为何美国将半导体视为国家生死存亡的关键产业?14张图告诉你

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2023年SIA最新报告对美国半导体过去几年的表现以及现状进行了详细的数据分析,并提出了促进创新并确保美国持续的技术领先地位的几条建议。

美国半导体产业是美国经济实力、国家安全、全球竞争力和技术领导力的关键驱动力。半导体使人们用来工作、交流、旅行、娱乐、利用能源、治疗疾病和做出新的科学发现的系统和产品成为可能。美国半导体公司仍然领导着全球市场,占全球芯片销售额的近一半。

为了帮助促进创新并确保美国持续的技术领先地位,政策制定者应该做到:

1.投资并提高美国半导体领导力:高效、迅速、透明地实施《芯片与科学法案》中的政策和计划。制定《芯片法案》中的先进制造业投资信贷法规,以涵盖半导体生态系统的全部投资范围。

采取促进创新和美国竞争力的政策,例如为半导体设计制定投资税收抵免和加强研发税收抵免。通过投资《芯片和科学法案》授权的研究和科学项目。

2.加强美国的技术劳动力:实施国家该战略得到适当投资的支持,并与教育领导者和私营部门协商,以改善我们的教育系统,增加STEM领域毕业的美国人人数,支持那些从事微电子职业的人,并确保培训和教育填补空缺职位的机会。

改革美国的高技能移民制度,使其能够获得最好的和世界上最聪明的人,包括研究生美国大学STEM领域的学位。确保资金安全加强各级半导体员工队伍确保在所有教育水平和技能需求方面都有一个强有力的渠道。

3.促进自由贸易和保护知识产权:支持自由贸易并使其现代化消除市场壁垒、保护知识产权和实现公平竞争。扩展信息技术世界贸易组织最重要的协定之一成功的自由贸易协定。

4.与志同道合的经济体密切合作:协调政策和与志同道合的盟友一起制定法规,以加强国家

安全、促进增长、创新和供应链韧性。

半导体产业是全球经济的关键增长部门

全球半导体销售额从2001年的1390亿美元增长到2022年的5740亿美元,年复合增长率为6.67%。根据世界半导体贸易统计(WSTS)2022年秋季半导体行业预测,预计2023年全球半导体行业销售额将降至5560亿美元,2024年将增至6020亿美元。

20世纪80年代,美国半导体行业的全球市场份额大幅下降。20世纪80年代初,美国生产商占据了全球半导体销售额的50%以上。由于来自日本公司的激烈竞争、非法“倾销”的影响,以及1985年至1986年的严重工业衰退,美国工业总共损失了19个全球市场份额点,并将全球行业市场份额领先地位让给了日本半导体行业。

如今,美国公司的市场份额最大,达到48%。其他国家的工业在全球市场占有率在7%到20%之间。

总部位于美国的半导体公司的销售额从2001年的711亿美元增长到2022年的2750亿美元,复合年增长率为6.7%。总部位于美国的公司的销售额增长表现出与整个行业相同的周期性波动。

美国半导体公司在主要地区半导体市场保持市场份额领先地位

2022年,总部位于美国的半导体公司占据了半导体总市场份额的48.0%,是所有国家半导体行业中最多的。在所有主要的国家和地区半导体市场,总部位于美国的公司也占据了销售市场份额的领先地位。

2022年,美国半导体出口额为611亿美元,在美国出口中排名第五,仅次于成品油、飞机、原油和天然气。半导体在美国所有电子产品出口中所占份额最大。

全球市场多元化和消费者驱动

全球半导体销售由最终购买的产品推动。

消费者

绝大多数半导体需求是由消费者最终购买的产品驱动的,如笔记本电脑或智能手机。包括亚洲、拉丁美洲、东欧和非洲在内的新兴市场的消费者需求越来越受到驱动。

全球半导体销售按销售产品类型而多样化

随着该行业开发出更先进的产品和工艺技术,用于最终用途行业,半导体技术迅速发展。近年来,全球半导体行业最大的细分市场是存储器、逻辑、模拟和MPU。2022年,这些产品占半导体行业销售额的78%。

亚太地区是最大的地区半导体市场,中国是最大的单一国家市场

2001年,随着电子设备生产转移到亚太地区,亚太市场的销售额超过了所有其他地区市场。

自那以后,它的规模成倍增加,从398亿美元增加到2022年的3309.4亿美元。到目前为止,亚太地区最大的国家市场是中国,中国占亚太市场的55%,占全球总市场的31%(这一数据仅反映半导体面向电子设备制造商的销售——含有半导体的最终电子产品随后被运往世界各地消费)。

资本和研发投资

保持美国半导体行业竞争力的驱动力

该行业每年在资本和研发方面的总投资水平很高,2022年,包括无晶圆厂半导体公司在内的美国半导体公司的研发和资本支出总额为1096亿美元。从2001年到2022年,复合年增长率约为6.3%。就销售份额而言,投资水平通常不会受到与市场周期性相关的波动的影响。

资本和研发投资对于维持美国半导体行业的竞争力至关重要

为了在半导体行业保持竞争力,企业必须不断在研发和新工厂和设备上投入大量收入。行业技术变革的步伐要求公司开发更复杂的设计和工艺技术,并引入能够制造零部件的生产机械

具有较小的特征尺寸。

设计和生产最先进的半导体元件的能力只能通过持续致力于跟上全行业约30%的投资率出售。保持技术领先的需求导致了2001年和2003年等年份的一些极端波动2002年,销售额急剧下降,而研发和资本设备支出没有以同样的速度下降。

从2001年到2022年,每位员工的总投资(以研发和新的工厂和设备总额衡量)以每年约4.2%的速度增长。这些支出在2001年超过10万美元,但在2001年经济衰退后,在2003年下降到约9.1万美元。2006年,每位员工的投资增加到10万美元以上。

2008-2009年的经济衰退导致2009年和2010年每位员工的投资下降,但在2012年又恢复了,并在2022年增长到20.1万美元。

在过去的20年里,每年的研发支出占销售额的百分比已经超过了15%。这一比率在美国经济的主要制造业部门中是前所未有的。研发支出对半导体公司的竞争地位至关重要。技术变革的快速步伐要求工艺技术和设备能力不断进步。

2001年和2002年的研发增长是由尽管经济衰退,但该行业对技术未来的承诺没变。2003-2004年也有所下降由于2020-2021年的下降,不是由于研发预算的削减,而是由于行业增长强于预期,收入增长速度快于预期。

美国半导体行业的研发支出率在关键的主要高科技工业部门中名列前茅。根据2022年欧盟工业研发投资记录显示,就研发支出占销售额的百分比而言,美国半导体行业仅次于美国制药和生物技术行业。

美国半导体行业的研发支出占销售额的百分比是其他国家半导体行业无法比拟的。

2022年,美国半导体行业的资本支出总额为507亿美元。资本支出比2001-2003年有所下降,原因是1999-2001年期间主要的新设施完工,以及代工厂(包括IDM厂商的制造部门)的使用增加。2004年出现了反弹,2005年,该行业在资本支出占销售额的百分比方面处于平衡状态。

2011年,在2009年因全球经济衰退而大幅下降后,资本支出回升至约237亿美元。

2022年,随着芯片制造商提高产能以满足半导体需求的激增,资本支出超过500亿美元。

就业

美国半导体行业带来的直接工作岗位:307000。

每一个半导体行业的就业,就会拉动5.7个其他行业的额外就业岗位,总体算下来,半导体行业为美国带来170万个就业岗位。

美国生产力

自2001年以来,美国半导体行业的劳动生产率翻了一番多。这些生产率的提高是通过保持高资本投资水平和研发支出率而实现的。2022年,美国半导体行业的平均每位员工销售收入比率超过607000美元。

(校对/武守哲)

责编: 武守哲
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