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中韓崛起，全球半導體產業競爭加劇
盡管美國半導體行業在全球擁有的地位，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品）的快速產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。
全球行業分類共有32條半導體產品線，在占全球總需求的61%的其中18條產品線中，每條產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）和現場可編程門陣列（FPGA）等產品領域，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據中心設計自己的定制芯片，他們日益傾向于優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品需求的飆升。韓國兩家公司都是存儲產品領域的全球企業。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品領域的強勢擴張，它既是公司不斷擴大的消費電子和網絡設備硬件產品組合的內部供應商，也是其他設備制造商的商業供應商，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品，到現在已經在半導體設計方面取得了穩步進展。幾十年來，發展國家半導體產業，減輕對外國供應商的依賴，一直是中國的政策重點。根據中國半導體行業協會(CSIA)的數據顯示，過去五年中，中國半導體企業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呈爆炸式增長。CSIA報告稱，中國目前有1600多家本土企業，占全球市場的份額總計13%，遠遠高于2010年的5%。
在需求方面，盡管行業報告和媒體經常采用各種更高的數字來衡量中國市場的規模，我們相信，中國原始設備制造商（oem）生產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，國內半導體企業僅國終端設備制造商總需求的14%。

良性創新周期加強了美國的市場地位
這一良性循環有兩個核心因素：研發強度和規模。歷史上，美國半導體公司一直將收入的17%至20%投資于研發，遠遠高于其他地區的半導體公司14%的投資比例。事實上，2018年美國半導體公司的研發強度在美國經濟所有行業中排名第二，僅次于制藥/生物技術行業。
規模是創新良性循環的第二支柱。2018年，美國半導體行業的全球產品收入約為2260億美元，遠遠超過其他競爭地區的同行。這個規模是韓國半導體產業的兩倍，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業擴大規模的關鍵要求。約80%的美國工業收入來自出口市場，這個出口市場中包括了約占全球需求23%的中國。根據美國國際貿易會的數據，半導體是美國2018年第出口產品，僅次于飛機、成品油和。
圖：美國在全球半導體產業鏈的關鍵層面處于地位
得以進入全球市場，使美國半導體行業能夠利用高度化的資源來制造日益復雜的產品。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。雖然美國公司在產業鏈的設計和設備層可以廣泛依賴美國國內的半導體生態系統，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。

中國的“中國制造2025”計劃設定了半導體自給自足的宏偉目標。目標是到2025年使國應商滿足全國70%的半導體需求。為了支持這一目標，中國正在利用各種政策手段，包括國家支持的投資基金，為國產半導體開發和制造業提供資金。到目前為止，和地方已經為該計劃承諾了1200億美元。中國也在積尋求海外人才和并購機會。
盡管現在中國還遠未實現自給自足的目標，但它似乎在半導體設計的幾個關鍵領域取得了重大進展：
2004年成立的華為全資半導體子公司海思（HiSilicon）設計的芯片，正在為華為大部分智能手機和越來越多的5G基站供貨。2018年2月，海思推出了5G芯片組——巴龍5G01，并宣稱這是全球符合5G標準的商用芯片組。近，在2019年10月，華為宣布已經開始生產沒有美國組件的5G基站。
自2018年年中以來，至少有9家中國大型消費電子公司追隨華為的腳步，宣布計劃在內部開發芯片，為其數據中心、智能手機或物聯網設備供貨。
數家中國公司正在生產基于替代體系結構的服務器，這是中國開發替代本土數據中心生態系統作出的嘗試和努力。

若營收大幅下降，美國企業的研發投資將大幅削減——如果它們保持目前的研發強度，至少會削減120億美元，即30%。如果美國半導體公司的目標是獲得與該行業資本成本估計相等的股東總回報(盡管收入大幅縮水)，那么研發支出的削減幅度可能必須達到60%。除了研發支出削減，資本支出還將減少130億美元，導致美國損失12.4萬個就業崗位，其中3.7萬個在半導體行業。
假以時日，美國半導體企業可能會失去相對于全球競爭對手的技術和產品優勢，從而不可避免地導致市場份額進一步下降。據估計，從中長期來看，美國半導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長期以來的全球地位。
哪些競爭對手能從美國半導體公司放棄的中國客戶那里獲得收入，將取決于中國開發替代國應商的能力。這種能力因產品和時間的不同而不同。
考慮到中國半導體行業的發展現狀，短期內大部分收入將流向第三國。中國的半導體公司將積發展，以滿足國內40%的需求——幾乎是目前自給自足水平的3倍，并且達到分析師對2025年的預測上限。此外，我們的模型顯示，由于韓國在內存、顯示器、圖像處理和移動處理器等關鍵產品方面的強大能力，以及它擴大生產能力的能力，韓國可能會取代美國，成為全球半導體行業的。
從中期到長期來看，在第二種情景下，中國可能會成功地發展出一個有競爭力的國內半導體設計行業，能夠滿足大部分國內需求。然而，這需要時間，也需要持續的高水平投資。盡管中國在太陽能電池板、液晶顯示器和智能手機等科技產品上僅用了5到7年的時間就迎頭趕上，但它是在獲得外國技術和零部件的情況下做到這一點的。就半導體而言，技術壁壘要高得多。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，半導體的技術復雜性是如此之高，以至于沒有一個國家有一個完全自主的生產過程，并在整個價值鏈上完全自給自足。中國可能仍需要依賴外國設計公司來制造高度復雜的芯片，這些芯片需要美國供應商提供的設計工具，同時還需要其它地區的芯片代工廠來制造一些本土設計的芯片，尤其是那些需要制造節點的芯片。
即使中國不得不進口替代高性能處理器來取代基于美國技術的CPU、GPU和FPGA，隨著時間的推移，中國的半導體公司可能終能夠滿足國內對幾乎所有其他半導體產品的需求。這樣做將使中國的自給自足率達到約85%。在這種情況下，中國半導體行業的全球份額將從3%增長到30%以上，取代美國成為全球者。
美國半導體行業下行風險不容小覷
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