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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无忧。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，超越存储市场。
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%。

如果这种模式持续下去，中国半导体企业可能也会成为国际市场上的积竞争者，进一占全球市场份额。事实上，这正是中国在2014年制定《中国制造2025》时所设定的雄心壮志:中国的终目标是到2030年成为半导体行业所有领域的全球。
从长期来看，中国半导体行业在全球的份额可能达到35%至55%。随着中国半导体企业加速海外扩张，行业利润率可能会大幅压缩。其结果是美国半导体公司将无法再维持目前的高研发强度。当前的创新良性循环可能会逆转变成恶性循环，美国企业陷入竞争力下降、市场份额和利润下降的恶性循环。
电信网络设备行业的经验印证了这些变化。由于重大的担忧，该行业目前处于中美摩擦的中心。2000年，三家北美公司——朗讯、北电和摩托罗拉——成为全球企业，总收入约为1000亿美元。在互联网泡沫破裂后的科技低迷时期，需求枯竭，网络设备公司的收入大幅下降。到2005年，这三家公司的总收入下降了45%。结果，他们重组业务削减成本，包括研发成本。尽管他们保持着与前相同的12%的收入投入，但他们的年度研发支出总额从120亿美元下降到67亿美元，在短短五年内减少了45%。
这削弱了它们在不断发展的无线设备市场上保持技术于欧洲竞争对手和支持新产品开发的能力，正如全球运营商正在推出基于新技术标准的无线网络一样。与此同时，上世纪90年代中期进入市场的中国制造商开始以更低的价格推出“足够好”的网络设备。中国的竞争者在国内和新兴市场迅速扩张，到2008年已经占领了全球约20%的市场。在随后的十年里，中国电信网络设备公司的份额几乎翻了一番，达到38%。
同时，三个前北方美国巨头终被欧洲竞争对手收购，收购价格仅为其先前估值的一小部分。如今，美国还没有无线接入网络基础设施的供应商，这对于5G网络的推出和管理至关重要，5G网络是下一波应用的基础，这些应用将改变全球经济，因为它们带来了从大规模物联网应用到自主车辆的方方面面。
“全球准入”才能实现半导体行业的双赢

这种影响要严重得多，而且发生的速度将远远快于仅中国制造2025计划的预期效果。分析人士目前预测，包括IDM和无晶圆厂设计公司在内的中国半导体公司的收入可能以每年10%至15%的速度增长，到2025年，其国内需求覆盖率将从2018年的14%提高到25%至40%。这种增长将转化为中国半导体行业在全球市场份额中的增长4至7个百分点，这与我们在情景1和情景2模型中的预测一致。
在没有限制美国技术来源的情况下，根据“中国制造2025”计划更换外国半导体将影响美国和非美国供应商。假设替代程度与当前市场份额成正比，我们的市场模型预测，仅由于“中国制造2025”，美国半导体公司的全球份额将仅损失2至5个百分点。这一市场份额损失大约是我们所评估的中美摩擦两种情况下市场份额损失的四分之一。
有两个主要原因可以解释中美摩擦带来的更为的影响。先，对于国应商可供选择的半导体组件，我们预计中国设备制造商将瞄准美国供应商的替代品，并在需要时选择将非美国供应商作为第二来源。此外，面对美国的出口限制（甚至是美国可能在我们的情景1中对实体名单之外的公司施加此类限制的风险），中国设备制造商还将尝试用其他或欧洲供应商取代美国半导体供应商，即使这种替代无助于实现中国制造2025年的目标。
除了财务影响外，我们的分析还揭示了一个风险，即将美国半导体公司拒之门外后，中国市场可能引发产业结构的剧烈变化，对美国经济竞争力和产生深刻、不可逆转的影响。如果美国半导体公司的全球份额下滑至约30%，美国将把其长期的全球半导体地位拱手让给韩国或中国。
更根本的是，美国可能面临不得不在很大程度上依赖外国供应商来满足其国内半导体需求的风险。预计每年研发投资将减少30%至60%，美国工业可能无法提供满足美国国防和系统未来需求所需的技术进步。
美国半导体行业的下行风险可能不止于此。一旦美国工业失去其全球地位，它将不可能重新获得。如果我们的中长期情景2得以实现，中国成为全球者，美国半导体行业将可能面临额外的份额侵蚀，超出我们预测的18个百分点。在没有贸易壁垒的情况下，中国的竞争对手不会将自己局限于主导国内市场。
在其他几个技术领域，中国企业利用在国内市场建立的规模优势，以抢占海外市场的市场份额，使行业利润率降低了50%至90%。（见附件12。）

• 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。
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