近期,美國半導體行業(yè)協(xié)會(SIA)發(fā)布《2021年美國半導體行業(yè)報告》。SIA表示,美國半導體產(chǎn)業(yè)的研發(fā)占比超過其他任何國家的半導體產(chǎn)業(yè),但優(yōu)勢地帶主要集中在EDA和核心IP、芯片設計、制造設備等研發(fā)密集型領域。其在芯片制造的份額正在急劇下降,需要更大力度的投資和激勵措施。
SIA指出,2021年,全球仍然受到 COVID-19 的嚴重影響,半導體技術使人們能夠遠程工作、學習、治療疾病、在線購物并保持社交聯(lián)系。隨著世界大部分地區(qū)進入封鎖狀態(tài),半導體技術使全球經(jīng)濟、醫(yī)療保健和社會的齒輪繼續(xù)運轉,并通過支撐世界上最先進的超級計算機等方式,助力醫(yī)生和科學家開發(fā)治療方法和疫苗。
但是,半導體產(chǎn)業(yè)在 2021年取得巨大成功的同時,也面臨著重大挑戰(zhàn)。首當其沖的是全球范圍的半導體短缺。疫情防控期間,半導體需求不斷增長,疊加汽車半導體等其他芯片品類需求的大幅波動,引發(fā)了全球范圍內的半導體供需失衡。在這種趨勢下,全球半導體企業(yè)致力于擴充產(chǎn)能。到 2021 年年中,全球半導體月出貨量達到新高,但大多數(shù)行業(yè)分析師預計短缺將持續(xù)到 2022 年。
2020年,美國占據(jù)了全球半導體市場的47%。美國半導體產(chǎn)業(yè)在研發(fā)密集型領域保持領先的市場份額,包括EDA和核心IP,芯片設計和制造設備。而資本密集度更高的材料和制造(包括封裝)高度集中在亞洲。約 75% 的全球半導體制造能力,包括全部的10納米以下先進制程制造能力分布在亞洲。在子產(chǎn)品領域,美國在邏輯芯片、分立器件、模擬芯片、光學器件處于領先地位,而存儲器的優(yōu)勢地位則被其他國家占據(jù)。
在過去十年中,美國以外地區(qū)芯片產(chǎn)出的增長速度是美國的五倍。各國通過強有力的激勵計劃吸引半導體制造企業(yè),美國需要實施類似的激勵措施以保持競爭力。
雖然全球的半導體分工使芯片供應鏈實現(xiàn)了巨大增長和行業(yè)創(chuàng)新,但半導體供應鏈的脆弱性的不容忽視。在 2019 年,10nm及以下的先進制程半導體全部產(chǎn)自美國以外的地區(qū)。這也使美國政府意識到,強化半導體供應鏈建設需要加大對芯片生產(chǎn)和創(chuàng)新的投資力度。2021 年 6 月,美國參議院通過了《美國創(chuàng)新與競爭法案》 (USICA),將劃撥520 億美元用于支持芯片制造、研究和設計。美國半導體行業(yè)已敦促美國眾議院通過該法案并交由總統(tǒng)拜登簽署生效。
2000 年到 2020 年期間,美國半導體行業(yè)研發(fā)支出的年復合增長率約為7.2%。2020 年,美國半導體產(chǎn)業(yè)研發(fā)投入合計440 億美元。就研發(fā)占比(研發(fā)支出占銷售額的百分比)而言,美國半導體產(chǎn)業(yè)達到18.6%,在美國僅次于制藥和生物技術產(chǎn)業(yè),超過了任何其他國家的半導體產(chǎn)業(yè)。高水平的研發(fā)再投資推動美國半導體創(chuàng)新行業(yè),進而維持其全球銷售市場份額的領先地位并創(chuàng)造就業(yè)機會。
美國在全球芯片制造的份額下降,加上聯(lián)邦對半導體研發(fā)的投資不足,將削弱美國持續(xù)生產(chǎn)先進芯片以支持經(jīng)濟復蘇、關鍵基礎設施建設、降低清潔能源獲取成本以及在關鍵技術取得優(yōu)勢的能力。要使國家在未來取得成功,就必須在半導體技術取得領先。
SIA表示,要延續(xù)美國在半導體產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢地位,美國需要加強半導體領域投資。包括按照《美國創(chuàng)新與競爭法案》資助本土半導體制造、研究和設計業(yè),為半導體設計和制造業(yè)制定投資稅收抵免政策,以促進先進半導體研究、設計和制造設施的建設,以及本土芯片的市場推廣和創(chuàng)新。