过去十年，美国半导体产业研发投入3120亿美元，仅2018年就达到390亿美元，几乎是世界其他地区的两倍半导体研发总投资。不得不承认，美国在半导体产业方面确实具有先发优势，但其他国家也没有示弱，而中国的发展最为突出。因此，美国为了维护其“霸权”地位，提出了限制对华贸易的政策。那么，这对美国和中国来说是优势还是劣势？近日，波士顿咨询集团发布了一份名为《限制对华贸易将如何终结美国在半导体行业的领导地位》（HowRestrictingTradewithChinaCouldEndUSSemiconductorLeadership）的研究报告。（以下简称《报告》）《报告》预测了中美贸易摩擦在芯片领域可能出现的两种趋势。指出，如果美国继续加大对华商用芯片的出口管制，将削弱美国半导体企业的竞争力，美国在半导体领域的长期领先地位将受到威胁，这将对美国半导体产业产生深远的负面影响，甚至远超“中国制造2025”政策的预期效果。如果美国对中国限制的政策态度继续加强，韩国凭借其在存储器、显示器、图像处理和移动处理器等关键产品的强大能力以及扩展能力，可能会取代美国成为全球半导体产业生产能力。的领导者。同时，报告还根据当前美国对中国技术限制的政策不确定性程度评估了两种可能的情景，并结合这两种情景预测了对半导体行业的短期和中长期影响。中国和美国。影响水平。如需获取本报告全文pdf，请在雷风网回复关键词“521报告”（公众号：雷风网（公众号：雷风网））微信（leiphone-sz)提取。文件来源：波士顿咨询集团1、自保：美国半导体产业失去良性创新循环在数字化转型和人工智能时代，强大的半导体产业对美国的全球经济竞争力和国家安全至关重要。美国一直是世界半导体大国，占据了45%到50%的份额。美国的领导地位建立在一个良性创新循环的基础上，该循环依赖于进入全球市场所需的规模，以资助大规模的研发投资，从而始终保持美国技术领先于全球竞争对手。1）中国是美国半导体产业最重要的市场之一，发展潜力巨大除去中国工厂对外国公司的制造活动，中国公司占全球半导体需求的23%。如今，中国半导体行业（没有外国半导体公司在中国建厂）仅占国内需求的14%。显然，中国是美国半导体产业最重要的市场之一。据此，波士顿预计，“中国制造2025”计划将在2025年将中国半导体自给率提升至25%至40%左右，将美国的全球份额降低2至5个百分点。因此，对中国获取美国技术的广泛单边限制可能会大大加深和加速美国公司的份额侵蚀。未来三到五年：美国企业如果继续遵守当前的限制，将损失8%的全球份额和16%的收入《实体名单》；如果美国全面禁止半导体公司向中国客户销售产品，那么它将失去18%的全球市场份额和37%的收入，实际上使技术与中国脱钩。这些收入下降将不可避免地导致研发和资本支出的大幅削减，以及美国半导体行业直接损失15,000至40,000个高技能工作岗位。2）美国半导体行业面临多重竞争此外，根据Gartner数据，2018年美国半导体企业（包括在自己工厂设计和制造产品的集成器件制造商（IDM），以及依赖独立晶圆代工厂生产的企业）制造芯片的）晶圆厂设计公司）提供了全球约48%的半导体市场。在所有终端应用市场中，从PC和IT基础设施到消费电子产品，美国在32个半导体产品类别中的23个领域处于领先地位。事实上，美国半导体行业的全球领导地位归功于大量研发投资带来的卓越技术和产品创新。半导体是高度复杂的产品，采用高度先进的制造工艺生产。改进通常需要多年才能实现的硬科学突破。在过去十年中，美国半导体行业在研发方面投入了3120亿美元，仅2018年就达到了390亿美元——几乎是世界其他地区半导体研发总投资的两倍。就其本身而言，美国政府大力投资于基础研究，这有助于弥合学术突破与新商业产品之间的差距。然而，与其他国家相比，美国政府投资多年来一直持平或下降。尽管在全球拥有明确的领导地位，但美国半导体行业仍面临着激烈的竞争。由于智能手机、个人电脑和消费电子等终端产品的周期很短，但它们占半导体总需求的一半以上，这意味着美国半导体公司每年都必须激烈竞争才能赢得每一代新设备。供货合同。在全球32条半导体产品线中，有18条（占全球总需求的61%）至少拥有一家非美国公司，其全球市场份额达到或超过10%，使其成为美国的潜在可行替代品。根据中国半导体行业协会(CSIA)的数据，在过去五年中，在中国经营的半导体公司的报告总收入以每年超过20%的速度增长。除了在中国经营的外国半导体公司外，据估计，2018年中国公司在全球半导体销售和半导体制造中的整体份额仅占3%至4%。其中，中国在无晶圆厂方面取得的进展最为显着设计：首先，中国的Fabless在过去几年出现了净增长，中国半导体协会的报告显示，目前中国有1600多家本土公司，合计占全球市场份额的13%，高于2010年的5%。在需求方面，中国目前占全球半导体需求的23%。这意味着美国半导体公司仅占中国终端设备制造商总需求的14%。中国政府此前还制定了一项名为“中国制造2025”的计划，并设定了一个雄心勃勃的目标——实现半导体的自给自足。其目标是到2025年让国内供应商满足该国70%的半导体需求。迄今为止，中央和地方政府已为该计划承诺投入约1200亿美元。此外，中国正在积极寻求海外人才和并购机会。分析师预计，到2025年，中国将通过本地设计的半导体满足25%至40%的国内需求，是目前水平的两倍多，但仍未达到其70%的目标。正是在这样的背景下，美国感受到了威胁，因此不断采取行动，以保住自己在全球半导体行业的地位。不过，本《报告》认为，这样做的结果是：对中国的限制将使美国半导体公司在美国的收入和市场份额受到显着影响，削弱美国继续投资创新的能力大规模研发，导致其半导体产业赖以生存的创新周期中断，最终丧失行业领先地位。韩国可能会在几年内超过美国成为世界半导体领导者，而中国则可以在长期内取得领导地位。二、半导体产业对美国战略布局的重要性强大且财务健康的半导体产业对美国具有战略意义。半导体实现技术突破，推动经济增长，对国家安全至关重要。1)实现技术突破在过去的三十年中，半导体行业一直处于信息和通信技术(ICT)连续革命性发展的核心。反过来，ICT的突破推动了经济增长，使美国自1988年以来在生产率增长和实际GDP增长方面均优于其他高收入国家。美国半导体技术促成了这些技术进步，并影响了其他国家世界。在过去的三十年里，每个芯片的晶体管数量增加了近百万倍，处理能力增加了450,000倍，成本每年下降20%到30%。这项技术的快速进步使计算设备从1980年的大型机过渡到2010年的智能手机。如今，全球有超过50亿人拥有智能手机，半导体行业本身也发展迅速：自1987年以来，半导体（工业收入作为占全球名义GDP的百分比）增长了2.8倍。全球半导体需求以年均8.6%的速度增长，2018年达到4750亿美元。我们正处于技术驱动的全球经济另一场大规模转型的早期阶段：数字转型和人工智能时代。增强/虚拟现实体验、无人驾驶汽车、物联网(IoT)和工业4.0系统等革命性应用以及智慧城市正在成为商业现实。启用这些新应用中的每一个都是半导体技术的进步。而且，半导体行业目前正在测试量子计算的第一个原型，它的运行速度比当前的计算机快1亿倍。2）维护国家安全半导体产业起源于1950年代的美国国防工业。虽然美国国防部(DoD)目前约占该行业收入的1%，但电子元件在国防和武器系统中无处不在，因此对美国的军事能力仍然至关重要。2018年美国国防战略中列出的国防现代化优先事项包括微电子、5G和量子科学作为需要美国投资的战略领域。其他优先领域——如网络安全、人工智能、自主系统和先进的成像设备——也严重依赖先进的半导体能力。随着数字连接的电子系统对于管理先进武器系统以及关键基础设施和信息变得越来越重要，提供可靠和安全组件的可信赖半导体供应商对国家安全变得更加重要。为此，美国国防高级研究计划局率先开展了一项为期多年的电子复兴计划。该计划的重点是通过与美国公司的公私合作伙伴关系开发用于军事用途的半导体设计和基础技术。与此同时，国防部正在倡导诸如可信和有保障的微电子等项目，以确保国内供应价值链制造层的安全。该计划在2020年国防部90个研发计划中排名第二。3.对华半导体贸易限制对美国半导体产业有何影响？中美贸易摩擦给美国半导体产业带来了一系列新的挑战。迄今为止，中国已将半导体排除在其对美国产品征收更高关税的清单之外，以报复美国自2018年初以来对一系列中国进口商品征收的更高关税。此外，半导体是其他有争议问题的核心，例如限制进入美国政府强加给华为和其他中国实体的美国公司的技术，他们说这些技术违反美国国家安全或外交政策利益。持续的美中贸易冲突可能会损害美国半导体公司在中国开展业务的能力，使它们更接近中国和其他地方的竞争对手。这可能对美国半导体公司从中国设备制造商那里获得的收入构成直接风险，并进一步威胁到美国半导体行业维持其创新良性循环和全球领导地位所需的规模。据此，《报告》评估了美国继续限制对华半导体贸易对美国半导体产业可能产生的两种可能情景：1）现状永远存在。在这种情况下，中国将不再对美国半导体征收任何关税，但在可预见的未来，华为和其他几家被美国商务部列入实体清单的中国公司将继续广泛限制在美国获取美国开发的技术.不在实体清单上的中国公司将被允许从美国供应商处采购半导体，但由于军事应用已经受到出口管制的特定组件除外。维持现状的四个主要直接影响是：跨国科技公司可能会将部分供应链从中国转移到其他国家，这样他们就可以继续服务于美国市场，而不受从中国出口的产品的关税和其他限制潜在的限制。由于担心美国的限制会损害其功能和质量，中国以外的消费者和企业将不愿购买中国科技产品。因此，中国科技公司将失去在美国以及其他发达市场的市场份额；相反，由于关税、法规、消费者信心或价格上涨，买家会避开美国产品，美国科技公司将在中国遭受损失。市场份额。只是国内品牌在海外的竞争压力加大了。实体清单上的中国公司将使用来自中国、欧洲和亚洲其他供应商的组件替换基于美国技术的组件。不在实体清单上的中国设备制造商将积极扩大半导体供应商的种类，以减少他们对美国技术的接触，因为他们预计美国的限制可能会升级。这将包括加快内部努力，以设计自己的芯片，中国一些主要的智能手机、消费电子产品和互联网公司已经在进行这些努力。预计影响将在2至3年内出现。3至5年后，美国半导体企业来自中国市场的收入将下降55%，全球市场份额下降8%，全球收入下降16%，研发投入下降13%.~25%。美国半导体公司损失的另一半收入将流向欧洲或亚洲的替代供应商。重要的是，这种收入从美国向非美国供应商的转移并没有使中国更加自给自足。因此，这部分对美国企业的负面影响将完全脱离“中国制造2025”计划的预期效果，并会进一步加大。那么，这将扭转美国半导体产业创新良性循环的方向——减少研发投入将降低美国企业保持技术和产品领先于全球竞争对手的能力，从而进一步削弱美国在中国以外的市场份额。2)逐步升级，使美国和中国的科技产业脱钩在这种情况下，美国半导体公司将被有效地禁止向所有中国客户销售产品，而不仅仅是当前实体清单上的客户。该禁令将涵盖所有出售给中国设备制造商或由非中国制造商在中国组装的半导体元件。美中贸易紧张局势升级导致全面禁止美国技术出口，这将导致两国技术产业脱钩。这将阻止美国半导体公司进入庞大的中国市场，并迫使中国设备制造商寻找替代供应来源。这一假设还有四个含义：新兴的国内供应商存在，并且可能会随着时间的推移而扩大规模。中国电子设备制造商将采购转移到成熟的国内供应商。中国电子设备制造商将把他们的采购业务转移到成熟的国内供应商。这意味着即使没有行业领先的设计工具，替代供应商也可以保持竞争力。它还取决于他们扩大和升级中国不断增长的国内代工能力，或与主要亚洲代工合作伙伴保持联系的能力。短期内，中国设备制造商将把采购转移到亚洲或欧洲其他地方的现有供应商。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，那么与中国客户做生意就没有限制。从中长期来看，中国可能会寻求用国内供应商全部或部分取代第三国供应商，以实现其既定的半导体自给自足目标。中国将加快发展本土替代品。在某些情况下，中国消费者可以用其他芯片替代美国最先进的处理器。例如，中国公司可以设计自己的ASIC来替代美国的CPU、GPU和FPGA。另一种选择是基于不受美国出口管制的架构开发处理器，例如RISC-V开源架构。如此高度复杂的半导体产品需要先进的设计工具，目前只有美国的供应商才能提供，因此中国要么自己开发一套设计工具，要么从第三方国家寻找新的供应商来设计这些关键的替代部件业务。随着时间的推移，美国半导体公司可能会失去相对于全球竞争对手的技术和产品优势，不可避免地导致市场份额进一步下滑。中长期来看，美国半导体企业的全球份额将从48%下降至30%左右。美国也将失去其在该行业长期以来的全球领导地位。除了上述两种可能的情况，《报告》还暴露出一个风险：美国半导体企业被中国市场排斥，可能引发产业结构性剧变，对美国经济竞争力和国家安全产生深远影响，不可逆的影响。如果美国半导体公司的全球份额下降到30%左右，美国将把长期以来的全球半导体领导地位拱手让给韩国或中国。更根本的是，美国可能不得不在很大程度上依赖外国供应商来满足其自身的半导体需求。随着年度研发投资预计将下降30%至60%，美国工业可能无法再提供满足美国国防和国家安全系统未来需求所需的技术进步。一旦美国工业失去其全球领导地位，它就不太可能重新获得领导地位。如果这种模式建立起来，中国半导体企业也有可能成为国际市场上的积极竞争者，获得更多的全球份额。根据中国公司的全球市场份额与观察到的其他技术领域的中国国内市场权重之间的比率，中国半导体行业的长期全球份额可能为35%至55%。随着中国半导体企业加速海外扩张，行业利润率或将大幅压缩。因此，美国半导体公司将无法维持今天的高研发强度。当前创新的良性循环可能会逆转，成为恶性循环，美国企业陷入竞争力下降、市场份额和利润缩水的恶性循环。因此，《报告》认为，美国政府需要客观评估对华限制的政策结果：如果维持现状，甚至扩大范围和强度，美国企业将减少其全球市场份额和收入，这将影响美国半导体产业的良性创新循环，进而使美国企业陷入研发投入减少、抑制半导体产业发展的下行漩涡。与此同时，美国政策制定者必须制定同时解决两个问题的解决方案：美国国家安全问题和保护美国半导体公司的全球市场准入。
