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中韓崛起，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇
盡管美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)在全球擁有的地位，但它仍面臨著相當(dāng)大的競(jìng)爭(zhēng)。終端市場(chǎng)（如智能手機(jī)、個(gè)人電腦和消費(fèi)電子產(chǎn)品）的快速產(chǎn)品周期占半導(dǎo)體總需求的一半以上，這意味著美國(guó)半導(dǎo)體公司必須每年展開激烈競(jìng)爭(zhēng)，以贏得每一代新設(shè)備的供應(yīng)合同。
全球行業(yè)分類共有32條半導(dǎo)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(guó)公司的全球市場(chǎng)份額達(dá)到或超過10%，這些企業(yè)將有可能替代美國(guó)供應(yīng)商。
目前，在處理單元（CPU）、圖形處理單元（GPU）和現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）等產(chǎn)品領(lǐng)域，美國(guó)公司的總市場(chǎng)份額超過90%，但即便如此，美國(guó)也并不能在這些領(lǐng)域高枕無憂。因?yàn)槿虼罂蛻粼絹碓蕉嗟貫閿?shù)據(jù)中心設(shè)計(jì)自己的定制芯片，他們?nèi)找鎯A向于優(yōu)化被稱為應(yīng)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(guó)半導(dǎo)體公司面臨著來自韓國(guó)和中國(guó)日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)。自2009年以來，韓國(guó)和中國(guó)的市場(chǎng)份額分別增長(zhǎng)了12%和3%。與此同時(shí)，美國(guó)公司在美國(guó)本土市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)也在加劇，歐洲和日本的主要半導(dǎo)體公司正在加大投資力度，通過重大收購(gòu)擴(kuò)大投資組合和業(yè)務(wù)。
韓國(guó)市場(chǎng)份額的增長(zhǎng)，在一定程度上反映了市場(chǎng)對(duì)存儲(chǔ)產(chǎn)品需求的飆升。韓國(guó)兩家公司都是存儲(chǔ)產(chǎn)品領(lǐng)域的全球企業(yè)。三星在顯示驅(qū)動(dòng)、圖像傳感器和集成移動(dòng)處理器等一系列半導(dǎo)體產(chǎn)品領(lǐng)域的強(qiáng)勢(shì)擴(kuò)張，它既是公司不斷擴(kuò)大的消費(fèi)電子和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備硬件產(chǎn)品組合的內(nèi)部供應(yīng)商，也是其他設(shè)備制造商的商業(yè)供應(yīng)商，這對(duì)韓國(guó)市場(chǎng)份額的增長(zhǎng)做出了貢獻(xiàn)。2019年3月，文在寅指示采取措施，提高該國(guó)在全球半導(dǎo)體行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，追趕存儲(chǔ)市場(chǎng)。
自本世紀(jì)初以來，中國(guó)從初幾乎沒有任何半導(dǎo)體產(chǎn)品，到現(xiàn)在已經(jīng)在半導(dǎo)體設(shè)計(jì)方面取得了穩(wěn)步進(jìn)展。幾十年來，發(fā)展國(guó)家半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，減輕對(duì)外國(guó)供應(yīng)商的依賴，一直是中國(guó)的政策重點(diǎn)。根據(jù)中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)(CSIA)的數(shù)據(jù)顯示，過去五年中，中國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)報(bào)告的總營(yíng)收以每年20%以上的速度增長(zhǎng)。除去外國(guó)半導(dǎo)體公司在中國(guó)的活動(dòng)，2018年中國(guó)企業(yè)在全球半導(dǎo)體銷售和半導(dǎo)體制造領(lǐng)域的整體份額僅為3-4%。無晶圓廠設(shè)計(jì)的進(jìn)步為顯著，近年來，中國(guó)的無晶圓廠設(shè)計(jì)企業(yè)呈爆炸式增長(zhǎng)。CSIA報(bào)告稱，中國(guó)目前有1600多家本土企業(yè)，占全球市場(chǎng)的份額總計(jì)13%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于2010年的5%。
在需求方面，盡管行業(yè)報(bào)告和媒體經(jīng)常采用各種更高的數(shù)字來衡量中國(guó)市場(chǎng)的規(guī)模，我們相信，中國(guó)原始設(shè)備制造商（oem）生產(chǎn)的器件中所包含的半導(dǎo)體元件的價(jià)值，是衡量全球半導(dǎo)體需求中真正由中國(guó)驅(qū)動(dòng)部分的佳指標(biāo)。按照這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，中國(guó)目前占全球半導(dǎo)體需求的23%。這意味著，國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)僅國(guó)終端設(shè)備制造商總需求的14%。

這種影響要嚴(yán)重得多，而且發(fā)生的速度將遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于僅中國(guó)制造2025計(jì)劃的預(yù)期效果。分析人士目前預(yù)測(cè)，包括IDM和無晶圓廠設(shè)計(jì)公司在內(nèi)的中國(guó)半導(dǎo)體公司的收入可能以每年10%至15%的速度增長(zhǎng)，到2025年，其國(guó)內(nèi)需求覆蓋率將從2018年的14%提高到25%至40%。這種增長(zhǎng)將轉(zhuǎn)化為中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)在全球市場(chǎng)份額中的增長(zhǎng)4至7個(gè)百分點(diǎn)，這與我們?cè)谇榫?和情景2模型中的預(yù)測(cè)一致。
在沒有限制美國(guó)技術(shù)來源的情況下，根據(jù)“中國(guó)制造2025”計(jì)劃更換外國(guó)半導(dǎo)體將影響美國(guó)和非美國(guó)供應(yīng)商。假設(shè)替代程度與當(dāng)前市場(chǎng)份額成正比，我們的市場(chǎng)模型預(yù)測(cè)，僅由于“中國(guó)制造2025”，美國(guó)半導(dǎo)體公司的全球份額將僅損失2至5個(gè)百分點(diǎn)。這一市場(chǎng)份額損失大約是我們所評(píng)估的中美摩擦兩種情況下市場(chǎng)份額損失的四分之一。
有兩個(gè)主要原因可以解釋中美摩擦帶來的更為的影響。先，對(duì)于國(guó)應(yīng)商可供選擇的半導(dǎo)體組件，我們預(yù)計(jì)中國(guó)設(shè)備制造商將瞄準(zhǔn)美國(guó)供應(yīng)商的替代品，并在需要時(shí)選擇將非美國(guó)供應(yīng)商作為第二來源。此外，面對(duì)美國(guó)的出口限制（甚至是美國(guó)可能在我們的情景1中對(duì)實(shí)體名單之外的公司施加此類限制的風(fēng)險(xiǎn)），中國(guó)設(shè)備制造商還將嘗試用其他或歐洲供應(yīng)商取代美國(guó)半導(dǎo)體供應(yīng)商，即使這種替代無助于實(shí)現(xiàn)中國(guó)制造2025年的目標(biāo)。
除了財(cái)務(wù)影響外，我們的分析還揭示了一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)，即將美國(guó)半導(dǎo)體公司拒之門外后，中國(guó)市場(chǎng)可能引發(fā)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的劇烈變化，對(duì)美國(guó)經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力和產(chǎn)生深刻、不可逆轉(zhuǎn)的影響。如果美國(guó)半導(dǎo)體公司的全球份額下滑至約30%，美國(guó)將把其長(zhǎng)期的全球半導(dǎo)體地位拱手讓給韓國(guó)或中國(guó)。
更根本的是，美國(guó)可能面臨不得不在很大程度上依賴外國(guó)供應(yīng)商來滿足其國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體需求的風(fēng)險(xiǎn)。預(yù)計(jì)每年研發(fā)投資將減少30%至60%，美國(guó)工業(yè)可能無法提供滿足美國(guó)國(guó)防和系統(tǒng)未來需求所需的技術(shù)進(jìn)步。
美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)的下行風(fēng)險(xiǎn)可能不止于此。一旦美國(guó)工業(yè)失去其全球地位，它將不可能重新獲得。如果我們的中長(zhǎng)期情景2得以實(shí)現(xiàn)，中國(guó)成為全球者，美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)將可能面臨額外的份額侵蝕，超出我們預(yù)測(cè)的18個(gè)百分點(diǎn)。在沒有貿(mào)易壁壘的情況下，中國(guó)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手不會(huì)將自己局限于主導(dǎo)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。
在其他幾個(gè)技術(shù)領(lǐng)域，中國(guó)企業(yè)利用在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)建立的規(guī)模優(yōu)勢(shì)，以搶占海外市場(chǎng)的市場(chǎng)份額，使行業(yè)利潤(rùn)率降低了50%至90%。（見附件12。）

若營(yíng)收大幅下降，美國(guó)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(huì)削減120億美元，即30%。如果美國(guó)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(guó)損失12.4萬個(gè)就業(yè)崗位，其中3.7萬個(gè)在半導(dǎo)體行業(yè)。
假以時(shí)日，美國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)可能會(huì)失去相對(duì)于全球競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的技術(shù)和產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)，從而不可避免地導(dǎo)致市場(chǎng)份額進(jìn)一步下降。據(jù)估計(jì)，從中長(zhǎng)期來看，美國(guó)半導(dǎo)體公司的全球份額將從48%下降到30%左右。美國(guó)還將失去其在該行業(yè)長(zhǎng)期以來的全球地位。
哪些競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手能從美國(guó)半導(dǎo)體公司放棄的中國(guó)客戶那里獲得收入，將取決于中國(guó)開發(fā)替代國(guó)應(yīng)商的能力。這種能力因產(chǎn)品和時(shí)間的不同而不同。
考慮到中國(guó)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(guó)。中國(guó)的半導(dǎo)體公司將積發(fā)展，以滿足國(guó)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(duì)2025年的預(yù)測(cè)上限。此外，我們的模型顯示，由于韓國(guó)在內(nèi)存、顯示器、圖像處理和移動(dòng)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(guó)可能會(huì)取代美國(guó)，成為全球半導(dǎo)體行業(yè)的。
從中期到長(zhǎng)期來看，在第二種情景下，中國(guó)可能會(huì)成功地發(fā)展出一個(gè)有競(jìng)爭(zhēng)力的國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體設(shè)計(jì)行業(yè)，能夠滿足大部分國(guó)內(nèi)需求。然而，這需要時(shí)間，也需要持續(xù)的高水平投資。盡管中國(guó)在太陽(yáng)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(shí)間就迎頭趕上，但它是在獲得外國(guó)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(guó)和閩臺(tái)分別花了大約15到20年的時(shí)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(gè)國(guó)家有一個(gè)完全自主的生產(chǎn)過程，并在整個(gè)價(jià)值鏈上完全自給自足。中國(guó)可能仍需要依賴外國(guó)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(guó)供應(yīng)商提供的設(shè)計(jì)工具，同時(shí)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(guó)不得不進(jìn)口替代高性能處理器來取代基于美國(guó)技術(shù)的CPU、GPU和FPGA，隨著時(shí)間的推移，中國(guó)的半導(dǎo)體公司可能終能夠滿足國(guó)內(nèi)對(duì)幾乎所有其他半導(dǎo)體產(chǎn)品的需求。這樣做將使中國(guó)的自給自足率達(dá)到約85%。在這種情況下，中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)的全球份額將從3%增長(zhǎng)到30%以上，取代美國(guó)成為全球者。
美國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)下行風(fēng)險(xiǎn)不容小覷

? 有成熟的非美國(guó)供應(yīng)商的半導(dǎo)體元件。
短期內(nèi)，中國(guó)設(shè)備制造商將把采購(gòu)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(guó)開發(fā)的設(shè)計(jì)工具和制造設(shè)備，與中國(guó)客戶做生意也不受限制。中長(zhǎng)期看來，中國(guó)可能會(huì)尋求完全或部分地用國(guó)應(yīng)商取代第三國(guó)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(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)品類別(國(guó)需求的45%)屬于這一類。
? 沒有非美國(guó)供應(yīng)商可替代的半導(dǎo)體元件。
國(guó)需求27%的9個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)品類別符合這一描述。中國(guó)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(guó)消費(fèi)者可以用其它芯片替代美國(guó)的處理器。例如，中國(guó)公司可以設(shè)計(jì)自己的集成電路，來代替美國(guó)的CPU、GPU和FPGA。事實(shí)上，一些的中國(guó)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(guó)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(guó)的供應(yīng)商可以提供這些工具，因此中國(guó)必須自行開發(fā)一套設(shè)計(jì)工具，或者從第三國(guó)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(guó)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(guó)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(guó)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(guó)設(shè)備制造商預(yù)計(jì)受到的干擾，在中長(zhǎng)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(duì)需求激增的新供應(yīng)商的短期動(dòng)蕩之外，中國(guó)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(guó)供應(yīng)商提供的設(shè)計(jì)工具。
中國(guó)已經(jīng)在這方面取得了進(jìn)展，使用了非美國(guó)的架構(gòu)來建造神威超級(jí)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(jí)計(jì)算機(jī)計(jì)劃表明，歐洲和國(guó)家自己也在積努力擺脫美國(guó)的CPU供應(yīng)商和架構(gòu)。
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