美国半导体行业现状

2022 统计的美国半导体 行业 表的内容 2介绍 3芯片和科学行为 9半导体设计领导 12供应链平衡 第14章全球芯片短缺与行业应对 16全球半导体行业 18半导体需求驱动 20个美国行业的市场份额 22美国技术竞争力 24劳动力和半导体的领导 28日美国半导体创新政策格局 介绍 推动现代SEMICONDUCTORS-THE微型芯片电子产品—实现了令人叹为观止的创新 几乎所有社会领域，从根本上改变了可能与不可能之间的界限。今天的 半导体是如此先进，它们可以包含更多 一块硅片上有超过1000亿个晶体管——所以许多人认为一个人需要1，000多年才能 计算每一个。 2022年,半导体的重要性全球经济继续增长, 半导体行业已经不知疲倦地工作加速创新的步伐和加强 生产。事实上，全球行业正在跟上今年出货的半导体比任何一年都多历史上的一年，这一成就有助于缓解 正在进行的全球芯片短缺。与此同时,美国半导体公司继续粗略投资 研发年收入的五分之一——总计2021年创纪录的502亿美元，是可用数据—加速芯片进步。 今年也有里程碑式的制定,两党立法,芯片和科学 行动,将大大加强国内半导体生产和创新 几年。法案包括520亿美元的芯片在芯片制造和研究的动机 投资，以及投资税收抵免半导体制造和半导体 设备制造。这些投资将 帮助重振美国在芯片技术领域的领导地位加强美国经济、国家安全、 和供应链。 尽管2022年是历史性的一年，但半导体行业继续面临重大挑战。 全球半导体销售额增长放缓下半年大幅 例如，以周期性著称的市场——等到下半年预计反弹吗 的2023年。此外，中美紧张局势持续影响全球供应链, 导致政府控制激增 在芯片的销售到中国,世界上最大的半导体市场。和其他重要政策 挑战依然存在,包括需要制定 保持美国在半导体领域领导地位的政策设计,改革美国的高技能移民 和STEM教育系统，促进自由贸易和进入全球市场。 总的来说,2022年是一个非常成功的和作为半导体行业的重要一年 有望对 世界比以往任何时候都多。与有效的政府-行业未来几年的合作，行业可以 继续增长,创新,实现一个更光明的未来建立在半导体。 2|半导体行业协会 芯片和科学行为 COVID-19大流行,加上其他供应链的冲击,是中断的一场完美风暴全球半导体供应链和 严重影响严重依赖的行业 制造商品的芯片。这些中断，随着地缘政治紧张局势,凸显了需要加强国内芯片行业 扩大生产能力和加强 引领创新。为了应对这些挑战，国会颁布了两党芯片和科学 拜登法案,总统签署成为法律 八月9，2022.这项历史性的立法规定关键的半导体制造激励措施和 将加强美国的研究投资 经济、国家安全、供应链弹性、和技术领导。 政府和企业的关注 领导人已经转向的实现为了推动美国芯片项目 半导体行业,提高我们国家的全球竞争力。芯片和科学行为已经刺激新承诺建设 整个供应链中的晶圆厂和其他设施，新法律将改变国家的未来 通过创造就业机会和经济投资。大量行业面临的挑战依然存在,但是，包括发展熟练的劳动力， 对抗全球竞争，以对抗美国的领导地位芯片设计，并保持进入全球市场的机会和供应链。 2022年美国半导体行业的状态|3 芯片激励 制造业激励计划 芯片法案的基石是390亿美元制造业激励计划,管理 商务部,振兴 美国芯片跨广泛的生态系统技术，从大规模前沿 晶圆厂到成熟和当前一代的项目芯片,新的和专业技术, 生产设备和材料供应商。 芯片先进制造投资信用 芯片和科学行为还建立了25百分比先进制造业投资税信贷,实现由美国国务院 财政部,制造业作为补充 激励计划。总之，这些激励措施将降低在美国投资和 海外投资，同时产生更大的利益对美国经济、国家安全、供应链、和技术领导。 390亿美元 制造业激励 程序 25% 先进制造 投资税收抵免 4|半导体行业协会 芯片和科学行为 芯片法案——已经产生影响 自2020年6月首次推出CHIPS法案以来，半导体公司已宣布数十个项目增加美国制造能力并扩大国内半导体 价值链。一些项目是在预期CHIPS法案资金的情况下开始的，而其他项目则向前推进立法颁布后。预计未来几年将有其他项目作为CHIPS法案 已全面实施。这些公告的亮点包括： 46 新的半导体生态系统项目在美国,包括建设 新的半导体制造 设施(晶圆厂),扩展现有的网站,和供应的材料和设备 设备用于生产。 >$180 欧元 公司投资 在美国 >200,000 乔布斯在美国创建的经济,包括 36000直接工作 半导体的生态系统。 这些项目包括建设15个新晶圆厂和在12个州扩建9个晶圆厂， 除了对半导体材料、化学品、气体、原始晶圆等的大量投资外。 半导体制造在美国 新项目 现有的设施 2022年美国半导体行业的状态|5 芯片和科学行为 芯片研发项目 《芯片与科学法案》在半导体研发方面投资130亿美元，将刺激数十年的创新来帮助确保美国保持其技术领先地位。这些计划提供投资 促进政府、行业、学术界和其他机构之间的合作和长期创新 利益相关者。重要的是，这些计划有助于开发必要的科学家和工程师的管道。推动半导体行业的未来创新。 国家半导体技术中心 确保技术的桥梁 “实验室到晶圆厂”，美国国家半导体技术公司中心(NSTC)将作为公私 与政府、行业和 大学对半导体的各个方面进行创新技术，增强美国技术领先地位。 国家先进的包装生产计划 全国先进的包装生产 程序(NAPMP)是一个联邦研发项目加强先进的组装、测试和包装(ATP)的能力。这个项目预计 与NSTC和制造业密切协调美国机构。 美国制造研究所 CHIPS法案建立了多达三个制造业美国研究机构与政府合作, 工业界和学术界。该研究将侧重于 几个不同的领域,包括自动化半导体机械发展的ATP 功能，以及技能培训。 芯片保护基金 芯片和科学行动使20亿美元芯片保护基金,这将补充 投资于美国国防部的全国网络 微电子研发。该基金将支持在岸， 基于大学的原型设计，从实验室到晶圆厂的过渡半导体技术(特别是那些 国防专用应用程序）和劳动力培训。 NIST计量研发 随着半导体器件变得更小和更复杂,能够测量、监控预测 和制造业变得更加确保质量 难。CHIPS和科学法案支持NIST的努力进行关键计量研发，以实现下,计量的进步和突破 代微电子。 6|半导体行业协会 芯片和科学行为 美国半导体研究: 通过创新的领导 SIA2022年10月发布的一份报告确定了半导体研发生态系统的五个关键领域：应该通过CHIPS和科学法案的研发资金来加强。 1 过渡和扩展 寻路研究 支持的竞争前研究技术从5-15年 批量生产 2 研究基础设施 升级或扩大的研究 工具,设备,或其他生活必需品生态系统作为一个整体 3 发展基础设施 升级或扩大现有的 开发设施,工具,设备,或 整个生态系统的其他必需品 4 协作开发 召开公司完整的堆栈和col-laborative创新加速开发的关键技术,工具,工业 标准和方法 5 劳动力 促进项目增加美国的大小劳动力在半导体研发、支持员工准备和技能发展 2022年美国半导体行业的状态|7 芯片和科学行为 加强美国 半导体的劳动力 领导和创新半导体 行业需要一个熟练的劳动力。从建筑工人和制造技术人员 过程工程师和芯片设计者 介于两者之间的每个职位——人才缺口和员工预计整个短缺将增加 半导体的生态系统在美国和海外。 充分实现承诺和机遇 CHIPS和科学法案，美国必须 拥有强大的半导体劳动力管道。这芯片的行为包括劳动力发展措施的制造和研发的动机 项目,以及2亿美元的劳动力 美国国家科学基金会教育基金美国大学高级学位是外国的 (NSF)。这些项目是至关重要的保证 工业界拥有熟练的劳动力，以满足广泛的需要在短期和长期,不等 来自具有高中文凭或技术学位的工人认证工程师和科学家 先进的硕士或博士学位。 为了加强半导体劳动力管道，美国需要提供额外的k-12教育资金,鼓励年轻的美国人 选择STEM的职业。这项工作将需要重大的社会的努力与贡献 政府、行业、社区教育, 和其他利益攸关方领域的课程开发、学徒制的扩张 增加职业和社区学院 半导体项目,高等教育研究奖学金资助,和招聘计划。 这些程序必须确保获得多样化,未被充分代表,和经济弱势群体组,包括少数民族、退伍军人,这些从传统上排除地域。 竞争,美国必须能够访问最好的 来自世界各地的最聪明的人。美国应该还增加了获得国际STEM人才的机会，特别是STEM领域的外国研究生 从美国大学获得学位的领域 和大学。三分之二的STEM毕业生 国民，美国需要能够保留而不是强迫它回到海外。半导体行业一直受益 从接触来自世界各地的人才，但是签证可用性和“每个国家”的限制限制了外国阻止学生 离开美国，因为他们无法收到绿卡。促进绿色的发行 卡片为外国茎硕士和博士的半导体行业的变革。 国会应该采取行动来永久地改革并改善我们破碎的移民制度 招聘和留住所需的国际人才持续的创新和增长。 8|半导体行业协会 芯片设计是制造的第一步 工艺和芯片设计创新对未来至关重要半导体技术的发展。芯片 设计是一个复杂的过程，需要训练有素工程师和科学家，先进技术，以及 知识产权为创建设计 芯片的性能和功能。结果 其在半导体设计方面的领导地位，美国受益于创新的良性循环， 提高其制定技术标准的能力， 专业公司。 ~47% 这些公司专注于芯片设计,并与第三方代工厂合作制造(制造)他们的芯片。 设计相关的增值 半导体设计领导 虽然《CHIPS和科学法案》为解决关键差距提供了重要的激励措施，但我们制造供应链中的漏洞，采取直接措施 维护美国在芯片设计的领导。 加强国家安全,和接收溢出 对原始设备制造商（OEM）的好处在信息技术和 电信到运输和能源。美国。半导体公司引领全球产业 在芯片设计方面，美国占比最大全球设计劳动力比例：2021年 大约187，000名半导体设计工程师全球94000为美国总部工作 半导体公司。 集成设备制造商(IDMs)。 ~51%设计相关的增值一两个设计和制造芯片。在 IDM、设计和制造团队协同工作给市场带来新的芯片通常在内部制造设施,或“晶圆厂。” 原始设备制造商。 <2%设计相关的增值 oem汽车制造商一样,用半导体 输入的其他产品。一些厂商已经开始设计自己的芯片，主要是为自己 产品。原始设备制造商在芯片设计领域的占有率越来越高并越来越多地参与同一产品和 人才市场专业公司或一。 EDA/IP提供商。 EDA公司信任之间的中介设计公司和铸造厂提供设计 工具、参考流和一些服务。第三方 IP提供商设计和许可IP构建块 （处理器、库、存储器、接口、传感器、和安全)。 2022年美国半导体行业的状态|9 半导体设计领导 美国在半导体设计领域的领导地位有所贡献创造高技能就业机会，并提供 创新乘数效应惠及各行各业从电信和整个经济 汽车、航空航天和能源。例如现代复杂的芯片的发展,这样的“SoC”(SoC)处理器的力量 今天的智能手机，需要多年的工作 税收抵免高达50%。类似地,支持从美国研发税收抵免落后 全球竞争对手，2017年立法现在要求企业摊销其研发支出 五年期限，而不是能够扣除费用立即。没有行动来保护 美国在设计和研发方面的竞争力，美国全球销售收入的市场份额预计将 数百名工程师，有时利用外部下降，从2021年的46%下降到2030年的36% 知识产权（IP）和外观设计支持服务。（见图），而中国的份额预计将飙升从9到同期的23%。 继续保持美国设计领导地位–以及创新乘数效应，使各行各业受益 经济–没有保证。除了上升设计 成本，技术人才短缺，并且不断增加 进入全球市场的压力，全球竞争对手如下：正试图挑战美国的领导作用。全球 竞争对手意识到战略的重要性 芯片设计，并正在大力投资以构建他们的国内的设计能力。中国、韩国、 台湾、欧盟、日本和印度 致力于价值数十亿美元的全新芯片设计投资,包括制定设计投资 SIA敦促国会通