美国芯片设计地位，危险？

国在半导体领域的绝对地位毋庸置疑，其大约占据了全球近一半的市场份额。此前，美国强调其在全球芯片制造能力的份额已从1990年的37%下降到现在的12%，为此，美国出台了芯片法案。随着世界各国的芯片设计企业的兴起，现在，美国又开始担忧起芯片设计的地位。据SIA的统计，近年来，美国在设计相关收入中所占份额开始出现下降迹象，从2015年的50%以上下降到2020年的46%。虽然相比芯片制造环节，美国在芯片设计领域丢失的份额不算大，但是进一步下跌或成为美国不可不面对的隐忧。 　　美国在芯片设计领域的份额，面临下滑 　　自上世纪90年代以来，美国半导体产业一直是全球芯片销售的领头羊，每年有占据全球市场仅50%的市场份额。在芯片设计这一领域，美国更是站在金字塔尖。 　　截止到2021年，美国从事芯片设计相关公司的总营收占据全球46%的份额，是任何其他单个地区的2.5倍。而具体到细分市场领域来看，美国在约设计领域的市场领导地位在逻辑领域（Logic）最为突出，占该领域设计相关收入64%的份额，尤其是高级处理器；其次，在分立、模拟和其他领域（DAO：discrete,analog,andother）的市场份额为37%；不过，在存储领域，韩国的公司处于领先地位，大约创造了所有设计相关收入的59%，美国为27%。具体可参见下图。 　　图源：各国家和地区在芯片设计领域的份额 　　但据SIA的分析，美国在设计相关收入中所占份额开始出现下降迹象，如果以整体芯片销售收入衡量，美国的整体市场份额已经从2000年的约50%下降到2020年的46%，预计到2030年将进一步下跌到36%。 　　美国芯片份额的进一步下跌有多方面的因素，一方面，现在包括日本、欧洲、印度等世界各国都在积极发展本国的半导体，纷纷出台各种激励政策，譬如欧洲于近日同意了一项450亿欧元的芯片生产计划；另一方面，美国现在所采取的脱钩断链政策，也在割裂广阔的芯片需求市场。 　　美国在半导体领域的领先地位离不开其在研发上的投入，ICInsights表示，2021年全球半导体行业约56%的研发支出来自总部位于美洲地区的公司。美国各芯片企业高额的研发投入推动了美国半导体行业的创新，反过来也有助于保持其全球销售市场份额的领先地位，并在美国各地创造就业机会。 　　芯片设计公司必须将很大一部分收入投入到研发中，才能赶上竞争对手或保持领先地位，18%的收入用于研发是一个比较健康的份额。但是今年以来，美国多家上市半导体企业的市值经历了腰斩，据雅虎的报道，今年以来，美国上市半导体公司的总市值已经蒸发了超过1.5万亿美元。这也在一定程度上影响了半导体企业的研发再投入，长此以往的话，美国半导体的创新性是否会受到影响也不得而知。 　　最后从技术的角度上来看，随着摩尔定律走到极限，性能提升速度慢下来，这也给了追赶者机会，创新空间很大。后摩尔时代下，需要各企业在新的架构、新的电路设计、新材料和新封装技术上进行探索。 　　美国半导体设计公司“过冬” 　　目前全球经济衰退，半导体需求疲弱，价格下跌，整个半导体行业处于周期下行的阶段。全球芯片行业周期性逆风和美国对华芯片禁令正在打击全球芯片行业的需求。美国的芯片设计公司也深受其害。 　　美国从事半导体设计的公司种类繁多，不过大致包括这几大类：无晶圆厂公司（Fabless）、集成设备制造商(IDM)、原始设备制造商(OEM)、EDA/IP供应商，还有一些设计服务公司。其中需要解释的是，现在不少OEM厂商已经开始自研芯片，比如一些汽车制造商、云计算服务商等。 　　在逻辑芯片领域，英特尔、英伟达、AMD、高通、博通、Marvell、苹果、特斯拉等是世界级的芯片大厂，他们是高精尖、高性能处理器芯片领域的领头者。不过，今年下半年以来，英特尔、英伟达和AMD等均受到PC市场疲软的影响，纷纷砍支出，降低营收预期。英特尔计划在2023年削减30亿美元，到2025年前英特尔将削减多达100亿美元的成本，同时英特尔在最近几个月表示，将在全球范围内裁员数千人，而最新消息显示，英特尔在爱尔兰工厂的数千名员工停薪留职三个月。PCGPU的出货量的大幅下滑，让英伟达遭受重创，今年以来英伟达经历了42%的跌幅和超过3000亿美元的市值损失。 　　手机芯片处理器厂商高通受到智能手机出货量的影响，也下调了盈利预期。11月初，高通再次下调了对智能手机出货量的预期，并给出了低于预期的展望。预计今年5G手机销量的预期从此前的至多7亿部下调至至多6.5亿部。 　　全球主要半导体厂商三季度的营收和四季度的预期情况（图源：WSTS） 　　存储芯片领域，位于美国的美光是存储领域的巨头。根据研究机构ICInsights给出的数据显示，在2021年DRAM市场中，三星以43.6%的份额占据第一，SK海力士市占比为27.7%。美光排名第三，市占比为22.8%。由于存储芯片的需求恶化和价格下跌，美光在今年9月表示，2023财年的资本指出将缩减30%，而且在晶圆制造设备的投资减少50%。 　　在模拟芯片领域，美国的德州仪器和ADI分别占据第一和第二的位置，还有SKyworks和Qorvo等射频芯片厂商，Microchip。10月，花旗公司下调了对德州仪器和Microchip的2022和2023年盈利预期，再加上iphone销售疲软。德州仪器的股价已经下跌了14%，其表示第三季度取消订单的数量有所增加，经历了个人电子产品的预期疲软以及整个工业领域的疲软扩大，并预测第四季度收入和利润低于预期。 　　在功率半导体领域，美国的Wolfspeed是全球最大的SiC衬底和外延片供应商，公司既做SiC晶圆衬底，也做功率器件，2022年2月25日，Wolfspeed正式在纽约州马西开设了MohawkValleyFab制造工厂，目前这是世界上第一个、最大和唯一的全自动200毫米碳化硅制造工厂。安森美也在集中精力发展SiC，Onsemi声称其是唯一一家具有端到端供应能力的SiC和绝缘栅双极晶体管(IGBT)解决方案的大型供应商，包括SiC晶锭生长、衬底、外延、器件制造、集成模块和分立封装。除此之外，美国还有Vishey、Littelfuse、Diodes等都是较有实力的功率半导体企业。 　　在EDA和半导体IP领域，美国不仅在一站式IP组合领域占据领先地位，在一些细分或者子细分市场也有着很大的实力。新思科技、Cadence既是EDA软件工具提供商，也是两大一站式的IP供应商；SiliconStorageTechnology（简称“SST”）是存储器IP领域的领导者。其主要提供NVMIP；Rambus聚焦于DRAMIP供应；Achronix是FPGA和eFPGAIP供应商；SiFive的coreIP基于RISC-V；美国还有NoC互联IP厂商ArterisIP。 　　云服务厂商如亚马逊、谷歌、微软等都在自研芯片，芯片的布局研发对于这些云厂商来说至关重要。亚马逊这几年的服务器定制芯片Graviton发展的如火如荼，Graviton服务器的收入每年或超过50亿美元，Graviton服务器的速度和效率为AWS客户节省了资金。亚马逊还在开发网络芯片。谷歌于2016年发布自研TPU芯片，目前其第二代自研芯片已经发布在即。这些云服务厂商业加入了寒冬的行列，进行不同程度的裁员，10月，据路透社报道，微软将裁员不超过1000人；另据TheInformation报道，谷歌也计划裁员上万人；亚马逊也正在启动公司历史上规模最大的一轮裁员，预计裁员规模在万人，员工称“没有人安全”。 　　总结 　　现在的设计公司的领导地位不是一成不变的，纵观半导体几十年的巨头更迭，1990年NEC是全球半导体的老大，东芝第二，英特尔尚排在第四位；2000年摩托罗拉还排在第六，如今摩托罗拉早已退隐江湖；2010年的半导体前十的芯片公司如今只有6家还位列其中。设计公司的领导地位是不稳定的，每十年都有新的半导体行业领导者出现。 　　无论美国将更多芯片制造业务带回本国并通过出口禁令限制其地缘政治对手是否具有战略意义，但无疑，供应增加和需求减少的结合都会给各大芯片企业带来麻烦。如果使美国的芯片设计公司处于不利地位，将最终导致美国市场领导地位受到侵蚀。