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2019年05月30日 | Fact book 2019带你了解美国半导体实力

2019-05-30 来源:SIA

每年,美国SIA都会发布一本白皮书factbook,当中会披露美国半导体产业的一些现状和数据,展示美国半导体产业的实力和前景,2019年的fact book也正式发布了,我们特此编译如下,以飨读者。欲下载原文,请在微信公众号后台回复“factbook 2019”获取下载链接。


文章正文:

 

全球半导体销售额从1998年的1256亿美元增加到2018年的4688亿美元,复合年增长率为每年6.81%。 根据世界半导体贸易统计(WSTS)2018年秋季半导体行业预测,预计2019年全球半导体行业销售额将达到4900亿美元,2020年将达到5060亿美元。(*WSTS,2018年秋季半导体行业预测)

 

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美国半导体工业拥有近一半的全球市场份额

 

20世纪80年代,美国半导体产业在全球市场份额方面遭受重大损失。

在20世纪80年代早期,美国的生产商占全球半导体销售额的50%以上。 由于收到来自日本企业的激烈竞争和非法“倾销”,以及1985年至1986年的严重行业衰退的影响,美国工业在全球市场上失去了19个点的市场份额,将全球半导体行业市场份额让给了日本。

 

在此以后的10年,美国工业开始出现反弹,到1997年,它已经重新获得了领导地位,全球市场份额超过50%,直至今天美国仍旧保持着这种领先的地位。美国半导体公司在微处理器和其他一系列产品领域上继续处于领先地位。此外,美国半导体公司在研发,设计和工艺技术方面保持领先地位。如今,总部位于美国的公司拥有最大的市场份额,占45%。 其他国家的工业占全球市场份额的5%至24%。

 

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美国的半导体公司销售已经显示出稳定的年度增长

 

美国总部半导体公司的销售额从1998年的671亿美元增长到2018年的2089亿美元 ,复合年增长率为5.84%。 美国总部公司的销售增长显示了整个行业的周期性波动。

 

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在半导体市场主要区域内,美国公司占有领先地位

 

2018年,总部设在美国的半导体公司占据了整个半导体市场的45%,是所有国家半导体行业中最多的。在所有主要国家和地区的半导体市场中,美国公司保持了销售市场份额的领先地位。

 

如下图琐事,在中国1584亿美元的中国半导体市场,美国公司的份额高达47.5%;亚洲太平洋其他地区的1245亿美元市场中,美国公司的市场份额也高达48.7%;在美洲市场1030亿美元销售额中,美国公司的份额反而只有34.9%;欧洲430亿美元的半导体销售中,美国的份额高达48.9%。美国公司在日本400亿美元的半导体市场中,市场份额也高达40.4%。

 

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在美国制造半导体的绝大部分都是由美国公司完成的

 

2018年,总部位于美国的公司占了美国半导体晶圆产能的81%。总部位于亚太地区的半导体公司占美国产能约占10%。

 

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美国半导体工业在美国拥有更多的制造基地

 

2018年,总部位于美国的半导体公司的前端半导体晶圆产能中约有44%是美国完成的,其他主要地点是新加坡,台湾,欧洲和日本。

 

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半导体是美国最大的出口产品之一

 

2018年,美国半导体出口额达440亿美元,仅次于飞机、成品油和原油,位居美国出口第四位。半导体在美国所有电子产品出口中所占份额最大。

 

 

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全球半导体销售是由消费者最终购买的产品驱动的

 

绝大多数半导体需求是由消费者最终购买的产品驱动的——无论是笔记本电脑还是智能手机等通信设备。消费者需求越来越多地受到新兴市场的推动,这些地区包括亚洲,拉丁美洲,东欧和非洲。

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全球半导体销售按产品类型分类

 

随着半导体工业发展出更先进的产品和工艺技术,在最终用途工业中应用,半导体技术得到了迅速的发展。最近几年,世界范围内的半导体工业一直是存储器、逻辑、模拟和MPU。2018年,这些产品占半导体行业销售额的80%。

 

其中,存储在2018年的销量为1580亿美元,同比增长了27.4%;

逻辑芯片的销量为1090亿美元,同比增长了6.9%;

模拟芯片的出货量为590亿美元,同比变动为10.8%;

MPU的销量为470亿美元,同比变动为5.9%;

光器件的销售为380亿美元,同比增加9.3%;

分立器件销售为240亿美元,同比增长11.3%;

MCU的销售为170亿美元,同比增长4.4%;

传感器的销售为130亿美元,同比增长6.2%;

DPSP的销量额30亿美元,同比减少0.6%;

 

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亚太地区是最大的区域半导体市场,中国是最大的单一国家市场

 

2001年,随着电子设备生产转移到亚太地区市场,该地区在销售方面超过了所有其他区域市场。也就是从那时起,它的规模成倍增长:从398亿美元增加到2018年超过2820亿美元。

 

到目前为止,亚太地区最大的国家市场是中国,占亚太地区市场的56%,占全球市场总量的34%。这些数据反映了半导体仅向电子设备制造商的销售——含有半导体的终端电子产品会被运往全球各地进行销售。

 

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资本与研发投资


该行业每年在资本和研发方面的总投资水平很高

 

2018年,包括fabless公司在内的美国半导体公司的研发和资本支出总额为714亿美元。从1998年到2018年,复合年增长率约为6%。投资占销售的份额一般不受与市场周期性有关的波动的影响。

 

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资本和研发投资是保持美国半导体产业竞争力的关键

 

为了在半导体行业保持竞争力,企业必须不断在研发和新工厂和设备上投入大量收入。行业技术变革的步伐要求公司开发更复杂的设计和工艺技术,并引入能够制造具有更小特征尺寸的部件的生产机械。

 

设计和生产最先进的半导体元件的能力要通过不断地进行投资来支持,这种投资往往要占到销售额的30%。

 

保持技术前沿的必要性导致了2001年的一些波动,当时销售额急剧下降,但研发和资本设备的支出并没有以同样的速度下降。

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美国工业在资本支出和人均研发方面的投资非常高,2018年达到了前所未有的水平

 

从1998年到2018年,每位员工的总投资(以研发和新工厂和设备的总和来衡量)以每年约3.6%的速度增长。 这些支出在2001年超过10万美元,但在2001年经济衰退后下降到2003年的约85,000美元。2006年,每位员工的投资增加到10万美元以上。2008年至2009年的经济衰退导致2009年和2010年每位员工的投资减少,但在2012年又回归,并在2018年增长到超过18万美元的前所未有的水平。

 

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美国半导体工业的研发支出一直很高,反映出研发对半导体生产的内在重要性

 

从1998年到2018年,美国半导体产业研发支出的复合年增长率约为7.3%。美国半导体公司的研发支出往往一直很高,无论年销售周期如何,都反映了投资半导体研发对半导体生产的重要性。 2018年,美国半导体产业在研发方面的投资总额达到387亿美元。

 

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年研发支出占销售额的百分比在过去20年中超过了10%,是美国工业中最高的

 

在过去的20年里,研发支出占销售额的比例已经超过了10%。这一比例在美国经济的主要制造业部门中是前所未有的。研发费用对半导体企业的竞争地位至关重要。快速的技术变革要求在工艺技术和设备能力方面不断进步。2001年和2002年的研发增长是由于公司在行业不景气的情况下对未来技术的承诺。2003至2004年的下降并不是由于研发预算的削减,而是因为行业复苏强于预期,2018年也是如此。

 

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美国半导体工业是研发领域的领导者

 

美国半导体工业的研发支出在主要的主要高科技产业中是最高的。基于2018年欧盟工业R&D记分牌,美国半导体产业在研发支出占销售额百分比而言,仅次于美国制药和生物技术行业。数据显示,美国半导体的研发投入占比为17.4%%。

 

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美国半导体工业的研发支出占销售额的百分比,比其他任何国家的半导体工业都要高

 

美国半导体工业的研发支出占销售额的百分比是任何其他国家半导体工业无法比拟的。如下如所示,欧洲半导体的研发投入为13.9%,中国台湾为9.9%,日本为8.8%,中国大陆为8.4%,韩国为7.3%。而其他国家金威4.9%。

 

从这个数据可以看到,研发投入越多的国家/地区,半导体水平基本都更好,唯一例外的就是韩国。从数据上看,他们的研发投入都没有中国大陆多,但他们在某些领域(如存储)方面的表现,遥遥领先于中国大陆。

 

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美国半导体工业的资本密集程度很高,每年在资本设备上的支出占销售额的比例往往很高

 

2018年半导体行业总资本支出为327亿美元,创历史新高。比2017年的248亿美元增长31.7%。 由于1999  -  2001年期间主要新设施的完工和铸造厂使用的增加,资本支出从2001年至2003年有所下降。 2004年出现反弹,2005年,在资本支出占销售额的百分比方面,该行业处于平衡状态。 2011年,由于全球经济衰退导致2009年大幅下滑后,资本支出反弹至238亿美元。

 

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美国就业情况

 

数据显示,美国本土从事半导体产业的人有241825人。而半导体间接相关的美国就业岗位超过100万。

 

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美国生产力在过去的20年中,美国的半导体公司的生产力得到了迅速的提高

 

自1998年以来,美国半导体工业的劳动生产率翻了一番多。这些生产力的提高是通过保持高资本投资水平和研发支出率来实现的。数据显示,2018年,美国半导体行业平均每名雇员的销售收入超过584,000美元,创历史新高。

 

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阿尔特拉(Altera Corporation)是一家以可编程逻辑器件(FPGA)和相关技术为主的半导体公司,成立于1983年,总部位于美国加利福尼亚州的圣塔克拉拉。以下是关于阿尔特拉公司发展的五个相关故事:

  1. 创立与早期发展:阿尔特拉公司由Robert Hartmann和Michael Magranet等人于1983年创立,最初致力于设计和制造电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)。1984年,公司推出了业界第一个商用FPGA产品,即EP300系列,标志着阿尔特拉在FPGA领域的开创性突破。随后,公司不断扩大产品线,加大研发投入,逐步成为FPGA领域的领军企业之一。

  2. FPGA技术创新:阿尔特拉公司在FPGA技术方面持续进行创新。1992年,公司推出了基于静态随机存储器(SRAM)的FPGA器件,使得FPGA在速度和灵活性方面有了显著提升。此后,阿尔特拉不断推出新的器件系列和工具软件,以满足客户对于性能和可编程性的不断提升的需求。

  3. 与竞争对手的竞争:在FPGA市场,阿尔特拉与Xilinx是两大主要竞争对手。两家公司之间展开了激烈的竞争,包括技术研发、产品性能、市场份额等方面。为了在市场上取得优势,阿尔特拉不断加大研发投入,推出了一系列领先的产品和解决方案,并通过全球销售网络拓展市场。

  4. 收购与合并:阿尔特拉公司在发展过程中进行了多次收购与合并,以扩大市场份额和提升技术实力。2015年,英特尔公司以约160亿美元的价格收购了阿尔特拉,将其并入英特尔旗下成为其子公司。这一收购使得英特尔得以整合阿尔特拉的FPGA技术和产品,进一步巩固了其在半导体行业的地位。

  5. 公司发展与创新:作为英特尔的子公司,阿尔特拉继续致力于技术创新和业务拓展。公司不仅持续改进现有产品的性能和功能,还积极投入到新兴领域的研发与应用,如数据中心、人工智能、物联网等。阿尔特拉通过不断推出创新产品和解决方案,保持了在半导体行业的领先地位。

以上是关于阿尔特拉公司发展的五个相关故事,这些故事展示了阿尔特拉从创立初期到被英特尔收购的发展历程,以及其在FPGA技术领域的技术创新、市场竞争和业务拓展等方面的重要进展。

Analog Microelectronics GmbH公司的发展小趣事

Analog Microelectronics GmbH是一家德国的半导体公司,专注于开发和生产模拟集成电路(ICs),以及为汽车、工业和医疗等领域提供解决方案。以下是Analog Microelectronics GmbH公司发展的相关故事:

  1. 创立与早期发展:Analog Microelectronics GmbH成立于1984年,总部位于德国巴伐利亚州的兰格维塔赫镇。公司的创始人致力于开发高质量的模拟集成电路,以满足市场对精密电子元件的需求。在创立初期,公司主要专注于生产模拟传感器和信号处理器件。

  2. 技术创新与产品优化:Analog Microelectronics GmbH在技术创新方面持续投入,不断改进和优化其产品线。公司注重研发和设计,致力于提供高性能、高精度和可靠性的模拟集成电路产品。公司的产品包括压力传感器、温度传感器、加速度传感器、电流传感器等,广泛应用于汽车电子、工业自动化、医疗器械等领域。

  3. 市场拓展与客户合作:Analog Microelectronics GmbH通过与全球各行业的客户建立长期稳定的合作关系,不断拓展市场份额和业务范围。公司在欧洲、亚洲和北美等地区设立了销售办事处和代表处,加强了与客户的沟通和服务能力,提高了产品的市场竞争力。

  4. 质量控制与认证:Analog Microelectronics GmbH严格遵循国际质量管理体系标准,对产品的生产过程进行严格控制和管理。公司获得了ISO 9001质量管理体系认证,确保产品质量稳定可靠。此外,公司的产品也符合汽车行业的相关认证标准,如ISO/TS 16949等,为客户提供高品质的产品和服务。

  5. 持续发展与未来展望:作为一家成熟的模拟集成电路供应商,Analog Microelectronics GmbH将继续致力于技术创新和产品研发,以满足不断变化的市场需求。公司将继续加强与客户和合作伙伴的合作关系,拓展业务领域,为全球客户提供更加优质的解决方案和服务。

Free2Move公司的发展小趣事

在电子行业中,Free2Move公司的发展故事虽不直接聚焦于传统电子制造或硬件设计,但其作为出行科技领域的创新者,与电子行业有着紧密的联系,尤其是在汽车电子、物联网(IoT)以及数据服务等方面。以下是五个与Free2Move公司发展相关的事实性故事:

1. 电动汽车生态系统的构建

Free2Move eSolutions,作为Stellantis和Engie EPS的合资企业,致力于电动汽车(EV)产品设计、开发、制造和分销的领先地位。它通过与全球科技企业的合作,如埃森哲,推动电动汽车接入电网,加速出行领域的全面电气化。这一举措不仅促进了电动汽车市场的增长,还带动了电动汽车充电基础设施、电池管理系统等电子相关产业的发展。(参考来源:埃森哲公司官网)

2. 远程信息处理与数据分析的集成

Free2Move与Guidepoint Systems合作,利用远程信息处理技术提升车队管理效率。Guidepoint Air数据监控服务能够接收来自符合条件的Stellantis车辆的数据,包括速度、位置、发动机状态等,为经销商、商业和政府车队提供库存管理和车队管理服务。这种数据驱动的解决方案依赖于先进的电子设备和物联网技术,实现了对车辆运营状态的实时监控和数据分析。(参考来源:百家号)

3. 商业车队解决方案的开发

Free2Move与Samsara的合作是另一个值得注意的案例。两家公司共同开发了一个集成解决方案,使Stellantis原厂远程信息处理设备的数据能够导入Samsara的互联运营云。这一合作让车队客户能够通过一个控制面板访问车辆的GPS定位、发动机工作小时数、燃料使用量和胎压等关键信息,从而提高了车队的运营效率和驾驶员的安全性。这一解决方案的成功实施,依赖于电子传感器、云计算和数据分析技术的深度融合。(参考来源:搜狐网)

4. 共享出行服务的全球扩展

Free2Move在全球范围内提供共享出行服务,包括共享汽车、停车位和充电站等。这一业务模式的成功,离不开电子支付系统、移动应用技术和物联网平台的支持。例如,在中国市场,Free2Move通过与当地合作伙伴的合作,推出了易微享共享汽车服务,为用户提供便捷的出行体验。这一过程中,电子支付、移动应用开发和物联网技术的运用,都是不可或缺的关键因素。(参考来源:雪球)

5. 医疗保健领域的跨界合作

虽然Free2Move的核心业务并非直接面向电子医疗行业,但其品牌名称“Free2Move”被另一家公司在医疗保健领域采用,推出了用于患者运动评估的技术系统。这一跨界合作展示了Free2Move品牌在不同领域的广泛影响力和创新能力。尽管这一故事并不直接涉及Free2Move公司的传统业务,但它反映了电子技术在不同行业间的渗透和融合趋势,以及品牌价值的多元化应用。(参考来源:爱迪斯通(北京)科技有限公司官网)

以上五个故事,从不同角度展示了Free2Move公司在电子行业中的发展和影响,体现了其在技术创新、数据服务、市场拓展等方面的综合实力。

Hifn Inc公司的发展小趣事

机顶盒,全称为数字视频变换盒,是现代家庭娱乐中不可或缺的重要设备。从广义上讲,任何与电视机连接的网络终端设备均可视为机顶盒,它们不仅限于接收和转换电视信号,还具备丰富的网络交互功能。

机顶盒的核心功能在于接收并解码来自有线电缆、卫星天线、宽带网络及地面广播的数字电视信号,将其转换成适合在电视机上播放的格式。这一过程包括接收、解码和显示三个主要步骤,确保了用户能够享受到高清乃至4K的超高清画质和震撼音效。此外,机顶盒还提供了诸如电子节目指南、因特网网页浏览等增值服务,极大地丰富了用户的观看体验。

随着技术的不断进步,机顶盒正朝着智能化、多功能化方向发展。例如,智能推荐算法能够根据用户的观看历史和偏好,提供个性化的节目推荐;语音识别技术则让用户能够通过语音指令控制机顶盒,实现更加便捷的操作体验。同时,机顶盒还支持家庭影院功能,让用户在家中就能享受到电影院般的视听效果。

总的来说,机顶盒作为连接电视与外部信号源的桥梁,不仅提升了电视节目的观看体验,还通过丰富的网络交互功能为用户提供了更加广泛的内容和娱乐选择。随着技术的不断发展和用户需求的日益多样化,机顶盒将继续在家庭娱乐领域发挥重要作用。

GE公司的发展小趣事

对于光电控制电子生日蛋糕电路,网友可能提出多种问题。以下是一些可能的问题及其详细回答:

1. 光电控制电子生日蛋糕电路的基本工作原理是什么?

回答:光电控制电子生日蛋糕电路通常由一个光敏二极管(如VD1)、一个控制电路(如IC1,常为555时基集成电路或音乐芯片)以及其他外围元器件组成。当蜡烛被点燃并照射到光敏二极管上时,光敏二极管的电阻会发生变化,导致控制电路中的电压改变。这一电压变化进而触发控制电路,使其输出控制信号,驱动音乐芯片工作并输出音乐信号(如“祝你生日快乐”),同时可能还驱动发光二极管等元件闪烁,增加节日气氛。

2. 如何选择合适的元器件来构建这个电路?

回答:选择合适的元器件是构建光电控制电子生日蛋糕电路的关键。光敏二极管应选择灵敏度适中、响应速度快的型号;控制电路可以选择555时基集成电路或专用的音乐芯片,具体取决于电路设计的复杂度和功能需求;发光二极管可以选择高亮度、颜色鲜艳的型号以增强视觉效果;此外,还需要根据电路设计选择合适的电阻、电容等元器件。

3. 这个电路存在哪些安全隐患,如何避免?

回答:虽然光电控制电子生日蛋糕电路本身在正常情况下是安全的,但如果不当使用或制作过程中存在瑕疵,仍可能带来安全隐患。例如,电路中的电池如果处理不当,可能会导致电池液泄漏或短路;电子元件过热也可能引发火灾等。为了避免这些安全隐患,应确保电池安装牢固、电路连接正确无误;在使用过程中避免长时间连续工作,以防过热;同时,应让儿童在成人监护下使用此类电子生日蛋糕。

4. 如何调试和优化这个电路的性能?

回答:调试和优化光电控制电子生日蛋糕电路的性能可以通过以下步骤进行:首先检查电路连接是否正确无误;然后逐步测试各个元器件的功能是否正常;接着调整光敏二极管的灵敏度、控制电路的输出电压等参数以优化电路性能;最后在实际使用环境中进行整体测试,确保电路能够稳定可靠地工作。在调试过程中可以使用万用表等测试工具来监测电路中的电压、电流等参数变化。

5. 除了音乐和发光效果外,这个电路还可以实现哪些功能?

回答:除了基本的音乐和发光效果外,光电控制电子生日蛋糕电路还可以根据具体设计实现多种功能。例如可以加入烟雾效果装置来模拟真实的蜡烛燃烧效果;或者加入语音模块来播放生日祝福语等。这些功能的实现需要增加相应的元器件和电路设计复杂度但能够显著提升生日蛋糕的趣味性和观赏性。需要注意的是在实现这些功能时应充分考虑安全性和实用性避免过度复杂导致电路不稳定或安全隐患增加。

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为了保证产品质量的稳定性和可靠性,CalRamic Technologies在公司成立不久后,就开始着手建立严格的质量管理体系。他们引入了国际先进的质量管理理念和方法,对每一个生产环节进行严格把控。这一举措大大提高了产品的合格率和客户满意度,为公司的长期发展奠定了坚实基础。

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