BCG:對華貿易限制將終止美半導體領先地位,韓國可能取代

美國政府需要客觀評估對華限制的政策結果:如果保持現狀,甚至加大範圍和力度,美國公司降低全球市場份額和營收,將影響美國半導體行業的良性創新週期,並進一步讓美國公司陷入研發投入降低、抑制半導體產業的發展的下行漩渦

BCG:對華貿易限制將終止美半導體領先地位,韓國可能取代

本文摘編自波士頓諮詢的報告《How Restrictions to Trade with China Could End US Leadership in Semiconductor》,該報告結合數據和行業分析,預判了中美貿易摩擦在芯片領域的兩種可能走向。文章認為,如果美國持續加大對中國的商用芯片出口管制力度,美國半導體公司的競爭力將會被削弱,美國在半導體領域的長期領先地位會受到威脅,對美國半導體產業帶來深遠的負面影響,甚至遠超"中國製造 2025"政策的預期效果。

這份報告認為,如果美國對中國限制的政策態度繼續加強,由於韓國在內存、顯示器、圖像處理和移動處理器等關鍵產品方面的強大能力,以及它擴大生產能力的能力,韓國可能會取代美國,成為全球半導體行業的領導者。

該報告結合當前美國對中國技術限制的政策不確定性水平,評估了兩種可能的情況,並結合這兩種情況預判了這將對中美兩國半導體產業的短期和中長期影響程度。

狀況一:現狀永存。在這種情況下,中國將不再對美國半導體徵收任何關稅,但在可預見的將來,華為和美國商務部實體名單中包括的其他幾家中國公司在美國獲得美國開發技術的廣泛限制仍將繼續。不在實體名單上的中國公司,將被允許從美國供應商那裡採購半導體,但由於軍事應用而已經受到出口管制的特定組件除外。

狀況二:逐步升級以使美國和中國的技術產業脫鉤。在這種情況下,將有效禁止美國半導體公司向所有中國客戶出售產品,而不僅限於目前的實體名單上的客戶。該禁令將涵蓋所有出售給中國設備製造商或在中國組裝產的非中國製造商的半導體組件。該禁令還將適用於半導體價值鏈中使用的其他技術和產品,例如設計工具和製造設備,而美國公司在這些技術和產品方面處於全球領先地位。

波士頓諮詢公司認為,這將是一個雙輸的結果。為了避免這些負面結果,報告指出:美國政策制定者必須設計解決方案,解決方案應同時解決兩個問題:美國國家安全問題、保護美國半導體公司的全球市場準入。美國半導體產業的創新能力,對於美國的經濟競爭力和國家安全至關重要。

以下為正文摘編:

美國一直是全球性的半導體領導者,佔有45%至50%的份額。美國的領導地位建立在一個良性的創新週期上,創新週期依靠進入全球市場來達到為超大型研發投資提供資金所需的規模,從而使美國技術始終領先於全球競爭對手。

不包括中國工廠為外國公司提供的製造支持,中國公司佔全球半導體需求的23%。目前,中國的半導體產業(不包括外國半導體公司在中國建立的製造工廠)僅能滿足其國內需求的 14%。"中國製造 2025"計劃將在2025年之前將中國的半導體自給率提高到約25%至40%,並將美國在全球的份額降低2至5個百分點。

對中國使用美國技術產品的廣泛單方面限制可能會大大加深並加速美國公司的份額侵蝕。已有成熟的非美國供應商可以滿足中國70%以上的半導體需求。在接下來的三到五年中,美國公司如果繼續遵守現行《實體名單》所規定的限制,則將失去8%的全球份額和 16%的收入;如果美國完全禁止半導體公司向中國客戶出售產品,那麼全球市場份額將損失18%,其收入將損失37%,這實際上將導致技術與中國脫鉤。

這些收入下降將不可避免地導致研發和資本支出的大幅度削減,並在美國半導體行業中損失15000個至 40000 個高技能直接工作。這樣做的結果是:韓國可能會在幾年內超過美國成為世界半導體領導者,而中國可以長期獲得領先力。

為了避免這些負面結果,美國政策制定者必須設計解決方案,這些解決方案應同時解決美國國家安全問題並保護美國半導體公司的全球市場準入。這是美國半導體產業久經考驗的創新模型的基本支柱,該模型將使該行業繼續實現技術突破。對於美國的經濟競爭力和國家安全至關重要。

半導體產業對美國戰略至關重要

強大且財務狀況良好的半導體產業對美國具有重要的戰略意義。半導體使技術突破能夠推動經濟增長,對國家安全至關重要。

一、實現技術突破

在過去的三十年中,半導體行業一直是信息和通信技術(ICT)連續革命性發展的核心。反過來,ICT的突破已成為經濟增長的推動力,使美國自1988年以來在生產率增長和實際GDP 增長方面都優於其他高收入國家,美國半導體技術使這些技術的進步成為可能,也影響了世界其他地區。例如,移動通信已成為歷史上全球採用最快的技術,其全球經濟影響估計超過1萬億美元。

過去的三十年中,每個芯片的晶體管數量增加了近100萬倍,處理能力提高了45萬倍,並且每年降低了20%到30%的成本。這項技術的飛速發展,使計算設備從1980年的大型機過渡到2010年的智能手機。如今,全球有超過50億人擁有智能手機,半導體行業本身也實現了快速發展:自1987年以來,半導體(工業收入佔全球名義GDP的百分比)增長了 2.8 倍。全球半導體需求以年均8.6%的速度增長,並在2018年達到了4750億美元。

我們正處於由技術驅動的全球經濟另一次大規模變革的早期階段:數字化轉型和AI時代。增強型/虛擬現實體驗,無人駕駛汽車,物聯網(IoT)和工業 4.0 系統等革命性應用程序以及智能城市正逐漸成為商業現實。實現這些新應用中的每一個都是半導體技術的進步。而且,半導體行業目前正在測試首批量子計算原型,其運行速度可比當前計算機快 1 億 倍。量子計算可以徹底改變需要大量計算強度的領域:例如人工智能和網絡安全。

二、 維護國家安全。

電子組件在國防和武器系統中無處不在,因此這個領域對於美國軍事能力仍然至關重要。《2018年美國國防戰略》列出的國防現代化重點技術領域包括微電子、5G 和量子科學,這是需要美國投資的戰略領域。其他優先領域,例如網絡安全、人工智能、自動駕駛系統和高級成像設備,也高度依賴於先進的半導體。

隨著數字化連接的電子系統對於管理先進武器系統以及關鍵基礎設施和信息變得越來越重要,能提供可靠和安全組件的可信賴半導體供應商對於國家安全變得更加重要。為此, 美國國防高級研究計劃局率先開展了一項為期多年的電子復興計劃。該計劃的重點是通過與美國公司建立公私合作伙伴關係,來設計用於軍事用途的半導體設計和基礎技術。同時,國防部正在倡導"可信賴和有保證的微電子"等計劃,以確保用於國內供應的價值鏈製造層的安全。該計劃在2020年的90種國防部研發計劃中佔第二位。

美國半導體產業良性循環至關重要

根據Gartner的數據,2018年美國半導體公司(包括在自己的工廠中設計和製造產品的集成設備製造商(IDM),以及依靠獨立代工廠製造其芯片的無晶圓廠設計公司)在全球半導體市場中提供了約48%的份額。而在從PC和IT基礎設施到消費電子產品的所有最終應用市場中,美國在32種半導體產品類別中的23種中均處於領先地位。

美國半導體公司將這一市場地位成功轉化為強勁的財務業績。在過去五年中,它們為股東帶來了近14%的年均回報率,比標準普爾500指數高出4個百分點。財務實力是該行業在未來繼續對R&D進行大量投資的重要保證。

的確,美國半導體行業在全球的領導地位歸功於大規模研發投資帶來的優秀技術和產品創新能力。半導體是由高度先進的製造工藝生產的高度複雜的產品。改進通常需要在硬科學上取得突破,而這些突破需要很多年才能實現。

在過去的十年中,美國半導體行業在研發方面的投資為3120億美元,僅在2018年就達到390億美元,幾乎是全球半導體研發總投資額的兩倍。就其本身而言,美國政府在基礎研究方面進行了大量投資,這有助於彌合學術突破與新的商業產品之間的鴻溝。但是,與其他國家相比,美國的政府投資多年來一直持平或下降。

技術領先地位使美國公司得以建立創新的良性循環。大量研發工作帶來了卓越的技術和產品,進而帶來了更高的市場份額,通常還帶來了更高的利潤率,從而助長了良性循環。這個良性循環的核心在於兩個因素:R&D強度和規模。從歷史上看,美國半導體公司一直將其收入的約17%至20%用於研發,大大高於其他地區的半導體公司的7%至14%。實際上,2018年美國半導體公司的研發強度水平在美國經濟所有部門中排名第二,僅次於製藥/生物技術部門。

規模是創新良性循環的第二大支柱。2018年,美國半導體產業的產值達到2260億美 元,遠遠超過其他競爭地區的半導體產業。它的規模是韓國半導體產業的兩倍,是日本的五倍,是歐洲的六倍,是中國的十五倍。

開放進入國際市場是規模發展的關鍵要求,因為美國國內市場僅佔全球半導體需求的不到 25%。美國約80%的行業收入來自對包括中國在內的出口市場的銷售,根據美國國際貿易委員會的數據,中國約佔全球需求的23%。如果按價值計算,半導體是2018年美國第四大出口產品,僅次於飛機,成品油和原油。

全球開放還使美國半導體行業能夠利用高度專業化的資源來製造日益複雜的產品。例如,在一家耗資150億美元的晶圓廠中,我們的高精度設備需要大約1500個步驟才能製造出領先的7納米芯片。儘管美國公司可以在價值鏈的設計和設備層上廣泛依賴美國本土的半導體生態系統,但它們也依賴外國合作伙伴提供各種電子材料。用於某些過程的設備;以及用於製造組裝和測試芯片。沒有哪個公司或國傢俱有控制整個供應鏈的技術能力。

全球競爭加劇

儘管在全球範圍內擁有明確的領導地位,但美國半導體行業仍面臨著巨大的競爭。因為類似智能手機、個人計算機和消費電子等終端產品都擁有很短的週期,但是它們佔有一半以上的半導體總需求,那就意味著美國半導體公司必須每年進行激烈競爭才能贏得每款新一代設備的供應合同。

在全球32條半導體產品線中,有18 條(佔全球總需求的61%)線中至少有一家非美國公司的全球市場份額為10%或以上,這使其有可能成為替代美國的可行選擇。

美國公司甚至在某些它們幾乎壟斷的產品領域(例如中央處理器(CPU),圖形處理單元 (GPU)和現場可編程門陣列(FPGA))中的表現也很脆弱,雖然它們目前在這些領域中所佔的市場份額合計超過 90%。

美國半導體公司的競爭日益激烈,來自韓國和中國的市場份額自2009 年以來分別增長了 12%和3%。與此同時,美國公司在美國本土市場也面臨越來越激烈的競爭。歐洲和日本領先的半導體公司通常通過大型收購來加強投資以擴大其產品組合和業務。

其中,韓國份額的增長部分反映了對存儲器產品的需求激增,來自該國的兩家公司(三星和SK海力士)是全球領導者。三星還在顯示驅動器、圖像傳感器和集成移動處理器等廣泛的半導體產品方面進行強力推廣。這些業務既為三星不斷擴大的消費電子產品和網絡設備的硬件產品組合提供供貨,同時又是其他設備的商戶供應商製造商。三星為韓國的增長做出了貢獻。

中國則自 2000 年代初期以來,在半導體設計領域一直取得穩步進展。之前,中國在這個領域幾乎沒任何影響力。幾十年來,發展國家半導體產業和減輕對外國供應商的依賴一直是中國的政策重點。

根據中國半導體工業協會(CSIA)的數據,在過去五年中,在中國運營的半導體公司的報告總收入每年以超過20%的速度增長。除了外國半導體公司在中國的經營,據估計,2018年中國公司在全球半導體銷售和半導體制造領域僅佔3%到4%的整體份額,其中,中國在無晶圓廠設計方面的進步最為顯著:首先,中國Fabless在過去幾年裡淨增,中國半導體協會的報告顯示,該國目前有1600多家本地公司,在全球市場中所佔份額總計為13%,而在2010年,這個數字為5%。

在需求方面,儘管行業報道和媒體經常使用各種較高的數字來指代中國市場的規模,但我們認為,由中國原始設備製造商(OEM)生產的設備中所包含的半導體組件的價值是最好的。這是衡量中國半導體真正需求份額的方法。按照這一指標,中國目前佔全球半導體需求的23%。這意味著,美國半導體公司僅佔中國終端設備製造商總需求的14%。

中國政府之前還制定了一個稱為"中國製造2025"的計劃並設定了一個宏偉的目標——實現半導體自給自足。其目標是到2025年使國內供應商滿足該國70%的半導體需求。雖然中國現在並沒有太多談這個,但正在利用各種政策手段,包括組建由國家支持的投資基金,為本土的半導體開發和製造提供資本。迄今為止,中央和地方政府已對該計劃承諾了約 1200 億美元的規劃。此外,中國還積極尋求海外人才和併購機會。

分析人士預計,到2025年,中國將用本地設計的半導體來滿足其國內25%至40%的需求,這是目前水平的兩倍以上,但仍低於其自身70%的目標。

為什麼美中摩擦威脅美國在半導體領先地位

中美之間的貿易摩擦給美國半導體產業帶來一系列新挑戰。迄今為止,中國已將半導體從其對美國產品徵收的關稅提高名單中排除在外,以反擊自2018年初以來一系列中國進口商品徵收更高的美國關稅。

此外,半導體處於其他有爭議問題的中心,例如美國政府對華為和其他中國實體公司施加的美國公司技術訪問限制,它們認為這與美國的國家安全或外交政策利益背道而馳。

美國政府和中國政府在今年1月簽署的"第一階段"協議中包含與半導體行業相關的多個領域的規定,例如知識產權保護和技術轉讓要求。但它沒有解決其他複雜問題,例如:國家對國內半導體公司的支持。

中美貿易衝突的持續進行,可能會損害美國半導體公司在中國開展業務的能力,使其與中國和其他地區的競爭對手拉近距離。這可能會對美國半導體公司從中國設備製造商那裡獲得收入構成直接風險,並進一步威脅美國半導體行業維持其創新和全球領導力良性循環所需要的規模。

鑑於當前的不確定性水平,我們評估了兩種可能的情況:

狀況一:現狀永存。在這種情況下,中國將不再對美國半導體徵收任何關稅,但在可預見的將來,華為和美國商務部實體名單中包括的其他幾家中國公司在美國獲得美國開發技術的廣泛限制仍將繼續。不在實體名單上的中國公司,將被允許從美國供應商那裡採購半導體,但由於軍事應用而已經受到出口管制的特定組件除外。

狀況二:逐步升級以使美國和中國的技術產業脫鉤。在這種情況下,將有效禁止美國半導體公司向所有中國客戶出售產品,而不僅限於目前的實體名單上的客戶。該禁令將涵蓋所有出售給中國設備製造商或在中國組裝產的非中國製造商的半導體組件。該禁令還將適用於半導體價值鏈中使用的其他技術和產品,例如設計工具和製造設備,而美國公司在這些技術和產品方面處於全球領先地位。

我們預計狀況一"現狀的永存",也就是維持現狀的四個主要直接影響是:

· 跨國技術公司可能會將其部分供應鏈從中國轉移到其他國家,以便它們可以繼續為美 國市場提供服務,而無需受到關稅和其他對從中國出口的產品的潛在限制。

· 出於對美國限制會損害其功能和質量的擔憂,中國境外的消費者和企業將不願購買中 國的技術產品。結果,中國科技公司在美國以及其他發達市場中的市場份額將受到侵 蝕;相反,隨著買家因關稅,監管措施,消費者信心或價格上漲而避開美國產品,美國 科技公司將在中國失去市場份額。只是來自國內品牌的海外競爭壓力增加。在美國於 2019 年 5 月對華為施加限制之後,這種模式的最初跡象已經以西歐,加拿大和中國等 市場中智能手機品牌之間不斷髮展的份額形式體現出來。

· 實體列表中的中國公司將用來自中國,歐洲和亞洲其他供應商的組件替換基於美國技 術的組件。

· 未列入實體名單的中國設備製造商將積極擴大半導體供應商的種類,以減少它們對美國技術的接觸,因為它們預計美國限制可能會升級。這將包括加快內部的努力,中國一些主要的智能手機,消費電子產品和互聯網公司已經在進行內部努力,以設計自己的芯片。

上述的四個影響中,前兩個影響對美國半導體產業的影響將很小。將部分技術供應鏈轉移到其他國家,以繞過美國對從中國進口的限制,不會觸發半導體供應商的變化。關於消費者和企業購買決策的變化,儘管我們的市場模型預測了特定地區智能手機,PC和服務器中領先品牌的個別市場份額將發生重大變化,但所有類別的淨彙總效應(Net Aggregated Effect)對於中國設備製造商來說是一個小利好。因為它們將用中國國內市場的收益來彌補海外市場的份額損失。這將增加中國設備對半導體的需求量,半導體制造商只犧牲了其他地區約1%的利潤,最終的結果是美國半導體公司的收入出現溫和下降。

後兩個影響導致中國客戶放棄美國組件,這將對美國半導體公司產生重大負面影響。首先,必然會將華為和目前在實體名單上的其他中國公司購買的所有美國半導體轉移給非美國供應商。我們估計,沒有直接替代供應商的美國半導體僅佔實體名單上公司總半導體需求的10%-15%,這意味著這些公司將能夠迅速找到幾乎所有組件的替代品。例如,在 2019年9月發佈的Mate 30旗艦智能手機,華為替換了美國公司約15%的半導體元器件,其替代品是公司內部開發或從其他地區的供應商那裡獲取的。

對於不在實體名單上的中國公司,替換美國供應商的工作強度可能會有所不同,具體取決於美國進一步限制的風險以及特定組件的可行替代供應商的可用性。我們預計,只有在中國公司看到明顯,低風險的機會來多元化其供應商基礎時,美國供應商才會全部或部分被替代。我們估計,中國客戶目前已經建立了替代性的非美國供應商,無論是國內還是其他地區的供應商,這些供應商在2018年約佔其半導體需求的73%。

美國的損失將是中國和全球競爭對手的收益。我們預計,中國供應商將獲得美國產業所放棄收入的大約一半,從而使中國能夠將其全球市場份額提高到7%左右,並將半導體設計的自給自足性從14%提高到25%。這個百分比仍遠低於《中國製造 2025》計劃所設定的70%的目標,但與分析家根據中國半導體產業的最新發展預測的範圍的下限相符。

美國半導體公司損失的另一半收入將流向歐洲或亞洲的替代供應商。重要的是,這種從美國到非美國供應商的收入轉移不會使中國更加自給自足。因此,這部分對美國公司的負面影響將與"中國製造 2025"計劃的預期效果完全分開,並進一步增加。

此外,我們估計半導體研發支出將每年減少50億美元至100億美元,資本支出每年減少80億美元。這將導致美國失去40000 多個工作崗位,其中 15000 個工作崗位將流向半導體行業。

如果它們要保持與現在相同的R&D與收入的比率,以保持其營業利潤率不變,那麼其收入的損失將迫使美國公司將其每年的R&D投資減少50億美元,即13%。但是,鑑於預估美國行業總收入可能因其對中國業務的負面影響而停滯或下降,因此美國半導體公司可能不得不將研發支出削去25%,也就是100億美元,以實現股東總回報等於該行業估計的資本成本。

這將扭轉美國半導體產業創新良性循環的方向——降低研發投入將降低美國公司保持其在技術和產品方面 領先於全球競爭對手的能力,從而進一步削弱美國在中國以外市場的份額。

我們預計狀況2的影響主要有四個。

中美貿易緊張局勢的升級導致全面的美國技術出口禁令將導致兩國技術產業脫鉤。這將使美國半導體公司無法進入龐大的中國市場,並迫使中國設備製造商尋找替代供應來源。為響應美國的限制,我們假設中國還將禁止其國內市場使用美國的軟件和設備,例如智能手機,PC和數據中心設備。這將加快該國的外國技術替代計劃,中國設備製造商的破壞程度會因所需的半導體組件而異,根據供應情況的不同,會有三個不同的反應。

· 已經有中國知名供應商的半導體組件。中國電子設備製造商將把採購轉移到既有的國 內供應商。此處假設這些供應商即使不能從美國供應商處獲得的行業領先的設計工具, 還能保持其競爭力。這也將取決於它們擴展和升級中國日益增長的國內製造能力或保持准入的能力,或者與亞洲主要的製造合作伙伴攜手的能力。無論如何,我們的分析表明,在我們的半導體市場分類法中,32個產品類別中僅一個類別滿足該標準,並且該產品僅佔中國半導體需求的5%。對於代表中國需求23%的其他十種產品,新興的國內供應商存在,並可能會隨著時間的推移而擴大規模。

· 已有成熟中國供應商的半導體元件。中國電子設備製造商將把採購業務轉向國內老牌供應商。這意味著即使沒有業界領先的設計工具,替代供應商也能保持競爭力,而目 前這些設計工具只能從美國的供應商那裡獲得。這也取決於它們是否有能力擴大和提 升中國日益增長的國內代工能力,或者保持與亞洲主要代工夥伴的聯繫。無論如何,在美國半導體市場分類中,32 個產品類別中只有一個類別符合這一標準——它僅佔中國半導體需求的 5%。對於佔中國需求23%的其他10種產品,規模雖小但新興的國內供應商可能會隨著時間的推移而擴大規模。

· 對於那些有現成的非美國半導體供應商的半導體元件來說,短期內,中國設備製造商將把採購轉向亞洲或歐洲其他地區的現有供應商。假設這些海外供應商繼續不受限制地使用美國開發的設計工具和製造設備,與中國客戶做生意不受限制。從中期到長期,中國可能會尋求完全或部分地用國內供應商取代第三國供應商,以實現其半導體自給自足的既定目標。總體而言,12個半導體產品類別(佔中國需求的 45%)屬於這一類。

· 對於那些沒有現成的非美國半導體供應商的半導體元件來說,中國必須加速其本土替代品的開發,其中許多都需要架構上的改變。佔中國需求27%的9個半導體產品類別符合這一描述。在某些情況下,中國消費者可以用其他芯片替代美國最先進的處理器。例如,中國公司可以設計自己的專用集成電路,來代替美國的 CPU、GPU 和 FPGA。事實上一些領先的中國公司已經在人工智能領域這樣做了。另一種選擇是開發基於不受美國出口管制的架構的處理器,例如 RISC-V 開源架構。這種高度複雜的半導體產品需要先進的設計工具,而目前只有美國的供應商可以提供這些工具,因此中國必須自行開發一套設計工具,或者從第三方國家尋找能夠設計這些關鍵替代元件的新供應商。

在技術脫鉤的情況下,中國的半導體供應鏈看起來將大不相同。如果中國能夠保持與亞洲和歐洲半導體供應商和代工廠的聯繫,並繼續使用美國供應商的設計工具和製造設備,預計中國設備製造商的中斷將在中長期內受到一定程度的限制。

除了近期轉向需要迅速提高產能以應對需求激增的新供應商所帶來的動盪之外,中國面臨的主要挑戰還將是,為計算密集型應用開發可行的替代高性能處理器,與亞洲或歐洲其他地區的新供應商密切合作,這些供應商可能會使用美國供應商的先進設計工具。中國已經在此方面取得了進步,已經使用非美國的體系結構構建了神威超級計算機處理器。歐洲的歐洲處理器計劃和富士通的K和Post-K超級計算機計劃表明,歐洲和亞洲國家自己正在積極努力擺脫美國CPU供應商和體系結構。

由於至少在短期內被迫採用不那麼先進的替代組件,中國的PC、服務器和其他ICT基礎設施設備在國際市場上可能不再具有競爭力。由於無法獲得美國軟件,內容和應用程序的影響,中國的智能手機和其他消費電子產品也可能失去市場份額,尤其是在高收入國家和經濟體中。這可能導致中國設備製造商海外收入減少。

另一方面,即使缺乏最先進技術的產品,中國的供應商也可能會擴大其在中國國內市場的份額,因為與之競爭的美國產品將被禁止。實際上,我們估計,通過擴大在國內市場的份額,中國設備製造商將能夠彌補海外收入損失的75%。

然而,技術脫鉤將對中國產生主要影響,可能是在長達數年的過渡期內,中國向基於替代處理器架構的國內IT生態系統過渡期間的經濟整體生產率。即使這樣的替代處理器可以與美國公認的設計相媲美,中國仍需要為消費者和企業應用創建和擴展全新的硬件和軟件堆棧。中國公司需要花費大量的時間和金錢,才能將所有系統和業務流程遷移到新的IT基礎架構上,並趕上用戶功能和成本,從而獲得全球大多數企業和消費者當前使用的基於美國技術的產品。

"脫鉤"對美國半導體企業的直接影響,將是失去所有來自中國科技客戶的營收,以及來自其他國家客戶的營收,這些客戶最終也將與美國脫鉤。總體而言,如果考慮直接和間接影響,美國半導體收入將下降37%,相當於2018年的830億美元。其中約四分之三的影響將是中國客戶因美國技術出口禁令而被迫取代美國半導體的直接後果。因此,它幾乎會在美國限制措施生效後立即受到衝擊。

如此巨大的收入損失將會引發美國公司研發投資的大幅削減——如果它們保持當前的研發力度,至少會削減30%,約合120億美元的投入。如果美國半導體公司的目標是獲得與該行業資本成本估計相等的股東總回報(儘管收入大幅縮水),那麼研發支出的削減幅度可能必須達到60%。除了研發支出削減,資本支出還將減少130億美元,導致美國失去12.4萬個就業崗位,其中3.7萬個在半導體行業。

隨著時間的流逝,美國半導體公司可能會失去其技術和產品相對於全球競爭對手的優勢,從而不可避免地導致市場份額進一步下降。我們估計,從中長期來看,美國半導體公司的全球份額將從48%下降至約 30%。美國也將失去其在該行業的長期全球領導地位。

哪些競爭對手能從美國半導體公司放棄的中國客戶那裡獲得收入,將取決於中國開發替代國內供應商的能力。這種能力因產品和時間的不同而不同。

考慮到中國半導體行業的發展現狀,短期內大部分收入將流向第三國。中國的半導體公司將積極發展,以滿足國內40%的需求——幾乎是目前自給自足水平的3倍,並且達到分析師對2025年的預測上限。此外,我們的模型顯示,由於韓國在內存、顯示器、圖像處理和移動處理器等關鍵產品方面的強大能力,以及它擴大生產的能力,韓國可能會取代美國,成為全球半導體行業的領導者。

從中期到長期來看,在第二種情景下,中國可能會成功地發展出一個有競爭力的國內半導體設計行業,能夠滿足大部分國內需求。然而,這需要時間,也需要持續的高水平投資。儘管中國在太陽能電池板、液晶顯示器和智能手機等科技產品上僅用了5年—7年的時間就迎頭趕上,但它是在獲得外國技術和零部件的情況下做到這一點的。就半導體產業而言,技術壁壘要高得多。舉例來說,韓國和臺灣大約需要15年-20年的時間,才能分別成為內存和晶圓製造的全球領導者。

此外,正如我們先前所指出的,半導體的技術複雜性是如此之高,以至於沒有一個國家有一個完全自主的生產過程,並在整個價值鏈上完全自給自足。中國可能仍需要依賴外國設計公司來製造高度複雜的芯片,這些芯片需要美國供應商提供的先進設計工具,同時還需要亞洲其他地區的芯片代工廠來製造一些本土設計的芯片,尤其是那些需要先進製造節點的芯片。

即使中國不得不進口高性能處理器來替代基於美國技術的CPU、GPU和FPGA,隨著時間的流逝,中國的半導體公司也許最終能夠滿足該國幾乎所有其他半導體產品的國內需求。這樣做會使中國的自給率達到約85%。在這種情況下,中國半導體行業的全球份額將從 3%增長到30%以上,從而取代美國成為全球領導者。


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