“當價格不變時，積體電路上可容納的元器件的數目，約每隔18-24個月便會增加一倍，效能也將提升一倍。”

隨著科技的快速發展，晶片在現代生活中已是不可缺失的一部分。然而隨著需求的大幅增加，晶片短缺已經成為了這兩年最為熱門的話題之一。事實上，“缺芯“的背後不僅僅是產能不足，也存在著人才稀缺，建廠條件苛刻，投資週期長等一系列困難。

有的朋友不禁會問，既然困難重重，美國的晶片巨頭們是如何克服這些困難的？它們的地理分佈在哪裡，發展現狀如何，在投資建廠時又有哪些考慮呢？

今天，小編就來深挖一下美國的晶片行業，為大家解讀美國晶片行業的各方面情況。

按照銷售額佔比，技術發展情況，員工總數，美國晶片行業排名前20的公司。首先是行業領導企業，有以下這些公司：

1萬人左右規模的企業有：

小於5000人規模的企業有：

那麼他們現在的發展現狀如何呢？

雖然這20家企業都屬於晶片行業，但是他們的專精領域有一定的區別。有的企業互為競爭者，更多的卻屬於行業上下游的關係。由於晶片行業十分複雜，在討論晶片產品的市場份額時我們只考慮了部分架構的部分產品。

在中央處理器（CPU)的設計和製造方面，主要是Intel和AMD兩家公司的競爭。如下圖所示，佔市場主流的X86架構的CPU市場份額主要由這兩家公司瓜分，英特爾一直處於領先地位，但近年來有被AMD迎頭趕上的趨勢，在桌面電腦CPU的市場份額甚至在2019年短暫超過了Intel。主要原因在於AMD近年來新設計的Ryzen系列CPU的效能在價效比上超過了Intel，獲得顧客的青睞。

然而，中央處理器的市場即將結束兩家獨大的時代。2020年蘋果公司宣佈他們新一代的mac電腦將使用自家設計的M1 CPU，不再使用Intel的產品。這必將讓CPU的市場迎來洗牌。

在GPU（圖形處理器/顯示卡）的市場上，主要是Intel，AMD和Nvidia三家公司的角逐。英特爾在市場份額上佔一定優勢，但英特爾在2020年的Xe系列以前都只設計整合顯示卡。在獨立顯示卡的市場上只有AMD和Nvidia兩家公司的競爭。在近年來加密貨幣“挖礦潮”的影響下，獨立顯示卡更是一卡難求，也促使這兩家公司推出更強大的顯示卡。值得一提的是，近年來顯示卡在機器學習（尤其是深度學習領域）起到了重要的作用。高算力的顯示卡極大地推動了機器學習演算法的訓練和應用。

計算機動態隨機記憶體（DRAM）和快閃記憶體（NAND）市場的競爭比CPU，GPU要多元化一些。主要的三家公司是三星，SK海力士和美光（Micron)。其中在美國的有Western Digital和Micron，而在美國晶片公司前20排名中的只有位於愛達荷州的美光。

如下圖所示，美國前20晶片公司中涉及微處理器的企業有Intel, Nvidia, Qualcomm, Broadcom和Micron。其中英特爾的市場份額最大。

根據我們對龐大的LinkedIn和Hitalent的人才資料分析，這些晶片公司的員工主要分佈在以下地區：Bay Area, San Diego, Texas, Idaho, Arizona, Oregon, Massachusetts, Colorado。

我們接著來詳細看看美國半導體制造商晶圓廠的選址，下面的表格列舉了一些300mm矽晶圓的工廠的詳細情況。

這些企業中，英特爾70%的晶圓製造來自於美國亞利桑那州，新墨西哥州和俄勒岡州的工廠。

美光是唯一在美國擁有生產線的DRAM製造商，工廠位於愛達荷州，猶他州和弗吉尼亞州。

德州儀器的工廠在緬因州和得克薩斯州。

自然條件對於晶片企業來說至關重要。提到晶片製造，大家第一個想到的一定是水資源。然而英特爾和臺積電都選擇新建晶圓廠的亞利桑那州，實際上卻是美國平均降水量最少的州之一。為什麼會有這種現象產生呢？首先需要注意的一點是這裡的水資源是並不指降水量和生活用水，而是工業用水。亞利桑那州雖然是美國最乾旱的州之一，但是它擁有良好的工業用水基礎設施和一個完整的晶片產業生態系統。過去40年來有大量的美國半導體企業在亞利桑那州進行生產。另外近年來突飛猛進的回收用水技術也在晶圓生產中扮演了重要的角色。美國企業成熟的回收技術極大地減輕了晶片製造中的用水負擔。例如英特爾位於俄勒岡州Hillsboro的晶圓廠，在2020年9月達成了年回收一億加侖水的重要里程碑，凸顯了英特爾在晶片綠色製造上的努力。

事實上，地質穩定才是晶片製造中最重要的自然條件。哪怕是里氏0.5級的地震對於需要高精度製造的晶片工廠來說也可能帶來災難性的後果 — 損毀昂貴的精密儀器，毀掉整批製造中的晶片。這也是為什麼英特爾將工廠建在俄勒岡州和亞利桑那州而不是美國西海岸。儘管美國加州也有少量的晶圓生產設施，但耗費巨大的防震處理讓巨頭們在大規模生產上望而卻步。除了地震，颶風、洪水、海嘯等自然地質災害也會極大地影響晶圓生產。綜上所述，亞利桑那州恰恰是巨頭們在美國理想的晶圓廠選址。

透過U.S. News對於美國頂尖工程院校的排名，我們可以看到美國領先的晶片企業附近也有許多著名的理工科大學。企業選址在工程院校旁可以有效利用人才資源，促進人才流動。例如加州灣區和馬塞諸塞州都有大量的優秀理工科院校和半導體企業。

低稅收也是影響晶片企業選址的一個重要原因。透過下面的表格我們可以看到，亞利桑那，科羅拉多，愛達荷和得克薩斯這四個州的公司所得稅率都處於美國較低水準且沒有稅級，晶片巨頭也更願意在這些州進行投資建廠。為了吸引和留住晶片企業，美國各州政府也給予了稅收政策上的優惠和減免。例如俄勒岡州免除了英特爾的地產稅，在過去的十年為英特爾節省了累計超過11億美元的稅收開支。

另一個企業考慮的因素是員工的生活成本。企業將工廠和辦公室設在低生活成本的地區可以給予員工相對較低的薪資。根據us news 2020年生活成本的排名（包括日常生活開支和住房開支，從低到高），德克薩斯州排第22名，而亞利桑那州和愛達荷州排名分別是29和30。

晶片人才的短缺也讓巨頭們紛紛開出高薪。我們對三家主要的晶片巨頭英偉達，AMD和英特爾做了薪資的資料視覺化。（注意，所有的薪酬都僅為基本工資（base salary），正式薪酬還有股票+獎金。）

（注：Nvidia的員工等級：IC2是新入職公司的研究生及以上學歷的員工等級，IC5和IC6對應senior & principal engineer，屬於高等級技術人員。）

（注：AMD的員工等級：L6對應新畢業研究生，Senior MTS指的是senior member of technical staff，相當於Nvidia的IC4到IC5之間。）

（注：Intel的員工等級區分和Nvidia類似）

（資料來源：levels.fyi）

不難看出，晶片巨頭們為了留住人才可以說是毫不吝嗇。達到principal級別的工程師們的基本年薪往往都超過了驚人的35萬美元！

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