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限制对华贸易,将威胁到美国半导体地位
中美摩擦给美国半导体公司发展带来了巨大阻力。自“贸易战”开始以来,美国前25大半导体公司的收入同比增幅已从2018年7月实施轮关税前的4个季度的10%骤降至2018年底的约1%。而在美国2019年5月限制向华为销售某些技术产品后的三个季度中,美国半导体公司的营收均下降了4%至9%。其中许多公司将与中国的贸易冲突作为其业绩下滑的一个重要因素。
尽管中美两国在2020年1月签署的“阶段”协议,包含了与半导体行业相关的几个领域的条款,如知识产权保护和技术转让要求。然而,它没有解决其它复杂的问题,比如中国对国内半导体企业的国家支持,对某些中国实体获得与美国担忧相关的美国技术的限制依然存在。
双边冲突的持续,可能危及美国半导体公司在中国与其竞争对手(包括来自中国和其它地区的竞争对手)开展平等业务的能力,从而可能对美国半导体行业从中国设备制造商那里获得的约490亿美元收入(占其总收入的22%)构成直接风险。这种风险将威胁到美国产业维持其创新和全球地位的良性循环。
鉴于目前的不确定性,我们评估了两种可能在未来出现的情况:

针对中国客户可替代程度的不同,可能会存在以下三种情况:
如果存在一家或多家成熟的半导体企业替代非美国供应商,并在全球占有10%或以上的市场份额,美国供应商的替代率将为50%至。
如果不存在成熟的非美国供应商,但那些小的替代供应商的总份额为10%或以上,则美国供应商的替代率将为30%至40%。
如果美国半导体供应商某一特定产品的全球市场份额超过90%,则不会出现替代品,这表明没有明确的替代品。
即使在这些适当的假设下,我们的逐项分析表明,在当前对实体名单上公司的出口限制、中国客户积将供应商多样化的综合影响下,美国公司可能会失去其在中国目前业务的50%以上。
总的来说,我们估计,维持现状将导致美国半导体行业的全球市场份额下降8个百分点,全球收入下降16%,相当于2018年的360亿美元。由于大部分替代品将出现在产品周期较短的设备上,如智能手机、个人电脑和消费电子产品,因此大部分影响可能会在2-3年内显现出来。

• 有成熟的非美国供应商的半导体元件。
短期内,中国设备制造商将把采购转向或欧洲其他地区的现有供应商。当然前提是假设这些海外供应商继续不受限制地使用美国开发的设计工具和制造设备,与中国客户做生意也不受限制。中长期看来,中国可能会寻求完全或部分地用国应商取代第三国供应商,以实现其半导体自给自足的既定目标。总体而言,12个半导体产品类别(国需求的45%)属于这一类。
• 没有非美国供应商可替代的半导体元件。
国需求27%的9个半导体产品类别符合这一描述。中国将不得不加快本土替代供应商的开发。在某些情况下,中国消费者可以用其它芯片替代美国的处理器。例如,中国公司可以设计自己的集成电路,来代替美国的CPU、GPU和FPGA。事实上,一些的中国公司已经在人工智能领域这样做了。另一种选择是开发基于不受美国出口管制的架构的处理器,例如RISC-V开源架构。这种高度复杂的半导体产品需要的设计工具,而目前只有美国的供应商可以提供这些工具,因此中国必须自行开发一套设计工具,或者从第三国寻找能够设计这些关键替代元件的新供应商。
在技术脱钩的情况下,中国的半导体产业供应链将呈现出截然不同的面貌。(见表9)中国可以继续接触和欧洲的半导体供应商和代工厂,这些供应商和代工厂将继续使用美国供应商的设计工具和制造设备,从某种程度上说,中国设备制造商预计受到的干扰,在中长期内将在一定程度上受到限制。
除了转换到需要快速提高产能以应对需求激增的新供应商的短期动荡之外,中国面临的主要挑战将是为计算密集型应用开发可行的替代高性能处理器,与或欧洲其他地区的新供应商密切合作,这些供应商可以使用美国供应商提供的设计工具。
中国已经在这方面取得了进展,使用了非美国的架构来建造神威超级计算机处理器。欧洲的欧洲处理器计划和富士通的K和Post-K超级计算机计划表明,欧洲和国家自己也在积努力摆脱美国的CPU供应商和架构。

良性创新周期加强了美国的市场地位
这一良性循环有两个核心因素:研发强度和规模。历史上,美国半导体公司一直将收入的17%至20%投资于研发,远远高于其他地区的半导体公司14%的投资比例。事实上,2018年美国半导体公司的研发强度在美国经济所有行业中排名第二,仅次于制药/生物技术行业。
规模是创新良性循环的第二支柱。2018年,美国半导体行业的全球产品收入约为2260亿美元,远远超过其他竞争地区的同行。这个规模是韩国半导体产业的两倍,是日本的五倍,是欧洲的六倍,是中国的15倍。
由于美国国内市场占全球半导体需求的比例不到25%,因此,开放进入国际市场是美国半导体产业扩大规模的关键要求。约80%的美国工业收入来自出口市场,这个出口市场中包括了约占全球需求23%的中国。根据美国国际贸易会的数据,半导体是美国2018年第出口产品,仅次于飞机、成品油和。
图:美国在全球半导体产业链的关键层面处于地位
得以进入全球市场,使美国半导体行业能够利用高度化的资源来制造日益复杂的产品。例如,在一家价值150亿美元的晶圆制造厂中,使用高精度设备制造一个的7纳米芯片,需要大约1500步。虽然美国公司在产业链的设计和设备层可以广泛依赖美国国内的半导体生态系统,但在材料、设备及芯片的制造、组装和测试方面也依赖外国合作伙伴。没有任何一个公司或国家有技术能力控制整个供应链。
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