美國半導體產業處于領先地位,中國大陸為全球半導體需求第一大地區。本文帶你分析中美半導體產業發展差異。

    行業主要上市公司:紫光集團(002049)、華為海思、長電科技(600584)、中芯國際(00981．HK)、太極實業(600667)、中環股份(002129)、振華科技(000733)等

    本文核心數據:全球半導體領先企業排名、中美半導體企業銷售額、中美各細分市場制造增加值

    中美半導體產業發展對比

    1、美半導體產業供給對比

    ——全球半導體領先企業主要集中在美國

    目前,全球大多數半導體龍頭企業集中在美國。2017-2021年第一季度,全球前十大半導體企業榜單均有6家美國企業的身影,而中國目前并未有任何一家企業上榜。并且,在2019-2021年第一季度,美國半導體企業英特爾位居榜首。

    注:1)國家所屬地根據企業總部所在地來劃分。

    2)標淺藍色的企業為美國企業。

    ——統計口徑不同,中美半導體供給全球占比不同

    從半導體企業銷售額上看,根據WSTS發布的最新數據顯示,2020年美國的半導體企業銷售額占據全球半導體銷售額的47%,而中國大陸半導體企業銷售額僅占全球半導體銷售額的5%。

    不過,根據統計口徑不同,中美半導體企業銷售額占全球的比重也略有不同。據BCG和SIA聯合發布的《在不確定的時代加強全球半導體產業產業鏈(2021．04)》的報告顯示,若按電子設備制造商總部所在地統計,2019年美國半導體企業銷售額全球第一,占比為33%;中國大陸排名第二,占比為26%。

    若按設備制造/組裝所在地統計,2019年中國大陸半導體企業銷售額全球排名第一,銷售額占比高達35%;美國則排名第二,銷售額占比為19%。

    2、中美半導體需求對比:中國大陸是全球第一大需求地

    但是,在需求方面,中國大陸人口多,工業體系完善,各類細分產品都能在中國大陸找到需求方,中國大陸是全球半導體產業需求最大的地,2020年中國大陸半導體市場規模高達1509．7億美元,占據全球半導體市場規模的34%。美國半導體市場規模僅為941億美元,占全球半導體市場規模的21%。

    3、中美半導體產業發展對比總結

    綜合來看,美國半導體企業競爭實力更強,前十大半導體領先企業中有六家美國企業。但是,在整體企業半導體銷售方面,若按電子設備制造商總部所在地統計,美國為全球第一大半導體供應地;若按設備制造/組裝所在地統計,中國大陸半導體企業為全球半導體第一大供應地。此外,中國在半導體需求上更大。

    中美半導體產業發展差異剖析

    首先,中美半導體產業企業銷售額因統計口徑出現占比不一的主要原因是中國大陸在晶圓制造具有競爭優勢,目前大多數半導體制造和組裝廠商也因此主要集中在中國大陸。數據顯示,2019年中國大陸在全球晶圓制造-后道封裝、測試增加值占比高達38%。因此,若按設備制造/組裝所在地統計,中國半導體銷售額全球占比最高。

    美國是在半導體產業鏈的最前端EDA/IP、芯片設計等領域領先,這類企業大多數集中在美國。數據顯示,2019年,美國在EDA/IP貢獻了74%的增加值;在芯片設計-邏輯上貢獻了67%的增加值;在芯片設計-存儲貢獻了29%的增加值;在半導體制造設備貢獻了41%的增加值。因此,若按電子設備制造商總部所在地統計,美國半導體銷售額全球占比最高。

    中美半導體產業發展存在差異的根本原因在于兩國的半導體產業發展起步、政策支持、研發創新、資金投入以及人才儲備資源等存在較大差異,具體分析如下:

    1、發展歷程:美國半導體歷史積累厚,中國大陸起步晚

    美國是全球半導體產業的發源地。早在1947年,美國貝爾實驗室的Bardeen和Brattain便發明出點接觸晶體管。1948年,肖克利發明了結晶體管。1959年,美國德州儀器的基爾比和飛兆半導體公司的諾伊斯發明了雙極集成電路(IC)。自此,美國在全球半導體產業中處于領先地位,全球銷量最高半導體公司被美國所壟斷,包括國民半導體、德州儀器、摩托羅拉等。

    并且,當美國發現在20世紀80年代國家在全球半導體的領先地位逐漸被日本替代后,美國聯邦政府便立即采取行動,在1985年與日本進行談判,以反傾銷名義令日本政府調整產業政策,同時出臺相關立法及優惠政策支持美國半導體產業發展,美國于20世紀90年代初又奪回在全球半導體的霸主地位。

    中國大陸方面,中國大陸半導體產業的發展可追溯到解放初期的1953年,半導體已經被列入第一次和第二次5年計劃的重點科技公關項目,但是當時受到國內和國際形勢的劇烈變化,國家幾乎停止了對半導體行業的投入。1978年,國家再次意識到半導體產業的重要性,1984年在廈門設立華聯電子有限公司,但是成果卻不盡人意。

    直到2000年,國家首次制定了振興半導體行業的產業政策,發表了“鼓勵軟件產業和集成電路產業發展的若干政策”,從國家層次把半導體產業提升到國家戰略產業。我國半導體產業才真正開始。

    同時,伴隨著全球半導體制造的第三次轉移,我國迎來了半導體發展的機遇期,2014-2018年,我國半導體產業迅速發展。2018年中美貿易戰為半導體行業點火,2019年國產化替代是國內半導體市場增長的主要推動力。2020年疫情進一步倒逼半導體國產化替代再上一個高度,中國半導體產業重視程度進一步提升。

    整體來看,美國半導體歷史積累厚,中國大陸半導體產業真正起步較晚,并且較美國晚了50多年。

    2、政策支持:美國政策支持更加全面,中國立法欠缺

    長期以來,美國政府對當地半導體產業的發展給予極大的支持。在產業發展初期,半導體技術研發投入大,美國政府通過直接采購和研發資助的方式助力美國半導體公司完成初步積累。

    在20世紀80年代,為了重回全球半導體領先地位,美國政府出臺了《研究與開發法案》、《經濟復興稅收法》、《國內稅收法》、《半導體芯片保護法》等一系列的法律法規以及優惠政策推動國內半導體產業發展。并且,美國還對日本采取加征關稅等措施抑制日本半導體產業的發展。

    2021年,美國提出“半導體制造回歸美國”口號,先后通過了《美國芯片法案》、《創新和競爭法案》等,助力半導體制造回流國內。

    而中國大陸是在2000年才將半導體產業的發展提升至國家層面,隨后才出臺一系列稅收優惠、補貼政策、研發獎勵等政策措施支持當地半導體產業發展。但是與美國相比,中國大陸在半導體產業方面的立法有所欠缺。

    3、研發創新:美國研發費用支出高,創新能力強

    半導體產業前端技術需要持續投入才能確保技術處于領先地位。美國長期以來高度重視科技研發,除了國家在企業技術研發上給予相應支持外,企業自身每年也積極投入研發。根據SIA數據顯示,美國是全球半導體產業研發支出占半導體產業收入比重最多的國家,2019年美國約拿出16．4%的半導體營收作為半導體研發支出,而中國大陸這一比例僅是美國的一半左右。

    此外,美國半導體企業更重視產品創新,產業創新指數更高。2010-2019年,美國每個半導體專利的平均引用次數達到3-6次,轉換為三方專利的比重在30%-40%之間。而中國大陸每個半導體專利的平均引用次數不到2次,轉換為三方專利的比重不到10%。

    4、資金投入:美國在產業資金投入上更大

    在資金投入方面,隨著半導體工藝技術的演進,資本投入的要求越來越高。在這一方面,美國較中國大陸更愿意在半導體產業投入資金。美國大量的資金投入帶動了整個國家半導體產業的持續發展。2019年,美國半導體產業資金投入占全球半導體產業資金投入的28%;而中國大陸僅為10%。

    5、人才儲備資源:美國半導體人才眾多,中國人才短缺

    迄今為止,半導體領域的諾貝爾物理學獎絕大部分來自美國。美國半導體研發的特點是自下而上,從半導體物理、材料、結構、器件逐步上升到應用層面,專業設置和人才隊伍完整。而我國恰恰相反,我國半導體產業在應用層發展較好,但是底層薄弱,人才短缺。

    以半導體產業“皇冠上的明珠”EDA行業為例,2020年,我國EDA企業人才僅有4400人,其中外資企業人才數量還較本土EDA企業人數多,本土EDA企業人數僅有2000人,而外資企業人數達到2400人。

    6、中美半導體產業發展差異剖析總結

    綜上所述,美國半導體產業綜合實力較中國強的主要原因是美國半導體產業歷史積累厚、國家在政策支持較為全面、企業重視研發創新及資金投入、國家人才儲備充足等。