SIA对全球半导表示状的评价
编辑：[db:作者] 时间：2024-08-25 01:11:52
小编
专注不雅观察环球半导体最新资讯、技能前沿、发展趋势。《摩尔精英》《中国集成电路》共同出品，欢迎订阅摩尔旗下"大众年夜众号：摩尔精英MooreElite、摩尔芯闻、摩尔芯球\"大众 data-from=\"大众0\"大众>2019年，新冠病毒导致供应链中断，带来了前所未有的寻衅，对环球经济产生了连锁反应。2020年，疫情抑制了供应，造成了需求的意外颠簸。一些下贱行业减少了生产和芯片采购，而另一些行业则看到，在环球封锁期间，为了坚持关键功能，对半导体的需求飙升。这种动态的背后，是巨大的环球物流和运输网络的混乱，加上原材料、关键零部件和中间件的短缺，暴露出高度相互依赖的环球化代价链的广泛薄弱性，而这一代价链早在2019年疫情之前就已被地缘政治摩擦和精益生产计策削弱。在环球范围内发生的供应链中断中，环球半导体短缺扮演了一个特殊主要的角色。为此，半导体行业将生产能力推到了极限，准备在2021年将产量提高到历史最高水平。在全体疫情期间，该行业为国家的关键根本举动步伐、国防工业根本、制造业、医疗保健部门、劳动力和数字办理方案供应了动力，应对越来越多的新老寻衅。与此同时，供应链也面临寻衅。在后疫情时期加速数字化的过程中，急剧的市场颠簸给该行业知足不断扩大的环球需求的能力带来了巨大压力。当前，该行业在一个来自多个关键经济部门的竞争和不断增长的需求的困难的环境中运营。只管芯片制造商在短期内夜以继日地尽统统可能提高产量——而且半导体产量远高于疫情前的水平——但供应链方面的寻衅依然存在。理解这些寻衅须要一个全面的方法，考虑到这个高度繁芜和环球化的供应链的每一步。根据终极用户的类型，半导体器件要经由一个分销商、零部件供应商、装置供应商、分销商和其他步骤组成的错综繁芜的链条。而如果我们的把稳力和解决问题的努力仅限于供应链的制造步骤，就会错过全体经济范围内短缺的更深层次的潜在寻衅。环球芯片短缺根本无法通过政府主导的自上而下的努力在短期内分配有限的供应来办理，分配不当并不是问题的核心。相反，它在于在我们的行业、国家和环球历史上发生的一件不屈常的事宜之后，市场需求发生了急剧和根本性的变革。对芯片的需求正在全面增长，所有地方的产能都必须扩大，以知足现在和未来的需求。芯片短缺须要一个长期、全面的办理方案，旨在加强全体环球半导体生态系统，并与我们的盟友密切互助和折衷，确保美国在技能创新和能力方面的持续领先地位。作为半导体行业协会，SIA无法为信息要求中涉及公司特定信息的许多详细问题供应答案；然而，作为与商务部持续互助的一部分，我们提交的文件供应了半导体市场和供应链的全行业信息，并提出请把稳这种整体方法的必要性，以加强美国半导体行业并使我们国家的供应链更具弹性。SIA回答干系问题：“针对半导体产品设计、前端、后端制造商和微电子组装商，以及他们的供应商和分销商”。半导体供应链是一个繁芜的、环球公司和地区整合的家当链，须要以更低的本钱供应越来越创新的设备。SIA准备了一份今年早些时候详细先容半导体供应链的报告：《在不愿定的时期加强环球供应链》，该报告重点先容了美国在环球供应链中的一些紧张上风以及弱点。美国在电子设计自动化(EDA)、核心知识产权(IP)、芯片设计和前辈制造设备等研发密集型活动中处于领先地位，这得益于其天下一流的大学、弘大的工程人才库和市场驱动的创新生态系统。东亚的盟国经济体在晶圆制造方面处于领先地位，这得益于几十年来大规模成本投资、政府持续勉励以及得到强大根本举动步伐和闇练劳动力。中国在组装、封装和测试方面处于领先地位，这是一种技能和成本密集度相对较低的行业，并且正在积极投资以扩展全体代价链。所有国家都在一体化的环球半导体供应中相互依存，依赖自由贸易将天下各地的材料、设备、知识产权和产品运送到每项活动的最佳地点。这种基于地域专业化的环球供应链构造为该行业带来了巨大的代价，并为客户增加了创新并降落了本钱，但它也造成了每个地区须要评估的漏洞。在这些风险中，制造业成为环球半导体供应链弹性的紧张焦点之一。大约 75% 的半导系统编制造能力以及许多关键材料的供应商（如硅片、光刻胶和其他特种化学品）都集中在东亚，该地区暴露于高地震活动和地缘政治紧张场合排场中。目前，全体天下上最前辈的半导系统编制造能力位于韩国 (8%) 和中国台湾 (92%)，只管来自这两个地区的领先公司正在将这种能力引入美国。以应对紧张环球供应中断，该行业须要市场驱动、政府帮助的勉励操持，以实现更多元化的区位分布，包括扩大美国的制造能力、生产基地和关键材料的供应来源。这将使美国能够在领先节点保持最低限度的可行制造能力，以知足海内对用于国家安全系统、航空航天和关键根本举动步伐的前辈逻辑芯片的需求。在高层次上，行业供应链包括由材料、设备和软件设计工具以及核心IP供应商组成的专业生态系统的几个步骤支持：确定根本材料和化学工艺，以创新设计架构和制造技能；设计纳米级集成电路，实现电子设备正常事情的关键任务；高度专业化的半导系统编制造举动步伐或“晶圆厂”的制造，将纳米级集成电路从芯片设计印刷到硅片中；组装、封装和测试，将晶圆厂生产的硅片转换成成品芯片，然后组装成电子设备；来自专业供应商的半导系统编制造材料，支持半导体设计的电子设计自动化 (EDA) 软件和做事，包括设计阶段的专用专用集成电路 (ASIC) 的外包设计；对付半导系统编制造过程管理至关主要的计量和检测设备。下图详细解释了半导体代价链中的七项差异化活动，以及 2019 年各自占行业研发、成本支出和附加值的百分比。资料来源：SIAxBCG 报告“在不愿定的时期加强环球半导体供应链”（2021 年）b.指明该组织能够运营（设计和/或制造）的技能节点（以纳米为单位）、半导体材料类型和设备类型。制造工艺技能的进步常日用“节点”来描述。术语“节点”是指电子电路中晶体管栅极的纳米尺寸。随着韶光的推移，它已经失落去了它的原始含义，并已成为一个总称，用来指代更小的特色以及不同的电路架构和制造技能。常日，节点尺寸越小，芯片越强大，由于在相同尺寸的区域上可以放置更多的晶体管。这便是“摩尔定律”背后的事理，这是半导体行业的一项主要不雅观察和预测，它指出逻辑芯片上的晶体管数量每 18 到 24 个月就会翻一番。自 1965 年以来，摩尔定律一贯支撑着处理器性能和本钱同时提高的持续步伐。当今智好手机、打算机、游戏机和数据中央做事器中利用的前辈处理器是在 5 到 10 纳米节点上制造的。利用 3 纳米工艺技能的商业芯片制造估量将于 2022 年末开始。虽然用于数字运用的逻辑和存储芯片极大地受益于与较小节点干系的晶体管尺寸的缩放，但其他类型的半导体，尤其是上述 DAO（离散、仿照和其他）组中的半导体它们不能在更小型化的规模下事情，或大略地利用不同类型的电路或架构，不能通过迁移到更小的节点来得到同等程度的性能和本钱效益。因此，晶圆制造在广泛的节点上进行，从当前用于高等逻辑的 5 纳米“领先节点”到用于分立、光电子、传感器和仿照半导体的 180 纳米以上的传统节点。什么构成“前沿”节点因不同类型的半导体而异。例如，对付仿照，45 nm 将被视为“前辈”或“前沿”。虽然目前只有 2% 的环球产能位于 10 纳米以下的节点上，但估量未来几年对此类前辈半导体的需求将迅速增加。资料来源：SIAxBCG 报告“在不愿定的时期加强环球半导体供应链”（2021 年）参与半导系统编制造的公司也依赖专业的材料供应商。半导体的制造常日须要多达 300 种不同的材料，包括原始晶片、商品化学品、特种化学品、溅射靶和大宗气体。个中许多还须要前辈的技能光降盆。例如，用于制造随后被切成晶片的硅锭所利用的多晶硅的纯度水平须要比太阳能电池板所需的水平高 1000 倍。半导体级多晶硅紧张由四家公司供应，环球市场份额合计超过 90%。超纯氟化氢 (UPHF) 是另一种在半导系统编制造过程中广泛利用的关键材料，用于半导体晶片的湿法蚀刻和清洁。只有一家 UPHF 制造商在美国设有工厂。同样，溅射靶材由 4 家紧张供应商供应，占市场的 90%，个中大部分在美国境外。在美国，只有一家制造商为前辈半导体生产靶材。末了，天下上用于芯片制造过程中的光刻、掩模和旋涂电介质运用的大部分电子聚合物是由美国以外的公司供应的。只有三家公司组成了美国的供应商。该图表显示了 2019 年半导系统编制造材料在前端和后端制造中利用的关键系列的环球发卖明细。资料来源：SIAxBCG 报告“在不愿定的时期加强环球半导体供应链”（2021 年）半导系统编制造利用由专业供应商供应的 50 多种不同类型的繁芜晶圆加工和测试设备，用于制造过程的每个步骤。这些设备中的大多数，例如光刻和计量工具，都集成了数百个技能子系统，例如模块、激光器、机电一体化、掌握芯片和光学。涉及半导体设计和制造的高度专业化的供应商常日位于不同的国家。资料来源：SIAxBCG 报告“在不愿定的时期加强环球半导体供应链”（2021年）光刻工具是制造商最大的成本支出之一，它决定了晶圆厂可以生产的芯片的前辈程度。前辈的光刻设备，特殊是那些利用极紫外 (EUV) 技能的设备，须要制造 7 纳米及以下的芯片。一台 EUV 机器可能耗资 1.5 亿美元。计量和检测设备对付半导系统编制造过程的管理也至关主要。由于该流程在一到两个月内涉及数百个步骤，因此在流程早期涌现的任何毛病都会摧残浪费蹂躏后续耗时步骤中进行的所有事情。因此，在半导系统编制造过程的关键点建立了利用专用设备的严格计量和考验过程，以确保可以确认和保持一定的良率当代工厂还利用前辈的自动化和过程掌握系统进行直接设备掌握、自动化材料运输和实时批次调度，许多最新的举动步伐险些完备自动化。半导系统编制造设备还包含许多具有特定功能的子系统和组件，例如光学或真空子系统、气体和流体管理、热管理或晶圆处理。这些子系统由数百家专业供应商供应。开拓和制造这种前辈、高精度的制造设备须要大量的研发投资。半导系统编制造设备公司常日会将其收入的 10% 至 15% 投资于研发。2019年半导体设备制造商整体研发占比9%，增加值占比11%c.对付生产的任何集成电路（无论是在自己的工厂还是在其他地方制造）确定紧张集成电路类型、产品类型、干系技能节点（以纳米为单位），并根据预期的终极用场对2019、2020和2021年的年发卖额进行估计。半导体是高度专业化的组件，可为电子设备供应处理、存储和传输数据的基本功能。本日的大多数半导体都是集成电路，或“芯片”。芯片是一组微型电子电路，由有源分立器件（晶体管、二极管）、无源器件（电容器、电阻器）和它们之间的互连组成，层叠在半导体材料（常日为硅）的薄晶片上。行业分类法常日描述了30多种产品种别，可以大致分为（i）逻辑；(ii) 离散、仿照和其他 (DAO)；(iii) 内存。占行业收入42%的逻辑是在二进制代码上运行的集成电路，作为打算的基本构建块。此种别包括微处理器、通用逻辑产品、微掌握器 (MCU) 和许可设备连接到网络的连接产品。DAO占行业收入的32%，包括传输、吸收和转换处理连续参数（如温度和电压）信息的半导体。末了，占行业收入26%的内存是用于存储信息以实行打算的半导体。打算机处理存储在其内存中的信息，内存由各种数据存储或存储设备组成。目前利用的两种最常见的半导体存储器是用于临时存储的动态随机存取存储器 (DRAM) 和用于永久存储的 NAND 存储器。下图按产品种别分解了环球半导体对紧张消费者的发卖额。资料来源：SIAxBCG 报告“在不愿定的时期加强环球半导体供应链”（2021 年）近年来，环球半导体行业的最大部分是存储器、逻辑、仿照和MPU。2020年，这些产品占半导体行业发卖总额的78%，达到3430亿美元。在过去的20年中，环球所有产品类别的半导体发卖额都在稳步增长。本日的晶圆制造涉及广泛的节点，从当前用于高等逻辑的5纳米“前沿”到用于分立、光电子、传感器和仿照半导体的180纳米以上的传统节点。美国目前在前辈节点（10纳米或以下）上的产能占环球的28%，但目前缺少前沿（5纳米及以下）的产能。d.对付组织发卖的半导体产品，确定那些订单积压最多的产品。然后对付总数和每个产品，确定产品的属性、过去一个月的发卖额以及制造和包装/组装的位置。列出每个产品目前的前三名客户，以及每个客户估计占该产品发卖的百分比。半导体用于超过紧张经济部门的多种运用的所有类型的电子设备。信息通信技能 (ICT) 行业目前是半导体的最大消费市场，半导体用于为条记本电脑、蜂窝设备、数据中央和宽带网络以及各种软件运用程序、人工智能技能和其他新兴技能供应动力。在未来，半导体在汽车运用领域的内容，如前辈的驾驶赞助系统(ADAS)和传感器，有望推动汽车终端市场的大幅增长。过去10年，汽车市场发卖额的复合年增长率为7%，从2011年的256亿美元增长到2020年的500亿美元。e.对付生产过程的每个阶段，确定你的公司是在内部还是外部实行该步骤。对付贵组织的顶级半导体产品，估计每个产品的 (a) 2019年交货韶光和 (b) 当前交货韶光（以天为单位），包括总体交货韶光和生产过程的每个阶段交货韶光。用来阐明当前的延迟或瓶颈。制造过程错综繁芜，须要高度专业化的材料和设备才能在微型尺度上达到所需的精度。半导体晶圆的全体制造过程有400到1400个步骤，详细取决于产品。制造成品半导体晶圆的均匀韶光（称为周期韶光）约为12周，但对付高等工艺而言，可能须要14到20周才能完成。芯片制造利用数百种不同的材料，包括原始晶圆、商用化学品、特种化学品以及多种类型的加工和测试设备和工具，超过多个阶段。这些步骤常日会重复数百次，详细取决于所需电子电路组的繁芜性。代工厂与集成设备制造商 (IDM) 的生产
技能的繁芜性和对规模的需求导致了专注于代价链特定部分的商业模式的涌现。资料来源：SIAxBCG 报告“在不愿定的时期加强环球半导体供应链”（2021 年）IDM在代价链的多个部分进行垂直整合，实行设计、制造、以及内部组装、封装和测试活动。在实践中，许多IDM拥有稠浊“fab-lite”模型，他们将部分生产和封装外包。在该行业的最初几十年，IDM模式占主导地位，但研发和成本支出的投资规模迅速增加，产生了对规模和专业化的需求，从而导致了无晶圆代工模式的涌现。目前，IDM模型对付专注于内存和DAO产品的公司更为常见，这些产品紧张是通用组件且更具可扩展性。2019年，IDM约占环球半导体发卖额的70%。随着行业转向小型技能节点，开拓本钱不断上升。随着尖端节点本钱的不断上升，越来越少的IDM连续在领先节点开拓工艺技能，转而依赖代工厂进行前沿制造。代工厂知足设计和其他无晶圆厂公司和IDM的制造需求，由于大多数IDM没有足够的内部安装制造能力来知足他们的所有需求。这种商业模式使代工厂能够分散与在设计公司和 IDM的更大客户范围内建造当代晶圆厂所需的大量前期成本支出干系的风险。大多数代工厂只专注于为第三方制造，这反过来又让设计公司和IDM专注于投资尖端研发。撇开内存不谈，在过去五年中，代工厂为DAO和逻辑产品增加了60%的行业增量产能。目前代工厂占全体行业制造能力的35%，如果不包括内存，则为50%。在利用更前辈的12英寸/300毫米晶圆尺寸的前辈节点（14纳米或以下）和尾节点（20至60纳米）中，它们的份额上升至 78%。此外，目前仅有两家代工厂能够在领先的5纳米节点上进行制造。f.对付您组织的顶级半导体产品，列出每个产品的范例库存和当前库存（以天为单位）、成品、在制品和入库产品。为库存操作的任何变革供应阐明。SIA没有关于个别公司或全体行业的库存水平的数据。但是，我们能够供应关于应对大盛行的工业产出的数据。为应对不断增长的需求，芯片制造商在2021年将产量提高至历史空出息度。2021年8月环球半导体发卖额达到472亿美元，较2020年8月的364亿美元增长了29.7%，所有区域市场和紧张产品类别的发卖额都在同比增长。从2020年12月到2021年8月，美国半导体公司的海内发卖额增长了27.6%。同期对外洋市场的发卖增长了16.7%。从2021年4月到6月，该行业的销量（包括汽车专用集成电路的销量）超过了有记录以来任何其他三个月期间的销量。2021年6月的销量创下历史新高，销量靠近1000亿台。1月至4月的月度单位发卖额每个月都创下新记录。半导体公司通过分销商发卖大部分产品，分销商转售给原始设备制造商 (OEM) 和电子制造做事供应商以及各行各业的其他公司。分销商常日为制造商供应最有效的办法来达到许多国家的“长尾”客户——恒河沙数的小客户，如果拥有全职的内部发卖团队，他们的订单本钱会更高。许多半导系统编制造商也有分销商管理成熟客户和产品线，这些不须要内部发卖或技能支持，由于他们供应了坚持业务的低本钱办理方案。分销渠道的利用因公司而异，根据半导体公司 2020年的年报，通过分销商产生的发卖额占总收入的25%至85%。均匀而言，分销商处理半导体行业50%的收入。g.去年影响公司向客户供应产品能力的紧张滋扰或瓶颈是什么？COVID-19 时期的供应链中断是全体经济的征象。根据埃森哲的数据，94%的《财富》1000强企业报告称，COVID-19导致供应链中断，75%的企业对其业务产生了负面或严重的负面影响。从制造业到消费品，天下各地的所有行业都受到了对举动步伐和劳动力封锁的影响。环球物流和运输网络的大规模错位导致港口拥堵、生产和交付延迟以及消费价格上涨。原材料、中间产品和关键零部件的制造短缺对浩瀚终端市场产生了连锁反应。供需冲击暴露了环球供应链中的薄弱性，这些薄弱性已经因 COVID-19 之前的地缘政治摩擦和精益生产计策而变得紧张。在像我们这样相互关联的经济体中，环球代价链的中断引发了一场完美风暴，半导体供应链也未能幸免于这些动态。为遏制COVID-19，边疆牵制、行动限定以及关闭工厂和港口，环球经济的各个领域都受到了影响。9月，一家领先的汽车公司将其年度生产目标减少了300000 辆，由于COVID-19 传染的增加导致越南和马来西亚工厂的产量放缓。中国深圳盐田港口和宁波-舟山港口爆发疫情，这些港口是天下五大港口之一，导致了部分港口关闭数周，影响了位于天下另一真个洛杉矶港的交易量。作为仅次于中国的美国第二大服装和鞋类供应国，越南从7月开始迫使工厂关闭或严重减产，以应对Delta变种病毒的爆发，迫使美国的紧张零售商除了飞涨的运输本钱外，还要应对意想不到的耽误和短缺。截至 10 月，一家服装公司报告其越南工厂处于“100%封锁”状态，并延迟了四到八周。一家大型制造商2020年51%的鞋类产品在越南生产，估量7月至10月期间越南的生产韶光将丢失10周。马来西亚是智好手机、汽车发动机和医疗设备的紧张生产地，由于 COVID-19 病例的爆发，经历了多次工厂关闭和职员短缺。据估计，环球半导体供应的7%要经由马来西亚，美国从马来西亚直接入口的芯片比从其他任何国家入口的都多。多个工厂和港口关闭可归因于环球意外景象事宜。2月，寒冷的景象和激增的电力需求导致德克萨斯州停电，并终极导致停水，工厂和商店被迫关闭。包括汽车芯片制造商（恩智浦半导体、英飞凌科技股份公司和三星）在内的芯片制造商被迫关闭了奥斯汀的生产工厂。3月，瑞萨电子位于日本Naka的旗舰工厂发生失火，破坏电镀机器并关闭批量生产300毫米半导体晶圆的生产线三个月。该公司在汽车和其他机器中利用的微掌握器拥有近20%的环球市场份额。h.过去三年公司的订单与出货比是多少？阐明任何变革。SIA 没有关于个别公司或全体行业的订单出货比的数据。i.如果对产品的需求超出了公司的能力，您的组织分配可用供应的紧张方法是什么？SIA 无法办理个别公司在供不应求时分配可用供应的办法。但是，我们可以供应有关该行业需求驱出发分和未来需求增长的更多背景信息。对半导体的需求正在迅速增加，估量还会连续增加。在全体大盛行期间，半导体行业在应对大盛行以及随后的经济复苏和复原努力中发挥了关键浸染。半导体供应用户输入、显示、无线连接、处理、存储、电源管理和其他基本功能。这包括医疗保健和医疗设备、电信、能源、金融、交通、农业、制造业、航空航天和国防。半导体还支持 IT 系统，使远程事情成为可能，并供应对各个领域的基本做事的访问，包括医药、金融、教诲、政府和食品配送。该行业一贯是为经济和公共卫生领域的浩瀚问题开拓办理方案的关键，包括救生医疗设备、呼吸机、公共测试和追踪、疫苗开拓以及抗击环球大盛行所需的通信网络和能力。2020年，环球芯片发卖额从2019年的4123亿美元增长到4404亿美元，增长了6.8%，这紧张是受Covid-19大盛行刺激的需求增长的推动。《天下半导体贸易统计(WSTS)半导体市场预测》(2021年6月)预测，2021年环球半导体行业发卖额将增加到5270亿美元，比其2020年秋季预测的2021年有所上调。WSTS预测，到2022年，环球发卖额将增长到5730亿美元。从2000年到2020年，环球半导体发卖额从2044亿美元增长到4404亿美元，复合年增长率为3.91%。2001 年，每单位本钱为 0.98 美元，2020 年低落至 0.68 美元。这反响了在此期间的复合年增长率为 -1.81%。产出增加而不是通胀压力是缘故原由所在。未来十年，半导体技能的进一步创新将推动一系列变革性技能的遍及，包括 5G、人工智能 (AI)、自动驾驶和物联网 (IoT)。半导体与其所做事的市场之间的关系是共生的，由于半导体的创新有助于刺激市场需求并开辟新市场。例如，半导体的进步使连续几代蜂窝技能成为可能，导致最近引入了5G。短期内，需求驱出发分经历了一些由COVID-19大盛行带来的意想不到的社会变革，但随着社会越来越依赖半导体技能，这些转变导致需求持续增长。半导体需求的长期增长动力已经稳固，在可预见的未来，该行业是环球经济的关键增长领域。然而，该行业必须首先在短期内应对更广泛的供应链中断，并采纳方法在长期内建立更具弹性的供应链。j.贵公司是否有可用产能？如果有，是什么阻挡了该产能的扩展？只管过去30年美国制造能力的年增长率为7%，但美国在环球半导系统编制造业中的份额从 1990年的37%稳步低落到2020年的12%。Fab经济学阐明了这种低落：政府勉励方法和劳动力本钱。美国装机容量的增长速率被几个亚洲国家赶超，这些国家确当局通过优惠补贴、税收优惠和其他政府勉励方法，年夜志勃勃地投资于海内制造业。这些投资的结果导致环球约75%的半导系统编制造能力集中在东亚，但也存在主要差异。例如，美国的盟友和互助伙伴目前霸占了前沿生产的大部分，中国台湾占环球领先和前辈节点产能的47%，10纳米及以下用于前辈逻辑器件，韩国生产的内存占环球产能的40%以上，估计占半导体总需求的30%。作为成熟半导体技能的主要生产国，中国取得了显著增长，但仍在领先地位上掉队。然而，中国政府连续将半导体行业作为经济增长和技能领先的驱动力，估量到2030年，将在环球新增产能中占40%旁边。相反，目前操持中的工厂培植数据表明，如果没有《美国芯片法案》(CHIPS for America Act)和扩大后的《工厂法案》(FABS Act)等勉励方法，目前在建的新工厂中只有6%位于美国。资料来源：SIAxBCG 关于“政府勉励和美国半导系统编制造竞争力”的报告（2020年）k.贵公司是否正在考虑增加产量？如果是，以什么办法，在什么韶光范围内，这种增加存在哪些障碍？在评估是否增加容量时会考虑哪些成分？半导体行业正在大力投资于能力培植，以知足未来需求并增强供应链弹性。与大多数其他行业比较，该行业在成本和研发方面的年度总投资水平较高。2020年，美国半导体公司(包括无晶圆厂公司)的研发和成本支出总计为742亿美元。从2000年到2020年，研发与成本支出的复合年增长率约为5.6%2020年，美国半导体行业仅在研发方面的总投资就达到440亿美元。该行业每年将大约五分之一的收入用于研发。根据纽约大学斯特恩商学院发布的2021年数据，就研发支出占发卖额的百分比而言，它仅次于美国制药和生物技能行业。美国半导体行业的研发支出占发卖额的百分比是任何其他国家的半导体行业都无法超越的。为了在两年或更长的韶光内增加产量，成本支出率是行业进展的良好指标，从2021年开始，有一个明显的增长和持续水平的趋势。估量 2021 年环球半导体行业的成本支出 (capex) 将达到创历史最高水平的1480亿美元，比2020年增长 30%。预测未来五年的年度行业成本支出也表明较之前的年度水平大幅跃升，2021-2025 年均匀为1560亿美元，而2016-2020年为970亿美元。这意味着成本支出增长了61%。2021年，环球半导体行业的目标是在环球范围内增加超过200座新晶圆厂，另有15座IC晶圆厂正在培植中。下表显示了顶级半导体公司从2021年开始新建或扩建的晶圆厂培植项目。资料来源：IC Insights Fab 数据库，SIA该行业战胜了一系列滋扰事宜，坚持了半导体供应链的运营，并扩大了产能，以知足关键需求。这包括 SIA 和同行努力将半导体和供应链运营指定为天下各地的“基本根本举动步伐”和“基本业务”，以确保在政府封锁和其他职员流动限定的情形下连续运营。l.在过去三年中，贵公司是否改变了材料或设备采购力度或做法？自 2019 年第一季度以来，晶圆厂季度产能利用率已远高于 80% 的“满负荷”率，并且在最近几个期间已达到95%以上。利用率是系统被利用的韶光相对付它们可用于生产的韶光。半导体工厂的“充分”利用率常日是 80% 的产能利用率，以便进行预防性掩护、维修、升级和认证程序，以保持产量和质量。高利用率提高了设备生产率，但会增加未来发生代价高昂的故障的风险。这包括生产用于打算、做事器和图形处理运用的尖端芯片的前辈节点晶圆厂，以及生产用于汽车和消费电子产品的半导体的成熟节点晶圆厂。这种利用率水平对半导体行业缓解芯片短缺短期影响的努力至关主要，但从长期来看，这是不可持续的。从各个方面来看，利用率的提高都导致了产能的显著扩展，以知足环球芯片需求的激增：增加晶圆开工率：自 2020 年第一季度以来，环球 IC 晶圆厂每月新增产能为 545,000 片。据估计，在同一期间，用于制造分立器件、光电器件和传感器（包含单个组件但对汽车电子产品越来越主要的半导体器件）的新产能已经翻了一番。创记录的芯片发卖额：2021年第二季度的半导体产品销量超过历史上任何其他季度。在 2021年上半年的六个月中，有四个月创下了月度半导体发卖量的新记录。2021年6月的单位发卖额是有史以来最高的，靠近1000亿。2021年将售出超过1万亿颗半导体，这将是有记录以来的最高水平。创记录的汽车芯片发卖额：从2020年9月到2021年8月，汽车用半导体的月度发卖总额已超过2018年9月创下的记录。m.在接下来的六个月中，哪一个变革（以及供应链的哪个部分）最能显著提高供应半导体产品的能力？环球半导体行业正在积极努力知足需求，但没有可以立即缓解当前短缺的短期办理方案。战胜环球芯片短缺须要旨在建立长期产能和供应链弹性的市场远见。有几种方法可以促进半导体生产。这些包括大量确当局勉励操持以及终端市场和消费者对供应链管理计策的转变。（1）为《美国芯片法案》(CHIPS for America Act)供应资金，并颁布强化的FABS法案，以勉励在美国扩大产能。问题的核心是，半导体在各个经济领域都供不应求。办理芯片短缺问题须要旨在从根本上加强全体行业的政策。政府为此可以采纳的最具培植性的行动是：(i) 帮助《美国芯片法案》(CHIPS for America Act)，该法案为海内芯片生产和研究投资供应勉励; (ii) 颁布强化版的 FABS 法案，为半导系统编制造和设计供应投资税收抵免。SIA 和牛津经济研究院在 5 月发布了一份报告，详细先容了《芯片法案》(CHIPS Act)对美国劳动力和GDP的影响。2020 年，我们估计劳动力规模为277000人。半导体集成设备制造商 (IDMs)、纯代工厂和其他涉及半导系统编制造的机构直接雇用了近185000名美国工人。此外，据推算，美国的非晶圆厂半导体设计公司的雇用人数将增加9.2万名根据《美国芯片法案》，一项 520 亿美元的联邦勉励操持将对美国的半导体工业根本举动步伐以及更广泛的经济和劳动力产生持久影响，包括额外增加 246 亿美元的 GDP，并从 2021 年到 2026 年均匀每年创造 185000 个临时事情岗位。在这六年的培植期间，这一勉励操持每年对GDP和就业的累计影响将分别为1,477亿美元和110万美元。如此规模的投资将使未来十年在美国培植 19 座前辈的晶圆厂，使预期的晶圆厂数量增加一倍，并使美国的产能增加 57%。这些好处将被 FABS 法案放大，该法案将为半导系统编制造投资创造 25% 的投资税收抵免，包括制造设备和晶圆厂培植。增强的 FABS 法案将把这些勉励方法扩大到设计。立法的颁布对付办理长期芯片短缺问题以及推动美国在未来经济增长、国家安全和供应链弹性方面的技能领先地位至关主要。鉴于《芯片法案》规定的规模和范围，我们强烈鼓励商务部开始履行干系项目，以便在《芯片法案》资金得到批准后，管理和管理赠款项目、研发事情和其他干系行动。尽快建立这些操持将缩短从破土动工到商业运营的前置韶光——终极缩短在美国增加芯片产量所需的韶光，推进半导体研发的前沿，提高供应链的弹性和安全,并知足不断增长的消费者需求。除了制造业勉励方法和投资税收抵免之外，政府还可以采纳许多其他方法来打造更强大的供应链。这包括推进贸易政策，扩大环球市场，开放市场，使其对我们的商品更具吸引力。大多数半导体需求是由消费者终极购买的产品驱动的，包括条记本电脑和智好手机等通信设备。芯片行业 80% 的消费者都在外洋。新兴市场（包括亚洲、拉丁美洲、东欧和非洲）的消费需求日益受到推动。2001年，随着设备生产转移到该地区，亚太市场在向电子设备制造商发卖半导体方面超过了所有其他区域市场。从那往后，它的规模从 398 亿美元增加到 2020 年的超过2710亿美元。亚太地区最大的国家市场是中国，到2020年，中国占亚太市场的56%，占环球市场的34%。政府在刺激对前沿技能的需求方面可以发挥有影响力的浸染，对国家更广泛的技能生态系统产生影响，SIA 对商务部在该领域探求可能的选择表示讴歌。对新宽带、5G做事和绿色技能等下一代能力的前沿需求勉励，可以开释支撑汽车生产和其他形式制造业的遗留节点的产能，同时创造广泛的经济代价。例如，宽带的紧张形式，特殊是 WiFi、电缆、光纤和 DSL，正处于技能十字路口，越来越多的宽带产品包含前沿半导体。通过自己的采购、赠款和与其他政府的折衷，美国政府可以加速宽带办理方案向更新的工艺节点的迁移，并代表理解决传统芯片短缺的一种办理方案，并带来了额外的好处，即用更多的能量来适应未来的国家宽带根本举动步伐高效技能在疫情开始时取消订单是导致当前汽车行业芯片短缺的紧张缘故原由。2020年上半年，由于工厂关闭和客户需求低迷的预测，汽车行业的一些人取消了现有订单，导致对汽车行业的芯片交付空前减少。2020 年3月和4月，汽车市场专用芯片的月度同比（YoY）发卖增长低落是溘然而急剧的。同样戏剧性的是，随着汽车工厂恢复活产和强劲发卖涌现，汽车工厂恢复活产，并在2020年下半年涌现强劲的发卖。汽车行业前所未有的需求溘然增加，与已经转向其他终端市场的产能发生了冲突。由于生产一种半导体芯片可能须要长达 6 个月的韶光，因此长期条约将有助于为生产过程供应稳定性，并有助于避免未来的供应中断。只管有这些限定，半导体行业还是知足了不断增长的需求，对汽车行业的发卖和出货量达到了历史水平。汽车集成电路(ICs)的月度同比发卖增长在第三季度和第四季度迅速规复为正值。下面的图表显示了汽车芯片发卖的v型衰退和复苏。全体 2021 年汽车市场发卖势头持续，2021 年第二季度飙升78%。汽车IC单位出货量在 2021年前六个月也以类似乃至更快的速率增长，这表明发卖复苏和随后的飙升并不是价格上涨的结果。汽车发卖反响了全体市场的动态。自2020年下半年以来，所有紧张消费者部门的芯片发卖额(以三个月移动均匀为根本)同比增长迅速。2020年6月至2021年6月，汽车行业的增长幅度最大，从- 27%增至66%。与此干系的是，面对疫情造成的供应链意外中断，采取优先考虑本钱最小化和提高效率的定时 (JIT) 库存做法被证明是无效的。采取此类做法的行业应考虑重新评估其库存和供应链管理方法，建立更加倾向于增强弹性的“以防万一”的方法。为了提高半导体供应链的透明度，终端用户该当利用现有的行业数据资源。天下半导体贸易统计 (WSTS) 是半导体行业的市场数据标准。WSTS 数据按代价、数量和均匀售价供应每月半导体发卖额。它许可客户跟踪所有紧张终端市场到所有紧张国家/地区市场的数百种半导体子产品的半导体发卖月度趋势。自 1976 年以来，半导体行业一贯在运行这种发卖跟踪功能，因此它在跟踪行业表现方面积累了丰富的履历并建立了强大的记录数据。这些数据是半导体公司每月供应的紧张来源数据，并汇总在一起，因此不表露个别公司的数据。SIA可以供应更多关于WSTS数据代价、WSTS操持网络的特定发卖和市场数据以及数据网络操持事情办法的详细信息。与30万半导体精英一起，订阅您的私家芯闻秘书！
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