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半導體是現代科技的奇跡，也是我們數字世界的基石。為現代智能手機提供動力的芯片包含超過 150 億個晶體管，每個晶體管都比病毒還小，每秒能開關數十億次。如今人工智能數據中心核心的半導體可包含數千億個晶體管，這個數字如此龐大，如果你每秒數一個晶體管，數完一塊芯片上的所有晶體管需要超過 6000 年的時間。這項基礎性技術是推動現代創新的隱形力量，也證明了先進半導體研究、設計和制造的神奇之處。

2025 年，半導體不再僅僅是消費設備中的組件，它們是塑造美國未來的關鍵基石。從人工智能、量子計算到先進通信網絡和國防系統，芯片處于 21 世紀全球科技領導力競爭的核心位置。

65 年前，美國工程師發明了半導體，美國半導體產業至今仍是全球領導者，占據全球芯片收入的 50% 多一點。但隨著世界各地的競爭對手試圖挑戰美國的領先地位，美國在全球芯片制造產能中的占比急劇下降 —— 從 1990 年的 37% 降至 2022 年的僅 10%。如果這一趨勢持續下去，美國半導體產業可能會在制造工藝技術、設計和架構以及開發下一代芯片（這些芯片將支撐未來技術）所需的關鍵材料等方面的進一步發展中落后。

幸運的是，具有里程碑意義的政府激勵措施和研究投資幫助扭轉了這一趨勢，這標志著國家重新致力于加強美國在這一關鍵領域的領導力。在短短幾年內，我們已經看到了巨大的投資回報：28 個州宣布了超過 100 個項目，私人投資總額超過 5000 億美元。這些項目預計將創造和支持超過 50 萬個美國就業崗位，并有助于到 2032 年將美國的芯片制造產能提高兩倍。

現在，合理的政府政策比以往任何時候都更能決定我們產業的成長和創新能力。華盛頓和世界各國的決策正在重塑全球半導體格局。美國在芯片領域的持續領先地位將取決于推進國內明智的稅收、研究和勞動力政策，加強美國的供應鏈，在全球市場保持成本競爭力，以及確保貿易和國家安全政策經過精心制定，既能實現其目標，又不會扼殺創新。現在做出的選擇不僅將塑造該產業的未來，還將影響美國在世界上的地位。

本報告簡要介紹了 2025 年該產業的現狀：正在取得的進展、面臨的挑戰以及正確應對的重要性。

美國的半導體生態系統

美國的芯片制造激勵措施和研發投資正在產生巨大的投資回報，并加強美國的半導體供應鏈。但要維持和擴大這些投資、鞏固美國在芯片設計領域的領先地位、建設美國的半導體人才隊伍，仍有更多工作要做。

半導體產業是全球最先進的制造以及研發領域之一。《美國半導體生態系統地圖》展示了該產業的廣度，包括開展研發的地點、知識產權和芯片設計軟件提供商、芯片設計、半導體制造，以及半導體制造設備和材料供應商的生產情況。

上圖《半導體供應鏈投資地圖》顯示了美國半導體產業布局的近期擴張，涵蓋了 28 個州超過 100 個芯片生態系統項目近期宣布的、總額超過 5000 億美元的投資。維持美國在半導體研發、設計、制造及供應商基礎方面的世界領先地位，是經濟和國家安全的當務之急。

制造領域

制造領域

經過數十年美國在全球芯片制造產能占比下降的情況后，半導體產業正通過大規模國內投資，引領美國的再工業化努力。2020 年特朗普總統第一任期內啟動的關鍵芯片制造激勵措施，正在加速這一進程，擴大美國的半導體生態系統，并解決緊迫的經濟和國家安全優先事項。

截至 2025 年 7 月，半導體生態系統中的企業已宣布超過 5000 億美元的私營部門投資，用于 28 個州的 100 多個芯片生態系統項目。這些項目預計將創造和支持超過 50 萬個美國就業崗位，其中包括半導體生態系統中的 6.8 萬個設施崗位、12.2 萬個建筑崗位，以及美國經濟中其他領域超過 32 萬個相關崗位。

為鞏固這一成果，華盛頓的領導人在 2025 年 7 月頒布法案，強化了一項關鍵的稅收激勵措施 —— 先進制造投資抵免（AMIC），該措施助力推動了企業的這些投資。新法案將 AMIC 的比例從 25% 提高到 35%。美國半導體行業協會（SIA）還支持將該抵免期限延長至 2026 年到期之后，并擴大其覆蓋范圍，納入芯片研發和設計領域。此舉將進一步加速美國的再工業化，刺激更多投資，增強美國的全球競爭力。

研發領域

聯邦研發投資正在構建維持和拓展美國技術領先地位的框架，加強研究人員與制造商之間的聯系，加速將新創新轉化為商業或國防產品及應用，其效益將在整個經濟中倍增，并增強美國的國家安全。

聯邦機構在半導體相關領域的基礎研究和應用研究，為創新和美國未來的半導體技術領先地位奠定了基礎。

許多這些關鍵的研究舉措由美國國家科學基金會（NSF）、美國國家標準與技術研究院（NIST）、美國能源部（DOE）科學辦公室資助或運營，同時還有聯邦資助的半導體研究項目，如國家半導體技術委員會（NSTC）、國家先進封裝制造計劃（NAPMP）以及美國半導體制造與先進研究雙子計劃（SMART USA）。

無論年度銷售額如何波動，美國半導體研發支出始終保持在較高水平，這反映出美國的市場份額領先地位、研究投資與持續創新之間存在內在聯系。

2024 年，美國半導體產業的整體研發投資總額達到 627 億美元。2024 年研發支出的美元金額增長較 2023 年約增長 5.7%。

美國半導體產業的研發投入占銷售額的比例，在美國所有產業中處于最高水平之一。

2024 年，美國半導體產業將 17.7% 的收入投入研發，在研發支出占銷售額比例方面，僅次于美國制藥和生物技術產業。盡管全球競爭對手正在增加研發投資以與美國產業競爭，但美國公司的研發支出超過了其他任何國家的半導體產業。這種高水平的研發再投資推動了美國半導體產業的創新，并反過來有助于維持其全球銷售市場的領先地位和美國各地的就業崗位。

設計領域

芯片設計是一項關鍵的研發活動，它決定著半導體器件的功能和價值，使芯片能夠為當今的數字世界接收、傳輸、處理和存儲日益增長的數據量。

設計是一個高度復雜的跨學科過程，需要多年的研發、數億美元的投資以及數千名工程師的參與。隨著芯片變得越來越復雜，開發成本也在上升，特別是對于采用領先制造節點生產的芯片而言。

目前，美國公司在設計領域處于全球領先地位，但挑戰已然顯現 —— 外國政府正在為芯片設計和研發提供激勵，試圖取代美國的領先地位。在研發稅收激勵率方面，美國目前落后于其競爭對手。

如前所述，為確保美國成為企業投資半導體研發的有競爭力的目的地，國會應擴大現有的先進制造投資抵免范圍，將芯片設計和研究納入其中。

銷售額是設計和研發投資的最終資金來源。確保市場盡可能保持開放，將有利于美國半導體設計領域的領軍企業，并維持它們的創新優勢。

勞動力領域

擁有一支技能嫻熟的本土勞動力隊伍，對于維持美國在半導體領域的領先地位至關重要。

如今，芯片產業在芯片設計、電子設計自動化（EDA）、半導體制造以及設備生產等領域直接雇傭了約 34.5 萬人。除此之外，半導體還為 300 多個下游產業提供動力。

隨著未來幾年美國半導體生態系統的發展，將需要更多合格的工人來填補就業崗位。根據美國半導體行業協會（SIA）與牛津經濟研究院的一項研究，美國在技術人員、計算機科學家和工程師方面面臨嚴重短缺，預計到 2030 年，半導體行業將缺少 6.7 萬名此類工人，而在更廣泛的美國經濟領域，這一缺口將達到 140 萬人。

為應對這一人才挑戰，政府和產業界應共同努力，在該行業長期以來的勞動力發展工作基礎上再接再厲，擴大美國 STEM（科學、技術、工程、數學）專業畢業生的輸送渠道，并留住和吸引更多來自世界各地的頂尖工程專業學生。

一支具有競爭力的本土勞動力隊伍和強大的制造能力，對美國在半導體領域的領先地位至關重要。此外，強大的本土半導體產業對美國的經濟和國家安全而言，也是必不可少的。

美國的半導體供應鏈

全球半導體領導力競爭

外國政府提供大量財政激勵和一系列其他支持，以加強其國內半導體生態系統，為半導體制造和芯片設計提供成本優勢。

美國必須維持公共和私營部門對半導體產業的投資，以確保在未來的技術競賽中勝出。為了克服長期存在的成本劣勢，美國政府必須維持適當的稅收和其他激勵措施，以推動對美國半導體生態系統的未來投資。

半導體貿易

半導體產業具有高度的全球整合性，涉及數十個國家和數千家供應商。

美國半導體產業的健康與活力取決于本國企業滿足海外需求的能力。美國半導體產業約 70% 的收入來自對海外客戶的銷售。為了證明并支持對美國半導體生產的長期、資本密集型投資，芯片制造商需要確信，除了強勁的國內需求外，他們的產品能夠進入全球市場，擁有全球客戶群。

為了維持美國的半導體領先地位 —— 這一地位支撐著美國在人工智能、汽車、電信、醫療保健、國防和航空航天等關鍵下游技術領域的領先地位 —— 美國必須進行貿易談判，并采取其他經濟措施和舉措，以：1）確保美國的半導體生產具有成本效益；2）提振下游需求；3）擴大美國芯片在全球的市場基礎。

從歷史上看，半導體是美國的頂級出口產品之一，近三十年來一直保持著健康的貿易順差。就半導體技術和關鍵下游產品達成部門性安排，將促進對美國芯片的需求，并有助于建立更安全、更穩定的供應鏈。同樣，與合作伙伴共同建設互補并支持美國產業運營的供應鏈能力 —— 包括上游半導體材料（如關鍵礦物和專用化學品）的多樣化和安全采購渠道 —— 將增強美國產業的實力。

美國半導體產業對國內經濟的貢獻

半導體仍然是美國的頂級出口產品之一。

過去幾十年，美國半導體產業在全球市場占據領先地位，目前在全球芯片銷售額中占據 50.4% 的市場份額。2024 年，美國半導體出口總額為 570 億美元，在出口產品中排名第六，僅次于精煉石油、原油、飛機、天然氣和汽車。

與整個半導體市場的增長趨勢相似，2024 年美國芯片出口額增長了 13% 左右，這幫助該產業保持了第六的排名。

展望未來，美國芯片產業的增長前景向好，預計 2025 年將實現兩位數增長，國內產業不斷提升的產能將繼續受益于大規模的國內投資，從而增強美國半導體的出口潛力。

按國家和地區劃分的供應鏈增加值

2024 年美國半導體行業協會（SIA）與波士頓咨詢集團（BCG）的一份報告揭示了全球半導體供應鏈的專業化程度。例如，美國總部的公司在設計和核心知識產權方面處于領先地位，在半導體制造設備（SME）領域占據近一半的全球市場份額。半導體制造設備剩余的全球市場份額主要由荷蘭、日本等盟國的公司占據，這些公司在美國開展大量制造和研發業務。半導體制造設備和建筑系統占建造一座晶圓廠成本的大部分。在半導體制造所用材料方面 —— 如裸晶圓和外延晶圓、光刻膠化學品、光掩模、氣體、濕化學品、襯底、引線框架等 —— 美國半導體制造商主要依賴來自臺灣、日本、韓國和中國的供應商。確保美國產業能夠以具有成本競爭力的方式獲得制造工具和材料，對于支持對國內芯片產能的持續投資至關重要。

美國在全球半導體市場中的份額

全球半導體銷售額

在過去三十年里，半導體產業經歷了快速增長，并產生了巨大的經濟影響。

芯片在性能上的提升和成本上的降低，推動了 20 世紀 90 年代從大型主機到個人電腦的演變、21 世紀初網絡和在線服務的發展，以及 2010 年代智能手機的革命。展望未來，人工智能、電動和自動駕駛汽車以及先進制造業的發展 —— 所有這些都依賴于半導體 —— 反過來將在未來十年推動半導體市場的擴張。到 2030 年，僅人工智能一項就預計將為全球經濟貢獻超過 15 萬億美元。半導體對我們的現代世界至關重要，這也是半導體的長期市場需求依然強勁的原因。

2024 年，全球半導體銷售額達到 6305 億美元，超出了最初的預測，年度銷售額首次突破 6000 億美元。從地區來看，2024 年美洲地區的年度銷售額增長了 45.2%，中國增長了 20.0%，亞太及其他地區增長了 12.2%，而日本下降了 0.3%，歐洲下降了 8.1%。

2024 年，幾個與高性能計算相關的半導體產品類別表現出色。邏輯產品的銷售額在 2024 年達到 2158 億美元，成為銷售額最大的產品類別。存儲產品的銷售額位居第二，2024 年增長了 78.9%，總計達到 1655 億美元。作為存儲產品子集的 DRAM 產品，銷售額增長了 82.6%，是 2024 年所有產品類別中增長率最高的。

2024 年全年，每個月的銷售額都顯著高于 2023 年同期，同比至少增長 15%。這一增長主要得益于人工智能、汽車和工業應用領域對芯片需求的增加。然而，成熟節點芯片的出貨收入從 2023 年到 2024 年下降了 7.4%。總體而言，2024 年的銷售額與 2023 年相比增長了 19.6%。

世界半導體貿易統計組織（WSTS）估計，2025 年全球半導體產業銷售額將增長至 7010 億美元，與 2024 年相比增長 11.2%。

美國市場份額

美國半導體產業占據全球一半的市場，平均而言呈現出穩定的年度增長。

自 20 世紀 90 年代末以來，美國一直在芯片全球銷售市場份額中處于領先地位。2024 年，美國半導體產業延續了這一趨勢，美國總部的公司銷售額達到 3180 億美元，占全球銷售總收入的 50.4%。此外，美國半導體公司在研發、設計和制造工藝技術方面保持著領先或極具競爭力的地位。

這種領先地位還使美國半導體產業能夠從良性的創新循環中獲益。美國半導體產業在全球銷售中的領先地位為研發投資提供了動力，而研發投資反過來又擴大了美國的技術優勢，從而鞏固了美國作為全球銷售領導者的地位。只要美國半導體產業保持全球市場份額的領先地位，就將繼續從這種良性的創新循環中受益。

半導體需求驅動因素

未來十年，半導體技術的進一步創新將催生一系列變革性技術，包括人工智能、5G/6G 通信、量子計算、先進制造業、機器人技術等。事實上，半導體需求的長期增長驅動因素已穩固確立。

2024 年的銷售額增長源于對人工智能系統至關重要的芯片的銷售增加和需求增長。這些需求驅動因素的變化導致了各市場領域在全球銷售總收入中所占比例的變化。最值得注意的是，計算機市場在芯片銷售中的占比從 2023 年增長了 10%，在 2024 年成為最大的細分市場。其他細分市場的銷售表現各不相同：通信、消費電子和政府領域實現了增長，而汽車和工業領域的銷售則出現了下降。半導體的需求增長依然強勁，全球銷售額有望在 2030 年達到 1 萬億美元。為了滿足這十年間不斷增長的芯片需求，整個半導體供應鏈的企業已承諾在美國進行超過 5000 億美元的新投資。

2023 年人工智能創新加速，并在 2024 年持續發展，推動了對相關半導體的需求增長。因此，計算機終端應用市場的半導體收入得到了提振。

展望未來，隨著新應用的出現以及終端客戶越來越多地從新開發的服務中受益，我們預計 2025 年和 2026 年對人工智能相關半導體器件的需求將保持強勁。

美國半導體助力人工智能發展

人工智能正在給醫療保健、農業、國防、通信、制造業、交通運輸等核心經濟領域帶來變革。

半導體技術構成了支撐和賦能人工智能系統的計算、存儲和網絡骨干。一臺人工智能服務器包含數千個來自整個半導體技術棧的芯片 —— 中央處理器（CPU）、高帶寬存儲器、連接和網絡芯片、電源管理芯片、模數和數模轉換器等 —— 所有這些都圍繞著一個人工智能加速器，如圖形處理器（GPU）、專用集成電路（ASIC）或現場可編程門陣列（FPGA）。

這些芯片提供了大規模訓練和部署復雜人工智能模型所需的計算能力。整個半導體供應鏈共同助力人工智能系統的生產。

隨著未來人工智能繼續推動對芯片的需求并改變經濟領域，增強半導體能力對于充分釋放人工智能技術的潛力和擴大美國的全球技術領先地位至關重要。

*免責聲明：本文由作者原創。文章內容系作者個人觀點，半導體行業觀察轉載僅為了傳達一種不同的觀點，不代表半導體行業觀察對該觀點贊同或支持，如果有任何異議，歡迎聯系半導體行業觀察。

今天是《半導體行業觀察》為您分享的第4092期內容，歡迎關注。

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