上周四，美国半导体行业协会（sia）发布了最新报告《2022 sia factbook》，以展示美国半导体行业的实力和前景。同时，该报告也展示了许多与中国半导体市场相关的数据。
目前，美国公司仍然领导着全球市场，占世界芯片销量的近1/2，但美国在现代半导体制造能力中所占的份额已经从1990年的37%下降到如今的12%。报告写道，美国半导体产业仍面临重大挑战。根据这份报告，2021年，总部位于美国的半导体公司，占据了全球半导体市场的46.3%，并在中国市场占据了高达49.9%的市场份额。在制造方面，2021年，美国大约80%的半导体晶圆制造能力来自总部位于美国的公司，美国半导体公司的前端半导体晶圆产能中约有43%位于美国。目前，亚太地区是最大的区域半导体市场，而亚太地区最大的国家市场是中国，占亚太市场的56%，占全球市场的35%。在研发支出方面，2021年美国半导体行业的研发支出占销售额的百分比达到18.0%，而中国大陆这一数值仅为7.6%。为了确保美国的技术领先地位，该报告向美国政策制定者提出4项建议：1）投资美国半导体行业；2）增加美国的技术劳动力；3）促进自由贸易和保护知识产权；4）与志同道合的经济体紧密合作。
根据世界半导体贸易统计（wsts）发布的2021年秋半导体行业预测，全球半导体销售额从2001年的1390亿美元增长至2021年的5559亿美元，年均复合增长率为7.18%。该机构估计，全球半导体行业销售额将在2022年达到6010亿美元，在2023年达到6330亿美元。
▲2001~2021年全球半导体销售额变化及预测（来源：wsts、sia）
在20世纪80年代早期，以美国为基地的生产商占据了全球半导体销售额的50%以上，但随后其市场份额大幅下降。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年严重的行业衰退，美国半导体产业总共失去了19个全球市场份额点，将全球行业市场份额的领导地位让给日本半导体产业。在接下来的10年里，美国半导体产业开始反弹，到1997年重新获得了超过50%的全球市场份额，并一直保持到今天。
▲1983年~2021年全球各地区半导体市场占比变化（来源：wsts、omdia和sia）
在微处理器、一些前沿设备领域，美国公司均长期保持领先优势。此外，美国半导体公司在研发、设计和工艺技术方面保持着领先地位。总部位于美国的半导体企业的销售额从2001年的711亿美元增长到2021年的2575亿美元，复合年增长率为6.65%，其销售增长显示出与整个行业相同的周期性波动。
▲2001~2021年美国半导体企业销售额变化（来源：wsts、sia）
2021年，美国半导体企业的全球市占率为46.3%，居世界首位。其他国家及地区的工业拥有7%~20%的全球市场份额，中国台湾及大陆地区的市场份额为15%。
▲美国半导体企业在各地区半导体市场的占比（来源：wsts、sia）
总部位于美国的公司，也在所有主要国家和地区的半导体市场中占据了市场份额的领导地位。在中国市场，去年美国半导体公司的市占率高达49.9%。2021年，总部位于美国的公司占美国半导体晶圆制造产能的80%左右。总部位于亚太地区的半导体企业占据了美国大部分剩余产能的10%。
▲2021年美国半导体晶圆制造产能分布情况（来源：ic insights全球晶圆数据库、sia）
美国半导体行业在美国的制造基地，比在其他任何国家都多。2021年，美国总部公司的前端半导体晶圆厂产能的43.3%在美国。这些美国公司其他的前端半导体晶圆厂产能主要集中在新加坡、欧洲、中国台湾、日本等地。
▲总部位于美国的半导体公司晶圆厂产能分布情况（来源：ic insights全球晶圆数据库、sia）
与此同时，美国半导体制造能力在美国所占的份额在过去8年下降了超过10%。
▲2013~2021年全球各地区半导体制造能力市占率变化（来源：ic insights全球晶圆数据库、sia）
半导体是美国的主要出口产品之一。2021年，美国半导体出口额为620亿美元，在美国出口额中排名第五，仅次于成品油、飞机、原油、天然气。
▲2021年美国产品出口top5（来源：美国国际贸易委员会）
▲2021年美国电子产品出口top5（来源：美国国际贸易委员会）
绝大多数半导体需求是由消费者购买的笔记本电脑、智能手机等产品驱动的。
▲2021年全球半导体市场总额达到5560亿美元，按终端用途的半导体需求分布情况（来源：wsts）
全球半导体销售因产品类型而呈现多样化。近年来，全球半导体行业中最大的部分是存储器、逻辑、模拟和微处理器。2021年，这些产品占半导体行业销售额的79%。
▲2021年全球各产品类别半导体销售额分布（来源：wsts、sia）
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。从那以后，其规模翻了一番，从398亿美元增加到2021年的3430多亿美元。截至目前，亚太地区是最大的区域性半导体市场，而亚太地区最大的国家市场是中国，占亚太市场的56%，全球市场的35%。这一数据只反映了半导体对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。
▲2001~2021年全球各地区半导体市场规模变化（来源：wsts、sia）
2021年，美国半导体公司的研发和资本支出总额为906亿美元。从2001年到2021年，其复合年增长率约为5.9%。按销售份额计算的投资等级，一般不受与市场周期相关的波动的影响。
▲2001~2021年美国半导体公司研发和资本支出变化（来源：美国证券交易委员会、sia）
该报告认为，为了保持在半导体行业的竞争力，半导体公司必须持续将收入的很大一部分投入到研发和新工厂及设备上。设计和生产最先进的半导体元件的能力，只能通过持续保持行业投资率（约占销售额的30%）来维持。由于需要保持技术领先，2001年和2002年等年份出现了一些极端波动，当时销售额急剧下降，而研发和资本设备支出没有以同样的速度下降。
▲2001~2021年美国半导体公司资本和研发投入占销售额的百分比变化（来源：美国证券交易委员会、sia）
从2001年到2021年，每位员工的总投资（通过研发和新工厂及设备总投资衡量）以每年约3.4%的速度增长。这些支出在2001年超过10万美元，但自2001年经济衰退后，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，但该数值在2012年恢复，并于2021年增长到创纪录的20.6万美元。
▲2001~2021年美国半导体公司每位员工总投资变化（来源：美国证券交易委员会、sia）
从2001年到2021年，美国半导体产业的研发支出以大约6.9%的复合年增长率增长。美国半导体企业的研发支出与年销售周期无关，一直都很高。2021年，美国半导体行业的研发投资总额为502亿美元。
▲2001~2021年美国半导体公司研发支出变化（来源：美国证券交易委员会、sia）
在过去的20年里，每年美国半导体公司的研究开发费用占销售额的比率超过了10%，这一速度在美国主要制造业中是前所未有的。由于技术变革的快速步伐要求工艺技术和设备能力的不断进步，研发费用对半导体企业保持竞争力至关重要。2001年和2002年的研发支出增加，是因为在经济不景气的情况下，半导体行业仍致力于押注技术的未来。2003-2004年以及2020-2021年的下降，并非由于研发预算的削减，而是由于行业增长强于预期，收入增长快于预期。
▲2001~2021年美国半导体公司研发支出占销售额的比例变化（来源：美国证券交易委员会、sia）
美国半导体产业的研发支出比率在主要高科技产业部门中名列前茅。根据《2021年欧盟产业研发投资记分板》（eu industry r&d investment scoreboard），美国半导体产业的研发支出占销售额的比重仅次于美国制药&生物产业。
▲美国各行业研发支出占销售额的百分比，注：*不包括半导体；由于方法和来源数据的不同，半导体行业的份额与此前图表略有差异（来源：eu industry r&d investment scoreboard）
2021年美国半导体行业的研发支出占销售额的比例为18.0%，高于其他任何国家的半导体行业，而中国大陆的这一数值仅为7.6%。
▲各地区半导体行业研发支出占销售额的百分比，注：由于方法和来源数据的不同，半导体行业的份额与此前图表略有差异（来源：eu industry r&d investment scoreboard）
美国半导体行业是高度资本密集的行业，在2021年的资本支出总额为405亿美元。其资本支出从2001-2003年下降，因为在1999-2001年期间完成了主要的新设施和晶圆厂的使用增加；2004年出现了反弹；2005年，从资本支出占销售额的比例来看，该行业处于平衡地位；在2009年全球经济衰退导致资本支出大幅下降后，2011年资本支出反弹至237亿美元。
▲2001~2021年美国半导体公司资本支出变化（来源：美国证券交易委员会、sia）
2021年，随着芯片制造商提高产能以满足半导体需求的激增，其资本支出超过了400亿美元。在过去20年里，美国半导体公司每年资本支出占销售额的比例平均在10%到15%之间，是美国所有行业中最高的。
▲2001~2021年美国半导体公司资本支出占销售额的比例变化（来源：美国证券交易委员会、sia）
除了2009年、2010年，其余18年其每年的资本支出占销售额的比例都超过了10%。在美国经济的主要制造业中，这一比率非常高。对于半导体制造商来说，资本支出对他们的竞争地位至关重要。工业创新的快速发展需要大量的资本支出，来继续生产更先进的设备。
总体而言，sia报告认为，美国半导体行业是美国经济实力、国家安全、全球竞争力和技术领先地位的关键驱动力。美国半导体行业直接创造了超过27万个就业机会，间接创造了160多万个就业机会。
过去20年，美国半导体公司的生产率迅速提高，比2001年增加了1倍以上。这些生产率的提高是通过保持较高的资本投资级别和研发支出比例而实现的。2021年，美国半导体行业的人均销售额比率超过了67万美元。
▲2001~2021年美国半导体公司人均销售额变化（来源：美国证券交易委员会、sia）
sia报告希望通过这些关键数据的呈现，使美国半导体行业决策者意识到促进增长和创新相关措施的重要性，保持美国的技术领先地位，并赢得未来技术的全球竞争。
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来源：芯东西
时间：2022-05-14
