SIA最新报告！揭开美国半导体数十年领先的秘诀
美国半导体产业协会（SEMICONDUCTOR INDUSTRY ASSOCIATION，以下简称：SIA）近日发布了《2020年美国半导体产业概况》报告，以翔实数据展现了当前美国半导体产业整体情况。以下为芯师爷根据该报告内容编译整理成文。
核心观点
1、半导体产业是全球经济重要增长部门，全球半导体销售额从1999年的1494亿美元增至2019年的4123亿美元。
2、美国拥有全球近一半的半导体市场份额，其他技术先进的国家半导体产业的全球市场占有率处于5%到19%之间。
3、亚太地区最大的国家半导体市场是中国，占亚太市场的56%，占全球市场的35%。
4、研发支出对半导体公司的竞争地位至关重要。在过去的20年里，美国年度研发支出占销售额的百分比已经超过了10%。这一比例远高于其它国家和地区。
5、美国半导体的本土产能比其他任何区域都高，2019年，总部位于美国的半导体企业约44%的晶圆产能位于美国。这一本土晶圆产能占比领先新加坡、中国台湾、欧洲和日本等国家和地区。
全球半导体销售额从1999年的1494亿美元增至2019年的4123亿美元，年均复合增长率为5.21%。根据世界半导体贸易行业（WSTS）2019年秋季统计：2020年全球半导体行业销售额预计将达到4330亿美元，2021年将达到4600亿美元。
图1：WSTS, Fall 2019 Semiconductor Industry Forecast
20世纪80年代，美国半导体行业在全球市场份额上经历了重大损失，20世纪80年代初，美国生产商占据了全球半导体总销售额的50%以上。后来在日本公司的激烈竞争、非法“倾销”的影响下，美国半导体行业在1985年至1986年期间严重衰退，总共失去了19个全球市场份额点，并将全球行业市场份额的领导权拱手让给了日本半导体业。
在接下来的10年中，美国半导体的市占率逐渐反弹。到了1997年，它以超过50%的全球市场份额重新夺回了领导地位，这一领导地位延续至今。美国半导体公司在微处理器和其他前沿设备方面保持了竞争优势，并在其他一系列产品领域继续保持领先地位。此外，美国半导体公司在研发、设计和芯片制造工艺技术方面保持领先地位。
图2：主要国家的全球半导体市场份额变化
如今，美国公司以47%的市场份额占据了最大的市场份额。其他技术先进的国家半导体产业的全球市场占有率仅处于5%到19%之间。
总部位于美国的半导体公司销售额从1999年的767亿美元增长到2019年的1928亿美元，年复合增长率为4.72%。总部设在美国的公司的销售增长显示出整个行业具有相同的周期性波动特征。
图3：总部位于美国的半导体公司年销售总额
2019年，总部位于美国的半导体公司占据了整个半导体市场47%的份额，是所有国家半导体行业中最多的。在所有主要国家和地区的半导体市场上，总部设在美国的公司也占据着销售市场份额的领先地位。
图4：美国半导体公司在各国市场销售占比
2019年，美国约81%的半导体晶圆制造产能由总部设在美国的公司占据。位于亚太地区的美国半导体公司产能占总产能比例约为10%。
图5：总部位于美国的半导体公司的全球产能占比
2019年，总部位于美国的半导体企业约44%的晶圆产能位于美国。这一本土晶圆产能占比领先新加坡、中国台湾、欧洲和日本等国家和地区。
图6：美国半导体公司在各地的晶圆产能百分比
美国半导体2019年出口额为460亿美元，在美国行业出口额排名名单中位列第五，仅次于飞机、成品油、原油和汽车。在美国所有电子产品出口中，半导体占最大份额。
图7：2019年美国产品出口概况
绝大多数半导体需求是由消费者购买如笔记本电脑、智能手机等终端产品驱动的。当前新兴市场（包括亚洲、拉丁美洲、东欧和非洲）的消费需求日益激发。
图8：消费者需求领域占比
随着半导体行业开发出更先进的产品和工艺技术以应用于终端行业，半导体技术得到了迅速发展。近年来，全球半导体工业最大的领域是逻辑、存储器、模拟和微处理器。2019年，这些产品占半导体行业销售额的76%。
图9：2019年全球芯片销售种类占比率及其与去年相比变化
2001年，随着电子设备生产转移到亚太地区，亚太地区的半导体市场规模成倍增长——从398亿美元增至2019年的2580多亿美元。亚太市场的销售额超过了所有其他区域市场。
到目前为止，亚太地区最大的国家市场是中国，占亚太市场的56%，占全球市场的35%。不过这些数据仅反映了电子设备制造商对半导体产品的销售情况，含有半导体的终端电子设备随后被运往世界各地消费。
图10：全球半导体市场分布
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2019年，美国半导体公司（包括无晶圆厂公司）的研发和资本支出总额为717亿美元。从1999年到2019年，复合年增长率约为6.2%。在半导体企业发展过程中，每年资本投资和研发投入所占份额通常不受市场周期性相关波动的影响。
图11：半导体公司每年资本和研发投入增长情况
为了在半导体行业保持竞争力，美国公司必须在研发、新工厂和设备上持续投入大量收入。工业技术变革的步伐要求企业研发更复杂的设计和工艺技术，并引进能够制造较小特征尺寸部件的生产设备。设计和生产最先进半导体元器件的能力只能通过持续的投入来保持，全行业投资率约占销售额的30%。
即使是在市场面临极端变动的时候，这部分的投入依旧要得到保证。比如2001年，半导体销售额急剧下降，但研发和资本设备的支出并没有以同样的速度下降。
图12：半导体企业在各年份中研发和资本投入占比
从1999年到2019年，在美国半导体行业中每名员工的总投资（以研发和新的总厂房和设备的总和衡量）以每年约4.3%的速度增长。这些支出在2001年超过10万美元，但在2001年经济衰退之后，在2003年下降到大约85 000美元。2006年，每名雇员的投资增加到10万美元以上。2008-2009年的经济衰退导致2009年和2010年每名员工的投资下降，但2012年又有所回升，2019年增长到178000美元以上。
图13：每名员工的平均支出在各个年份中的变化
从1999年到2019年，美国半导体产业研发支出的复合年增长率约为6.6%。无论年度销售周期如何，美国半导体公司的研发支出都很高，这反映了投资研发对半导体生产的重要性。2019年，美国半导体行业在研发方面的投资总额为398亿美元。
图14：美国半导体研发支出变化趋势
在过去的20年里，年度研发支出占销售额的百分比已经超过了10%。这一比率高于美国其它所有行业。研发支出对半导体公司的竞争地位至关重要。快速的技术变革要求工艺技术和设备能力不断进步。2001年和2002年的研发增长是由于半导体工期在行业低迷的情况下仍致力于技术投入的结果。2003-2004年的下降并不是因为研发预算的削减，而是因为行业复苏强于预期，收入增长快于预期。2019年增长的份额是基于整体收入下降，而整体研发支出增加。
图15：美国半导体公司研发支出占销售额比例
美国半导体产业研发支出率在主要高技术产业部门中名列前茅。根据2019年欧盟工业研发投资记分牌，就研发支出占销售额的百分比而言，美国半导体行业仅次于美国制药和生物技术行业。
图16：美国各行业研发支出占比
美国半导体工业的研发支出占销售额的百分比是其他任何国家和地区的半导体产业都无法比拟的。
图17：各国和地区半导体产业研发投入占比情况
注：由于方法和来源数据的差异，半导体行业的份额与图12表相比略有差异。资料来源：2019年欧盟工业研发投资记分牌。
2019年半导体行业资本支出总额为319亿美元。资本支出从2001-2003年开始下降，原因是1999-2001年期间美国半导体主要的新工厂已完工。2004年出现反弹，2005年，该行业在资本支出占销售额的百分比方面处于平衡状态。2011年，由于全球经济衰退，资本支出在2009年大幅下降后反弹，达到238亿美元。2018年，资本支出达到327亿美元的历史最高水平。
图18：美国半导体资本设备支出
在过去的20年里，半导体行业每年资本支出占销售额的百分比平均在10%到15%之间，是美国所有行业中最高的。在过去20年中，除了2年外，每年资本支出占销售额的百分比都超过了10%。对比美国经济的主要制造业部门，这一比率极高。对于半导体制造商来说，资本支出对其竞争地位至关重要。产业创新的快速发展需要巨额的资本支出，才能继续生产更先进的半导体产品。
图19：美国半导体企业的资本支出占比
美国半导体产业资本支出占总销售额的比率在主要高技术产业部门中名列前茅。根据2019年欧盟工业研发投资记分牌，就资本支出占销售额的百分比而言，美国半导体行业仅次于美国替代能源行业。
图20：美国各行业资本支出占比情况
美国半导体行业提供的直接就业岗位约25万个，为美国间接就业提供超过100万个就业岗位。
图21：美国半导体提供就业岗位情况
自1999年以来，美国半导体行业的劳动生产率翻了一倍多。通过保持较高的资本投资水平和研发支出率，使得生产率大幅提高成为可能。2019年，美国半导体行业平均每名员工的销售收入超过539000美元。
图22：半导体每位员工的销售收入变化
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