芯片都去哪了，美国半导体行业协会年度报告揭秘：电脑吃饱、汽车跌倒

芯器械 9 月 29 日消息，本周一，美国半导体行业协会（SIA）公布了其年度行业汇报。该汇报共 27 页，从半导体在新冠肺炎疫情中的阐扬、美国半导体行业在环球的职位、半导体行业对美国国内经济的影响等进行了梳理和剖析。

凭据这份汇报，2021 年半导体行业血本支付估计将靠近 1500 亿美元，而此前该支付从未跨越 1150 亿美元。因为疫情和新兴技术等成分，2020 年环球半导体贩卖额增进了 6.8%，为 4404 亿美元。

比年来，诚然美国占环球芯片生产份额有所下滑，但是美国半导体公司研发占贩卖额比例跨越任何其余国度和区域，是行业的紧张立异来源。

以下是芯器械对汇报全文的编译和整顿。

01. 环球缺芯，晶圆厂产能行使率超 80%

在 2020 年和 2021 年，缺芯疑问激励了环球关注。汇报指出，半导体行业连续在起劲增加产能，以保证芯片提供。

因为环境趋势需要火热，前端晶圆厂的产能行使率普遍跨越 80%，个体晶圆厂产能行使率乃至高达 90%、100%。SIA 估计，2021 年环球晶圆厂产能行使率将进一步进步。

▲ 环球晶圆厂产能行使率变更

现在，环球半导体行业正在加大生产和研发投资，以知足来日的环境趋势增进。2021 年以来，环球芯片生产商正在投资新的晶圆厂。

别的，半导体行业的血本支付（CAPEX）缔造了经历纪录。SIA 估计，2021 年的行业血本支付将靠近 1500 亿美元，2022 年则将跨越这一数字。而在 2021 年以前，行业年度血本支付从未跨越 1150 亿美元。

目前的芯片缺乏提醒了人们芯片对于汽车等行业的紧张性，从久远来看这种紧张性将会接续加大，环球对芯片的需要也会连续高潮。

02. 汽车跌倒、计算机吃饱，谁占了至多的芯片？

因为疫情影响和新兴技术的开展，半导体环境趋势增速较快。今年 年，环球半导体贩卖额为 4123 亿美元，2020 年环球半导体贩卖额增进 6.8% 至 4404 亿美元。

凭据世界半导体贸易统计构造（WSTS）的数据，2021 年环球半导体贩卖额将到达 5270 亿美元，2022 年则大概到达 5730 亿美元。

▲ 环球半导体环境趋势变更

受疫情影响，种种终端对芯片的需要也产生了较大变更。凭据 SIA 的数据，2020 年半导体贩卖额涨幅非常高的终端产物是计算机，其贩卖额高潮了 21.2%，环境趋势代价达 1422 亿美元。

2020 年下降至多的则是政府终端，该业务的半导体贩卖额低落了 11.8%，仅为 46 亿美元。备受关注的汽车行业则颠簸较大，非常终削减了 0.3%。

▲ 2020 年半导体在各终端环境趋势代价

整体看来，2020 年环球半导体需要非常高的是计算机，该终端占有了 32.3% 的环球半导体份额；智内行机等通讯终端紧随自后，占有了 31.2% 的份额。花费电子、产业、汽车 3 大终端划分占有 12%、12% 和 11.4% 的半导体份额。

若以区域来看，美国半导体公司的贩卖额占有了环球靠近一半的环境趋势份额，韩国、日本、欧洲、中国等国度和区域企业所占环境趋势份额划分为 20%、10%、10% 和 12%。

03. 芯片设计撑起行业职位，外乡没有 10nm 以下芯片产线

SIA 也列出了美国半导体行业的支柱和短板。

详细来说，美国半导体行业在 EDA、IP 核、芯片设计和半导体装备等关节处于当先职位，而在硅片等原质料、封装、测试等关节处于掉队。在芯片生产方面，美国外乡贫乏 10nm 以下的逻辑芯片生产才气，在模仿芯片和存储上则处于当先职位。

▲ 按各提供链关节和区域划分的半导体附加值和份额

值得留意的是，美国在芯片设计方面的上风已成为其连结行业职位的关节。芯片设计属于技术密集关节，其研发占全部半导体行业的 65%，附加值则占 53%。

自 90 年月以来，接纳无晶圆厂模式（Fabless）的公司接续增加。2000 年，无晶圆厂企业的贩卖总额占全部半导体环境趋势的 10% 不到，今年 年这一数字已靠近 30%。美国无晶圆厂企业贩卖额占环球无晶圆厂的 60%，也领有环球至多的设计人才，是美国在半导体平台连结当先职位的关节。

诚然此前美国政府对半导体投入并不如其余政府，但美国半导体公司的研发支付连续在增进。2000 年到 2020 年时代，其年复合增进率为 7.2%。2020 年美国半导体家当用于研发的总投资额达 440 亿美元。

▲ 美国半导体公司研发投入

就研发支付占行业贩卖额比例来说，美国半导体行业的研发支付占比仅次于制药和生物技术行业，并且其研发占比高于任何国度和区域的半导体行业。

SIA 称，这些对研发的高程度投入推动了美国半导体行业的立异，赞助其连结了在环球环境趋势中的当先职位，并在美国各地缔造了工作时机。

▲ 美国行业研发支付排名（左）和半导体研发支付排名（右）

而在芯片生产上，基于先进制程的逻辑芯片生产是美国半导体行业的短板。在存储芯片平台，美国在 DRAM 和 3D NAND 闪存方面有着较强的角逐力，美光等公司正在周全欢迎 EUV 光刻技术的到来。

别的，美国还在先进封装、化合物半导体和碳化硅等宽禁带半导体生产技术上处于当先职位。

04. 缔造 1600 亿美元收入，外乡厂家产能正在流失

SIA 指出，美国半导体行业对其国内经济至关紧张。据其统计，美国从事半导体设计、生产、测试和研发的职员跨越 27.7 万，能够影响 2600 多万美国工人。

汇报表现，每个半导体岗位都会分外生产 5.7 个工作岗位。2020 年，美国半导体行业就缔造了 185 万个工作岗位。

除了缔造工作，半导体行业对 GDP 的影响非常紧张。2020 年美国半导体行业对 GDP 的总影响达 2464 亿美元，还缔造了 1608 亿美元的收入，笼盖局限包含建筑、金融、休闲、酒店等不同平台。在出口方面，2020 年美国半导体总出口额达 490 亿美元，仅排在飞机、制品油和原油以后。

▲ 美国半导体行业所动员的 GDP

值得留意的是，相比 2013 年，美国半导体生产商渐渐首先更多地将前端晶圆厂产能设在新加坡、中国台湾、欧洲、日本等区域。2013 年，大概 57% 的美国半导体生产商晶圆产能位于美国；2020 年，这一数字降到了 43%。

以前十年，国外芯片生产产出的平衡增进率是美国的五倍。究竟上，环球 3/4 的芯片生产才气密集在东亚区域，中国大陆非常大概在 2030 年占有环球非常大的芯片生产份额。

这也是美国半导体行业协会号令美国出台激励法案的紧张缘故之一。

同时，美国政府对芯片钻研投资占 GDP 的比重根基持平，相比其余国度和区域有所不及，减弱了芯片生产、钻研气力。为了改进这一地势、缔造高薪岗位，美国两党经历了 CHIPS 芯片法案，但该法案仍有待美国国会拨款。

▲ 今年 年环球逻辑芯片产能情况

别的，美国国会还思量订定名为 FABS 法案的芯片生产法案，该法案将包含半导体投资税收抵免政策，以赞助增强其半导体生态体系。SIA 觉得经历这些法案，美国芯片生产将会迎来复原，并确保其在人工智能、量子计较、5G/6G 等基于半导体的关节技术上处于当先职位。

非常后，SIA 提出了 4 点建议，划分为：

1、增强投资美国半导体行业，包含订定投资税收抵免政策等，以刺激立异；

2、增强美国技术人才气力，改进教诲体系，并吸引番邦技术人才移民；

3、激动解放贸易和常识产权护卫，扩大消息技术协议；

4、增强和盟友同盟，分解到半导体提供链的环球属性，塑造更有益于增进、立异和提供链弹性的羁系和功令情况。

05. 半导体抗疫五大平台盘货

对于环球来说，2021 年非常紧张的事情或是抗击新冠肺炎病毒疫情，半导体行业也不破例。SIA 称，疫情时代，半导体行业在五大平台发扬了本人的好处，对抗击疫情作出了本人的进献。

1、芯片进来更多医疗装备，十万美元降至数千美元

半导体是目前非常多医疗装备紧张的组成片面，能够提供如操纵掌握、数据处分和存储、无线连接和电源经管等功效。因为半导体能够提供以前非半导体器件的功效，医疗装备的性能有所晋升，老本则有所下降，有助于应对疫情和改进整体医疗情况。

SIA 举了两个详细的例子来考证这一说法。初次个是便携式超声装备，该装备能够检验患者肺部病变等病毒症状，快速辨认与新冠病毒关联的急性肺炎特性，而无需守候核酸检验。

这种装备以前接纳压电晶体作为超声波探头，这使得超声波检验装备的费用普通跨越 10 万美元。经历半导体芯片替代压电晶体，装备老本仅需数千美元，能够更方便地探测、评估患者身材里面情况。

其次个是呼吸机。在疫情时代，呼吸机用于赞助紧张肺损伤的患者进行辅助呼吸。呼吸机体系应用半导体传感器和处分器来监测性命灯号。传感器用于断定患者每次呼吸的速率、体积和氧宇量，并凭据患者的需要精确调治氧气程度。处分器掌握电机速率，辅助患者进行呼吸。

2、先进传感器、模仿芯片实现密集人群测温

对于非常多从新开放的工作的地方和大众设施来说，对大批职员进行体温搜检非常紧张。目前的热像仪或非触碰式额头红外温度计是两种常用的方法，这些装备也寄托传感器和模仿芯片等半导体将温度等数据转化为数字读数。

3、AI、超算加快疫苗研发

大盛行快产生了大批能够用于开放新冠病毒疫苗的数据，但是其巨大的数据量使钻研职员非常难快速找到所需的数据。而基础半导体技术正在简化疫苗钻研职员对数据的汇集历程。

美国的一家半导体公司工程师开辟了一个名为 Deep Search 的平台，该平台应用天然语言处分来标志钻研论文，以便钻研职员经历搜索引擎能够更快地发现所需论文。

在疫情初期，家当界、学术界、国外政府机构等组成了 COVID-19 高性能计较同盟（The COVID-19 High Performance Computing Consortium），该同盟成员领有超算平台和 AI 部署才气，在疫情初期赞助大学、公司和病院将疫苗建模和模仿潜伏医治时间从几周缩短到了几分钟，大大节减了疫苗的开辟时间。

▲ COVID-19 高性能计较同盟官网络面

4、远程办公、网课底子设施

在疫情时代，半导体是公司远程办公和黉舍网课通讯的底子设施。跟着疫情开展，远程办公、教诲的趋向还在连接，顶级企业的网络应用率已增进了 30%-50%，就连物流和托付都非常大程度上依附于基于芯片的通讯服无。

封城时，市肆物品、杂货和餐厅食品的运输非常普遍。杂货配送公司行使智内行机 App 来连接购物者和主顾，这些基于半导体的服无使取货和送货都变得轻便、平安。

5、新型传感器助力弱势群体抗疫

半导体技术更是增强了对暮年人、糖尿病患者和听力停滞者等弱势群体的护卫。疫情发作后，及时监控体系能够赞助大夫对这些人群提供远程医疗赞助和指导。因为新型半导体传感器的发现，可穿戴装备能够提供对血糖等康健指标的监测服无。

别的，半导体还改进了听力停滞者的处境。当疫情光降时，非常多熏染新冠病毒的人患有听力损失疑问，因此几家听力护理公司推出了容许患者远程护理的医疗平台。在片面区域，远程医疗平台的用户增加了 700% 以上。

06. 结语：缺芯推动美政府加大芯片生产投资

诚然美国半导体行业在芯片生产份额上有所下滑，但是高通、苹果、英特尔、IBM 等国外巨擘不但手握大批环境趋势份额，更是在专利、研发投入上处于当先职位。

环球缺芯确当下，中国半导体玩家诚然获取了扩大环境趋势份额、实现国产替代的时机，但也让美国政府和行业分解到了生产关节的紧张性，首先推动芯片生产平台的投资和立法。来日，中、美两边在半导体平台的博弈与同盟，将成为影响行业开展走向的紧张成分。