2021年中美半导体产业链发展对比分析

美国半导体产业处于领先地位,中国大陆为全球半导体需求第一大地区。本文带你分析中美半导体产业发展差异。

行业主要上市公司:紫光集团(002049)、华为海思、长电科技(600584)、中芯国际(00981．HK)、太极实业(600667)、中环股份(002129)、振华科技(000733)等

本文核心数据:全球半导体领先企业排名、中美半导体企业销售额、中美各细分市场制造增加值

中美半导体产业发展对比

1、美半导体产业供给对比

——全球半导体领先企业主要集中在美国

目前,全球大多数半导体龙头企业集中在美国。2017-2021年第一季度,全球前十大半导体企业榜单均有6家美国企业的身影,而中国目前并未有任何一家企业上榜。并且,在2019-2021年第一季度,美国半导体企业英特尔位居榜首。

注:1)国家所属地根据企业总部所在地来划分。

2)标浅蓝色的企业为美国企业。

——统计口径不同,中美半导体供给全球占比不同

从半导体企业销售额上看,根据WSTS发布的最新数据显示,2020年美国的半导体企业销售额占据全球半导体销售额的47%,而中国大陆半导体企业销售额仅占全球半导体销售额的5%。

不过,根据统计口径不同,中美半导体企业销售额占全球的比重也略有不同。据BCG和SIA联合发布的《在不确定的时代加强全球半导体产业产业链(2021．04)》的报告显示,若按电子设备制造商总部所在地统计,2019年美国半导体企业销售额全球第一,占比为33%;中国大陆排名第二,占比为26%。

若按设备制造/组装所在地统计,2019年中国大陆半导体企业销售额全球排名第一,销售额占比高达35%;美国则排名第二,销售额占比为19%。

2、中美半导体需求对比:中国大陆是全球第一大需求地

但是,在需求方面,中国大陆人口多,工业体系完善,各类细分产品都能在中国大陆找到需求方,中国大陆是全球半导体产业需求最大的地,2020年中国大陆半导体市场规模高达1509．7亿美元,占据全球半导体市场规模的34%。美国半导体市场规模仅为941亿美元,占全球半导体市场规模的21%。

3、中美半导体产业发展对比总结

综合来看,美国半导体企业竞争实力更强,前十大半导体领先企业中有六家美国企业。但是,在整体企业半导体销售方面,若按电子设备制造商总部所在地统计,美国为全球第一大半导体供应地;若按设备制造/组装所在地统计,中国大陆半导体企业为全球半导体第一大供应地。此外,中国在半导体需求上更大。

中美半导体产业发展差异剖析

首先,中美半导体产业企业销售额因统计口径出现占比不一的主要原因是中国大陆在晶圆制造具有竞争优势,目前大多数半导体制造和组装厂商也因此主要集中在中国大陆。数据显示,2019年中国大陆在全球晶圆制造-后道封装、测试增加值占比高达38%。因此,若按设备制造/组装所在地统计,中国半导体销售额全球占比最高。

美国是在半导体产业链的最前端EDA/IP、芯片设计等领域领先,这类企业大多数集中在美国。数据显示,2019年,美国在EDA/IP贡献了74%的增加值;在芯片设计-逻辑上贡献了67%的增加值;在芯片设计-存储贡献了29%的增加值;在半导体制造设备贡献了41%的增加值。因此,若按电子设备制造商总部所在地统计,美国半导体销售额全球占比最高。

中美半导体产业发展存在差异的根本原因在于两国的半导体产业发展起步、政策支持、研发创新、资金投入以及人才储备资源等存在较大差异,具体分析如下:

1、发展历程:美国半导体历史积累厚,中国大陆起步晚

美国是全球半导体产业的发源地。早在1947年,美国贝尔实验室的Bardeen和Brattain便发明出点接触晶体管。1948年,肖克利发明了结晶体管。1959年,美国德州仪器的基尔比和飞兆半导体公司的诺伊斯发明了双极集成电路(IC)。自此,美国在全球半导体产业中处于领先地位,全球销量最高半导体公司被美国所垄断,包括国民半导体、德州仪器、摩托罗拉等。

并且,当美国发现在20世纪80年代国家在全球半导体的领先地位逐渐被日本替代后,美国联邦政府便立即采取行动,在1985年与日本进行谈判,以反倾销名义令日本政府调整产业政策,同时出台相关立法及优惠政策支持美国半导体产业发展,美国于20世纪90年代初又夺回在全球半导体的霸主地位。

中国大陆方面,中国大陆半导体产业的发展可追溯到解放初期的1953年,半导体已经被列入第一次和第二次5年计划的重点科技公关项目,但是当时受到国内和国际形势的剧烈变化,国家几乎停止了对半导体行业的投入。1978年,国家再次意识到半导体产业的重要性,1984年在厦门设立华联电子有限公司,但是成果却不尽人意。

直到2000年,国家首次制定了振兴半导体行业的产业政策,发表了“鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策”,从国家层次把半导体产业提升到国家战略产业。我国半导体产业才真正开始。

同时,伴随着全球半导体制造的第三次转移,我国迎来了半导体发展的机遇期,2014-2018年,我国半导体产业迅速发展。2018年中美贸易战为半导体行业点火,2019年国产化替代是国内半导体市场增长的主要推动力。2020年疫情进一步倒逼半导体国产化替代再上一个高度,中国半导体产业重视程度进一步提升。

整体来看,美国半导体历史积累厚,中国大陆半导体产业真正起步较晚,并且较美国晚了50多年。

2、政策支持:美国政策支持更加全面,中国立法欠缺

长期以来,美国政府对当地半导体产业的发展给予极大的支持。在产业发展初期,半导体技术研发投入大,美国政府通过直接采购和研发资助的方式助力美国半导体公司完成初步积累。

在20世纪80年代,为了重回全球半导体领先地位,美国政府出台了《研究与开发法案》、《经济复兴税收法》、《国内税收法》、《半导体芯片保护法》等一系列的法律法规以及优惠政策推动国内半导体产业发展。并且,美国还对日本采取加征关税等措施抑制日本半导体产业的发展。

2021年,美国提出“半导体制造回归美国”口号,先后通过了《美国芯片法案》、《创新和竞争法案》等,助力半导体制造回流国内。

而中国大陆是在2000年才将半导体产业的发展提升至国家层面,随后才出台一系列税收优惠、补贴政策、研发奖励等政策措施支持当地半导体产业发展。但是与美国相比,中国大陆在半导体产业方面的立法有所欠缺。

3、研发创新:美国研发费用支出高,创新能力强

半导体产业前端技术需要持续投入才能确保技术处于领先地位。美国长期以来高度重视科技研发,除了国家在企业技术研发上给予相应支持外,企业自身每年也积极投入研发。根据SIA数据显示,美国是全球半导体产业研发支出占半导体产业收入比重最多的国家,2019年美国约拿出16．4%的半导体营收作为半导体研发支出,而中国大陆这一比例仅是美国的一半左右。

此外,美国半导体企业更重视产品创新,产业创新指数更高。2010-2019年,美国每个半导体专利的平均引用次数达到3-6次,转换为三方专利的比重在30%-40%之间。而中国大陆每个半导体专利的平均引用次数不到2次,转换为三方专利的比重不到10%。

4、资金投入:美国在产业资金投入上更大

在资金投入方面,随着半导体工艺技术的演进,资本投入的要求越来越高。在这一方面,美国较中国大陆更愿意在半导体产业投入资金。美国大量的资金投入带动了整个国家半导体产业的持续发展。2019年,美国半导体产业资金投入占全球半导体产业资金投入的28%;而中国大陆仅为10%。

5、人才储备资源:美国半导体人才众多,中国人才短缺

迄今为止,半导体领域的诺贝尔物理学奖绝大部分来自美国。美国半导体研发的特点是自下而上,从半导体物理、材料、结构、器件逐步上升到应用层面,专业设置和人才队伍完整。而我国恰恰相反,我国半导体产业在应用层发展较好,但是底层薄弱,人才短缺。

以半导体产业“皇冠上的明珠”EDA行业为例,2020年,我国EDA企业人才仅有4400人,其中外资企业人才数量还较本土EDA企业人数多,本土EDA企业人数仅有2000人,而外资企业人数达到2400人。

6、中美半导体产业发展差异剖析总结

综上所述,美国半导体产业综合实力较中国强的主要原因是美国半导体产业历史积累厚、国家在政策支持较为全面、企业重视研发创新及资金投入、国家人才储备充足等。

来源:前瞻产业研究院