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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。

中韩崛起,全球半导体产业竞争加剧
尽管美国半导体行业在全球拥有的地位,但它仍面临着相当大的竞争。终端市场(如智能手机、个人电脑和消费电子产品)的快速产品周期占半导体总需求的一半以上,这意味着美国半导体公司必须每年展开激烈竞争,以赢得每一代新设备的供应合同。
全球行业分类共有32条半导体产品线,在占全球总需求的61%的其中18条产品线中,每条产品线都至少有一家非美国公司的全球市场份额达到或超过10%,这些企业将有可能替代美国供应商。
目前,在处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)和现场可编程门阵列(FPGA)等产品领域,美国公司的总市场份额超过90%,但即便如此,美国也并不能在这些领域高枕**。因为全球大客户越来越多地为数据中心设计自己的定制芯片,他们日益倾向于优化被称为应用集成电路(asic)的芯片,以便在自己的大型硬件设备中使用。
此外,美国半导体公司面临着来自韩国和中国日益激烈的竞争。自2009年以来,韩国和中国的市场份额分别增长了12%和3%。与此同时,美国公司在美国本土市场的竞争也在加剧,欧洲和日本的主要半导体公司正在加大投资力度,通过重大收购扩大投资组合和业务。
韩国市场份额的增长,在一定程度上反映了市场对存储产品需求的飙升。韩国两家公司都是存储产品领域的全球企业。三星在显示驱动、图像传感器和集成移动处理器等一系列半导体产品领域的强势扩张,它既是公司不断扩大的消费电子和网络设备硬件产品组合的内部供应商,也是其他设备制造商的商业供应商,这对韩国市场份额的增长做出了贡献。2019年3月,文在寅指示采取措施,提高该国在全球半导体行业的竞争力,追赶存储市场。
自本世纪初以来,中国从初几乎没有任何半导体产品,到现在已经在半导体设计方面取得了稳步进展。几十年来,发展国家半导体产业,减轻对外国供应商的依赖,一直是中国的政策重点。根据中国半导体行业协会(CSIA)的数据显示,过去五年中,中国半导体企业报告的总营收以每年20%以上的速度增长。除去外国半导体公司在中国的活动,2018年中国企业在全球半导体销售和半导体制造领域的整体份额仅为3-4%。无晶圆厂设计的进步为显著,近年来,中国的无晶圆厂设计企业呈爆炸式增长。CSIA报告称,中国目前有1600多家本土企业,占全球市场的份额总计13%,远远高于2010年的5%。
在需求方面,尽管行业报告和媒体经常采用各种更高的数字来衡量中国市场的规模,我们相信,中国原始设备制造商(oem)生产的器件中所包含的半导体元件的价值,是衡量全球半导体需求中真正由中国驱动部分的佳指标。按照这个标准,中国目前占全球半导体需求的23%。这意味着,国内半导体企业仅国终端设备制造商总需求的14%。

我们预计,维持现状将产生四个关键的直接影响。
1、全球科技公司可能会将部分供应链从中国转移出去,这样它们就可以继续为美国市场服务,而不必对从中国运出的产品征收关税和受到其他潜在限制。
2、由于担心美国的限制会损害产品功能和质量,中国以外的消费者和企业将不愿意购买中国技术产品。因此,中国科技公司在美国乃至其他发达地区的市场份额将受到侵蚀。相反,美国科技公司将失去在中国的市场份额。买家会因为关税、行动、消费者情绪等,或者只是因为国内在海外市场遭遇逆风而增加的竞争压力而回避美国产品。2019年5月美国对华为实施限制后,西欧、加拿大和中国等市场的智能手机份额不断变化,这一格局的初迹象已经显现出来。
3、被列入实体名单的中国公司将使用来自中国、欧洲和其他供应商的组件替换基于美国技术的组件。
4、未被列入实体名单的中国设备制造商将主动使半导体供应商多样化,以减少对美国技术的依赖,因为他们认为美国限制措施可能会升级。这将加速中国几大智能手机公司、消费电子产品公司和互联网公司正进行的自研芯片进度。
上述前两种效应对美国半导体行业的影响微乎其微。全球科技公司将部分技术供应链转移到其他国家,以绕过美国对中国进口产品的限制,不会引发半导体供应商的变化。对于消费者和企业购买决策的变化,我们的市场模型预测,这将使中国设备制造商的半导体需求规模仅增加约1%,而其他地区的需求也受到影响,终将转化为美国半导体公司收入的小幅下降。
上述后两个影响意味着中国客户将离开美国组件,这将对美国半导体公司产生重大影响。先,目前在实体名单上的华为和其他中国公司购买的所有美国半导体都必须转移到非美国供应商手中。我们估计,没有美国半导体直接替代方案的仅约占实体清单公司半导体总需求的10-15%,这意味着这些公司将能够迅速找到几乎所有组件的替代品。例如,2019年9月,华为发布的Mate 30旗舰机,美国制造只占比15%,其他的都已找到替代。
对于不在实体名单上的中国企业,更换美国供应商的力度可能会有所不同,这取决于美国进一步限制的潜在风险,以及特定部件是否有可行的替代供应商。我们预计,只有中国企业看到一个清晰、低风险的机会,使其供应商基础多样化,美国供应商的全部或部分替代才会出现。我们估计,中国客户目前已在国内或其他地区建立了替代性非美国供应商,约占2018年半导体需求的73%。

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:
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