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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(shù)據(jù)中心設計自己的定制芯片，他們日益傾向于優(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。
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)品領域的全球企業(yè)。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(chǎn)品領域的強勢擴張，它既是公司不斷擴大的消費電子和網(wǎng)絡設備硬件產(chǎn)品組合的內部供應商，也是其他設備制造商的商業(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(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(yè)僅國終端設備制造商總需求的14%。

? 有成熟的非美國供應商的半導體元件。
短期內，中國設備制造商將把采購轉向或歐洲其他地區(qū)的現(xiàn)有供應商。當然前提是假設這些海外供應商繼續(xù)不受限制地使用美國開發(fā)的設計工具和制造設備，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?？傮w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的處理器，例如RISC-V開源架構。這種高度復雜的半導體產(chǎn)品需要的設計工具，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)一套設計工具，或者從第三國尋找能夠設計這些關鍵替代元件的新供應商。
在技術脫鉤的情況下，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計工具和制造設備，從某種程度上說，中國設備制造商預計受到的干擾，在中長期內將在一定程度上受到限制。
除了轉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。

美國和中國技術產(chǎn)業(yè)脫鉤升級
中美貿易緊張局勢升級，導致美國全面禁止技術出口，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，我們假設中國也將禁止美國的軟件和設備，如智能手機、個人電腦和數(shù)據(jù)中心設備等進入其國內市場，這將加速中國的外國技術替代計劃，該計劃已計劃于2020年在國家機構和公共機構啟動。
中國設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。
中國電子設備制造商將把采購業(yè)務轉向國內老牌供應商。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，中國設備制造商將把采購轉向或歐洲其他地區(qū)的現(xiàn)有供應商。當然前提是假設這些海外供應商繼續(xù)不受限制地使用美國開發(fā)的設計工具和制造設備，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?？傮w而言，12個半導體產(chǎn)品類別(國需求的45%)屬于這一類。

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)鏈的設計和設備層可以廣泛依賴美國國內的半導體生態(tài)系統(tǒng)，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。
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