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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(dǎo)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(dǎo)體公司14%的投資比例。事實上，2018年美國半導(dǎo)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(dǎo)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(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，開放進入國際市場是美國半導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(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(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。

? 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，以實現(xiàn)其半導(dǎo)體自給自足的既定目標?？傮w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(fù)雜的半導(dǎo)體產(chǎn)品需要的設(shè)計工具，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(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(yīng)商和架構(gòu)。

如果這種模式持續(xù)下去，中國半導(dǎo)體企業(yè)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(shè)定的雄心壯志:中國的終目標是到2030年成為半導(dǎo)體行業(yè)所有領(lǐng)域的全球。
從長期來看，中國半導(dǎo)體行業(yè)在全球的份額可能達到35%至55%。隨著中國半導(dǎo)體企業(yè)加速海外擴張，行業(yè)利潤率可能會大幅壓縮。其結(jié)果是美國半導(dǎo)體公司將無法再維持目前的高研發(fā)強度。當前的創(chuàng)新良性循環(huán)可能會逆轉(zhuǎn)變成惡性循環(huán)，美國企業(yè)陷入競爭力下降、市場份額和利潤下降的惡性循環(huán)。
電信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備行業(yè)的經(jīng)驗印證了這些變化。由于重大的擔憂，該行業(yè)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(yè)，總收入約為1000億美元。在互聯(lián)網(wǎng)泡沫破裂后的科技低迷時期，需求枯竭，網(wǎng)絡(luò)設(shè)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(jié)果，他們重組業(yè)務(wù)削減成本，包括研發(fā)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(fā)支出總額從120億美元下降到67億美元，在短短五年內(nèi)減少了45%。
這削弱了它們在不斷發(fā)展的無線設(shè)備市場上保持技術(shù)于歐洲競爭對手和支持新產(chǎn)品開發(fā)的能力，正如全球運營商正在推出基于新技術(shù)標準的無線網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)設(shè)備。中國的競爭者在國內(nèi)和新興市場迅速擴張，到2008年已經(jīng)占領(lǐng)了全球約20%的市場。在隨后的十年里，中國電信網(wǎng)絡(luò)設(shè)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(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的供應(yīng)商，這對于5G網(wǎng)絡(luò)的推出和管理至關(guān)重要，5G網(wǎng)絡(luò)是下一波應(yīng)用的基礎(chǔ)，這些應(yīng)用將改變?nèi)蚪?jīng)濟，因為它們帶來了從大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用到自主車輛的方方面面。
“全球準入”才能實現(xiàn)半導(dǎo)體行業(yè)的雙贏

2013年成立的中國公司大陸在為加密和區(qū)塊鏈應(yīng)用設(shè)計定制芯片，已成為全球。
在人工智能領(lǐng)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(shè)計公司、企業(yè)硬件供應(yīng)商和互聯(lián)網(wǎng)巨頭，正在投資開發(fā)自己的集成硬件和軟件的ASIC芯片。
在內(nèi)存方面，清華大學(xué)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(lǐng)域取得突破，擁有自己的架構(gòu)。
在制造業(yè)，中國計劃在未來五年內(nèi)將裝機容量翻一番，占全球預(yù)計新增總?cè)萘康?5%以上。加上中國大陸目前在組裝和測試服務(wù)業(yè)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(dǎo)體產(chǎn)出地區(qū)。預(yù)計中國企業(yè)將占國內(nèi)新增產(chǎn)能的60%左右，其余產(chǎn)能將由外國企業(yè)在中國建設(shè)。因此，預(yù)計中國企業(yè)在半導(dǎo)體制造業(yè)（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(fā)展，分析人士預(yù)計，到2025年，中國將用本土設(shè)計的半導(dǎo)體滿足25%至40%的國內(nèi)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(shè)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。
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