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半导体是现代科技的奇迹，也是我们数字世界的基石。为现代智能手机提供动力的芯片包含超过 150 亿个晶体管，每个晶体管都比病毒还小，每秒能开关数十亿次。如今人工智能数据中心核心的半导体可包含数千亿个晶体管，这个数字如此庞大，如果你每秒数一个晶体管，数完一块芯片上的所有晶体管需要超过 6000 年的时间。这项基础性技术是推动现代创新的隐形力量，也证明了先进半导体研究、设计和制造的神奇之处。
2025 年，半导体不再仅仅是消费设备中的组件，它们是塑造美国未来的关键基石。从人工智能、量子计算到先进通信网络和国防系统，芯片处于 21 世纪全球科技领导力竞争的核心位置。
65 年前，美国工程师发明了半导体，美国半导体产业至今仍是全球领导者，占据全球芯片收入的 50% 多一点。但随着世界各地的竞争对手试图挑战美国的领先地位，美国在全球芯片制造产能中的占比急剧下降 —— 从 1990 年的 37% 降至 2022 年的仅 10%。如果这一趋势持续下去，美国半导体产业可能会在制造工艺技术、设计和架构以及开发下一代芯片（这些芯片将支撑未来技术）所需的关键材料等方面的进一步发展中落后。
幸运的是，具有里程碑意义的政府激励措施和研究投资帮助扭转了这一趋势，这标志着国家重新致力于加强美国在这一关键领域的领导力。在短短几年内，我们已经看到了巨大的投资回报：28 个州宣布了超过 100 个项目，私人投资总额超过 5000 亿美元。这些项目预计将创造和支持超过 50 万个美国就业岗位，并有助于到 2032 年将美国的芯片制造产能提高两倍。
现在，合理的政府政策比以往任何时候都更能决定我们产业的成长和创新能力。华盛顿和世界各国的决策正在重塑全球半导体格局。美国在芯片领域的持续领先地位将取决于推进国内明智的税收、研究和劳动力政策，加强美国的供应链，在全球市场保持成本竞争力，以及确保贸易和国家安全政策经过精心制定，既能实现其目标，又不会扼杀创新。现在做出的选择不仅将塑造该产业的未来，还将影响美国在世界上的地位。
本报告简要介绍了 2025 年该产业的现状：正在取得的进展、面临的挑战以及正确应对的重要性。
美国的半导体生态系统
美国的芯片制造激励措施和研发投资正在产生巨大的投资回报，并加强美国的半导体供应链。但要维持和扩大这些投资、巩固美国在芯片设计领域的领先地位、建设美国的半导体人才队伍，仍有更多工作要做。
半导体产业是全球最先进的制造以及研发领域之一。《美国半导体生态系统地图》展示了该产业的广度，包括开展研发的地点、知识产权和芯片设计软件提供商、芯片设计、半导体制造，以及半导体制造设备和材料供应商的生产情况。
上图《半导体供应链投资地图》显示了美国半导体产业布局的近期扩张，涵盖了 28 个州超过 100 个芯片生态系统项目近期宣布的、总额超过 5000 亿美元的投资。维持美国在半导体研发、设计、制造及供应商基础方面的世界领先地位，是经济和国家安全的当务之急。
制造领域
制造领域
经过数十年美国在全球芯片制造产能占比下降的情况后，半导体产业正通过大规模国内投资，引领美国的再工业化努力。2020 年特朗普总统第一任期内启动的关键芯片制造激励措施，正在加速这一进程，扩大美国的半导体生态系统，并解决紧迫的经济和国家安全优先事项。
截至 2025 年 7 月，半导体生态系统中的企业已宣布超过 5000 亿美元的私营部门投资，用于 28 个州的 100 多个芯片生态系统项目。这些项目预计将创造和支持超过 50 万个美国就业岗位，其中包括半导体生态系统中的 6.8 万个设施岗位、12.2 万个建筑岗位，以及美国经济中其他领域超过 32 万个相关岗位。
为巩固这一成果，华盛顿的领导人在 2025 年 7 月颁布法案，强化了一项关键的税收激励措施 —— 先进制造投资抵免（AMIC），该措施助力推动了企业的这些投资。新法案将 AMIC 的比例从 25% 提高到 35%。美国半导体行业协会（SIA）还支持将该抵免期限延长至 2026 年到期之后，并扩大其覆盖范围，纳入芯片研发和设计领域。此举将进一步加速美国的再工业化，刺激更多投资，增强美国的全球竞争力。
研发领域
联邦研发投资正在构建维持和拓展美国技术领先地位的框架，加强研究人员与制造商之间的联系，加速将新创新转化为商业或国防产品及应用，其效益将在整个经济中倍增，并增强美国的国家安全。
联邦机构在半导体相关领域的基础研究和应用研究，为创新和美国未来的半导体技术领先地位奠定了基础。
许多这些关键的研究举措由美国国家科学基金会（NSF）、美国国家标准与技术研究院（NIST）、美国能源部（DOE）科学办公室资助或运营，同时还有联邦资助的半导体研究项目，如国家半导体技术委员会（NSTC）、国家先进封装制造计划（NAPMP）以及美国半导体制造与先进研究双子计划（SMART USA）。
无论年度销售额如何波动，美国半导体研发支出始终保持在较高水平，这反映出美国的市场份额领先地位、研究投资与持续创新之间存在内在联系。
2024 年，美国半导体产业的整体研发投资总额达到 627 亿美元。2024 年研发支出的美元金额增长较 2023 年约增长 5.7%。
美国半导体产业的研发投入占销售额的比例，在美国所有产业中处于最高水平之一。
2024 年，美国半导体产业将 17.7% 的收入投入研发，在研发支出占销售额比例方面，仅次于美国制药和生物技术产业。尽管全球竞争对手正在增加研发投资以与美国产业竞争，但美国公司的研发支出超过了其他任何国家的半导体产业。这种高水平的研发再投资推动了美国半导体产业的创新，并反过来有助于维持其全球销售市场的领先地位和美国各地的就业岗位。
设计领域
芯片设计是一项关键的研发活动，它决定着半导体器件的功能和价值，使芯片能够为当今的数字世界接收、传输、处理和存储日益增长的数据量。
设计是一个高度复杂的跨学科过程，需要多年的研发、数亿美元的投资以及数千名工程师的参与。随着芯片变得越来越复杂，开发成本也在上升，特别是对于采用领先制造节点生产的芯片而言。
目前，美国公司在设计领域处于全球领先地位，但挑战已然显现 —— 外国政府正在为芯片设计和研发提供激励，试图取代美国的领先地位。在研发税收激励率方面，美国目前落后于其竞争对手。
如前所述，为确保美国成为企业投资半导体研发的有竞争力的目的地，国会应扩大现有的先进制造投资抵免范围，将芯片设计和研究纳入其中。
销售额是设计和研发投资的最终资金来源。确保市场尽可能保持开放，将有利于美国半导体设计领域的领军企业，并维持它们的创新优势。
劳动力领域
拥有一支技能娴熟的本土劳动力队伍，对于维持美国在半导体领域的领先地位至关重要。
如今，芯片产业在芯片设计、电子设计自动化（EDA）、半导体制造以及设备生产等领域直接雇佣了约 34.5 万人。除此之外，半导体还为 300 多个下游产业提供动力。
随着未来几年美国半导体生态系统的发展，将需要更多合格的工人来填补就业岗位。根据美国半导体行业协会（SIA）与牛津经济研究院的一项研究，美国在技术人员、计算机科学家和工程师方面面临严重短缺，预计到 2030 年，半导体行业将缺少 6.7 万名此类工人，而在更广泛的美国经济领域，这一缺口将达到 140 万人。
为应对这一人才挑战，政府和产业界应共同努力，在该行业长期以来的劳动力发展工作基础上再接再厉，扩大美国 STEM（科学、技术、工程、数学）专业毕业生的输送渠道，并留住和吸引更多来自世界各地的顶尖工程专业学生。
一支具有竞争力的本土劳动力队伍和强大的制造能力，对美国在半导体领域的领先地位至关重要。此外，强大的本土半导体产业对美国的经济和国家安全而言，也是必不可少的。
美国的半导体供应链
全球半导体领导力竞争
外国政府提供大量财政激励和一系列其他支持，以加强其国内半导体生态系统，为半导体制造和芯片设计提供成本优势。
美国必须维持公共和私营部门对半导体产业的投资，以确保在未来的技术竞赛中胜出。为了克服长期存在的成本劣势，美国政府必须维持适当的税收和其他激励措施，以推动对美国半导体生态系统的未来投资。
半导体贸易
半导体产业具有高度的全球整合性，涉及数十个国家和数千家供应商。
美国半导体产业的健康与活力取决于本国企业满足海外需求的能力。美国半导体产业约 70% 的收入来自对海外客户的销售。为了证明并支持对美国半导体生产的长期、资本密集型投资，芯片制造商需要确信，除了强劲的国内需求外，他们的产品能够进入全球市场，拥有全球客户群。
为了维持美国的半导体领先地位 —— 这一地位支撑着美国在人工智能、汽车、电信、医疗保健、国防和航空航天等关键下游技术领域的领先地位 —— 美国必须进行贸易谈判，并采取其他经济措施和举措，以：1）确保美国的半导体生产具有成本效益；2）提振下游需求；3）扩大美国芯片在全球的市场基础。
从历史上看，半导体是美国的顶级出口产品之一，近三十年来一直保持着健康的贸易顺差。就半导体技术和关键下游产品达成部门性安排，将促进对美国芯片的需求，并有助于建立更安全、更稳定的供应链。同样，与合作伙伴共同建设互补并支持美国产业运营的供应链能力 —— 包括上游半导体材料（如关键矿物和专用化学品）的多样化和安全采购渠道 —— 将增强美国产业的实力。
美国半导体产业对国内经济的贡献
半导体仍然是美国的顶级出口产品之一。
过去几十年，美国半导体产业在全球市场占据领先地位，目前在全球芯片销售额中占据 50.4% 的市场份额。2024 年，美国半导体出口总额为 570 亿美元，在出口产品中排名第六，仅次于精炼石油、原油、飞机、天然气和汽车。
与整个半导体市场的增长趋势相似，2024 年美国芯片出口额增长了 13% 左右，这帮助该产业保持了第六的排名。
展望未来，美国芯片产业的增长前景向好，预计 2025 年将实现两位数增长，国内产业不断提升的产能将继续受益于大规模的国内投资，从而增强美国半导体的出口潜力。
按国家和地区划分的供应链增加值
2024 年美国半导体行业协会（SIA）与波士顿咨询集团（BCG）的一份报告揭示了全球半导体供应链的专业化程度。例如，美国总部的公司在设计和核心知识产权方面处于领先地位，在半导体制造设备（SME）领域占据近一半的全球市场份额。半导体制造设备剩余的全球市场份额主要由荷兰、日本等盟国的公司占据，这些公司在美国开展大量制造和研发业务。半导体制造设备和建筑系统占建造一座晶圆厂成本的大部分。在半导体制造所用材料方面 —— 如裸晶圆和外延晶圆、光刻胶化学品、光掩模、气体、湿化学品、衬底、引线框架等 —— 美国半导体制造商主要依赖来自台湾、日本、韩国和中国的供应商。确保美国产业能够以具有成本竞争力的方式获得制造工具和材料，对于支持对国内芯片产能的持续投资至关重要。
美国在全球半导体市场中的份额
全球半导体销售额
在过去三十年里，半导体产业经历了快速增长，并产生了巨大的经济影响。
芯片在性能上的提升和成本上的降低，推动了 20 世纪 90 年代从大型主机到个人电脑的演变、21 世纪初网络和在线服务的发展，以及 2010 年代智能手机的革命。展望未来，人工智能、电动和自动驾驶汽车以及先进制造业的发展 —— 所有这些都依赖于半导体 —— 反过来将在未来十年推动半导体市场的扩张。到 2030 年，仅人工智能一项就预计将为全球经济贡献超过 15 万亿美元。半导体对我们的现代世界至关重要，这也是半导体的长期市场需求依然强劲的原因。
2024 年，全球半导体销售额达到 6305 亿美元，超出了最初的预测，年度销售额首次突破 6000 亿美元。从地区来看，2024 年美洲地区的年度销售额增长了 45.2%，中国增长了 20.0%，亚太及其他地区增长了 12.2%，而日本下降了 0.3%，欧洲下降了 8.1%。
2024 年，几个与高性能计算相关的半导体产品类别表现出色。逻辑产品的销售额在 2024 年达到 2158 亿美元，成为销售额最大的产品类别。存储产品的销售额位居第二，2024 年增长了 78.9%，总计达到 1655 亿美元。作为存储产品子集的 DRAM 产品，销售额增长了 82.6%，是 2024 年所有产品类别中增长率最高的。
2024 年全年，每个月的销售额都显著高于 2023 年同期，同比至少增长 15%。这一增长主要得益于人工智能、汽车和工业应用领域对芯片需求的增加。然而，成熟节点芯片的出货收入从 2023 年到 2024 年下降了 7.4%。总体而言，2024 年的销售额与 2023 年相比增长了 19.6%。
世界半导体贸易统计组织（WSTS）估计，2025 年全球半导体产业销售额将增长至 7010 亿美元，与 2024 年相比增长 11.2%。
美国市场份额
美国半导体产业占据全球一半的市场，平均而言呈现出稳定的年度增长。
自 20 世纪 90 年代末以来，美国一直在芯片全球销售市场份额中处于领先地位。2024 年，美国半导体产业延续了这一趋势，美国总部的公司销售额达到 3180 亿美元，占全球销售总收入的 50.4%。此外，美国半导体公司在研发、设计和制造工艺技术方面保持着领先或极具竞争力的地位。
这种领先地位还使美国半导体产业能够从良性的创新循环中获益。美国半导体产业在全球销售中的领先地位为研发投资提供了动力，而研发投资反过来又扩大了美国的技术优势，从而巩固了美国作为全球销售领导者的地位。只要美国半导体产业保持全球市场份额的领先地位，就将继续从这种良性的创新循环中受益。
半导体需求驱动因素
未来十年，半导体技术的进一步创新将催生一系列变革性技术，包括人工智能、5G/6G 通信、量子计算、先进制造业、机器人技术等。事实上，半导体需求的长期增长驱动因素已稳固确立。
2024 年的销售额增长源于对人工智能系统至关重要的芯片的销售增加和需求增长。这些需求驱动因素的变化导致了各市场领域在全球销售总收入中所占比例的变化。最值得注意的是，计算机市场在芯片销售中的占比从 2023 年增长了 10%，在 2024 年成为最大的细分市场。其他细分市场的销售表现各不相同：通信、消费电子和政府领域实现了增长，而汽车和工业领域的销售则出现了下降。半导体的需求增长依然强劲，全球销售额有望在 2030 年达到 1 万亿美元。为了满足这十年间不断增长的芯片需求，整个半导体供应链的企业已承诺在美国进行超过 5000 亿美元的新投资。
2023 年人工智能创新加速，并在 2024 年持续发展，推动了对相关半导体的需求增长。因此，计算机终端应用市场的半导体收入得到了提振。
展望未来，随着新应用的出现以及终端客户越来越多地从新开发的服务中受益，我们预计 2025 年和 2026 年对人工智能相关半导体器件的需求将保持强劲。
美国半导体助力人工智能发展
人工智能正在给医疗保健、农业、国防、通信、制造业、交通运输等核心经济领域带来变革。
半导体技术构成了支撑和赋能人工智能系统的计算、存储和网络骨干。一台人工智能服务器包含数千个来自整个半导体技术栈的芯片 —— 中央处理器（CPU）、高带宽存储器、连接和网络芯片、电源管理芯片、模数和数模转换器等 —— 所有这些都围绕着一个人工智能加速器，如图形处理器（GPU）、专用集成电路（ASIC）或（FPGA）。
这些芯片提供了大规模训练和部署复杂人工智能模型所需的计算能力。整个半导体供应链共同助力人工智能系统的生产。
随着未来人工智能继续推动对芯片的需求并改变经济领域，增强半导体能力对于充分释放人工智能技术的潜力和扩大美国的全球技术领先地位至关重要。
*免责声明：本文由作者原创。文章内容系作者个人观点，半导体行业观察转载仅为了传达一种不同的观点，不代表半导体行业观察对该观点赞同或支持，如果有任何异议，欢迎联系半导体行业观察。
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