèi)需求。然而，這需要時間，也需要持續(xù)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(jī)等科技產(chǎn)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(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(dǎo)體的技術(shù)復(fù)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(chǎn)過程，并在整個價(jià)值鏈上完全自給自足。中國可能仍需要依賴外國設(shè)計(jì)公司來制造高度復(fù)雜的芯片，這些芯片需要美國供應(yīng)商提供的設(shè)計(jì)工具，同時還需要其它地區(qū)的芯片代工廠來制造一些本土設(shè)計(jì)的芯片，尤其是那些需要制造節(jié)點(diǎn)的芯片。
即使中國不得不進(jìn)口替代高性能處理器來取代基于美國技術(shù)的CPU、GPU和FPGA，隨著時間的推移，中國的半導(dǎo)體公司可能終能夠滿足國內(nèi)對幾乎所有其他半導(dǎo)體產(chǎn)品的需求。這樣做將使中國的自給自足率達(dá)到約85%。在這種情況下，中國半導(dǎo)體行業(yè)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(dǎo)體行業(yè)下行風(fēng)險(xiǎn)不容小覷

? 有成熟的非美國供應(yīng)商的半導(dǎo)體元件。
短期內(nèi)，中國設(shè)備制造商將把采購轉(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開發(fā)的設(shè)計(jì)工具和制造設(shè)備，與中國客戶做生意也不受限制。中長期看來，中國可能會尋求完全或部分地用國應(yīng)商取代第三國供應(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個半導(dǎo)體產(chǎn)品類別(國需求的45%)屬于這一類。
? 沒有非美國供應(yīng)商可替代的半導(dǎo)體元件。
國需求27%的9個半導(dǎo)體產(chǎn)品類別符合這一描述。中國將不得不加快本土替代供應(yīng)商的開發(fā)。在某些情況下，中國消費(fèi)者可以用其它芯片替代美國的處理器。例如，中國公司可以設(shè)計(jì)自己的集成電路，來代替美國的CPU、GPU和FPGA。事實(shí)上，一些的中國公司已經(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，而目前只有美國的供應(yīng)商可以提供這些工具，因此中國必須自行開發(fā)一套設(shè)計(jì)工具，或者從第三國尋找能夠設(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)使用美國供應(yīng)商的設(shè)計(jì)工具和制造設(shè)備，從某種程度上說，中國設(shè)備制造商預(yù)計(jì)受到的干擾，在中長期內(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)對需求激增的新供應(yīng)商的短期動蕩之外，中國面臨的主要挑戰(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)商可以使用美國供應(yīng)商提供的設(shè)計(jì)工具。
中國已經(jīng)在這方面取得了進(jìn)展，使用了非美國的架構(gòu)來建造神威超級計(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超級計(jì)算機(jī)計(jì)劃表明，歐洲和國家自己也在積努力擺脫美國的CPU供應(yīng)商和架構(gòu)。
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