Bruegel歐盟半導體行業報告：過去20年研發年度支出約為15%收入

Bruegel發布了《2021年歐盟半導體戰略新方向報告》。

報告指出，半導體貿易主要是亞洲業務(圖1)。包括英特爾、德州儀器和美光在內的美國公司在產量方面占據主導地位。然而，他們的制成品大多服務于國內市場，因此美國在貿易數據中似乎是一個相對較小的參與者。

圖1:2019年集成電路進出口總值(十億美元)

半導體行業一直是贏家通吃的創新競賽。為了跟上這一步伐，企業需要吸引頂尖人才，并在資本項目和研發上投入大量資金。在過去20年中，半導體研發支出總額每年接近該行業全球收入的15%——相當于制藥和生物技術領域的研發支出。

圖2：半導體生產

半導體生產過程可分為三個主要步驟：設計、制造和組裝。這個行業基于兩種主要的商業模式，一方面，集成設計制造商(IDM)，如Intel和Samsung，負責設計和制造，這種模式占全球產量的近70%，低于2002年的近90%。另一種選擇，鑄造模式，正在獲得吸引力。更大的專業化可以帶來更多的創新，因此，鑄造模式是最接近技術前沿的，并生產用于尖端ICT產品的所有芯片。

所謂的無晶圓廠(即無制造)ICT公司選擇設計芯片，并將制造外包給專業鑄造廠(即制造廠)。包括蘋果、特斯拉、阿里巴巴和海思(華為)在內的主要公司都采用這種模式。2020年，鑄造廠生產了33%的半導體。

圖3:2019年按總部位置劃分的公司半導體生產步驟的市場份額

圖3顯示了鑄造生產模型的生產步驟的地理細分。設計者通過決定半導體的功能、電子元件和布局來指定半導體的物理結構。美國擁有領先的設計公司(包括高通公司、博通公司、英偉達公司和AMD公司)，占該市場的65%。排名第二的臺灣也有一些主要參與者，包括聯發科、諾華泰克和Realtek。第三，中國的市場份額正在快速增長。包括統一集團和華為子公司海思在內的中國企業近年來獲得了市場份額。歐洲公司只占2%。

鑄造廠是主要瓶頸

鑄造子行業在過去20年中經歷了最集中的時期，僅僅因為它是資本支出和研發方面最密集的行業。這五家公司擁有近90%的半導體制造市場的鑄造模式，總部設在四個國家(圖4)。

圖4:2020年第4季度按公司和地點劃分的鑄造廠全球收入份額

臺積電和三星是唯一能夠制造尖端芯片(10納米節點及以下)的公司，臺積電在制造能力方面處于領先地位。與此同時，2018年，美國全球鑄造廠和臺灣UMC都停止了投資，以跟上行業的創新步伐，轉而專注于生產非尖端芯片和不用于最新ICT產品的芯片。

鑄造廠占該行業2020年資本支出1091億美元的36%。主要企業計劃在2021年進行大量投資，以跟上創新步伐并滿足需求。臺積電計劃在2021年將資本支出增加63%至280億美元，并在三年內增加1000億美元。這些高成本、吸引頂尖人才的需要以及在建造鑄造廠之前與設計公司簽訂生產合同的需要，使得新市場進入者很難與現有企業競爭。

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數據來源：《Bruegel：2021年歐盟半導體戰略新方向報告》。