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良性創(chuàng)新周期加強了美國的市場地位
這一良性循環(huán)有兩個核心因素：研發(fā)強度和規(guī)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(fā)，遠遠高于其他地區(qū)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(fā)強度在美國經(jīng)濟所有行業(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，美國半導體行業(yè)的全球產(chǎn)品收入約為2260億美元，遠遠超過其他競爭地區(qū)的同行。這個規(guī)模是韓國半導體產(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(chǎn)業(yè)擴大規(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)，半導體是美國2018年第出口產(chǎn)品，僅次于飛機、成品油和。
圖：美國在全球半導體產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵層面處于地位
得以進入全球市場，使美國半導體行業(yè)能夠利用高度化的資源來制造日益復雜的產(chǎn)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(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)計和設(shè)備層可以廣泛依賴美國國內(nèi)的半導體生態(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)能力控制整個供應鏈。

美國和中國技術(shù)產(chǎn)業(yè)脫鉤升級
中美貿(mào)易緊張局勢升級，導致美國全面禁止技術(shù)出口，這實際上會導致兩國科技行業(yè)脫鉤。這將使美國半導體企業(yè)被擋在龐大的中國市場之外，并迫使中國設(shè)備制造商尋找替代供應來源。作為對美國限制的回應，我們假設(shè)中國也將禁止美國的軟件和設(shè)備，如智能手機、個人電腦和數(shù)據(jù)中心設(shè)備等進入其國內(nèi)市場，這將加速中國的外國技術(shù)替代計劃，該計劃已計劃于2020年在國家機構(gòu)和公共機構(gòu)啟動。
中國設(shè)備制造商的中斷程度因半導體組件而異，根據(jù)供應情況有三種不同的響應，如表7所示:
? 已有成熟的中國供應商供應的半導體元件。
中國電子設(shè)備制造商將把采購業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)向國內(nèi)老牌供應商。這意味著即使沒有目前只能從美國的供應商獲得的業(yè)界設(shè)計工具，替代供應商也能保持競爭力。這也取決于他們是否有能力擴大和提升中國日益增長的國內(nèi)制造能力，或者保持與主要制造伙伴的聯(lián)系。無論如何，我們的分析表明，在我們的半導體市場分類中，32個產(chǎn)品類別中只有一個符合這一標準——它僅國半導體需求的5%。對于國需求23%的其他10種產(chǎn)品，規(guī)模雖小但新興的國應商可能會隨著時間的推移而擴大規(guī)模。
我們將一個成熟的供應商定義為擁有超過10%的全球市場份額，平均相當于中國國內(nèi)市場規(guī)模的40%。
? 有成熟的非美國供應商的半導體元件。
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)有供應商。當然前提是假設(shè)這些海外供應商繼續(xù)不受限制地使用美國開發(fā)的設(shè)計工具和制造設(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商取代第三國供應商，以實現(xiàn)其半導體自給自足的既定目標。總體而言，12個半導體產(chǎn)品類別(國需求的45%)屬于這一類。

中韓崛起，全球半導體產(chǎn)業(yè)競爭加劇
盡管美國半導體行業(yè)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(chǎn)品）的快速產(chǎn)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(shè)備的供應合同。
全球行業(yè)分類共有32條半導體產(chǎn)品線，在占全球總需求的61%的其中18條產(chǎn)品線中，每條產(chǎn)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(yè)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(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）等產(chǎn)品領(lǐng)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(lǐng)域高枕無憂。因為全球大客戶越來越多地為數(shù)據(jù)中心設(shè)計自己的定制芯片，他們?nèi)找鎯A向于優(yōu)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(shè)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(yè)務(wù)。
韓國市場份額的增長，在一定程度上反映了市場對存儲產(chǎn)品需求的飆升。韓國兩家公司都是存儲產(chǎn)品領(lǐng)域的全球企業(yè)。三星在顯示驅(qū)動、圖像傳感器和集成移動處理器等一系列半導體產(chǎn)品領(lǐng)域的強勢擴張，它既是公司不斷擴大的消費電子和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備硬件產(chǎn)品組合的內(nèi)部供應商，也是其他設(shè)備制造商的商業(yè)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(yè)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(chǎn)品，到現(xiàn)在已經(jīng)在半導體設(shè)計方面取得了穩(wěn)步進展。幾十年來，發(fā)展國家半導體產(chǎn)業(yè)，減輕對外國供應商的依賴，一直是中國的政策重點。根據(jù)中國半導體行業(yè)協(xié)會(CSIA)的數(shù)據(jù)顯示，過去五年中，中國半導體企業(yè)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(yè)在全球半導體銷售和半導體制造領(lǐng)域的整體份額僅為3-4%。無晶圓廠設(shè)計的進步為顯著，近年來，中國的無晶圓廠設(shè)計企業(yè)呈爆炸式增長。CSIA報告稱，中國目前有1600多家本土企業(yè)，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(yè)報告和媒體經(jīng)常采用各種更高的數(shù)字來衡量中國市場的規(guī)模，我們相信，中國原始設(shè)備制造商（oem）生產(chǎn)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(qū)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(nèi)半導體企業(yè)僅國終端設(shè)備制造商總需求的14%。

? 有成熟的非美國供應商的半導體元件。
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)有供應商。當然前提是假設(shè)這些海外供應商繼續(xù)不受限制地使用美國開發(fā)的設(shè)計工具和制造設(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商取代第三國供應商，以實現(xiàn)其半導體自給自足的既定目標。總體而言，12個半導體產(chǎn)品類別(國需求的45%)屬于這一類。
? 沒有非美國供應商可替代的半導體元件。
國需求27%的9個半導體產(chǎn)品類別符合這一描述。中國將不得不加快本土替代供應商的開發(fā)。在某些情況下，中國消費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)計自己的集成電路，來代替美國的CPU、GPU和FPGA。事實上，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)。這種高度復雜的半導體產(chǎn)品需要的設(shè)計工具，而目前只有美國的供應商可以提供這些工具，因此中國必須自行開發(fā)一套設(shè)計工具，或者從第三國尋找能夠設(shè)計這些關(guān)鍵替代元件的新供應商。
在技術(shù)脫鉤的情況下，中國的半導體產(chǎn)業(yè)供應鏈將呈現(xiàn)出截然不同的面貌。(見表9)中國可以繼續(xù)接觸和歐洲的半導體供應商和代工廠，這些供應商和代工廠將繼續(xù)使用美國供應商的設(shè)計工具和制造設(shè)備，從某種程度上說，中國設(shè)備制造商預計受到的干擾，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)能以應對需求激增的新供應商的短期動蕩之外，中國面臨的主要挑戰(zhàn)將是為計算密集型應用開發(fā)可行的替代高性能處理器，與或歐洲其他地區(qū)的新供應商密切合作，這些供應商可以使用美國供應商提供的設(shè)計工具。
中國已經(jīng)在這方面取得了進展，使用了非美國的架構(gòu)來建造神威超級計算機處理器。歐洲的歐洲處理器計劃和富士通的K和Post-K超級計算機計劃表明，歐洲和國家自己也在積努力擺脫美國的CPU供應商和架構(gòu)。
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