半導體是一項對現(xiàn)代社會的各方各面都不可或缺的基礎(chǔ)技術(shù),它們的應用遠遠超出了智能手機、筆記本電腦和云基礎(chǔ)設(shè)施等典型的信息和通信技術(shù),例如,醫(yī)院、汽車制造商和電力公司都依賴于越來越復雜的芯片。生產(chǎn)這些芯片的全球半導體價值鏈受到了決策者和媒體的廣泛關(guān)注,它是美中技術(shù)競爭的核心,包括歐盟在內(nèi)的多個國家及地區(qū)都在努力加強自己的半導體產(chǎn)業(yè),以減少對外國技術(shù)供應商的依賴。
但是,半導體行業(yè)中一個經(jīng)常被忽視的方面是推進尖端技術(shù)所需的研發(fā)(R&D)的數(shù)量。芯片行業(yè)是所有行業(yè)中研發(fā)利潤率最高的行業(yè)之一——半導體公司很容易將其平均收入的18%以上用于研發(fā)。此外,絕大多數(shù)的研發(fā)都是由少數(shù)幾個國家完成的,它們是這一研究工作的中心。
為什么要專注于研發(fā)?美國、歐洲和韓國最近的政策舉措十分關(guān)注于半導體制造業(yè)——如何最好地補貼制造廠(fabs)和增加國內(nèi)晶圓產(chǎn)能,在現(xiàn)代晶圓廠的投資成本飆升的背景下這類舉措是可以理解的。但半導體行業(yè)在能源效率、可持續(xù)性、新材料等方面也同樣面臨許多技術(shù)挑戰(zhàn),因此,所有工藝環(huán)節(jié)的研發(fā)都至關(guān)重要。從地緣政治學和地緣經(jīng)濟學的角度來看,芯片的生產(chǎn)地可能很重要,但誰來開發(fā)、定義和塑造我們未來的芯片,也同樣重要。
在首次嘗試評估不同國家和地區(qū)的半導體研發(fā)實力時,SNV的數(shù)據(jù)科學部門與“技術(shù)和地緣政治計劃”合作,共同分析了三個主要半導體學術(shù)會議的論文貢獻:
國際電子器件會議(IEDM)始于1955年,涵蓋了從半導體和電子器件技術(shù)到設(shè)計、制造、物理和建模的技術(shù)創(chuàng)新等整個半導體價值鏈的國際研究。
國際固態(tài)電路會議(ISSCC)始于1954年,匯集了固態(tài)電路和片上系統(tǒng)領(lǐng)域的頂尖專家,涵蓋半導體設(shè)計過程不同階段的科學成就。
VLSI技術(shù)和電路研討會始于1981年,它連接了兩個關(guān)于半導體技術(shù)和電路的國際多利益相關(guān)者會議,旨在就從工藝技術(shù)到片上系統(tǒng)等共同感興趣的主題創(chuàng)造協(xié)同效應。VLSI研討會的重點是研究超大規(guī)模集成電路(VLSI)的制造和設(shè)計。
以下是從定量分析中得出的一些關(guān)鍵見解,我們邀請您自己在報告末尾的交互式圖表中探索這些數(shù)據(jù)。要進一步了解我們的方法,它的局限性和挑戰(zhàn),請查看底部的常見問題。要了解更多關(guān)于SNV數(shù)據(jù)科學部門的信息,請隨時聯(lián)系Pegah Maham,如果您對SNV在半導體和地緣政治方面的工作感興趣,請聯(lián)系Jan-Peter Kleinhans。
首先,很難高估美國和日本的組織和大學對半導體研發(fā)的重要性。在過去25年中,這兩個國家的論文貢獻加起來超過了世界其他國家的總和(10.338對8.187)。雖然各國的研究力量隨著時間的推移而不斷轉(zhuǎn)移,特別是在日本,但它們對半導體研發(fā)的整體重要性和貢獻是巨大的。
其次,只有少數(shù)地區(qū)開發(fā)出未來的芯片。美國、日本、歐洲、韓國、中國臺灣和中國不僅是半導體價值鏈最重要的地區(qū),也是迄今為止半導體研發(fā)最重要的地區(qū)。在過去的25年里,美國、日本、韓國、中國臺灣和比利時這五個主要國家的論文占了所有論文的75%。