在最新發(fā)布的《2020年美國半導(dǎo)體行業(yè)現(xiàn)狀》報告中，美國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(SIA)從全球半導(dǎo)體市場份額、研發(fā)投入、制造產(chǎn)能，以及就業(yè)等方面描述出美國半導(dǎo)體行業(yè)的現(xiàn)狀，進(jìn)一步用數(shù)據(jù)驗(yàn)證了美國半導(dǎo)體行業(yè)在全球的領(lǐng)導(dǎo)地位，同時也指出了潛在的威脅與挑戰(zhàn)。lV3esmc

《國際電子商情》姊妹刊《電子工程專輯》主分析師顧正書根據(jù)相關(guān)調(diào)研機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)和預(yù)測，對中國半導(dǎo)體的現(xiàn)狀與美國半導(dǎo)體進(jìn)行了對比，通過一些數(shù)據(jù)揭示出我們目前的差距有多大。只有對自己有了清楚的認(rèn)識后，我們才能理性客觀地做出正確的決策，將有限的資源投入到最需要補(bǔ)缺的地方。同時，我們也可以看到未來的發(fā)展機(jī)會，通過技術(shù)創(chuàng)新和強(qiáng)大的市場需求來加速中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展步伐，早日在全球市場占據(jù)領(lǐng)導(dǎo)地位。lV3esmc

全球半導(dǎo)體營收對比：美國47%，中國大陸5%

據(jù)世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(WSTS)的統(tǒng)計，全球半導(dǎo)體營收在2018年創(chuàng)下破紀(jì)錄的4680億美元，2019年則因?yàn)榇鎯ζ魇袌龅闹芷谛哉{(diào)整而下滑12.1%，降至4123億美元。WSTS預(yù)測，由于新冠病毒疫情對全球經(jīng)濟(jì)和供應(yīng)鏈的影響，2020年相比2019年僅有微小增幅，預(yù)計達(dá)到4260億美元，2021年將回升至4520億美元。（編者注：以下圖表若無特別注明，均來自SIA報告，其中國家/地區(qū)分類將中國臺灣和中國大陸分開統(tǒng)計）lV3esmc

從最終用戶需求來看，全球半導(dǎo)體的主要應(yīng)用市場包括通信、計算機(jī)、消費(fèi)電子、汽車、工業(yè)和政府機(jī)構(gòu)等六大領(lǐng)域，占比分別為33.0%、28.5%、13.3%、12.2%、11.9%和1.3%。AI、量子計算、5G、物聯(lián)網(wǎng)和智慧城市等新興應(yīng)用將是全球半導(dǎo)體未來增長的驅(qū)動力。lV3esmc

在4123億美元的全球營收中，美國半導(dǎo)體公司占據(jù)47%，而中國大陸的公司只占5%。lV3esmc

若進(jìn)一步細(xì)分到半導(dǎo)體器件類型，微處理器/數(shù)字/邏輯器件的美國占比為61%，中國大陸為9%；模擬器件美國占63%，中國大陸低于5%；存儲器方面，美國占23%，中國大陸幾乎為零；分立器件美國占23%，中國大陸占5%。lV3esmc

若按產(chǎn)業(yè)鏈上下游分工和商業(yè)模式劃分，美國在全球IDM市場的占比為51%，F(xiàn)abless市場為65%，半導(dǎo)體設(shè)備占比40%，而在晶圓代工和封裝測試方面則相對較弱，分別占比10%和15%。lV3esmc

2019年中國大陸的晶圓代工行業(yè)整體營收為391億元，全球占比約10%。目前中國大陸只有華潤微和士蘭微這兩家IDM廠商，而且規(guī)模相比美國IDM公司仍然很小。據(jù)中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2019年中國IC設(shè)計銷售額為3,064億元，全球占比約10%。封裝測試產(chǎn)業(yè)營收為2350億元，全球占比約20%。lV3esmc

研發(fā)投入：美國16.4%，中國大陸8.3%

自上世紀(jì)90年代以來，美國半導(dǎo)體在全球一直處于領(lǐng)導(dǎo)地位，市場份額接近50%。美國半導(dǎo)體公司始終保持競爭優(yōu)勢的秘訣在于持續(xù)在R&D、設(shè)計和制造工藝技術(shù)方面的巨額投入。巨大的技術(shù)研發(fā)投入讓美國公司贏得技術(shù)優(yōu)勢，獲得高額利潤，從而可以拿出更多的資金用于新技術(shù)的研發(fā)，這一創(chuàng)新模式讓美國半導(dǎo)體處于一種良性循環(huán)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，得以保持領(lǐng)先地位。lV3esmc

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從1999到2019年，美國半導(dǎo)體的研發(fā)投入年復(fù)合增長率為6.6%，2019年達(dá)到398億美元。從研發(fā)占銷售收入的比例來看，美國平均為16.4%，而中國大陸只有8.3%。lV3esmc

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半導(dǎo)體設(shè)計和制造是一個資本密集型產(chǎn)業(yè)，隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的演進(jìn)，資本投入的要求越來越高。以數(shù)字和邏輯器件的晶圓代工為例，晶圓產(chǎn)能達(dá)到10萬片/月的資本投入正隨著工藝的進(jìn)步逐代飆升，從14nm/16nm的120億美元，攀升至5nm的200億美元。能夠支付起這么高額開支的公司也越來越少，2001年全球有30家公司可以制造當(dāng)時最先進(jìn)工藝的芯片，而到了今天只有3家公司在追逐最先進(jìn)的7nm/5nm工藝。lV3esmc

在2019年全球半導(dǎo)體資本開支中，美國占28%，而中國大陸只占10%，韓國和臺灣則分別占比31%和17%。同樣以數(shù)字/邏輯器件的制造技術(shù)先進(jìn)性為例，2010年臺灣和韓國落后美國2.5年，中國大陸落后4年。到了2019年，臺灣和韓國已經(jīng)趕上甚至超過美國，而中國大陸仍然有4年的差距。lV3esmc

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雖然美國在半導(dǎo)體制造技術(shù)和晶圓廠方面有持續(xù)穩(wěn)定的投入，但亞洲國家和地區(qū)卻在以更快的速度擴(kuò)張產(chǎn)能?，F(xiàn)在，美國的產(chǎn)能僅占全球的12.5%，超過80%的產(chǎn)能分布在亞洲。2019年，全球新建六座晶圓廠，全部在美國之外，其中有四座是在中國。lV3esmc

據(jù)預(yù)測，到2030年，美國的晶圓產(chǎn)能將下降到10%，而亞洲國家和地區(qū)則占據(jù)83%，屆時中國大陸將成為產(chǎn)能最大的國家。lV3esmc

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半導(dǎo)體進(jìn)出口：美國出口460億美元，中國大陸進(jìn)口3056億美元

2019年美國半導(dǎo)體的出口額為460億美元，僅次于飛機(jī)、石油和汽車。這一方面是因?yàn)榘雽?dǎo)體需求的80%來自美國以外的市場（中國大陸是最大的需求市場），另外一個原因是美國半導(dǎo)體公司有44%的產(chǎn)品都是在美國本土的晶圓廠生產(chǎn)的。lV3esmc

2019年中國大陸集成電路累計進(jìn)口額為3055.5億美元，累計出口金額為1015.78億美元，貿(mào)易逆差達(dá)到2039.71億美元。lV3esmc

此外，美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造的直接就業(yè)機(jī)會為24.1萬人，間接支持的工作機(jī)會超過100萬。中國大陸的半導(dǎo)體從業(yè)人員約有19萬人。lV3esmc

中國半導(dǎo)體追趕美國的機(jī)會

為繼續(xù)保持美國在全球半導(dǎo)體領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，SIA建議美國政府在基礎(chǔ)研究、國內(nèi)生產(chǎn)、人才培養(yǎng)，以及貿(mào)易和知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)方面加強(qiáng)投入。具體如下：lV3esmc

●通過聯(lián)邦政府科研機(jī)構(gòu)、能源部和國防部等機(jī)構(gòu)，將用于新型半導(dǎo)體材料、芯片設(shè)計和架構(gòu)的科研預(yù)算從15億美元擴(kuò)增到50億美元；lV3esmc

●加大美國在半導(dǎo)體相關(guān)領(lǐng)域的研究投入，比如材料科學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、工程和應(yīng)用數(shù)學(xué)等領(lǐng)域；lV3esmc

●建立新的半導(dǎo)體制造投資撥款項(xiàng)目以刺激更多先進(jìn)半導(dǎo)體制造工廠在美國本土啟動和擴(kuò)產(chǎn)，特別是在先進(jìn)數(shù)字/邏輯工藝、存儲器和模擬器件晶圓廠方面，以滿足國防、關(guān)鍵基礎(chǔ)建設(shè)和工業(yè)應(yīng)用需求；lV3esmc

●改革美國高層次技術(shù)移民系統(tǒng)和相關(guān)法規(guī)，以鼓勵從美國大學(xué)畢業(yè)的STEM學(xué)生留在美國，為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新提供足夠的人才儲備；lV3esmc

●加強(qiáng)半導(dǎo)體領(lǐng)域知識產(chǎn)權(quán)偷竊和侵權(quán)的法律執(zhí)行，以保護(hù)美國國家和企業(yè)的利益。lV3esmc

中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會IC設(shè)計分會理事長魏少軍教授在最近舉行的中國IC領(lǐng)袖峰會上呼吁，中國應(yīng)成立由政府主導(dǎo)的“集成電路研發(fā)基金”，用于半導(dǎo)體基礎(chǔ)研究和芯片設(shè)計的前沿技術(shù)開發(fā)。lV3esmc

據(jù)IBS統(tǒng)計，2019年中國市場的半導(dǎo)體供應(yīng)量約有15.81％來自中國本土企業(yè)，而84.19％依賴外國公司。預(yù)計到2030年，中國市場的半導(dǎo)體供應(yīng)量將有39.78％來自中國公司，60.22％仍將來自外國公司。這一預(yù)測數(shù)據(jù)也許有點(diǎn)保守，但我們計劃2025年半導(dǎo)體自給率提升至70%的目標(biāo)確實(shí)很難實(shí)現(xiàn)。lV3esmc

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中國的半導(dǎo)體供應(yīng)（來源：IBS，2020年6月）lV3esmc

然而，中國企業(yè)的半導(dǎo)體需求量在穩(wěn)步增長。2019年，中國市場半導(dǎo)體消費(fèi)量45％來自中國企業(yè)，2020年中國和外國企業(yè)在中國市場的半導(dǎo)體消費(fèi)量將持平。隨著新基建投資的逐漸展開，來自中國本土市場的需求將保持高速增長。預(yù)計到2030年，69％的消費(fèi)量將來自中國本土公司，需求主要來自數(shù)據(jù)中心、消費(fèi)電子、汽車、醫(yī)療等應(yīng)用領(lǐng)域。lV3esmc

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中國的半導(dǎo)體需求（來源：IBS，2020年6月）lV3esmc

中美貿(mào)易摩擦和科技冷戰(zhàn)將對美國半導(dǎo)體企業(yè)帶來負(fù)面影響，而對中國本土半導(dǎo)體企業(yè)則有著極大的推動作用。“國產(chǎn)化”趨勢將給中國中小IC設(shè)計公司帶來前所未有的的機(jī)遇，同時中國本土的半導(dǎo)體設(shè)備和晶圓制造能力也將得到大力發(fā)展。lV3esmc

雖然高端芯片、先進(jìn)半導(dǎo)體設(shè)備和晶圓制造工藝的技術(shù)提高需要時間積累，但中國正在對5G、AI、IoT和量子計算等下一代技術(shù)進(jìn)行大量投資。以高鐵、新能源、5G網(wǎng)絡(luò)，電動車和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等為代表的“新基建”將帶動半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的高速增長，預(yù)計到2030年中國將在許多關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域取得世界領(lǐng)先地位。lV3esmc

原文發(fā)表于ASPENCORE旗下ESMC姊妹網(wǎng)站EETC 責(zé)任編輯：Elaine LinlV3esmc

EE直播間“硬件創(chuàng)新”直播系列：VR/AR市場趨勢、生態(tài)建設(shè)、核心技術(shù)和設(shè)計方案lV3esmc

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