6 月 21 日報道，兩周前，美國白宮發(fā)布了一份長達 250 頁的關(guān)鍵產(chǎn)品供應(yīng)鏈百日評估報告，指出美國供應(yīng)鏈存在的一系列漏洞。
該報告建議美國國會支持至少 500 億美元的投資，來為美國本土半導(dǎo)體制造和研發(fā)提供專用資金，并建議美國政府成立一個新的供應(yīng)鏈中斷工作小組，幫助緩解瓶頸和供應(yīng)限制問題。
在報告的第四章節(jié)，美國商務(wù)部用約 60 頁來分析全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈局勢，尤其考察設(shè)計、制造、后端 ATP、材料、制造設(shè)備這五大半導(dǎo)體供應(yīng)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)，并對全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)核心地區(qū)的補貼及激勵措施加以匯總。我們對其中的關(guān)鍵信息進行編譯及梳理，以供參考。
01. 一個半導(dǎo)體產(chǎn)品可能跨越 70 次國際邊界
美國在全球半導(dǎo)體制造中所占份額已經(jīng)從 1990 年的 37% 下降到現(xiàn)在的 12%，如果沒有一個全面的美國戰(zhàn)略來支持，該數(shù)字預(yù)計還會進一步下降。
典型的半導(dǎo)體生產(chǎn)過程涉及多國，產(chǎn)品可能跨越 70 次國際邊界，整個過程需要長達 100 天，其中 12 天是供應(yīng)鏈步驟之間的中轉(zhuǎn)。
目前，美國的半導(dǎo)體設(shè)計生態(tài)系統(tǒng)處于世界領(lǐng)先地位，但高度依賴對中國的銷售和有限的 IP、勞動力及制造資源。
美國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會（SIA）估計，2020 年美國半導(dǎo)體行業(yè)的年銷售額為 2080 億美元，占據(jù)了全球半導(dǎo)體市場的近一半，是美國第四大主要出口產(chǎn)品。
美國半導(dǎo)體制造能力則相對欠缺，前沿邏輯芯片主要依靠中國臺灣地區(qū)，成熟節(jié)點芯片需求主要依賴中國臺灣地區(qū)、韓國和中國大陸。同樣，其封測也嚴重依賴亞洲企業(yè)。
SIA 估計，如果中國臺灣地區(qū)芯片代工廠的邏輯芯片生產(chǎn)中斷，可能導(dǎo)致依賴芯片供應(yīng)的電子設(shè)備制造商損失近 5000 億美元的收入。
半導(dǎo)體生產(chǎn)需要數(shù)百種材料，許多用于半導(dǎo)體的氣體和濕式化學品是在美國生產(chǎn)的，但對于美國來說，海外供應(yīng)商主導(dǎo)了硅晶圓、光掩膜和光刻膠的市場。
從設(shè)備來看，美國在大多數(shù)前端半導(dǎo)體制造設(shè)備的全球生產(chǎn)中，占有相當大的份額，但關(guān)鍵的光刻設(shè)備生產(chǎn)除主要集中在荷蘭和日本。由于美國的半導(dǎo)體制造有限，這些設(shè)備制造商嚴重依賴美國以外的銷售。
該報告的綜述總結(jié)了 8 種主要風險，包括：（1）脆弱的供應(yīng)鏈；（2）惡意供應(yīng)鏈中斷；（3）使用過時的和幾代前的半導(dǎo)體，以及供應(yīng)鏈中公司持續(xù)盈利的相關(guān)挑戰(zhàn)；（4）客戶集中度與地緣政治因素；（5）電子生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)；（6）人力資本缺口；（7）IP 盜用；（8）在獲取創(chuàng)新利益、協(xié)調(diào)私人和公共利益方面的挑戰(zhàn)。
02. 設(shè)計：美國邏輯芯片領(lǐng)先，營收依賴中國
芯片設(shè)計越來越多由“無晶圓廠（fabless）”半導(dǎo)體設(shè)計公司進行，其產(chǎn)業(yè)集中度明顯低于制造和設(shè)備環(huán)節(jié)。
總體而言，美國半導(dǎo)體設(shè)計生態(tài)系統(tǒng)是強大的和世界領(lǐng)先的，但其無晶圓廠設(shè)計公司必須與亞洲代工廠密切合作，且設(shè)計流程依賴于 IP 供應(yīng)商和電子設(shè)計自動化（EDA）軟件。
當前基本的 IP 和 EDA 提供商的總部主要設(shè)在美國，美國仍對高技能人才具有吸引力，不過也面臨越來越依賴海外人才的問題。另外，美國芯片設(shè)計公司的銷售增長越來越依賴中國，這會影響到其研發(fā)支出。
▲許多在美國院校攻讀電氣、計算機、材料等專業(yè)的學生來自其他國家
半導(dǎo)體市場主要包含邏輯半導(dǎo)體、存儲半導(dǎo)體和模擬半導(dǎo)體，三者在 2020 年的市場份額分別約為 42%、26% 和 14%，其余市場份額為分立器件、光電器件、傳感器器件等非集成電路半導(dǎo)體。
1、邏輯芯片：美國遙遙領(lǐng)先
邏輯芯片是計算的基石，中央處理器（CPU）、專用圖形處理單元（GPU）、現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA）的市場均為雙巨頭壟斷，而在專用集成電路（ASIC）和基于 Arm 架構(gòu)的移動設(shè)備處理器供應(yīng)商基礎(chǔ)上，競爭明顯加劇。美國在這些芯片設(shè)計方面處于世界領(lǐng)先地位。
▲2020 年集成電路市場份額領(lǐng)導(dǎo)者
2、存儲芯片：DRAM 三分天下，閃存繼續(xù)整合
存儲芯片方面，韓國三星、SK 海力士和美國美光為動態(tài)隨機存取存儲器（DRAM）領(lǐng)域的行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者，三家在 2020 年占據(jù)了全球 700 億美元存儲芯片市場的 95%。
閃存（NAND）生產(chǎn)則不那么集中，韓國三星、日本鎧俠、美國西部數(shù)據(jù)、韓國 SK 海力士、美國美光、美國英特爾這 6 家公司估計占 2020 年 470 億美元全球市場的 99%。
NAND 業(yè)務(wù)似乎正在進一步整合，去年英特爾計劃將其大部分 NAND 業(yè)務(wù)出售給 SK 海力士，也有報道稱，西部數(shù)據(jù)和美光可能正尋求收購鎧俠。此外，中國長江存儲也正快速擴張。
3、模擬芯片：輕晶圓廠運營模式較熱
與存儲芯片相比，模擬芯片商品化程度較低，通常不太依賴于使用先進制造節(jié)點。2020 年，10 家最大的模擬集成電路供應(yīng)商占 560 億美元市場的 62%，只有德州儀器的市場份額超過 10%。
許多領(lǐng)先的模擬半導(dǎo)體公司都以“輕晶圓廠”（fab-lite）生產(chǎn)商的身份經(jīng)營，采用自行建廠生產(chǎn)和外包相結(jié)合的方式。
4、非集成電路芯片：市場高度分散
分立器件、光電和傳感器等非集成電路半導(dǎo)體在 2020 年的銷售額為 790 億美元，占整個半導(dǎo)體市場（4400 億美元）的近 18%。這類產(chǎn)品中的大部分半導(dǎo)體都是成熟的節(jié)點技術(shù)芯片，通常每種只值幾分錢，市場高度分散。
除了成熟節(jié)點技術(shù)之外，非集成半導(dǎo)體的關(guān)鍵驅(qū)動技術(shù)主要是在電源管理和小型化方面的創(chuàng)新，特別是面向離散功率半導(dǎo)體，汽車是一大關(guān)鍵的終端應(yīng)用領(lǐng)域。
美國主導(dǎo)的氮化鎵（GaN）、碳化硅（SiC）和其他化合物半導(dǎo)體襯底的研發(fā)是電力管理和分配、高頻功率放大和光電子等各種應(yīng)用發(fā)展的關(guān)鍵，平面顯示半導(dǎo)體也屬于這一類。
5、上游 IP 與 EDA：由歐美公司主導(dǎo)
IP 授權(quán)與 EDA 工具加速了芯片設(shè)計的創(chuàng)新。全球三大 EDA 供應(yīng)商均在美國，同時 IP 核心領(lǐng)域歷來由總部位于美國和英國的公司主導(dǎo)。
該報告分析稱，美國企業(yè)在 EDA 的主導(dǎo)地位至少源自這些因素：市場領(lǐng)導(dǎo)者有能力收購和合并較小的 EDA 供應(yīng)商、換 EDA 供應(yīng)商對設(shè)計企業(yè)來說成本高昂，以及 EDA 公司與代工廠的關(guān)系。
同時該報告認為，過去幾年，中國已采取措施增強對半導(dǎo)體 IP 的獲取和控制，這可能會限制美國公司可獲得的 IP，從而給美國產(chǎn)業(yè)帶來風險。
03. 制造：缺乏先進工藝節(jié)點生產(chǎn)能力
晶圓廠有 IDM 和純晶圓代工廠兩種模式。
IDM 廠執(zhí)行從設(shè)計到最終測試的全部流程，約占全球半導(dǎo)體產(chǎn)能的 2/3。SIA 報告稱，44% 美國半導(dǎo)體公司的生產(chǎn)能力位于美國?？傮w而言，2020 年美國占全球 IDM 收入的 51%，在邏輯和模擬芯片方面尤其強大。
純晶圓代工廠約占全球芯片產(chǎn)能的 1/3，但占邏輯芯片產(chǎn)能的近 80%。中國臺灣地區(qū)占據(jù)了 63% 的全球代工市場份額，其中臺積電一家就占了 53%；韓國約占 18%、中國大陸約占 6%。
美國在最先進芯片工藝節(jié)點上缺乏生產(chǎn)能力。目前全球僅臺積電、三星領(lǐng)先，美國英特爾預(yù)計到 2023 年才會全面進入 7nm 生產(chǎn)，因此美國無晶圓廠芯片公司幾乎完全依賴亞洲代工廠來生產(chǎn)最先進的芯片。同時美國在成熟節(jié)點也依賴集中在中國臺灣地區(qū)、韓國和中國大陸的芯片制造商。
▲1990-2021 年美國半導(dǎo)體產(chǎn)能占全球份額的變化情況及至 2030 年的變化預(yù)測
一個 300mm（12 英寸）晶圓，可以生產(chǎn) 600 個或更多的獨立芯片。在美國的 40 家主要半導(dǎo)體晶圓廠中，有 20 家采用現(xiàn)代標準的 300mm 晶圓；其他的則使用 200mm（8 英寸）或以下的晶圓。2009 年至 2018 年間，全球有超過 100 家 150-200mm 晶圓廠關(guān)閉，其中 70% 關(guān)閉地點位于美國和日本。
IC Insights 認為，許多晶圓廠使用了數(shù)十年，已經(jīng)超過了它們的實際用途。在某些情況下，它們被更具成本效益或升級的設(shè)施所取代。在其他情況下，擁有晶圓廠的成本太高，一些公司轉(zhuǎn)向了輕晶圓廠或無晶圓廠的商業(yè)模式。
雖然美國芯片產(chǎn)能一直相對穩(wěn)定，但美國以外的產(chǎn)能和產(chǎn)量也在增長，尤其是在亞洲。SIA 預(yù)測，到 2030 年，美國在半導(dǎo)體生產(chǎn)能力中的份額將下降到 10%，而亞洲的份額將增長到 83%。
2019 年，全球新建的 6 家半導(dǎo)體生產(chǎn)工廠中，沒有一家在美國，有 4 家在中國。
▲2019 年全球各地區(qū)晶圓制造能力分布（來源：SIA）
和設(shè)計業(yè)類似，美國芯片制造商也嚴重依賴對中國市場的銷售。美國勞動力老齡化問題，也對美國的芯片生產(chǎn)構(gòu)成了威脅。
另外，半導(dǎo)體制造對能源的需求很高。設(shè)施每運行 1 小時，可能需要多達 100 兆瓦時的電力，相當于美國家庭 9 年的平均耗電量。由于電力占制造運營成本的 30%，獲得可靠且負擔得起的能源對半導(dǎo)體制造商具有競爭力至關(guān)重要。
事實上，全球化和高度專業(yè)化的半導(dǎo)體制造供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)，加上地理制造業(yè)集群的經(jīng)濟利益，增加了自然和人為災(zāi)害造成破壞的風險。此前，斷電、火災(zāi)等突發(fā)事件均影響至全球芯片的供應(yīng)。
美國環(huán)境保護署已經(jīng)意識到這些問題，并一直與半導(dǎo)體行業(yè)就如何在未來的法規(guī)制定過程中考慮供應(yīng)鏈的影響，保持著不斷的溝通。
04. 后端 ATP：美國缺乏生態(tài)，嚴重依賴亞洲
芯片生產(chǎn)的后端 ATP 環(huán)節(jié)，包括半導(dǎo)體組裝、測試、封裝和先進封裝。該環(huán)節(jié)通常由 IDM 廠商、純晶圓代工商和外包半導(dǎo)體封測（OSAT）廠商來提供服務(wù)。
當前，美國只占有全球半導(dǎo)體封裝能力的 3%，這還不包括測試能力，主要由 IDM 提供，他們通常在美國之外建有 ATP 設(shè)施。
美國公司占 ATP 市場營收的 28%，IDM ATP 市場營收的 43%。中國臺灣地區(qū)的臺積電、聯(lián)電，中國大陸的中芯國際、武漢新芯，均有封裝業(yè)務(wù)。
美國的 OSAT 只占全球 OSAT 業(yè)務(wù)的 15%，中國臺灣地區(qū)和大陸地區(qū)則約占據(jù)全球市場的 73%。安靠技術(shù)（Amkor）雖然總部設(shè)在美國，但沒有在美國建立生產(chǎn)設(shè)施。
▲ATP 市場份額（按營收）
傳統(tǒng)上，ATP 是一個自動化和低價值的業(yè)務(wù)，主要集中在中國大陸、中國臺灣地區(qū)和東南亞地區(qū)，但美國半導(dǎo)體的供應(yīng)離不開這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)，同時近些年來，封裝技術(shù)正變得越來越先進，中國在過去幾年在先進封裝方面進行了大量投資。
根據(jù) SEMI 和 Techsearch 數(shù)據(jù)，2018 年全球有超過 120 家 OSAT 公司和 360 家封裝廠，其中超過 100 家封裝廠在中國大陸，大約 100 家在中國臺灣地區(qū)，43 家在東南亞，其他在歐美地區(qū)。
先進封裝類型包括芯片堆疊技術(shù)、嵌入式芯片、扇出晶圓級封裝和系統(tǒng)級封裝。
邏輯芯片的一種方法是將標準化 IP 功能分離成不同的、更小的芯片，稱為“chiplet”，美國國防部高級研究計劃局（DARPA）及多家企業(yè)均在探索這一技術(shù)方向。
2019 年，先進封裝占總半導(dǎo)體封裝價值的 42.6%，預(yù)計到 2025 年將達到總體半導(dǎo)體封裝市場的近 1/2。
從 2014 年到 2025 年，先進封裝的收入預(yù)計將從 2014 年的 200 億美元增至 2025 年的約 420 億美元，增長 1 倍多；其復(fù)合年增長率（CAGR）為 6.1%，幾乎是傳統(tǒng)封裝市場預(yù)期增長的 3 倍。
當前全球前 10 大先進封裝公司，包括 2 家 IDM 商（美國英特爾、韓國三星），1 家代工商（中國臺灣臺積電），全球前 5 大 OSAT 商（中國臺灣日月光、中國臺灣矽品、美國安靠、中國臺灣力成科技、中國大陸長電科技），和 2 家更小的 OSAT 商（韓國 Nepes Display 和中國臺灣頎邦科技）。
這 10 家公司生產(chǎn)了全球大約 3/4 的先進封裝芯片。
此外，美國缺乏開發(fā)先進封裝技術(shù)的生態(tài)系統(tǒng)。先進封裝材料方面，美國在先進封裝基板及相關(guān)供應(yīng)鏈方面能力不足，而中國正成為更具吸引力的基板供應(yīng)商的市場。
美國的印刷電路板制造業(yè)曾經(jīng)占全球總生產(chǎn)量的 30% 以上，如今只占不到 5%。
美國 IPC/USPAE 機構(gòu)預(yù)計，美國在下一代電子應(yīng)用所需的印刷電路板制造技術(shù)方面落后亞洲 20 年，在制造用于微電子封裝的先進印刷電路板制造類基板方面落后亞洲 30 年。
05. 材料：硅晶圓依賴日本，硅、鎵來自中國
有數(shù)百種材料被用于半導(dǎo)體制造過程中的不同階段。一個市場研究公司估計，2020 年全球電子市場材料和半導(dǎo)體工業(yè)化學品和氣體價值 183 億美元，有望到 2025 年增長至 262 億美元。
對于美國來說，海外供應(yīng)商主導(dǎo)了硅晶圓、光掩膜和光刻膠市場，日本公司在這些行業(yè)尤其強大。同時，硅、鎵等原材料主要來自中國。
該報告主要復(fù)盤了包括多晶硅、硅晶圓、光掩模與光刻膠、超純及常規(guī)化學品和氣體、原材料在內(nèi)的一些關(guān)鍵半導(dǎo)體材料供應(yīng)鏈：
1、多晶硅：中國占全球產(chǎn)能的 70% 以上
幾家在美國生產(chǎn)電子級多晶硅的制造商，包括美國 Hemlock Semiconductor、挪威 REC Silicon、德國 Wacker 和日本三菱綜合材料。
美國本土生產(chǎn)商稱，盡管美國目前有生產(chǎn)能力，但由于中國采取行動增強其在半導(dǎo)體和太陽能供應(yīng)鏈上的主導(dǎo)地位，美國的技術(shù)領(lǐng)先地位和半導(dǎo)體級多晶硅的生產(chǎn)面臨風險。
中國占全球太陽能級多晶硅市場的 95% 以上，美國目前還不存在太陽能行業(yè)的直接客戶，但由于半導(dǎo)體級多晶硅和太陽能級多晶硅的生產(chǎn)過程密切相關(guān)，美國生產(chǎn)商必須能利用強勁的全球太陽能產(chǎn)品市場，以確保半導(dǎo)體材料的持續(xù)生產(chǎn)。
這些生產(chǎn)商說，中國目前占全球多晶硅產(chǎn)能的 70% 以上，美國占 9%。
2、半導(dǎo)體硅晶圓：日本坐擁半壁江山
日本公司在硅晶圓市場占據(jù)主導(dǎo)地位，估計占有 56% 的市場份額，其次是中國臺灣地區(qū)（16%）、德國（14%）和韓國（10%）。
雖然一些德國、日本和中國臺灣地區(qū)公司在美國建有生產(chǎn)設(shè)施，但只有像 Virginia Semiconductor 公司這樣的美國小公司制造硅晶圓。當前中國大陸在 300mm（12 英寸）晶圓的制造能力方面還非常有限，預(yù)估所占市場份額不超過 5%。
目前，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)廣泛使用 300mm 晶圓，一些領(lǐng)先的制造商探索了 450mm 晶圓生產(chǎn)的投資，但半導(dǎo)體加工工具的制造成本明顯較高，投資預(yù)期回報較低，導(dǎo)致這種方法被放棄。200mm 晶圓也繼續(xù)擁有一個很大的市場。
盡管絕大多數(shù)商用半導(dǎo)體是由硅晶片生產(chǎn)的，但鍺、GaAs、GaN 和 SiC 等復(fù)合半導(dǎo)體更適合 5G 通信、自動駕駛汽車、可再生能源和軍事系統(tǒng)等關(guān)鍵新興應(yīng)用。隨著其商業(yè)應(yīng)用越發(fā)廣泛，它們與傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料之間的成本差距已經(jīng)縮小。
美國目前在氮化鎵（GaN）微波電子學方面處于領(lǐng)先地位，其他國家也正在大規(guī)模投資以發(fā)展本土氮化鎵。
美國能源部早在 2015 年成立了一個由 60 家機構(gòu)組成的聯(lián)盟 Power America，重點加速應(yīng)用美國制造的 SiC 和 GaN。美國 DARPA 還資助了磷化銦、GaAs、SiGe、SiC、GaN 和氮化鋁等項目，以及最近在超寬帶隙半導(dǎo)體方面的工作。不過當前 SiC 和 GaN 的制造服務(wù)主要在美國之外。
3、光掩模與光刻膠：日本領(lǐng)先地位難撼動
光掩模包含集成電路圖形，被用于確保將圖形精確轉(zhuǎn)印到硅晶圓上。在光刻工藝環(huán)節(jié)，光線穿過光掩模，將圖形投射到晶圓表面。
光刻膠是一種用于形成圖案的光敏有機材料，被用于光刻工藝過程中經(jīng)過曝光將光掩膜版上的圖形轉(zhuǎn)移到晶圓片上。
在大型半導(dǎo)體公司中，自主生產(chǎn)光掩模很常見。美國英特爾、韓國三星、中國臺灣臺積電和中國大陸中芯國際都有自己的掩膜生產(chǎn)業(yè)務(wù)。然而，無晶圓廠半導(dǎo)體公司依賴于總部設(shè)在日本、美國和中國臺灣地區(qū)的商業(yè)掩膜制造商。
美國 CSET 估計，日本公司控制了 53% 的商業(yè)掩膜市場，美國公司占 40%，中國臺灣地區(qū)公司占 7%。
根據(jù) CSET 供應(yīng)鏈研究，日本公司還占據(jù)了半導(dǎo)體光刻膠市場的 90% 份額。剩下的 10% 主要由美國和韓國的公司持有。中國本土幾乎沒有能力生產(chǎn)先進的光刻膠。
4、超純及常規(guī)化學品和氣體：美歐日占優(yōu)勢
半導(dǎo)體行業(yè)有許多化學品和氣體供應(yīng)商，美國、日本和歐洲都有領(lǐng)先的公司。許多非美國公司通常會在美國設(shè)立分支機構(gòu)。大多數(shù)化學和氣體供應(yīng)商的大部分業(yè)務(wù)均不在半導(dǎo)體行業(yè)。
美國、日本和法國生產(chǎn)半導(dǎo)體氣體。目前，六大供應(yīng)商是美國慧盛材料、韓國 SK 材料、日本 MTG/TNS、法國液化空氣、英國林德/美國普萊克斯和日本 KDK。它們占據(jù)了約一半的市場份額，約 50 家供應(yīng)商占據(jù)了另一半市場。
美國、德國和日本是濕電子化學制品的主要生產(chǎn)國。美國 KMG、美國艾萬拓、美國霍尼韋爾、德國巴斯夫和日本關(guān)東化學在該市場占有超過 60% 的份額。
5、原材料：供應(yīng)來源集中在中國
硅、鎵等用于生產(chǎn)晶圓的原材料都集中在中國。氦氣也很短缺。美國是氦氣的來源之一，它是天然氣生產(chǎn)的副產(chǎn)品，因此受天然氣價格的影響。
執(zhí)行命令 14017 要求的關(guān)鍵礦物和材料供應(yīng)鏈審查中，討論的一些關(guān)鍵材料、礦物和稀土元素用于半導(dǎo)體制造（包括鎵和多晶硅）。然而，盡管這些材料對半導(dǎo)體制造過程至關(guān)重要，但這些材料的其他用途是這些材料的消費者，這些材料的問題并不是半導(dǎo)體行業(yè)特有的。
06. 制造設(shè)備：美國占較大份額，光刻設(shè)備依賴荷蘭與日本
半導(dǎo)體生產(chǎn)線的不同環(huán)節(jié)，會用到不同類型的半導(dǎo)體制造設(shè)備。
前端制造設(shè)備包括光刻、蝕刻、摻雜或離子注入、沉積、拋光或化學機械平面化。特別值得注意的是金屬有機化學氣相沉積（MOCVD）設(shè)備，它主要被用于生產(chǎn) GaAs、GaN 等化合物半導(dǎo)體。后端制造設(shè)備包括 ATP 設(shè)備和先進封裝。
美國在半導(dǎo)體制造設(shè)備領(lǐng)域市占率較高，但高度依賴外銷。根據(jù)美國應(yīng)用材料及泛林研發(fā)公司的財報，其 2020 年營收中，約有 90% 來自美國之外的地區(qū)。
目前半導(dǎo)體制造設(shè)備市場份額前三的分別是美國（41.7%）、日本（31.1%）和荷蘭（18.8%）。除了裝配及封裝設(shè)備、MOCVD 設(shè)備外，中國公司沒有占據(jù)明顯的份額。
2019 年，五大半導(dǎo)體制造設(shè)備公司是美國應(yīng)用材料（18.8%）、荷蘭 ASML（16.8%）、日本東京電子（13.4%）、美國泛林研發(fā)（11.8%）、和美國科磊（6.8%），共占有全球市場的 67.6%。
如下圖所示，雖然美國在大多數(shù)前端 SME 的生產(chǎn)中占有相當大的市場份額，但光刻掃描/步進設(shè)備是一個明顯的例外，幾乎都是由荷蘭公司 ASML 和日本公司尼康和佳能生產(chǎn)的，其中 ASML 是 EUV 光刻機的唯一供應(yīng)商。
▲集成電路制造工具市場份額
MOCVD 設(shè)備的主要供應(yīng)商包括美國 Veeco、德國愛思強和中國大陸中微公司；蝕刻設(shè)備的前三是美國泛林研發(fā)、日本東京電子和美國應(yīng)用材料。
相較前端，美國在后端封裝設(shè)備方面的市場份額較小。日本有最大的封裝設(shè)備份額（35.7%），其次是中國大陸（22.9%）和荷蘭（11.1%）。
不過美國庫力索法半導(dǎo)體是一家全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體封測設(shè)備公司。美國和日本是后端測試設(shè)備（ATP）的領(lǐng)導(dǎo)者，分別擁有 33.5 和 48.6% 的市場份額。
一個半導(dǎo)體制造設(shè)備可擁有 100 多個零部件，根據(jù)制造商普查調(diào)查，美國半導(dǎo)體制造設(shè)備銷售收入的一半被花費在了零部件和其他材料上。美國公司也為外國公司出售的設(shè)備提供關(guān)鍵零部件。
報告還提到，中國政府對半導(dǎo)體制造設(shè)備生產(chǎn)商的補貼，對企業(yè)的財務(wù)表現(xiàn)產(chǎn)生了明顯的影響。
目前有超過 200 家晶圓廠在 200mm（8 英寸）晶圓上生產(chǎn)半導(dǎo)體，主要用于 350nm~90nm 的成熟節(jié)點芯片。當前 200mm（8 英寸）制造設(shè)備短缺，尚無緩解的跡象。
一家半導(dǎo)體制造設(shè)備公司報告稱，盡管從 2010 年到 2015 年，200mm 晶圓設(shè)備的銷售如預(yù)期的那樣下降，200mm 和 300mm 之間的比例為 50%，但需求卻回到了 2010 年的水平。
SEMI 報告稱，2019 年有 5 個新 200mm 晶圓廠，2020 年有 7 個開始建設(shè)（其中 3 個在中國大陸，美國、日本和中國臺灣各 1 個)。雖然 200mm 的設(shè)備過去是可用的二手設(shè)備，這個市場已經(jīng)枯竭。200mm 的新設(shè)備也很難找到，尤其是光刻設(shè)備。
如今，新設(shè)備的購買將會取決于新晶圓廠、技術(shù)、功能或增加產(chǎn)量的需求、增加服務(wù)的重要性，以及大型提供商的升級和行業(yè)的整合。這也使較小的設(shè)備公司面臨被大公司吞并或銷量流失到大公司子公司的風險。
07. 解決供應(yīng)鏈風險的 7 項政策建議
除了分析半導(dǎo)體供應(yīng)鏈現(xiàn)狀外，該報告也提出了 7 項政策建議，旨在解決當前半導(dǎo)體短缺和報告中確定的風險：
1、與工業(yè)界合作，促進投資、提高透明度和協(xié)作，以解決半導(dǎo)體短缺問題。
2、根據(jù)美國《2021 財政年度國防授權(quán)法案》（NDAA）規(guī)定，為 CHIPS 法案提供全面資金。
3、通過立法行動來實施美國總統(tǒng)美國就業(yè)計劃中的想法，加強其本土半導(dǎo)體制造生態(tài)系統(tǒng)，為支持關(guān)鍵的上游提供激勵。
4、通過研發(fā)資源支持制造商，特別是中小企業(yè)，以證明新興技術(shù)和融資從實驗室轉(zhuǎn)移到市場，并解決增長的資本需求，促進創(chuàng)新。
5、通過大量投資來發(fā)展和多樣化 STEM 人才管道，勞工部就業(yè)和培訓(xùn)管理局以部門為基礎(chǔ)的途徑和培訓(xùn)項目、公共/私人投資來幫助資助勞動力發(fā)展及移民政策的改變，從而吸引世界上最優(yōu)秀和最聰明的人才。
▲在半導(dǎo)體和其他電子元件制造業(yè)中，最詳細的 STEM 職業(yè)教育水平的相對百分比
6、通過鼓勵外國晶圓廠和材料供應(yīng)商在美國及其他盟國和伙伴地區(qū)投資，提供多樣化的供應(yīng)商基礎(chǔ)，與盟友及伙伴就半導(dǎo)體供應(yīng)鏈彈性進行合作。
7、保護美國在半導(dǎo)體制造和先進封裝方面的技術(shù)優(yōu)勢，確保出口控制支持政策行動，以解決與其供應(yīng)鏈相關(guān)的國家安全和外交政策關(guān)切。
08. 結(jié)語：加強本土供應(yīng)鏈，機遇與挑戰(zhàn)并存
該報告還對中國大陸、韓國、歐盟、日本、中國臺灣地區(qū)、新加坡及以色列為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)提供的補貼及激勵措施進行了匯總整理，并分析了當前美國半導(dǎo)體制造業(yè)發(fā)展所面臨的機遇及挑戰(zhàn)。
在美國政府的推動下，臺積電、三星、英特爾、格芯均宣布了新的美國半導(dǎo)體制造建廠計劃。提高本土半導(dǎo)體產(chǎn)能不僅有助于解決半導(dǎo)體供應(yīng)鏈各個環(huán)節(jié)的供應(yīng)鏈脆弱性，還可能成為高質(zhì)量、高薪工作的來源。
SIA 估計，半導(dǎo)體行業(yè)的每一個直接就業(yè)崗位都會產(chǎn)生 4 到 5 個間接就業(yè)崗位。此外，半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)施也有助于增加電子材料、封測等上下游產(chǎn)業(yè)的就業(yè)機會。
美國政府鼓勵先進芯片封裝和測試的政策，亦可以增強供應(yīng)鏈的彈性，這些激勵措施可能針對相對邊緣或經(jīng)濟不景氣的美國地區(qū)。
另一方面，提高本土半導(dǎo)體產(chǎn)量及發(fā)展下一代半導(dǎo)體技術(shù)，最大的挑戰(zhàn)是資金。以制造業(yè)為例，在全球任何地方建一個 12 英寸大型晶圓廠都要花數(shù)十億美元，一個領(lǐng)先的工廠甚至要花費數(shù)百億美元。
美國勞動力成本較高、政府激勵措施偏少，因此在美國建立新工廠的 10 年成本可能達到平均 60 億美元，比在中國臺灣、韓國或新加坡建立同樣的工廠高 30%，比在中國大陸高 50%。
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