一张图看懂全球半导体玩家实力

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来源：内容来自哈佛大学。

半导体是能够传导或阻断电流的材料，尽管该术语通常指的是集成电路——包含晶体管、电阻器和电容器的紧凑型芯片。这些芯片构成了所有现代计算系统的基础，支持数据的处理、存储和传输。半导体的制造依赖于一系列高度专业化的生态系统和公司，首先是将数十亿个晶体管安装到芯片上所需的先进软件和设计。然后是实际的硅晶圆本身，以及在其上雕刻图案的复杂设备。接下来，制造厂采用数十年来不断改进的工艺和技术，以及数十亿美元的研发投入，将晶体管制成。最后，芯片被封装并分发给设备制造商，用于智能手机、汽车和其他电子设备。

尽管半导体供应链的复杂性确保了它们仍将是一个全球一体化产业的一部分，但各国政府越来越将其视为国家或地区安全的关键方面。近期的地缘政治冲击暴露了全球对半导体的严重依赖，以及其错综复杂的供应链的脆弱性。此外，不断升级的国际竞争局势促使各国政府和企业评估总部位于中国台湾的台积电风险，该公司生产着全球70%至90%的最先进晶体管。与此同时，对更强大人工智能能力的竞争推动了对先进芯片的需求，尤其是图形处理器（GPU），数千甚至数百万个GPU为用于训练人工智能模型的数据中心提供动力。美国公司英伟达（Nvidia）就是这种巨大需求的体现，该公司生产高端图形处理器，其市值在2023年1月至2024年1月期间增长了两倍多。

自2022年10月拜登政府首次针对中国大陆实施扩大出口管制以来，半导体已成为美国的战略重点。各国的目标是加强对涵盖传统和高端设备的半导体的国内管控，以在遭遇外国灾难时保护自己。华盛顿和北京也希望获得高端芯片，以开发人工智能系统，双方都认为这对于在日益激烈的安全竞争中占据上风至关重要。通过美国出口管制，华盛顿利用其在设计和制造设备方面的优势，以及与日本和荷兰的合作伙伴关系，限制中国大陆获取尖端半导体。与此同时，许多国家或地区（尤其是中国大陆）已经表明，国家或地区补贴和指导对于在全球竞争中培育国内产业至关重要。

本报告对半导体的分析基于八大支柱。芯片设计和工具、经济资源、人力资本和制造业被赋予了最大的权重。这是因为这些支柱代表了关键的瓶颈：复杂的设计软件支持尖端架构，巨额资本投资为必要的设施和关键基础设施提供资金，专业人才推动创新，先进的制造技术决定了生产质量和产量。设备、组装和测试、专用材料和晶圆、全球参与者以及监管支柱的权重较低，以反映它们对一个国家或地区半导体产能的支持作用。

不同国家或地区的半导体实力

关键判断

1. 没有哪个国家或地区能够完整、端到端地掌控先进半导体的供应链。

美国在芯片设计、工具和设备方面表现出色，但在制造和加工方面却落后。中国大陆在经济资源、封装测试以及制造和加工方面处于领先地位，在材料和化学品投入的开采和精炼方面具有显著优势。然而，中国大陆在设备、专用材料和晶圆方面仍然相对较弱。中国台湾在专用材料、晶圆以及制造和加工方面占据主导地位，但依赖外国设备。日本和韩国在人力资本、芯片设计、工具以及制造和加工方面都实力雄厚，但两国的领先企业仍然严重依赖中国大陆市场。

2. 美国、日本、中国台湾和韩国在半导体领域的主导地位持续存在于供应链的关键节点：先进制造和加工、芯片设计、工具以及设备。

由于成本高昂和技术壁垒，这些支柱在本指数涵盖的所有支柱中差异最大。虽然许多国家或地区正在大力投资以缩小这些差距，但仅靠资本不太可能建立端到端的半导体生产能力；如果各国希望摆脱对现有领先者的依赖，他们需要同时确保设备安全并推进芯片设计。

3. 尽管中国大陆的芯片制造产能在其他国家或地区中处于领先地位，但要超越全球领先的中国台湾和韩国，在先进芯片制造领域仍面临极大的挑战。

从历史上看，只有在其他已经在低端芯片制造领域站稳脚跟的国家或地区取得创新突破时，在先进芯片制造领域领先的国家或地区才会被取代。虽然中国大陆拥有比中国台湾和韩国更低的低端芯片制造经验和运营成本，但它正努力在该行业的多个领域取得突破，同时还面临着美国在使用领先设计或设备方面的限制——这是一个前所未有的障碍。然而，评估中国大陆的进步并不容易，因为美国的出口管制促使中国大陆企业淡化其进步。

其他发现

• 半导体实力领先的国家或地区投入了最多的资金，以保持其企业的领先地位。

继中国大陆和美国之后，承诺为国内半导体投资提供最多公共资金的国家或地区目前在半导体价值链中占据主导地位：日本、韩国和欧洲（以德国为首），中国台湾的排名较低，但在所有25个国家或地区中仍然很高。日本已宣布为其国内半导体初创公司Rapidus提供超过110亿美元的补贴，该公司的目标是到2027年生产出尖端芯片。韩国去年公布了到2047年建成全球最大半导体集群的计划，并正在投资其传统上占主导地位的存储器和逻辑电路领域，目前中国台湾企业在这些领域处于领先地位。欧盟的《欧洲芯片法案》将动员约200亿美元吸引外国公司并促进国内公司的发展。政府支持一直在半导体实力中发挥着作用——领先国家或地区也承认这一点。

• 美国的半导体优势是在全球化经济中建立起来的，但出口管制对这一模式构成了挑战。

由于美国出口管制限制了其进入中国大陆市场，美国半导体制造设备生产商尤其遭受冲击。虽然对中国大陆企业的封锁也影响了芯片设计公司——美国在半导体行业中占据主导地位的领域——但人工智能芯片销售的繁荣足以弥补领先设计公司的损失。设备制造商必须等待更长时间才能弥补损失，因为他们的客户——芯片制造商——的采购频率低于芯片制造商的客户。美国设备制造商对中国大陆销售的依赖加剧了他们对出口管制的反对，也强化了美国设立“科技基金”的理由，该基金将分担初始风险，并支持其业务多元化，摆脱对中国大陆的依赖。

英伟达和应用材料受美国出口管制

美国芯片设计公司英伟达和工具制造商应用材料的命运，凸显了自2022年10月以来美国半导体出口管制的不均衡影响。2024年11月至2025年1月期间，英伟达的数据中心收入同比增长93%，而全年收入增长142%。相比之下，应用材料同期的季度收入同比增长仅为7%，创历史新高。这一差距很大程度上反映了英伟达在过去18个月中的非凡增长，也凸显了人工智能芯片需求的飙升并未转化为芯片制造工具需求的同等增长。

尽管如此，近期美国出口管制对英伟达的影响可能大于应用材料。2025年4月，美国政府宣布英伟达需要获得许可证才能向中国大陆出口其H20芯片。英伟达预计，这项限制将导致其损失 55 亿美元，约占其 2025 财年 1,305 亿美元收入的 4.2%。相比之下，应用材料公司估计，拜登政府末期实施的出口管制使其在与中国大陆相关的收入中损失了约 4 亿美元，约占其截至 2025 年 1 月 31 日的财年 276 亿美元收入的 1.5%。尽管美国对英伟达设计的人工智能芯片的出口管制并非严密无懈可击。

• 印度正致力于利用其市场规模和劳动力，将自身打造为半导体制造中心，但在关键基础设施方面仍落后于领先国家或地区。

尽管在半导体强国地位方面落后于老牌强国，但莫迪政府自2022年4月宣布“将印度打造为全球半导体价值链的关键合作伙伴之一”的目标以来，已在该行业投入了资金和精力。

印度芯片消费量已占全球十分之一，随着国内消费对芯片的需求增长，印度希望减少对外国供应商的依赖。鉴于中国大陆劳动力成本上升以及与西方的地缘政治紧张关系，印度对那些希望将生产从中国大陆转移出去的企业也越来越有吸引力。尽管印度仅拥有全球7%的芯片设计设施，但却拥有全球近20%的设计工程师（其中许多人就职于美国或欧洲公司）。新德里政府为位于古吉拉特邦多莱拉的半导体园区以及外国在印度的低端芯片制造和组装、测试和封装业务提供了补贴，希望印度能够在半导体供应链的新环节提升其专业知识，但封装领域的领军企业中国大陆、中国台湾和马来西亚在公共基础设施方面仍保持着关键的领先地位。

• 德国是除美国和东亚以外最大的半导体强国，凭借其在其他制造业重工业领域的领先地位，在欧盟芯片制造业保持领先地位。

德国已经生产了欧盟的许多芯片，其汽车工业严重依赖传统芯片。柏林最近向外国半导体公司提供了更多补贴，以鼓励其在国内生产先进芯片，这是欧盟减少对遥远的东亚生产商依赖的努力的一部分，目标是到2030年将欧盟在芯片生产领域的市场份额从10%翻一番至20%。77与德国汽车和先进设备客户一起生产芯片的前景很诱人，但最近美国和德国拟建制造工厂的推迟，让人怀疑制造商在德国设厂的意愿有多强烈。 2025年2月大选后，德国新一届联合政府面临半导体补贴的关键决策，未来资金来源存在很大不确定性。

• 与德国一样，新加坡正在利用其比较优势和地理优势，保持在全球半导体市场的强势地位，并拓展新的细分市场。

由于方法论的限制，新加坡在制造和封装方面的表现并未反映在该指数中。然而，就其规模而言，新加坡在芯片制造和半导体制造设备方面占据着相当大的全球市场份额。凭借其高技能的劳动力、现有的芯片制造能力以及向东亚生产商分销的便利地理位置，新加坡政府在过去几年中推出了培训计划以及税收优惠和退税政策，以进军芯片设计和先进封装这两个供应链的另外两个环节。

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今天是《半导体行业观察》为您分享的第4047期内容，欢迎关注。

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