芯東西5月9日報道，上周四，美國半導體行業協會（SIA）發布了最新報告《2022 SIA Factbook》，以展示美國半導體行業的實力和前景。同時，該報告也展示了許多與中國半導體市場相關的數據。
目前，美國公司仍然領導著全球市場，占世界芯片銷量的近1/2，但美國在現代半導體制造能力中所占的份額已經從1990年的37%下降到如今的12%。報告寫道，美國半導體產業仍面臨重大挑戰。
根據這份報告，2021年，總部位于美國的半導體公司，占據了全球半導體市場的46.3%，并在中國市場占據了高達49.9%的市場份額。
在制造方面，2021年，美國大約80%的半導體晶圓制造能力來自總部位于美國的公司，美國半導體公司的前端半導體晶圓產能中約有43%位于美國。
目前，亞太地區是最大的區域半導體市場，而亞太地區最大的國家市場是中國，占亞太市場的56%，占全球市場的35%。
在研發支出方面，2021年美國半導體行業的研發支出占銷售額的百分比達到18.0%，而中國大陸這一數值僅為7.6%。
為了確保美國的技術領先地位，該報告向美國政策制定者提出4項建議：1）投資美國半導體行業；2）增加美國的技術勞動力；3）促進自由貿易和保護知識產權；4）與志同道合的經濟體緊密合作。
根據世界半導體貿易統計（WSTS）發布的2021年秋半導體行業預測，全球半導體銷售額從2001年的1390億美元增長至2021年的5559億美元，年均復合增長率為7.18%。
該機構估計，全球半導體行業銷售額將在2022年達到6010億美元，在2023年達到6330億美元。
▲2001~2021年全球半導體銷售額變化及預測（來源：WSTS、SIA）
在20世紀80年代早期，以美國為基地的生產商占據了全球半導體銷售額的50%以上，但隨后其市場份額大幅下降。
由于來自日本公司的激烈競爭、非法“傾銷”的影響，以及1985年至1986年嚴重的行業衰退，美國半導體產業總共失去了19個全球市場份額點，將全球行業市場份額的領導地位讓給日本半導體產業。
在接下來的10年里，美國半導體產業開始反彈，到1997年重新獲得了超過50%的全球市場份額，并一直保持到今天。
▲1983年~2021年全球各地區半導體市場占比變化（來源：WSTS、Omdia和SIA）
在微處理器、一些前沿設備領域，美國公司均長期保持領先優勢。此外，美國半導體公司在研發、設計和工藝技術方面保持著領先地位。
總部位于美國的半導體企業的銷售額從2001年的711億美元增長到2021年的2575億美元，復合年增長率為6.65%，其銷售增長顯示出與整個行業相同的周期性波動。
▲2001~2021年美國半導體企業銷售額變化（來源：WSTS、SIA）
2021年，美國半導體企業的全球市占率為46.3%，居世界首位。其他國家及地區的工業擁有7%~20%的全球市場份額，中國臺灣及大陸地區的市場份額為15%。
▲美國半導體企業在各地區半導體市場的占比（來源：WSTS、SIA）
總部位于美國的公司，也在所有主要國家和地區的半導體市場中占據了市場份額的領導地位。在中國市場，去年美國半導體公司的市占率高達49.9%。
2021年，總部位于美國的公司占美國半導體晶圓制造產能的80%左右。總部位于亞太地區的半導體企業占據了美國大部分剩余產能的10%。
▲2021年美國半導體晶圓制造產能分布情況（來源：IC Insights全球晶圓數據庫、SIA）
美國半導體行業在美國的制造基地，比在其他任何國家都多。2021年，美國總部公司的前端半導體晶圓廠產能的43.3%在美國。這些美國公司其他的前端半導體晶圓廠產能主要集中在新加坡、歐洲、中國臺灣、日本等地。
▲總部位于美國的半導體公司晶圓廠產能分布情況（來源：IC Insights全球晶圓數據庫、SIA）
與此同時，美國半導體制造能力在美國所占的份額在過去8年下降了超過10%。
▲2013~2021年全球各地區半導體制造能力市占率變化（來源：IC Insights全球晶圓數據庫、SIA）
半導體是美國的主要出口產品之一。2021年，美國半導體出口額為620億美元，在美國出口額中排名第五，僅次于成品油、飛機、原油、天然氣。
▲2021年美國產品出口TOP5（來源：美國國際貿易委員會）
▲2021年美國電子產品出口TOP5（來源：美國國際貿易委員會）
絕大多數半導體需求是由消費者購買的筆記本電腦、智能手機等產品驅動的。
▲2021年全球半導體市場總額達到5560億美元，按終端用途的半導體需求分布情況（來源：WSTS）
全球半導體銷售因產品類型而呈現多樣化。近年來，全球半導體行業中最大的部分是存儲器、邏輯、模擬和微處理器。2021年，這些產品占半導體行業銷售額的79%。
▲2021年全球各產品類別半導體銷售額分布（來源：WSTS、SIA）
2001年，隨著電子設備生產轉移到亞太地區，亞太市場的銷售額超過了所有其他地區市場。從那以后，其規模翻了一番，從398億美元增加到2021年的3430多億美元。
截至目前，亞太地區是最大的區域性半導體市場，而亞太地區最大的國家市場是中國，占亞太市場的56%，全球市場的35%。這一數據只反映了半導體對電子設備制造商的銷售——含有半導體的最終電子產品隨后被運往世界各地消費。
▲2001~2021年全球各地區半導體市場規模變化（來源：WSTS、SIA）
2021年，美國半導體公司的研發和資本支出總額為906億美元。
從2001年到2021年，其復合年增長率約為5.9%。
按銷售份額計算的投資等級，一般不受與市場周期相關的波動的影響。
▲2001~2021年美國半導體公司研發和資本支出變化（來源：美國證券交易委員會、SIA）
該報告認為，為了保持在半導體行業的競爭力，半導體公司必須持續將收入的很大一部分投入到研發和新工廠及設備上。設計和生產最先進的半導體元件的能力，只能通過持續保持行業投資率（約占銷售額的30%）來維持。
由于需要保持技術領先，2001年和2002年等年份出現了一些極端波動，當時銷售額急劇下降，而研發和資本設備支出沒有以同樣的速度下降。
▲2001~2021年美國半導體公司資本和研發投入占銷售額的百分比變化（來源：美國證券交易委員會、SIA）
從2001年到2021年，每位員工的總投資（通過研發和新工廠及設備總投資衡量）以每年約3.4%的速度增長。
這些支出在2001年超過10萬美元，但自2001年經濟衰退后，2003年下降到約9.1萬美元。2006年，每位員工的投資增加到10萬美元以上。
2008-2009年的經濟衰退導致2009年和2010年每位員工的投資下降，但該數值在2012年恢復，并于2021年增長到創紀錄的20.6萬美元。
▲2001~2021年美國半導體公司每位員工總投資變化（來源：美國證券交易委員會、SIA）
從2001年到2021年，美國半導體產業的研發支出以大約6.9%的復合年增長率增長。
美國半導體企業的研發支出與年銷售周期無關，一直都很高。2021年，美國半導體行業的研發投資總額為502億美元。
▲2001~2021年美國半導體公司研發支出變化（來源：美國證券交易委員會、SIA）
在過去的20年里，每年美國半導體公司的研究開發費用占銷售額的比率超過了10%，這一速度在美國主要制造業中是前所未有的。
由于技術變革的快速步伐要求工藝技術和設備能力的不斷進步，研發費用對半導體企業保持競爭力至關重要。
2001年和2002年的研發支出增加，是因為在經濟不景氣的情況下，半導體行業仍致力于押注技術的未來。2003-2004年以及2020-2021年的下降，并非由于研發預算的削減，而是由于行業增長強于預期，收入增長快于預期。
▲2001~2021年美國半導體公司研發支出占銷售額的比例變化（來源：美國證券交易委員會、SIA）
美國半導體產業的研發支出比率在主要高科技產業部門中名列前茅。根據《2021年歐盟產業研發投資記分板》（EU industry R&D Investment Scoreboard），美國半導體產業的研發支出占銷售額的比重僅次于美國制藥&生物產業。
▲美國各行業研發支出占銷售額的百分比，注：*不包括半導體；由于方法和來源數據的不同，半導體行業的份額與此前圖表略有差異（來源：EU industry R&D Investment Scoreboard）
2021年美國半導體行業的研發支出占銷售額的比例為18.0%，高于其他任何國家的半導體行業，而中國大陸的這一數值僅為7.6%。
▲各地區半導體行業研發支出占銷售額的百分比，注：由于方法和來源數據的不同，半導體行業的份額與此前圖表略有差異（來源：EU industry R&D Investment Scoreboard）
美國半導體行業是高度資本密集的行業，在2021年的資本支出總額為405億美元。
其資本支出從2001-2003年下降，因為在1999-2001年期間完成了主要的新設施和晶圓廠的使用增加；2004年出現了反彈；2005年，從資本支出占銷售額的比例來看，該行業處于平衡地位；在2009年全球經濟衰退導致資本支出大幅下降后，2011年資本支出反彈至237億美元。
▲2001~2021年美國半導體公司資本支出變化（來源：美國證券交易委員會、SIA）
2021年，隨著芯片制造商提高產能以滿足半導體需求的激增，其資本支出超過了400億美元。
在過去20年里，美國半導體公司每年資本支出占銷售額的比例平均在10%到15%之間，是美國所有行業中最高的。
▲2001~2021年美國半導體公司資本支出占銷售額的比例變化（來源：美國證券交易委員會、SIA）
除了2009年、2010年，其余18年其每年的資本支出占銷售額的比例都超過了10%。在美國經濟的主要制造業中，這一比率非常高。
對于半導體制造商來說，資本支出對他們的競爭地位至關重要。工業創新的快速發展需要大量的資本支出，來繼續生產更先進的設備。
總體而言，SIA報告認為，美國半導體行業是美國經濟實力、國家安全、全球競爭力和技術領先地位的關鍵驅動力。美國半導體行業直接創造了超過27萬個就業機會，間接創造了160多萬個就業機會。
過去20年，美國半導體公司的生產率迅速提高，比2001年增加了1倍以上。這些生產率的提高是通過保持較高的資本投資級別和研發支出比例而實現的。2021年，美國半導體行業的人均銷售額比率超過了67萬美元。
▲2001~2021年美國半導體公司人均銷售額變化（來源：美國證券交易委員會、SIA）
SIA報告希望通過這些關鍵數據的呈現，使美國半導體行業決策者意識到促進增長和創新相關措施的重要性，保持美國的技術領先地位，并贏得未來技術的全球競爭。
