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美國目前是全球半導體行業(yè)的
美國半導體公司將這一市場地位成功轉化為強勁的財務業(yè)績。在過去五年中，它們的年平均股東回報率接近14%，比標準普爾500指數(shù)高出4個百分點以上，截至2019年11月，它們的總市值已達到約1萬億美元。這種持續(xù)的財務實力對于該行業(yè)在未來繼續(xù)大力投資研發(fā)至關重要。
事實上，美國半導體行業(yè)之所以在全球處于地位，主要有賴于大量研發(fā)投資所帶來的技術進步和產品創(chuàng)新。半導體是由高度的制造工藝生產的高度復雜的產品，其改進往往需要在硬科學上取得突破，這往往需要多年才能實現(xiàn)。
在過去的十年里，美國半導體產業(yè)在研發(fā)上投入了3120億美元，僅在2018年就投入了390億美元——幾乎是世界其他國家半導體研發(fā)投資總和的兩倍。美國在基礎研究上投入了大量資金，這有助于填補學術突破和新商業(yè)產品之間的鴻溝。然而與其它國家相比，美國投資多年來一直持平或下降。
技術使美國企業(yè)建立了創(chuàng)新的良性循環(huán)，從大規(guī)模的研發(fā)工作中產生了的技術和產品，進而帶來更高的市場份額，通常也會帶來更高的利潤率，這將繼續(xù)為良性循環(huán)提供動力。

? 有成熟的非美國供應商的半導體元件。
短期內，中國設備制造商將把采購轉向或歐洲其他地區(qū)的現(xiàn)有供應商。當然前提是假設這些海外供應商繼續(xù)不受限制地使用美國開發(fā)的設計工具和制造設備，與中國客戶做生意也不受限制。中長期看來，中國可能會尋求完全或部分地用國應商取代第三國供應商，以實現(xiàn)其半導體自給自足的既定目標?？傮w而言，12個半導體產品類別(國需求的45%)屬于這一類。
? 沒有非美國供應商可替代的半導體元件。
國需求27%的9個半導體產品類別符合這一描述。中國將不得不加快本土替代供應商的開發(fā)。在某些情況下，中國消費者可以用其它芯片替代美國的處理器。例如，中國公司可以設計自己的集成電路，來代替美國的CPU、GPU和FPGA。事實上，一些的中國公司已經在人工智能領域這樣做了。另一種選擇是開發(fā)基于不受美國出口管制的架構的處理器，例如RISC-V開源架構。這種高度復雜的半導體產品需要的設計工具，而目前只有美國的供應商可以提供這些工具，因此中國必須自行開發(fā)一套設計工具，或者從第三國尋找能夠設計這些關鍵替代元件的新供應商。
在技術脫鉤的情況下，中國的半導體產業(yè)供應鏈將呈現(xiàn)出截然不同的面貌。(見表9)中國可以繼續(xù)接觸和歐洲的半導體供應商和代工廠，這些供應商和代工廠將繼續(xù)使用美國供應商的設計工具和制造設備，從某種程度上說，中國設備制造商預計受到的干擾，在中長期內將在一定程度上受到限制。
除了轉換到需要快速提高產能以應對需求激增的新供應商的短期動蕩之外，中國面臨的主要挑戰(zhàn)將是為計算密集型應用開發(fā)可行的替代高性能處理器，與或歐洲其他地區(qū)的新供應商密切合作，這些供應商可以使用美國供應商提供的設計工具。
中國已經在這方面取得了進展，使用了非美國的架構來建造神威超級計算機處理器。歐洲的歐洲處理器計劃和富士通的K和Post-K超級計算機計劃表明，歐洲和國家自己也在積努力擺脫美國的CPU供應商和架構。

半導體指常溫下導電性能介于導體與絕緣體之間的材料。半導體在集成電路、消費電子、通信系統(tǒng)、光伏發(fā)電、照明應用、大功率電源轉換等領域應用。如二管就是采用半導體制作的器件。無論從科技或是經濟發(fā)展的角度來看，半導體的重要性都是非常巨大的。今日大部分的電子產品，如計算機、移動電話或是數(shù)字錄音機當中的核心單元都和半導體有著為密切的關聯(lián)。常見的半導體材料有硅、鍺、化鎵等，而硅更是各種半導體材料中，在商業(yè)應用上具有影響力的一種。
半導體應用
半導體在集成電路、消費電子、通信系統(tǒng)、光伏發(fā)電、照明應用、大功率電源轉換等領域應用。
光伏應用
半導體材料光生伏應是太陽能電池運行的基本原理?，F(xiàn)階段半導體材料的光伏應用已經成為熱門 ，是目前世界上增長快、發(fā)展好的清潔能源市場。太陽能電池的主要制作材料是半導體材料，判斷太陽能電池的優(yōu)劣主要的標準是光電轉化率 ，光電轉化率越高 ，說明太陽能電池的工作效率越高。根據(jù)應用的半導體材料的不同 ，太陽能電池分為晶體硅太陽能電池、薄膜電池以及III-V族化合物電池。
照明應用
LED是建立在半導體晶體管上的半導體發(fā)光二管 ，采用LED技術半導體光源體積小，可以實現(xiàn)平面封裝，工作時發(fā)熱量低、節(jié)能，產品壽命長、反應速度快，而且綠色環(huán)保無污染，還能開發(fā)成輕薄短小的產品 ，一經問世 ，就迅速普及，成為新一代的照明光源，目前已經廣泛的運用在我們的生活中。如交通指示燈、電子產品的背光源、城市夜景美化光源、室內照明等各個領域 ，都有應用。
大功率電源轉換
交流電和直流電的相互轉換對于電器的使用十分重要 ，是對電器的必要保護。這就要用到等電源轉換裝置。碳化硅擊穿電壓強度高 ，禁帶寬度寬，熱導性高，因此SiC半導體器件十分適合應用在功率密度和開關頻率高的場合，電源裝換裝置就是其中之一。碳化硅元件在高溫、高壓、高頻的又一表現(xiàn)使得現(xiàn)在被廣泛使用到深井鉆探，發(fā)電裝置中國的逆變器，電氣混動汽車的能量轉化器，輕軌列車牽引動力轉換等領域。由于SiC本身的優(yōu)勢以及現(xiàn)階段行業(yè)對于輕量化、高轉換效率的半導體材料需要，SiC將會取代Si，成為應用廣泛的半導體材料。

良性創(chuàng)新周期加強了美國的市場地位
這一良性循環(huán)有兩個核心因素：研發(fā)強度和規(guī)模。歷史上，美國半導體公司一直將收入的17%至20%投資于研發(fā)，遠遠高于其他地區(qū)的半導體公司14%的投資比例。事實上，2018年美國半導體公司的研發(fā)強度在美國經濟所有行業(yè)中排名第二，僅次于制藥/生物技術行業(yè)。
規(guī)模是創(chuàng)新良性循環(huán)的第二支柱。2018年，美國半導體行業(yè)的全球產品收入約為2260億美元，遠遠超過其他競爭地區(qū)的同行。這個規(guī)模是韓國半導體產業(yè)的兩倍，是日本的五倍，是歐洲的六倍，是中國的15倍。
由于美國國內市場占全球半導體需求的比例不到25%，因此，開放進入國際市場是美國半導體產業(yè)擴大規(guī)模的關鍵要求。約80%的美國工業(yè)收入來自出口市場，這個出口市場中包括了約占全球需求23%的中國。根據(jù)美國國際貿易會的數(shù)據(jù)，半導體是美國2018年第出口產品，僅次于飛機、成品油和。
圖：美國在全球半導體產業(yè)鏈的關鍵層面處于地位
得以進入全球市場，使美國半導體行業(yè)能夠利用高度化的資源來制造日益復雜的產品。例如，在一家價值150億美元的晶圓制造廠中，使用高精度設備制造一個的7納米芯片，需要大約1500步。雖然美國公司在產業(yè)鏈的設計和設備層可以廣泛依賴美國國內的半導體生態(tài)系統(tǒng)，但在材料、設備及芯片的制造、組裝和測試方面也依賴外國合作伙伴。沒有任何一個公司或國家有技術能力控制整個供應鏈。
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