一、引言
半导体作为现代科技的基石，在数字世界中发挥着无可替代的关键作用。从智能手机中包含超过 150 亿个晶体管的芯片，到人工智能数据中心核心拥有数千亿个晶体管的半导体，其精密程度令人惊叹。如今，半导体已深度融入美国经济与国家安全的各个领域，从人工智能、量子计算到先进通信网络和国防系统，芯片成为 21 世纪全球科技领导力竞争的核心要素。
美国作为半导体的发源地，在该领域长期占据领先地位，目前仍占据全球芯片收入的 50% 多一点。然而，近年来随着全球竞争的加剧，美国在全球芯片制造产能中的占比却急剧下降，从 1990 年的 37% 降至 2022 年的仅 10%。这一趋势若持续下去，美国半导体产业在制造工艺技术、设计和架构以及关键材料等方面的发展可能会逐渐落后。幸运的是，政府的激励措施和研究投资正在扭转这一局面，大量私人投资涌入，为产业发展注入了新的活力。本报告将对 2025 年美国芯片行业的现状进行深入剖析，涵盖产业生态系统、供应链、全球市场份额等多个维度，旨在呈现美国芯片行业的全貌，揭示其面临的挑战与机遇。
二、美国的半导体生态系统
2.1 制造领域
美国半导体制造产能占比曾在数十年间持续下滑，但近期通过大规模国内投资迎来转机，成为美国再工业化的重要驱动力。自 2020 年特朗普政府启动关键芯片制造激励措施后，进程加速，半导体生态系统不断拓展。截至 2025 年 7 月，半导体生态系统企业已宣布超 5000 亿美元私营部门投资，涉及 28 个州的 100 多个芯片生态系统项目。这些项目预计创造和支持超 50 万个美国就业岗位，包括 6.8 万个设施岗位、12.2 万个建筑岗位及其他领域超 32 万个相关岗位。2025 年 7 月，华盛顿领导人颁布法案，将先进制造投资抵免（AMIC）比例从 25% 提高到 35%，巩固了前期成果。美国半导体行业协会（SIA）还提议将抵免期限延长并扩大覆盖范围至芯片研发和设计领域，以进一步推动再工业化，提升全球竞争力。
2.2 研发领域
联邦研发投资对维持美国技术领先地位意义重大，其构建起稳固框架，加强了研究人员与制造商联系，加速创新成果向商业或国防产品及应用的转化，不仅对经济产生倍增效益，还增强了国家安全。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）科学办公室等联邦机构资助或运营着众多关键研究举措，还有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）等联邦资助项目。尽管年度销售额有所波动，但美国半导体研发支出始终保持高位。2024 年，美国半导体产业整体研发投资总额达 627 亿美元，较 2023 年增长约 5.7%，研发投入占销售额比例高达 17.7%，仅次于美国制药和生物技术产业，远超其他国家半导体产业，持续推动着产业创新，维持全球销售市场领先地位与国内就业。
2.3 设计领域
芯片设计作为关键研发活动，决定着半导体器件功能与价值，使芯片能满足数字世界日益增长的数据处理需求。这是一个极为复杂的跨学科过程，需多年研发、数亿美元投资及数千名工程师参与。随着芯片复杂度提升，开发成本也水涨船高，尤其是采用领先制造节点生产的芯片。目前美国公司在设计领域全球领先，但面临挑战，外国政府对芯片设计和研发的激励措施，试图动摇美国的领先地位，且美国在研发税收激励率方面落后于竞争对手。为确保美国在半导体研发投资方面的竞争力，国会应扩大先进制造投资抵免范围，将芯片设计和研究纳入其中，同时确保市场开放，维持美国半导体设计企业的创新优势。
2.4 劳动力领域
拥有高素质本土劳动力队伍对维持美国半导体领先地位至关重要。当前，芯片产业在芯片设计、电子设计自动化（EDA）、半导体制造及设备生产等领域直接雇佣约 34.5 万人，并为 300 多个下游产业提供支撑。然而，未来美国半导体生态系统发展面临人才短缺问题。据美国半导体行业协会（SIA）与牛津经济研究院研究，到 2030 年，半导体行业预计缺少 6.7 万名技术人员、计算机科学家和工程师，在更广泛经济领域，这一缺口将达 140 万人。为应对挑战，政府和产业界需携手合作，在现有劳动力发展工作基础上，扩大美国 STEM 专业毕业生输送渠道，吸引和留住全球顶尖工程专业学生，以保障产业人才供给，维持美国半导体领域的综合竞争力。
三、美国的半导体供应链
3.1 全球半导体领导力竞争
在全球半导体领域的激烈角逐中，外国政府纷纷采取行动，通过提供大量财政激励以及一系列其他支持措施，全力加强其国内半导体生态系统。这使得这些国家在半导体制造和芯片设计方面具备了显著的成本优势。在此背景下，美国若要在未来的技术竞赛中脱颖而出，维持公共和私营部门对半导体产业的投资至关重要。为了克服长期存在的成本劣势，美国政府必须持续制定并实施适当的税收和其他激励政策，以此推动对美国半导体生态系统的未来投资，确保美国在全球半导体领导力竞争中不落下风。
3.2 半导体贸易
半导体产业具有高度的全球整合特性，其供应链涉及数十个国家和数千家供应商。美国半导体产业的健康发展和活力维系，在很大程度上依赖于本国企业满足海外市场需求的能力。目前，美国半导体产业约 70% 的收入来源于对海外客户的销售。对于芯片制造商而言，要证明并支持对美国半导体生产的长期、资本密集型投资的合理性，他们需要确信，除了国内市场有强劲需求外，其产品还能够顺利进入全球市场，拥有广泛的全球客户群。
为了维持美国在半导体领域的领先地位，而这一领先地位又支撑着美国在人工智能、汽车、电信、医疗保健、国防和航空航天等众多关键下游技术领域的优势地位，美国必须积极开展贸易谈判，并采取其他经济措施和举措。具体而言，需做到以下几点：其一，确保美国的半导体生产具备成本效益；其二，提振下游市场对半导体产品的需求；其三，扩大美国芯片在全球的市场基础。
从历史数据来看，半导体一直是美国的顶级出口产品之一，在近三十年的时间里，始终保持着良好的贸易顺差。美国通过就半导体技术和关键下游产品达成部门性安排，能够有效促进对美国芯片的需求，同时有助于构建更加安全、稳定的供应链。同样，与合作伙伴共同打造互补并支持美国产业运营的供应链能力，包括实现上游半导体材料（如关键矿物和专用化学品）采购渠道的多样化和安全性，将进一步增强美国半导体产业的实力。
3.3 美国半导体产业对国内经济的贡献
半导体在美国经济中占据着重要地位，至今仍然是美国的顶级出口产品之一。在过去几十年里，美国半导体产业凭借其强大的实力，在全球市场中占据着领先地位，目前在全球芯片销售额中所占的市场份额达到了 50.4%。2024 年，美国半导体出口总额高达 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契合，2024 年美国芯片出口额呈现出显著增长，增长率约为 13%，这一增长态势有力地帮助该产业维持了其在出口产品中的第六名排名。展望未来，美国芯片产业展现出良好的增长前景，预计在 2025 年将实现两位数的增长。随着国内产业不断加大投资，产能持续提升，美国半导体的出口潜力将进一步增强，为美国经济增长注入更多动力。
3.4 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）联合发布的一份报告，深入揭示了全球半导体供应链的专业化程度。在全球半导体供应链的格局中，美国总部的公司在多个关键领域展现出强大的实力。在设计和核心知识产权方面，美国企业处于世界领先地位；在半导体制造设备（SME）领域，美国企业占据了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，值得注意的是，这些公司在美国也开展了大量的制造和研发业务。半导体制造设备和建筑系统在建造一座晶圆厂的成本中占据了较大比重。而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，美国半导体制造商在很大程度上依赖于日本、韩国和中国的供应商。因此，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而言，具有至关重要的意义。
四、美国在全球半导体市场中的份额
4.1 全球半导体销售额
过去三十年，半导体产业发展迅猛，对全球经济影响深远。芯片性能提升、成本降低，推动了 20 世纪 90 年代从大型主机到个人电脑的变革、21 世纪初网络和在线服务发展，以及 2010 年代智能手机革命。未来，人工智能、电动和自动驾驶汽车、先进制造业等依赖半导体的技术将推动市场扩张，预计到 2030 年，仅人工智能就将为全球经济贡献超 15 万亿美元，半导体长期市场需求强劲。2024 年，全球半导体销售额达 6305 亿美元，首次突破 6000 亿美元，美洲地区年度销售额增长 45.2%，中国增长 20.0%，亚太及其他地区增长 12.2%，日本下降 0.3%，欧洲下降 8.1%。2024 年，与高性能计算相关的半导体产品表现突出，逻辑产品销售额达 2158 亿美元，存储产品增长 78.9%，总计 1655 亿美元，其中 DRAM 产品销售额增长 82.6%，为各产品类别最高。2024 年每月销售额均显著高于 2023 年同期，同比至少增长 15%，主要得益于人工智能、汽车和工业应用领域芯片需求增加，但成熟节点芯片出货收入下降 7.4%，总体销售额较 2023 年增长 19.6%。世界半导体贸易统计组织（WSTS）预计，2025 年全球半导体产业销售额将增长至 7010 亿美元，增长 11.2%。
4.2 美国市场份额
长期以来，美国半导体产业在全球市场中占据显著优势，平均每年保持稳定增长。自 20 世纪 90 年代末起，美国在芯片全球销售市场份额方面一直稳居榜首。2024 年，这一优势得以延续，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等核心领域，始终保持领先或极具竞争力的地位。
这种领先地位促使美国半导体产业形成了良性的创新循环。全球销售的领先地位为研发投资提供了充足资金，研发投入进一步扩大美国技术优势，巩固其全球销售领导者地位。只要美国半导体产业能够持续保持全球市场份额的领先，就能持续从这一循环中受益，不断推动产业向前发展。
4.3 半导体需求驱动因素
未来十年，半导体技术创新将催生人工智能、5G/6G 通信、量子计算、先进制造业、机器人技术等变革性技术，半导体需求增长驱动因素已稳固确立。2024 年销售额增长得益于人工智能系统相关芯片销售增加和需求上升，导致各市场领域在全球销售总收入中占比发生变化，计算机市场在芯片销售中的占比从 2023 年增长 10%，在 2024 年成为最大细分市场，通信、消费电子和政府领域销售增长，汽车和工业领域销售下降。半导体需求持续强劲，全球销售额有望在 2030 年达 1 万亿美元，为满足芯片需求，半导体供应链企业承诺在美国投资超 5000 亿美元。2023 - 2024 年，人工智能创新加速，带动相关半导体需求增长，提振计算机终端应用市场半导体收入，预计 2025 - 2026 年，随着新应用出现和终端客户受益，人工智能相关半导体器件需求将保持强劲。
4.4 美国半导体助力人工智能发展
人工智能正深刻变革医疗保健、农业、国防、通信、制造业、交通运输等美国核心经济领域。半导体技术构成人工智能系统的计算、存储和网络基础，一台人工智能服务器需数千个各类芯片，包括中央处理器（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，围绕人工智能加速器如图形处理器（GPU）、专用集成电路（ASIC）或现场可编程门阵列（FPGA）协同工作，为复杂人工智能模型的大规模训练和部署提供计算能力，整个半导体供应链共同助力人工智能系统生产。随着人工智能推动芯片需求并改变经济领域，增强半导体能力对释放人工智能潜力、扩大美国全球技术领先地位至关重要。
五、结论
2025 年，美国芯片行业呈现出复杂而多元的发展态势。在生态系统方面，制造领域虽有大规模投资与政策利好，但仍需持续激励以巩固成果；研发投入保持高位，助力技术领先，但在税收激励方面需对标竞争对手；设计领域领先但面临挑战，需拓展投资抵免范围；劳动力短缺问题突出，亟待政府与产业界协同解决。在供应链层面，全球竞争激烈，美国需维持投资、优化政策以应对；贸易上，需保障市场开放与供应链稳定；对国内经济贡献显著，出口增长且前景良好，但供应链关键环节依赖外部供应商。在全球市场份额中，美国占据半壁江山，且受益于创新循环，但市场需求结构变化，需紧跟人工智能等新兴需求。
总体而言，美国芯片行业虽根基深厚、优势明显，但挑战重重。未来，合理的政策制定、持续的投资、人才的培养与引进以及对市场变化的敏锐把握，将是美国芯片行业维持领先地位、实现可持续发展的关键。美国需在全球半导体产业竞争与合作的大环境下，找准定位，精准施策，以应对不断变化的市场与技术格局。