建模论证！限制对华贸易，美国半导体或将跌落神坛
受影响的仅仅只有中国？美国半导体领导者地位能持久吗？特朗普这盘棋下得能否如愿？
为评估中美贸易摩擦对美国半导体行业的影响，美国半导体工业协会（SIA）委托波士顿咨询集团（BCG）进行了一项独立研究。近日，BCG发布了《How Restricting Trade with China Could End US Semiconductor Leadership》（限制对华贸易将如何终结美国在半导体行业的领导地位）的研究报告。芯师爷翻译并梳理了BCG报告中的重点内容与主要观点。
BCG报告核心要点：
1、美国半导体产业能够保持领先，主要有赖于产业的良性循环。
美国半导体行业之所以在全球处于领先地位，主要有赖于大量研发投资所带来的技术进步和产品创新。技术领先使美国企业建立了创新的良性循环，从大规模的研发工作中产生了卓越的技术和产品，进而带来更高的市场份额，通常也会带来更高的利润率，这将继续为良性循环提供动力。
2、美国限制对华贸易，以后不论维持现状还是彻底技术脱钩，其影响都不容小觑。
在这份报告中，BCG评估了在两种情况下，正在持续的中美摩擦对半导体行业的影响。第一种假设是“美国维持现有的对华出口限制和技术管制”，第二种假设是“彻底终止双边技术贸易、技术领域对华脱钩”。
无论是维持现有对华出口限制还是技术领域彻底对华“脱钩”，都将在未来几年导致美国半导体企业的全球市场份额和营收大幅下降。
3、若贸易摩擦升级，美国的全球半导体领导地位将岌岌可危。
BCG预测，如果以上两种假设中的情况发生，未来三到五年，对美国将产生如下影响:
图：中美摩擦将颠覆美国在半导体领域的领导地位
4、若中美产业技术完全脱钩，韩国和中国将继续崛起，甚至取得领导地位。
如果中美贸易摩擦升级，产业技术完全脱钩，韩国很可能在几年内取代美国成为世界半导体的领头羊；从长远来看，中国可能获得领导地位。
美国半导体公司主要包括在自己工厂设计制造产品的集成设备制造商（IDM）和依靠第三方晶圆制造代工厂的芯片设计公司（Fabless），Gartner数据显示，这两类公司在2018年提供了约48%的全球半导体市场。事实上，在32个半导体产品类别中，美国不仅在23个类别中处于领先地位，还在从个人电脑、IT基础设施到消费电子产品所有终端应用市场中处于领先地位。
图：美国目前是全球半导体行业的领导者
美国半导体公司将这一市场地位成功转化为强劲的财务业绩。在过去五年中，它们的年平均股东回报率接近14%，比标准普尔500指数高出4个百分点以上，截至2019年11月，它们的总市值已达到约1万亿美元。这种持续的财务实力对于该行业在未来继续大力投资研发至关重要。
事实上，美国半导体行业之所以在全球处于领先地位，主要有赖于大量研发投资所带来的技术进步和产品创新。半导体是由高度先进的制造工艺生产的高度复杂的产品，其改进往往需要在硬科学上取得突破，这往往需要多年才能实现。
在过去的十年里，美国半导体产业在研发上投入了3120亿美元，仅在2018年就投入了390亿美元——几乎是世界其他国家半导体研发投资总和的两倍。美国政府在基础研究上投入了大量资金，这有助于填补学术突破和新商业产品之间的鸿沟。然而与其它国家相比，美国政府投资多年来一直持平或下降。
技术领先使美国企业建立了创新的良性循环，从大规模的研发工作中产生了卓越的技术和产品，进而带来更高的市场份额，通常也会带来更高的利润率，这将继续为良性循环提供动力。
图：良性创新周期加强了美国的市场领导地位
这一良性循环有两个核心因素：研发强度和规模。历史上，美国半导体公司一直将收入的17%至20%投资于研发，远远高于其他地区的半导体公司14%的投资比例。事实上，2018年美国半导体公司的研发强度在美国经济所有行业中排名第二，仅次于制药/生物技术行业。
规模是创新良性循环的第二支柱。2018年，美国半导体行业的全球产品收入约为2260亿美元，远远超过其他竞争地区的同行。这个规模是韩国半导体产业的两倍，是日本的五倍，是欧洲的六倍，是中国的15倍。
由于美国国内市场占全球半导体需求的比例不到25%，因此，开放进入国际市场是美国半导体产业扩大规模的关键要求。约80%的美国工业收入来自出口市场，这个出口市场中包括了约占全球需求23%的中国。根据美国国际贸易委员会的数据，半导体是美国2018年第四大出口产品，仅次于飞机、成品油和原油。
图：美国在全球半导体产业链的关键层面处于领先地位
得以进入全球市场，使美国半导体行业能够利用高度专业化的资源来制造日益复杂的产品。例如，在一家价值150亿美元的晶圆制造厂中，使用高精度设备制造一个领先的7纳米芯片，需要大约1500步。虽然美国公司在产业链的设计和设备层可以广泛依赖美国国内的半导体生态系统，但在材料、设备及芯片的制造、组装和测试方面也依赖外国合作伙伴。没有任何一个公司或国家有技术能力控制整个供应链。
尽管美国半导体行业在全球拥有绝对的领导地位，但它仍面临着相当大的竞争。终端市场（如智能手机、个人电脑和消费电子产品）的快速产品周期占半导体总需求的一半以上，这意味着美国半导体公司必须每年展开激烈竞争，以赢得每一代新设备的供应合同。
全球行业分类共有32条半导体产品线，在占全球总需求的61%的其中18条产品线中，每条产品线都至少有一家非美国公司的全球市场份额达到或超过10%，这些企业将有可能替代美国供应商。
目前，在中央处理单元（CPU）、图形处理单元（GPU）和现场可编程门阵列（FPGA）等产品领域，美国公司的总市场份额超过90%，但即便如此，美国也并不能在这些领域高枕无忧。因为全球大客户越来越多地为数据中心设计自己的定制芯片，他们日益倾向于优化被称为应用专用集成电路（asic）的芯片，以便在自己的大型硬件设备中使用。
此外，美国半导体公司面临着来自韩国和中国日益激烈的竞争。自2009年以来，韩国和中国的市场份额分别增长了12%和3%。与此同时，美国公司在美国本土市场的竞争也在加剧，欧洲和日本的主要半导体公司正在加大投资力度，通过重大收购扩大投资组合和业务。
韩国市场份额的增长，在一定程度上反映了市场对存储产品需求的飙升。韩国两家公司都是存储产品领域的全球领军企业。三星在显示驱动、图像传感器和集成移动处理器等一系列半导体产品领域的强势扩张，它既是公司不断扩大的消费电子和网络设备硬件产品组合的内部供应商，也是其他设备制造商的商业供应商，这对韩国市场份额的增长做出了贡献。2019年3月，文在寅总统指示政府采取措施，提高该国在全球半导体行业的竞争力，超越存储市场。
自本世纪初以来，中国从最初几乎没有任何半导体产品，到现在已经在半导体设计方面取得了稳步进展。几十年来，发展国家半导体产业，减轻对外国供应商的依赖，一直是中国政府的政策重点。根据中国半导体行业协会(CSIA)的数据显示，过去五年中，中国半导体企业报告的总营收以每年20%以上的速度增长。除去外国半导体公司在中国的活动，2018年中国企业在全球半导体销售和半导体制造领域的整体份额仅为3-4%。无晶圆厂设计的进步最为显著，近年来，中国的无晶圆厂设计企业呈爆炸式增长。CSIA报告称，中国目前有1600多家本土企业，占全球市场的份额总计13%，远远高于2010年的5%。
在需求方面，尽管行业报告和媒体经常采用各种更高的数字来衡量中国市场的规模，我们相信，中国原始设备制造商（oem）生产的器件中所包含的半导体元件的价值，是衡量全球半导体需求中真正由中国驱动部分的最佳指标。按照这个标准，中国目前占全球半导体需求的23%。这意味着，国内半导体企业仅占中国终端设备制造商总需求的14%。
图：中国正在追求快速增长以满足巨大的国内需求
中国政府的“中国制造2025”计划设定了半导体自给自足的宏伟目标。目标是到2025年使国内供应商满足全国70%的半导体需求。为了支持这一目标，中国正在利用各种政策手段，包括国家支持的投资基金，为国产半导体开发和制造业提供资金。到目前为止，中央和地方政府已经为该计划承诺了1200亿美元。中国也在积极寻求海外人才和并购机会。
尽管现在中国还远未实现自给自足的目标，但它似乎在半导体设计的几个关键领域取得了重大进展：
2004年成立的华为全资半导体子公司海思（HiSilicon）设计的芯片，正在为华为大部分智能手机和越来越多的5G基站供货。2018年2月，海思推出了首款5G芯片组——巴龙5G01，并宣称这是全球首款符合5G标准的商用芯片组。最近，在2019年10月，华为宣布已经开始生产没有美国组件的5G基站。
自2018年年中以来，至少有9家中国大型消费电子公司追随华为的脚步，宣布计划在内部开发芯片，为其数据中心、智能手机或物联网设备供货。
数家中国公司正在生产基于替代体系结构的服务器，这是中国开发替代本土数据中心生态系统作出的尝试和努力。
2013年成立的中国公司比特大陆在为加密货币和区块链应用设计高级定制芯片，已成为全球先锋。
在人工智能领域，百度、阿里巴巴和腾讯等一批拥有深厚软件专业知识的大型中国新品种设计公司、企业硬件供应商和互联网巨头，正在投资开发自己的集成硬件和软件的先进ASIC芯片。
在内存方面，清华大学集团旗下子公司长江存储成立于2016年，其目标是在新兴的3D NAND闪存领域取得突破，拥有自己的专有架构。
在制造业，中国计划在未来五年内将装机容量翻一番，占全球预计新增总容量的25%以上。加上中国大陆目前在组装和测试服务业的强势地位，这种制造能力的大幅扩张可能会使中国大陆在2023年成为世界上最大的半导体产出地区。预计中国企业将占国内新增产能的60%左右，其余产能将由外国企业在中国建设。因此，预计中国企业在半导体制造业（包括铸造厂和IDM）的全球份额将从2018年的3%提高到2023年的7%。
中国在一个国家量子计算实验室上投入4亿美元，申请的量子专利几乎是美国近年来的两倍。
鉴于以上这些发展，分析人士预计，到2025年，中国将用本土设计的半导体满足25%至40%的国内需求，这一比例将是目前水平的两倍多。虽然这仍低于中国自己设置的70%自给率的目标，但将使美国在全球的份额下降2至5个百分点。
中美摩擦给美国半导体公司发展带来了巨大阻力。自“贸易战”开始以来，美国前25大半导体公司的收入同比增幅已从2018年7月实施首轮关税前的4个季度的10%骤降至2018年底的约1%。而在美国2019年5月限制向华为销售某些技术产品后的三个季度中，美国顶级半导体公司的营收均下降了4%至9%。其中许多公司将与中国的贸易冲突作为其业绩下滑的一个重要因素。
尽管中美两国在2020年1月签署的“第一阶段”协议，包含了与半导体行业相关的几个领域的条款，如知识产权保护和技术转让要求。然而，它没有解决其它复杂的问题，比如中国对国内半导体企业的国家支持，对某些中国实体获得与美国国家安全担忧相关的美国技术的限制依然存在。
双边冲突的持续，可能危及美国半导体公司在中国与其竞争对手(包括来自中国和其它地区的竞争对手)开展平等业务的能力，从而可能对美国半导体行业从中国设备制造商那里获得的约490亿美元收入(占其总收入的22%)构成直接风险。这种风险将威胁到美国产业维持其创新和全球领导地位的良性循环。
鉴于目前的不确定性，我们评估了两种可能在未来出现的情况：
在这种情况下，中国将不再对美国半导体产品征收关税，但是在可预见的一段时间里，美国仍将对华为和其他几家公司获得美国开发的技术实施广泛限制。除了因军事用途而已经受到出口管制的特定组件外，不在实体清单上的中国公司将被允许从美国供应商处采购半导体。
我们预计，维持现状将产生四个关键的直接影响。
1、全球科技公司可能会将部分供应链从中国转移出去，这样它们就可以继续为美国市场服务，而不必对从中国运出的产品征收关税和受到其他潜在限制。
2、由于担心美国的限制会损害产品功能和质量，中国以外的消费者和企业将不愿意购买中国技术产品。因此，中国科技公司在美国乃至其他发达地区的市场份额将受到侵蚀。相反，美国科技公司将失去在中国的市场份额。买家会因为关税、监管行动、消费者情绪等，或者只是因为国内品牌在海外市场遭遇逆风而增加的竞争压力而回避美国产品。2019年5月美国对华为实施限制后，西欧、加拿大和中国等市场的智能手机品牌份额不断变化，这一格局的最初迹象已经显现出来。
3、被列入实体名单的中国公司将使用来自中国、欧洲和亚洲其他供应商的组件替换基于美国技术的组件。
4、未被列入实体名单的中国设备制造商将主动使半导体供应商多样化，以减少对美国技术的依赖，因为他们认为美国限制措施可能会升级。这将加速中国几大智能手机公司、消费电子产品公司和互联网公司正进行的自研芯片进度。
上述前两种效应对美国半导体行业的影响微乎其微。全球科技公司将部分技术供应链转移到其他国家，以绕过美国对中国进口产品的限制，不会引发半导体供应商的变化。对于消费者和企业购买决策的变化,我们的市场模型预测，这将使中国设备制造商的半导体需求规模仅增加约1%，而其他地区的需求也受到影响，最终将转化为美国半导体公司收入的小幅下降。
上述后两个影响意味着中国客户将离开美国组件，这将对美国半导体公司产生重大负面影响。首先，目前在实体名单上的华为和其他中国公司购买的所有美国半导体都必须转移到非美国供应商手中。我们估计，没有美国半导体直接替代方案的仅约占实体清单公司半导体总需求的10-15％，这意味着这些公司将能够迅速找到几乎所有组件的替代品。例如，2019年9月，华为发布的Mate 30旗舰机，美国制造只占比15%，其他的都已找到替代。
对于不在实体名单上的中国企业，更换美国供应商的力度可能会有所不同，这取决于美国进一步限制的潜在风险，以及特定部件是否有可行的替代供应商。我们预计，只有中国企业看到一个清晰、低风险的机会，使其供应商基础多样化，美国供应商的全部或部分替代才会出现。我们估计，中国客户目前已在国内或其他地区建立了替代性非美国供应商，约占2018年半导体需求的73%。
图：中国已经为其当前大部分需求建立了非美国的替代供应商
针对中国客户可替代程度的不同，可能会存在以下三种情况：
如果存在一家或多家成熟的半导体企业替代非美国供应商，并在全球占有10%或以上的市场份额，美国供应商的替代率将为50%至100%。
如果不存在成熟的非美国供应商，但那些小的替代供应商的总份额为10%或以上，则美国供应商的替代率将为30%至40%。
如果美国半导体供应商某一特定产品的全球市场份额超过90%，则不会出现替代品，这表明没有明确的替代品。
即使在这些适当的假设下，我们的逐项分析表明，在当前对实体名单上公司的出口限制、中国客户积极将供应商多样化的综合影响下，美国公司可能会失去其在中国目前业务的50%以上。
总的来说，我们估计，维持现状将导致美国半导体行业的全球市场份额下降8个百分点，全球收入下降16%，相当于2018年的360亿美元。由于大部分替代品将出现在产品周期较短的设备上，如智能手机、个人电脑和消费电子产品，因此大部分影响可能会在2-3年内显现出来。
图：目前的僵局将使美国半导体产业损失3个百分点的全球份额和360亿美元的收入
对于中国和全球竞争对手来说，美国的损失将是他们的收益。我们预计，中国供应商将占到美国半导体产业损失的一半左右的收入，这使中国能够将其全球市场份额提高到7%左右，并将其半导体设计自给率从14%提高到25%。这一比例仍远低于《中国制造2025计划》设定的70%的目标，但与分析师根据中国半导体行业近期发展预测的区间低端一致。美国半导体公司损失的另一半收入将流向欧洲或亚洲的替代供应商。
除了对收入的影响外，我们估计半导体研发支出每年将减少50亿至100亿美元，资本支出每年将减少80亿美元。这将导致超过40000个美国工作岗位的流失，其中15000个将在半导体行业。
如果美国企业要保持现有的研发与收入比例不变，保持营收利润率不变，那么收入损失将迫使它们每年减少研发投资50亿美元，即13%。但考虑到美国半导体行业总收入可能会因对中国业务的负面影响而停滞或下降，美国半导体公司可能不得不削减高达100亿美元（25%）的研发支出，以实现与该行业预计资本成本相等的股东总回报。
这将扭转美国半导体行业创新良性循环的方向，研发投资的减少将降低美国保持在技术和产品方面领先于全球竞争对手的能力，导致美国在中国以外市场份额进一步缩水。
中美贸易紧张局势升级，导致美国全面禁止技术出口，这实际上会导致两国科技行业脱钩。这将使美国半导体企业被挡在庞大的中国市场之外，并迫使中国设备制造商寻找替代供应来源。作为对美国限制的回应，我们假设中国也将禁止美国的软件和设备，如智能手机、个人电脑和数据中心设备等进入其国内市场，这将加速中国的外国技术替代计划，该计划已计划于2020年在国家机构和公共机构启动。
中国设备制造商的中断程度因半导体组件而异，根据供应情况有三种不同的响应，如表7所示:
• 已有成熟的中国供应商供应的半导体元件。
中国电子设备制造商将把采购业务转向国内老牌供应商。这意味着即使没有目前只能从美国的供应商获得的业界领先设计工具，替代供应商也能保持竞争力。这也取决于他们是否有能力扩大和提升中国日益增长的国内制造能力，或者保持与亚洲主要制造伙伴的联系。无论如何，我们的分析表明，在我们的半导体市场分类中，32个产品类别中只有一个符合这一标准——它仅占中国半导体需求的5%。对于占中国需求23%的其他10种产品，规模虽小但新兴的国内供应商可能会随着时间的推移而扩大规模。
我们将一个成熟的供应商定义为拥有超过10%的全球市场份额，平均相当于中国国内市场规模的40%。
• 有成熟的非美国供应商的半导体元件。
短期内，中国设备制造商将把采购转向亚洲或欧洲其他地区的现有供应商。当然前提是假设这些海外供应商继续不受限制地使用美国开发的设计工具和制造设备，与中国客户做生意也不受限制。中长期看来，中国可能会寻求完全或部分地用国内供应商取代第三国供应商，以实现其半导体自给自足的既定目标。总体而言，12个半导体产品类别(占中国需求的45%)属于这一类。
• 没有非美国供应商可替代的半导体元件。
占中国需求27%的9个半导体产品类别符合这一描述。中国将不得不加快本土替代供应商的开发。在某些情况下，中国消费者可以用其它芯片替代美国最先进的处理器。例如，中国公司可以设计自己的专用集成电路，来代替美国的CPU、GPU和FPGA。事实上，一些领先的中国公司已经在人工智能领域这样做了。另一种选择是开发基于不受美国出口管制的架构的处理器，例如RISC-V开源架构。这种高度复杂的半导体产品需要先进的设计工具，而目前只有美国的供应商可以提供这些工具，因此中国必须自行开发一套设计工具，或者从第三国寻找能够设计这些关键替代元件的新供应商。
在技术脱钩的情况下，中国的半导体产业供应链将呈现出截然不同的面貌。(见表9)中国可以继续接触亚洲和欧洲的半导体供应商和代工厂，这些供应商和代工厂将继续使用美国供应商的设计工具和制造设备，从某种程度上说，中国设备制造商预计受到的干扰，在中长期内将在一定程度上受到限制。
除了转换到需要快速提高产能以应对需求激增的新供应商的短期动荡之外，中国面临的主要挑战将是为计算密集型应用开发可行的替代高性能处理器，与亚洲或欧洲其他地区的新供应商密切合作，这些供应商可以使用美国供应商提供的先进设计工具。
中国已经在这方面取得了进展，使用了非美国的架构来建造神威超级计算机处理器。欧洲的欧洲处理器计划和富士通的K和Post-K超级计算机计划表明，欧洲和亚洲国家自己也在积极努力摆脱美国的CPU供应商和架构。
图：即使在技术脱钩的情况下，中国也可以通过其他来源获得关键的半导体元件
这种元器件替代导致的结果是，短期内不太先进的替代组件会使得中国的个人电脑、服务器和其他ICT基础设施设备在国际市场上可能不再具有竞争力。由于无法使用美国的软件、内容和应用程序，特别是在高收入经济体，中国的智能手机和其它消费电子产品可能也会失去市场份额,这进而可能导致中国设备制造商的海外收入减少。
另一方面，即使产品缺乏最先进的技术，中国供应商仍有可能扩大其在中国国内市场的份额，因为与之竞争的美国产品将被禁止。事实上，我们估计，通过扩大国内市场份额，中国设备制造商将能够弥补高达75%的海外收入损失。
不过，技术脱钩对中国的主要影响可能是，在向基于替代处理器架构的国内IT生态系统过渡的这几年里，中国经济的整体生产力将受到影响。即使这种替代处理器的性能可以与美国成熟的设计媲美，中国也需要为消费者和企业应用创建并扩大全新的硬件和软件组合。中国企业要将所有系统和业务流程迁移到新的IT基础设施，并在用户功能和成本方面赶上世界上大多数企业和消费者目前使用的以美国技术为基础的产品，需要投入资金和时间。
“脱钩”对美国半导体企业的直接影响，将是失去所有来自中国科技客户的营收，以及来自其他国家客户的营收，这些客户最终也将与美国脱钩。总体而言，如果考虑直接和间接影响，美国半导体收入将下降37%，相当于2018年的830亿美元。(见表10。)其中约四分之三的影响将是中国客户因美国技术出口禁令而被迫取代美国半导体的直接后果。因此，它几乎会在美国限制措施生效后立即受到冲击。
图：在技术脱钩的情况下，美国可能会失去18个百分点的市场份额和37%的全球收入
若营收大幅下降，美国企业的研发投资将大幅削减——如果它们保持目前的研发强度，至少会削减120亿美元，即30%。如果美国半导体公司的目标是获得与该行业资本成本估计相等的股东总回报(尽管收入大幅缩水)，那么研发支出的削减幅度可能必须达到60%。除了研发支出削减，资本支出还将减少130亿美元，导致美国损失12.4万个就业岗位，其中3.7万个在半导体行业。
假以时日，美国半导体企业可能会失去相对于全球竞争对手的技术和产品优势，从而不可避免地导致市场份额进一步下降。据估计，从中长期来看，美国半导体公司的全球份额将从48%下降到30%左右。美国还将失去其在该行业长期以来的全球领导地位。
哪些竞争对手能从美国半导体公司放弃的中国客户那里获得收入，将取决于中国开发替代国内供应商的能力。这种能力因产品和时间的不同而不同。
考虑到中国半导体行业的发展现状，短期内大部分收入将流向第三国。中国的半导体公司将积极发展，以满足国内40%的需求——几乎是目前自给自足水平的3倍，并且达到分析师对2025年的预测上限。此外，我们的模型显示，由于韩国在内存、显示器、图像处理和移动处理器等关键产品方面的强大能力，以及它扩大生产能力的能力，韩国可能会取代美国，成为全球半导体行业的领导者。
从中期到长期来看，在第二种情景下，中国可能会成功地发展出一个有竞争力的国内半导体设计行业，能够满足大部分国内需求。然而，这需要时间，也需要持续的高水平投资。尽管中国在太阳能电池板、液晶显示器和智能手机等科技产品上仅用了5到7年的时间就迎头赶上，但它是在获得外国技术和零部件的情况下做到这一点的。就半导体而言，技术壁垒要高得多。举例来说，韩国和台湾分别花了大约15到20年的时间，才成为全球记忆体和晶圆制造的领导者。
此外，正如我们先前所指出的，半导体的技术复杂性是如此之高，以至于没有一个国家有一个完全自主的生产过程，并在整个价值链上完全自给自足。中国可能仍需要依赖外国设计公司来制造高度复杂的芯片，这些芯片需要美国供应商提供的先进设计工具，同时还需要亚洲其它地区的芯片代工厂来制造一些本土设计的芯片，尤其是那些需要先进制造节点的芯片。
即使中国不得不进口替代高性能处理器来取代基于美国技术的CPU、GPU和FPGA，随着时间的推移，中国的半导体公司可能最终能够满足国内对几乎所有其他半导体产品的需求。这样做将使中国的自给自足率达到约85%。在这种情况下，中国半导体行业的全球份额将从3%增长到30%以上，取代美国成为全球领军者。
我们的分析表明，中美之间的摩擦将对美国半导体行业产生深远的负面影响。全球市场模型显示，根据具体情况，美国股市将下跌8至18个百分点。(见表11所示)
图：中美摩擦对产业结构的影响可能远远超出“中国制造2025”计划的影响
这种影响要严重得多，而且发生的速度将远远快于仅中国制造2025计划的预期效果。分析人士目前预测，包括IDM和无晶圆厂设计公司在内的中国半导体公司的收入可能以每年10%至15%的速度增长，到2025年，其国内需求覆盖率将从2018年的14%提高到25%至40%。这种增长将转化为中国半导体行业在全球市场份额中的增长4至7个百分点，这与我们在情景1和情景2模型中的预测一致。
在没有限制美国技术来源的情况下，根据“中国制造2025”计划更换外国半导体将影响美国和非美国供应商。假设替代程度与当前市场份额成正比，我们的市场模型预测，仅由于“中国制造2025”，美国半导体公司的全球份额将仅损失2至5个百分点。这一市场份额损失大约是我们所评估的中美摩擦两种情况下市场份额损失的四分之一。
有两个主要原因可以解释中美摩擦带来的更为负面的影响。首先，对于国内供应商可供选择的半导体组件，我们预计中国设备制造商将瞄准美国供应商的替代品，并在需要时选择将非美国供应商作为第二来源。此外，面对美国的出口限制（甚至是美国可能在我们的情景1中对实体名单之外的公司施加此类限制的风险），中国设备制造商还将尝试用其他亚洲或欧洲供应商取代美国半导体供应商，即使这种替代无助于实现中国制造2025年的目标。
除了财务影响外，我们的分析还揭示了一个风险，即将美国半导体公司拒之门外后，中国市场可能引发产业结构的剧烈变化，对美国经济竞争力和国家安全产生深刻、不可逆转的影响。如果美国半导体公司的全球份额下滑至约30%，美国将把其长期的全球半导体领导地位拱手让给韩国或中国。
更根本的是，美国可能面临不得不在很大程度上依赖外国供应商来满足其国内半导体需求的风险。预计每年研发投资将减少30%至60%，美国工业可能无法提供满足美国国防和国家安全系统未来需求所需的技术进步。
美国半导体行业的下行风险可能不止于此。一旦美国工业失去其全球领导地位，它将极不可能重新获得。如果我们的中长期情景2得以实现，中国成为全球领先者，美国半导体行业将可能面临额外的份额侵蚀，超出我们预测的18个百分点。在没有贸易壁垒的情况下，中国的竞争对手不会将自己局限于主导国内市场。
在其他几个技术领域，中国企业利用在国内市场建立的规模优势，以低价抢占海外市场的市场份额，使行业利润率降低了50%至90%。（见附件12。）
图：中国科技公司通常会利用其在国内市场的规模，在海外市场获得更多份额
如果这种模式持续下去，中国半导体企业可能也会成为国际市场上的积极竞争者，进一步抢占全球市场份额。事实上，这正是中国国务院在2014年制定《中国制造2025》时所设定的雄心壮志:中国的最终目标是到2030年成为半导体行业所有领域的全球领导者。
从长期来看，中国半导体行业在全球的份额可能达到35%至55%。随着中国半导体企业加速海外扩张，行业利润率可能会大幅压缩。其结果是美国半导体公司将无法再维持目前的高研发强度。当前的创新良性循环可能会逆转变成恶性循环，美国企业陷入竞争力下降、市场份额和利润下降的恶性循环。
电信网络设备行业的经验印证了这些变化。由于重大的国家安全担忧，该行业目前处于中美摩擦的中心。2000年，三家北美公司——朗讯、北电和摩托罗拉——成为全球领军企业，总收入约为1000亿美元。在互联网泡沫破裂后的科技低迷时期，需求枯竭，网络设备公司的收入大幅下降。到2005年，这三家公司的总收入下降了45%。结果，他们被迫重组业务削减成本，包括研发成本。尽管他们保持着与危机前相同的12%的收入投入，但他们的年度研发支出总额从120亿美元下降到67亿美元，在短短五年内减少了45%。
这削弱了它们在不断发展的无线设备市场上保持技术领先于欧洲竞争对手和支持新产品开发的能力，正如全球运营商正在推出基于新技术标准的无线网络一样。与此同时，上世纪90年代中期进入市场的中国制造商开始以更低的价格推出“足够好”的网络设备。中国的竞争者在国内和新兴市场迅速扩张，到2008年已经占领了全球约20%的市场。在随后的十年里，中国电信网络设备公司的份额几乎翻了一番，达到38%。
同时，三个前北方美国巨头最终被欧洲竞争对手收购，收购价格仅为其先前估值的一小部分。如今，美国还没有无线接入网络基础设施的供应商，这对于5G网络的推出和管理至关重要，5G网络是下一波应用的基础，这些应用将改变全球经济，因为它们带来了从大规模物联网应用到自主车辆的方方面面。
在过去的30年里，半导体行业一直处于技术进步的核心，这些技术进步为美国经济、美国国防能力以及全球消费者和企业带来了巨大的利益。这也为中国带来了好处，中国的科技行业一直能够利用外国半导体元件来开发越来越有竞争力的电子设备，这些设备在全球市场上的份额越来越大。半导体领域的这些进步是创新良性循环的结果，这种良性循环依赖于对知识产权的充分保护、对全球市场(包括核心技术和工具)的自由和公平准入，以及将这些创新带给终端客户的高度专业化的供应链。
从美国的角度来看，我们的分析表明，对美国半导体企业施加广泛的单边限制，阻止它们为中国客户服务，可能会适得其反，并危及美国长期以来在半导体领域的全球领导地位。最终，这可能导致美国严重依赖外国半导体供应商，以满足美国科技行业的需求。
过去30年，美国科技行业一直是生产率提高和经济增长的核心引擎。同样，如果美国半导体行业规模大幅缩小，不再发挥全球领导者的作用，就无法为研发投资提供资金，以满足关键国防和国家安全能力对先进半导体的需求。
保持获取尖端技术的渠道也符合中国的利益，特别是在中国寻求加快经济向新的增长模式转型的过程中，这种增长模式更多地依赖于高附加值产品和以技术为基础的生产率提高。
找到建设性的方式来解决美国表达的一些关切，例如加强知识产权保护，确保外国半导体公司享有公平的竞争环境，也可能有利于中国自身的技术发展愿望。这些措施可以进一步鼓励外国投资在中国的研发活动，有利于中国需要的技术和人才的流入，以提升其国内产业的能力，并最终刺激创新和质量方面的健康竞争。
一个强大的美国半导体行业，充分融入全球技术供应链，对于继续提供先进技术至关重要，这些技术将使数字转型和人工智能的新时代成为可能。与移动革命一样，此类突破的巨大利益将惠及所有国家的消费者和企业，而不仅仅是美国。因此，美国和中国迫切需要找到一种新的平衡，即在维护各自国家安全利益的同时，允许美国半导体公司继续大举投资于研发，并向全球各地的创新设备制造商广泛提供其前沿产品。
为了避免这些负面后果，政策制定者必须设计出同时解决美国国家安全问题和保护美国半导体公司全球市场准入的解决方案。
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