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半導體指常溫下導電性能介于導體與絕緣體之間的材料。半導體在集成電路、消費電子、通信系統(tǒng)、光伏發(fā)電、照明應用、大功率電源轉換等領域應用。如二管就是采用半導體制作的器件。無論從科技或是經濟發(fā)展的角度來看，半導體的重要性都是非常巨大的。今日大部分的電子產品，如計算機、移動電話或是數字錄音機當中的核心單元都和半導體有著為密切的關聯。常見的半導體材料有硅、鍺、化鎵等，而硅更是各種半導體材料中，在商業(yè)應用上具有影響力的一種。
半導體應用
半導體在集成電路、消費電子、通信系統(tǒng)、光伏發(fā)電、照明應用、大功率電源轉換等領域應用。
光伏應用
半導體材料光生伏應是太陽能電池運行的基本原理?，F階段半導體材料的光伏應用已經成為熱門 ，是目前世界上增長快、發(fā)展好的清潔能源市場。太陽能電池的主要制作材料是半導體材料，判斷太陽能電池的優(yōu)劣主要的標準是光電轉化率 ，光電轉化率越高 ，說明太陽能電池的工作效率越高。根據應用的半導體材料的不同 ，太陽能電池分為晶體硅太陽能電池、薄膜電池以及III-V族化合物電池。
照明應用
LED是建立在半導體晶體管上的半導體發(fā)光二管 ，采用LED技術半導體光源體積小，可以實現平面封裝，工作時發(fā)熱量低、節(jié)能，產品壽命長、反應速度快，而且綠色環(huán)保無污染，還能開發(fā)成輕薄短小的產品 ，一經問世 ，就迅速普及，成為新一代的照明光源，目前已經廣泛的運用在我們的生活中。如交通指示燈、電子產品的背光源、城市夜景美化光源、室內照明等各個領域 ，都有應用。
大功率電源轉換
交流電和直流電的相互轉換對于電器的使用十分重要 ，是對電器的必要保護。這就要用到等電源轉換裝置。碳化硅擊穿電壓強度高 ，禁帶寬度寬，熱導性高，因此SiC半導體器件十分適合應用在功率密度和開關頻率高的場合，電源裝換裝置就是其中之一。碳化硅元件在高溫、高壓、高頻的又一表現使得現在被廣泛使用到深井鉆探，發(fā)電裝置中國的逆變器，電氣混動汽車的能量轉化器，輕軌列車牽引動力轉換等領域。由于SiC本身的優(yōu)勢以及現階段行業(yè)對于輕量化、高轉換效率的半導體材料需要，SiC將會取代Si，成為應用廣泛的半導體材料。

若營收大幅下降，美國企業(yè)的研發(fā)投資將大幅削減——如果它們保持目前的研發(fā)強度，至少會削減120億美元，即30%。如果美國半導體公司的目標是獲得與該行業(yè)資本成本估計相等的股東總回報(盡管收入大幅縮水)，那么研發(fā)支出的削減幅度可能必須達到60%。除了研發(fā)支出削減，資本支出還將減少130億美元，導致美國損失12.4萬個就業(yè)崗位，其中3.7萬個在半導體行業(yè)。
假以時日，美國半導體企業(yè)可能會失去相對于全球競爭對手的技術和產品優(yōu)勢，從而不可避免地導致市場份額進一步下降。據估計，從中長期來看，美國半導體公司的全球份額將從48%下降到30%左右。美國還將失去其在該行業(yè)長期以來的全球地位。
哪些競爭對手能從美國半導體公司放棄的中國客戶那里獲得收入，將取決于中國開發(fā)替代國應商的能力。這種能力因產品和時間的不同而不同。
考慮到中國半導體行業(yè)的發(fā)展現狀，短期內大部分收入將流向第三國。中國的半導體公司將積發(fā)展，以滿足國內40%的需求——幾乎是目前自給自足水平的3倍，并且達到分析師對2025年的預測上限。此外，我們的模型顯示，由于韓國在內存、顯示器、圖像處理和移動處理器等關鍵產品方面的強大能力，以及它擴大生產能力的能力，韓國可能會取代美國，成為全球半導體行業(yè)的。
從中期到長期來看，在第二種情景下，中國可能會成功地發(fā)展出一個有競爭力的國內半導體設計行業(yè)，能夠滿足大部分國內需求。然而，這需要時間，也需要持續(xù)的高水平投資。盡管中國在太陽能電池板、液晶顯示器和智能手機等科技產品上僅用了5到7年的時間就迎頭趕上，但它是在獲得外國技術和零部件的情況下做到這一點的。就半導體而言，技術壁壘要高得多。舉例來說，韓國和閩臺分別花了大約15到20年的時間，才成為全球記憶體和晶圓制造的。
此外，正如我們先前所指出的，半導體的技術復雜性是如此之高，以至于沒有一個國家有一個完全自主的生產過程，并在整個價值鏈上完全自給自足。中國可能仍需要依賴外國設計公司來制造高度復雜的芯片，這些芯片需要美國供應商提供的設計工具，同時還需要其它地區(qū)的芯片代工廠來制造一些本土設計的芯片，尤其是那些需要制造節(jié)點的芯片。
即使中國不得不進口替代高性能處理器來取代基于美國技術的CPU、GPU和FPGA，隨著時間的推移，中國的半導體公司可能終能夠滿足國內對幾乎所有其他半導體產品的需求。這樣做將使中國的自給自足率達到約85%。在這種情況下，中國半導體行業(yè)的全球份額將從3%增長到30%以上，取代美國成為全球者。
美國半導體行業(yè)下行風險不容小覷

? 有成熟的非美國供應商的半導體元件。
短期內，中國設備制造商將把采購轉向或歐洲其他地區(qū)的現有供應商。當然前提是假設這些海外供應商繼續(xù)不受限制地使用美國開發(fā)的設計工具和制造設備，與中國客戶做生意也不受限制。中長期看來，中國可能會尋求完全或部分地用國應商取代第三國供應商，以實現其半導體自給自足的既定目標。總體而言，12個半導體產品類別(國需求的45%)屬于這一類。
? 沒有非美國供應商可替代的半導體元件。
國需求27%的9個半導體產品類別符合這一描述。中國將不得不加快本土替代供應商的開發(fā)。在某些情況下，中國消費者可以用其它芯片替代美國的處理器。例如，中國公司可以設計自己的集成電路，來代替美國的CPU、GPU和FPGA。事實上，一些的中國公司已經在人工智能領域這樣做了。另一種選擇是開發(fā)基于不受美國出口管制的架構的處理器，例如RISC-V開源架構。這種高度復雜的半導體產品需要的設計工具，而目前只有美國的供應商可以提供這些工具，因此中國必須自行開發(fā)一套設計工具，或者從第三國尋找能夠設計這些關鍵替代元件的新供應商。
在技術脫鉤的情況下，中國的半導體產業(yè)供應鏈將呈現出截然不同的面貌。(見表9)中國可以繼續(xù)接觸和歐洲的半導體供應商和代工廠，這些供應商和代工廠將繼續(xù)使用美國供應商的設計工具和制造設備，從某種程度上說，中國設備制造商預計受到的干擾，在中長期內將在一定程度上受到限制。
除了轉換到需要快速提高產能以應對需求激增的新供應商的短期動蕩之外，中國面臨的主要挑戰(zhàn)將是為計算密集型應用開發(fā)可行的替代高性能處理器，與或歐洲其他地區(qū)的新供應商密切合作，這些供應商可以使用美國供應商提供的設計工具。
中國已經在這方面取得了進展，使用了非美國的架構來建造神威超級計算機處理器。歐洲的歐洲處理器計劃和富士通的K和Post-K超級計算機計劃表明，歐洲和國家自己也在積努力擺脫美國的CPU供應商和架構。

限制對華貿易，將威脅到美國半導體地位
中美摩擦給美國半導體公司發(fā)展帶來了巨大阻力。自“貿易戰(zhàn)”開始以來，美國前25大半導體公司的收入同比增幅已從2018年7月實施輪關稅前的4個季度的10%驟降至2018年底的約1%。而在美國2019年5月限制向華為銷售某些技術產品后的三個季度中，美國半導體公司的營收均下降了4%至9%。其中許多公司將與中國的貿易沖突作為其業(yè)績下滑的一個重要因素。
盡管中美兩國在2020年1月簽署的“階段”協(xié)議，包含了與半導體行業(yè)相關的幾個領域的條款，如知識產權保護和技術轉讓要求。然而，它沒有解決其它復雜的問題，比如中國對國內半導體企業(yè)的國家支持，對某些中國實體獲得與美國擔憂相關的美國技術的限制依然存在。
雙邊沖突的持續(xù)，可能危及美國半導體公司在中國與其競爭對手(包括來自中國和其它地區(qū)的競爭對手)開展平等業(yè)務的能力，從而可能對美國半導體行業(yè)從中國設備制造商那里獲得的約490億美元收入(占其總收入的22%)構成直接風險。這種風險將威脅到美國產業(yè)維持其創(chuàng)新和全球地位的良性循環(huán)。
鑒于目前的不確定性，我們評估了兩種可能在未來出現的情況：
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