基于E-G修正指數的中國集成電路產業集聚研究

姜李丹　何海燕　李宏寬　蔡靜靜

(北京理工大學，北京　100081)

基于E-G修正指數的中國集成電路產業集聚研究

姜李丹何海燕李宏寬蔡靜靜

(北京理工大學，北京100081)

〔摘要〕本文基于E-G修正指數對中國集成電路產業集聚程度進行測定，從產業整體集聚程度和分行業產業集聚程度兩個方面對中國集成電路產業發展態勢進行分析，同時深入觀察中國集成電路產業集聚地區分布變化以及區域產業轉移的特點。研究結果表明：中國集成電路產業整體集聚程度處于較高狀態，但呈現出逐年下降的發展態勢。不同分行業中制造業、封測業、設計業集聚程度呈現較大幅度下降趨勢，裝備業集聚程度呈現小幅度上升趨勢，材料業集聚程度基本保持穩定。整個集成電路產業區域分布集中在長三角地區、京津環渤海地區以及珠三角地區，且制造業、封測業呈現向中西部地區轉移的發展態勢，為中國集成電路產業區域發展規劃與政策的制定提供決策依據。

〔關鍵詞〕E-G指數集成電路產業集聚區位優勢產能轉移

隨著全球半導體產業進入“穩增長”，集成電路產業進入重大調整變革期?！昂竽枙r代”與“后PC時代”的到來，使得全球集成電路產業呈現新常態?！秶壹呻娐樊a業發展推進綱要》和國家集成電路產業投資基金雙輪促進，加之“一帶一路”和“中國制造2025”的戰略推進，更是為中國集成電路全產業國際競合和多要素區域協同發展帶來重大契機，使其迎來產業戰略布局優化和區域整合轉移的關鍵時期。當此之時，受產業規模經濟效益和國內旺盛市場需求驅動，中國集成電路產業資本、技術、人才、信息等要素在全產業鏈范圍內流動迅速活絡起來，產業集聚發展出現較大轉變。雖然產業集聚發展能夠促進產業創新和關鍵技術瓶頸突破，形成區位競爭優勢和規模經濟效益。但是產業過度集聚也可能帶來產業結構同質、生產要素擁擠、產業資源內耗以及產業效益折損等問題，成為整體產業轉型升級的阻力。值此中國集成電路產業發展的“攻堅期”和“深水期”，本文對中國集成電路產業集聚程度展開研究。

1研究文獻回顧

產業集聚理論研究起源于新古典經濟學代表人物阿爾弗雷德·馬歇爾(Alfred Marshall，1890)的《經濟學原理》，發展到20世紀80年代出現佩魯的增長極理論、謬爾達爾的循環因果積累論、胡佛的產業聚集最佳規模論、巴頓的城市聚集經濟論等，大致經歷了5個重要時期，本文梳理見圖1。在產業集群理論支撐下，產業集聚程度測量方法也在逐漸得到修正與完善，但又各有優缺點。其中，赫芬達爾指數(Herfindahl-Hirschman Index，簡稱HHI)作為測量集聚程度的早期指數，沒有考慮企業在空間分布、地理差異等方面的因素。Keeble(1986)等人突破性地將洛倫茨曲線和基尼系數用于度量某行業地區空間分布的集中程度，以全部行業的地理分布作為基準，將區域就業人數與經濟體內就業人數之比作為一個變量納入公式，發展成為空間基尼系數，但其又忽視了企業規模這一影響因素。Ellision和Glaeser(1997)提出E-G指數，完全彌補了以上不足，并對隨機集中和企業間源于共享外部性或自然優勢的集中予以區分。在這之后，國內學

者吳三忙、李善同[6](2009)指出Ellision和Glaeser建立的產業集聚指數充分考慮了企業規模分布的差異問題，彌補了空間基尼系數等傳統指標的不足，使產業集聚程度能夠跨時間、跨產業進行比較，同時還指出產業集聚程度較高的行業多是資源依賴度高和技術含量高的行業。杜慶華[7](2000)指出產業集聚指數對數據的要求很高，其幾乎具體到每一個產業的每一個廠商空間產業坐標，此外，市場開放程度和競爭程度以及產業規劃政策的差異也是影響產業集聚度大小的關鍵因素。除了考慮到E-G測量指數在因素提取方面的差異，一些學者也試圖通過對E-G指數測量方法的精確，突破研究分析[8]，如呂曉英[9](2004)、李揚[10](2006)、Lu和Tao[11](2009)、孫康[12](2014)等。但又存在著統計口徑發生變化的問題。關愛萍[13]等(2015)通過修正的空間集聚指數對中國制造業產業集聚度的演進態勢進行分析，但其忽視了對就業人口這一產業重要指標的考量。目前，國內外產業組織理論中對于產業集聚程度的測量方法主要包括：行業集中度、赫芬達爾指數、熵指數、空間基尼指數、以及E-G指數。每種方法都各有其優缺點，但E-G指數對產業分析因素考慮較為全面，充分考慮企業規模以及區域差異對分析結果帶來的影響，能夠跨產業、跨領域、跨時間甚至跨國界進行測量比較[14-16]。

圖1　經典產業集群理論演進脈絡[1-5]

本文采用修正的E-G指數，在從時間選取、區域劃分、國別刪選等方面嚴格進行數據提取的條件下，充分考慮就業人口、產業規模以及企業分布對產業集聚的影響，綜合部分與系統之間的關系，對中國集成電路產業集聚程度進行測定，以呈現中國集成電路產業集聚程度演進態勢、空間區域分布和產業梯度轉移變化等問題的實際現狀。

2研究方法及數據來源

2.1研究方法

本文采用修正的E-G測量指數，對中國集成電路產業空間集聚指數進行測定，設定某集成電路分行業E-G測量指數為β′，中國集成電路產業集聚測量指數為β，有公式(1)如下：

(1)

其中，β′表示原始E-G指數，H為赫芬達爾指數，m為范圍內的區域數，n為范圍內的企業數，即有n個企業將國內市場主要分為m個區域，n個企業分布在這m個區域中，ppi為i區域某產業就業人數占我國該產業總體就業人數的比重，qi為i區域就業人數占全國就業人數的比重，Xk為第k個企業的市場占有率。

由于E-G測量指數在產業集聚程度測算方面存在諸多優勢，學界在相關問題研究上多首選此種方法。然而，E-G測量指數在執行過程中可能存在數據選取范圍過大到全球范圍，或數據選取范圍過小到企業量級，使得數據獲取難度較大。為解決此問題，國內一些學者采用了幾種修正E-G指數從而使得程度測量研究得以繼續，如羅勇等(2005)、楊洪焦等(2008)、孫康等(2014)、關愛萍等(2015)，并且指出雖數據選取較原始指數數據選取略有變化，但并未影響產業集聚程度的測量和評估。在中國集成電路產業發展過程中，受地域劃分和行業特色的影響，數據之間的關系并不僅僅是“1+1=2”的邏輯關系。因此，本文借鑒關愛萍等(2015)[13]的方法，結合集成電路產業“整體與局部、系統與單元”之間的關系對E-G指數測算進行修正。在原始E-G指數的基礎上，對其進行加權處理，運用矩陣相乘運算方法測量中國集成電路產業整體修正E-G指數β=[β1，β2，…，βz]T。

β=diag(R*B)

(2)

即中國集成電路產業修正后的E-G測量指數β為權重矩陣R乘以原始E-G指數矩陣B所得矩陣的對角線元素：

(3)

(4)

其中R為各子產業占全產業比例的權重矩陣，B為產業各子環節原始E-G測量指數矩陣，i代表某一分行業，z代表年份。

2.2數據來源

本文選取集成電路IC設計業、制造業、封裝測試業、裝備業、材料業5個行業進行研究，主要是因為近年來集成電路產業區域分布發生較大的變化，產業發展出現向中西部地區轉移、四大區域均衡發展的態勢，產業集聚效應在全產業鏈范圍內發揮的力量逐漸增強。本文依托國家重大科技02專項——“極大規模集成電路制造裝備與成套工藝”子課題，先后赴北京、天津、上海、江蘇、深圳等單位進行深度訪談，選定集成電路產業鏈各環節代表性企業共計283家，實現集成電路產業各環節Top30全覆蓋。針對中國集成電路產業代表性企業，發放調查問卷283家，收回275，剔除信息不完全和信息重復問卷14份，有效問卷261份，問卷有效率達到92.2%。并以2006～2014年為研究年限，采集《中國統計年鑒》、《中國電子信息產業統計年鑒》相關數據。本文在研究過程中考慮到中國集成電路產業發展受《國家集成電路產業發展推進綱要》和國家集成電路產業投資基金(下稱“大基金”)的雙輪驅動，近年來不斷出現企業間兼并重組現象，造成企業從無到有或從有到無的變動，故設此類特殊存在企業為P，則有公式(5)如下：

(5)

3中國集成電路產業集聚度判定分析

基于修正的E-G測量指數，運用MATLAB軟件進行實證統計與分析，將統計數據代入測量指數公式，得到中國集成電路產業E-G測量指數相關結果如表下所示：

表1　中國集成電路產業各環節E-G測量指數

表2　中國集成電路產業各環節E-G測量指數變化率

注：根據表1整理所得，最終數據保留到小數點后6位。

表3　中國集成電路產業加權E-G測量指數

根據Ellision和Glaeser產業空間集聚判定標準，當β≤0.02時，表示所測量產業在該經濟體內不存在產業集聚現象；當0.02≤β≤0.05時，表示所測量產業在所屬經濟體內存在產業集聚現象，但區域分布相對比較均衡；當β>0.05時，表示所測量產業在經濟體內呈現出較高的產業集聚分布態勢。本文總結分析結果如下。

3.1中國集成電路產業分行業集聚態勢分析

通過對表1各行業E-G指數變化趨勢進行擬合，中國集成電路分行業產業集聚結果如圖2所示。就中國集成電路分行業集聚程度而言，由高到低依次是制造業、封測業、設計業、裝備業和材料業，其中制造業和封測業的區域分布非常集中，近些年產能六成以上集中在長三角地區。同時由于制造和封測行業資本密集屬性較強，且大部分利潤幾乎被行業內少數龍頭企業所占據，因此制造業和封測業產值主要集中在行業內幾個龍頭企業，且制造業中此現象更為突出；設計業相比于制造業和封測業而言，前期投資相對較低，行業內企業數量遠高于制造業和封測業。同時設計業在區域分布方面也相對更為均衡一些，長三角、珠三角和京津環渤海地區均有較強實力，因此設計業聚集程度在各環節當中相對最低；裝備業和材料業的集聚程度介于封測業和設計業之間，在區域分布方面，裝備業和材料業均主要集中于長三角和京津環渤海區域，基本為兩地平分秋色。同時由于裝備業和材料業的主要產品技術要求較高，從事企業相比于設計業更為有限，因此裝備業和材料業集聚程度高于設計業。

從中國集成電路分行業集聚度變化而言，設計業、制造業和封測業集聚程度逐漸減弱，而裝備業出現一定的上升趨勢，材料業集聚程度相對穩定，基本維持不變。其中制造業和設計業的下降均與其區域分布的漸趨均衡有一定關系，中西部地區制造業的強勢崛起，及珠三角地區設計業產值的增長都對行業集聚度產生了較大的影響。同時國務院4號文①和18號文②的發布促使更多具有國際競爭力的設計企業逐漸嶄露頭角，從而使設計業下降幅度最大。而制造業對技術水平和資本投入都有較高要求，且涉及到復雜的生產制造環節，企業對晶圓廠的規劃、建廠、投產等都需要大量時間，這在很大程度上導致其集聚的下降幅度相對最為微弱；封測業區域分布相對并無太大變化，但在02專項和大基金③的支持下，近些年逐漸涌現出一批具有國際競爭力的本土企業，產值在企業的分布上更趨均衡，因此封測業集聚度同樣呈減弱趨勢；而裝備業主要集中在京津環渤海、長三角和東北地區，但因其產值本身相對較低且技術門檻較高，北京和上海地區憑借其相對較為完整的產業鏈聚集了眾多高水平科研機構和高校的優勢，近些年相對于東北地區發展更為迅速和合理，以致裝備業集聚程度呈一定上升趨勢；材料業發展趨勢較為穩定，在區域上一直以長三角和京津環渤海為主，且兩地各有所長，同時其產品種類相對較多，近些年在企業分布狀況上也相對較為穩定。

圖2　中國集成電路產業各環節E-G指數變化趨勢圖

3.2中國集成電路產業整體集聚態勢分析

運用MATLAB軟件對表3中國集成電路產業各行業修正E-G指數變化趨勢進行擬合，如圖3所示。近些年我國集成電路產業集聚程度呈現出明顯的逐年下降趨勢，但整個產業總體依舊處于較高的集聚水平，這與我國集成電路產業所處發展階段以及集成電路產業本身所具有的資本、人才、技術高密集屬性相關。為了更好地觀察集成電路產業集聚程度與集成電路產業發展的相關關系，本文建立集成電路產業規模與空間集聚指數β的回歸模型，根據表3計算的中國集成電路產業集聚指數β，結合IC Insights、CSIA 2006～2014年間的中國集成電路產業規模，整理出表4。

圖3　中國集成電路產業修正E-G指數變化趨勢圖

年 份200620072008200920102011201220132014產業規模(億元)1006.31251.31246.81109.11440.11993.72158.52508.53015.4β指數0.1032410.1025830.1010370.0979370.0961120.0953450.0943030.0932190.092155

注：產業規模數據來源于IC Insights、CSIA 2006～2014年度報告，β指數為表3中修正后的E-G測量指數。

利用SPSS對數據進行多次擬合，得到最優趨勢方程：

Y=6640064.817*e-85.401X

(6)

然而在王子龍(2006)[19]研究中曾經指出，高技術產業空間集聚與工業經濟增長存在正相關關系，并給出這種關系存在的深層次原因是技術進步和技術創新。集成電路產業屬于高技術產業，并且在當前發展背景下，產業結構調整與升級最強動力來源于核心關鍵技術的創新與突破。而如圖4所示，產業經濟增長與空間集聚β指數并不是正相關關系。本文結合王子龍等學者研究觀點，加之研究結果顯示，綜合考慮認為：當產業發展處于存在集聚但集聚程度不高或不存在嚴格意義上的集聚時，即β≤0.05時，產業集聚程度與產業經濟發展存在正相關關系。在此狀態下，由產業集聚發展所帶來的競爭優勢逐漸顯現，產業集聚效應在外部規模經濟、空間內交易成本優勢、知識溢出、相關產業集群化成長以及區位競爭性創新等方面有明顯表現。政府政策應當鼓勵和促進產業要素在空間范圍的整合聚集，以最大程度釋放產業集聚效應；當產業發展處于集聚程度較高，即β>0.05時，產業集聚程度與產業經濟發展存在負相關關系。這是對產業發展的黃燈警示，產業較高程度的集聚會帶來區域內的過度競爭，打破產業健康持續發展的均衡，造成資源浪費和內耗，不利于促進地方經濟發展和實現產業結構的整體調整與升級。政府應當引導產業區域規劃、產業中聯和制裁制度的出現，使個體之間建立和維護成熟穩定的競合關系，推動產業生態環境的建設[21]。

圖4　回歸方程擬合圖

3.3中國集成電路區域布局及產業轉移趨勢分析

表5　中國集成電路產業區域占比排序　%

續　　表

注：表3中所需權重矩陣根據國家重大科技02專項——“極大規模集成電路制造裝備與成套工藝”子課題企業調查問卷數據整理所得。

中國集成電路產業分行業主要區域的集聚程度雖然存在一定程度的減弱，但產業絕大部分主體依然分布在中國長三角、珠三角、京津環渤海和中西部部分地區。其中設計業主要分布在長三角地區和珠三角地區，制造業主要分布在長三角地區、京津環渤海地區以及中西部地區，封測業主要分布在長三角京津環渤海地區以及中西部地區。

中國集成電路產業發展近年來出現較大幅度的產業轉移現象，這是中國集成電路產業集聚程度下降的主要原因。中國集成電路產業整體由呈長三角地區為龍頭，珠三角和京津環渤海地區為兩翼，中西部地區為尾翼的“燕形”分布，逐漸向四大區域均衡發展的態勢所轉變。到2014年底，中西部地區的強勢崛起使中國集成電路產業集聚度向合理范圍內接進，見圖5。中國集成電路IC設計業不斷由最強的長三角地區向其他區域擴展，同時以西安、成都、武漢等為中心城市的中西部地區集成電路設計產業保持穩步增長，珠三角地區快速崛起，近年來更是超過京津環渤海地區?？臻g分布逐漸呈現出長三角地區、京津環渤海地區和珠三角地區“三足鼎立”之勢，整體分布更趨均衡，產業布局更加合理。中國集成電路制造業近年來不斷向西延展，中西部地區發展突飛猛進，長三角和京津環渤海地區保持穩步增長。其空間分布呈現出以長三角地區為絕對龍頭，京津環渤海地區和以西安、成都、武漢等為中心城市的中西部地區次之，而珠三角地區則相對較為薄弱的分布特點。中國集成電路封測產業的產能也出現了向中西部地區轉移的現象。長三角地區依靠完善的產業鏈，依然占據著我國集成電路封裝測試業的半壁江山，而以西安、成都、武漢等為中心城市的中西部地區憑借優惠的政策與低成本的優勢正在快速崛起。

4結論及建議

本文利用產業集聚空間β指數對中國集成電路產業2006～2014年的集聚水平進行了測定。結果表明：就發展趨勢而言，在2006～2014年間，中國集成電路產業整體處于過度集聚狀態，超出了產業集聚促進產業規模擴大和轉型升級的合理范圍，但已經呈現出逐漸下降的趨勢。分行業產業集聚程度以制造業為最高，設計業為最低。其中除設計業近年來產業集聚程度發展到較為合理的范圍之內，制造業、封測業、裝備業以及材料業的產業集聚程度依然過高。而且，設計業、制造業、封測業產業集聚呈現出較大幅度下降的趨勢，裝備業呈現出小幅度上升的趨勢，材料業產業集聚程度基本保持穩定。就變化幅度而言，中國集成電路產業集聚度整體下降幅度較大，分行業中設計業下降幅度最大，材料業變化幅度最小。2014年封測業和裝備業產業集聚程度基本趨于一致。就區域布局與產業轉移而言，中國集成電路產業集聚的主要區域為長三角地區、珠三角地區、京津環渤海地區以及中西部地區。其中制造業以長三角地區為龍頭，近年來出現向中西部地區轉移的發展趨勢；設計業處于長三角占據絕對優勢，珠三角強勢崛起的發展狀態；封測業則是長三角占據半壁江山，但以西安、成都、武漢等為中心城市的中西部地區憑借優惠政策與低成本的優勢正在快速發展。

圖5　2014年我國集成電路產業區域布局情況

為更好發揮產業集聚正強化作用，促進中國集成電路產業實現快速趕超發展，本文結合中國集成電路產業集聚程度研究結果給出如下建議：

打破中國集成電路產業集聚區域長三角、京津環渤海、珠三角地區集成電路產業區域發展局限，加強區域內各省市以及區域與區域之間的合作，使已形成的區位優勢可以最大限度的被利用，促進中國集成電路集聚程度向最優狀態發展。對上海、北京、深圳、西安等集成電路產業集聚區域核心城市給予引導性和鼓勵性優惠政策，促進其主動尋求與區域內外省市建立緊密廣泛的合作，促進區域內和區域間的統籌協同發展；加強中西部區域地方政府對產業發展的整體科學規劃，積極鼓勵中西部地區承接中國集成電路制造業和封測業近年來的產能轉移，主要結合中西部產業發展成本優勢特色，堅持“因地制宜”和“有所為，有所不為”統籌協同發展；加強中國集成電路產業整體區域間統籌協同機制，實現區域合作共贏發展。積極發揮政府、龍頭企業以及產業協會作為區域內部及區域間緊密合作的橋梁作用，為各地集成電路產業主體提供跨地域合作平臺、信息和機會等。

注釋：

①《進一步鼓勵軟件產業和集成電路產業發展的若干政策》(國發[2011]4號)

②《國務院關于印發鼓勵軟件產業和集成電路產業發展若干政策的通知》(國發[2000]18號)

③國家集成電路產業投資基金，簡稱“大基金”

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(責任編輯：王平)

Research on Agglomeration of China IC Industry Based on Modified E-G Index

Jiang LidanHe HaiyanLi HongkuanCai Jingjing

(Beijing Institute of Technology，Beijing 100081，China)

〔Abstract〕The paper judged China’s IC industrial agglomeration degree through modified E-G Index,and analyzed China’s IC industry development trend from the whole and the subdivided industrial agglomeration degree,and observed the regional layout and industrial relocation of China’s IC industry.The results showed that:China’s integrated circuit industry as a whole cluster is in high state,but present a decline situation of recent development.In the subdivided industry,the manufacturing,packaging and test industry,design had a sharp decline,the equipment had a small increments rising,and the material remained basic stable state.The regional distribution of China’s IC industry was concentrated in the Yangtze river delta,Beijing-tianjin Bohai sea area and the Pearl river delta region,but the manufacturing,packaging and test industry had began to transfer to the central-western regions.All of these conclusions can provide decision-making basis for China’s IC industry regional development planning and policy-making.

〔Key words〕E-G index;integrated circuit industry;industrial agglomeration;location advantage;capacity transfer

〔中圖分類號〕F424

〔文獻標識碼〕A

DOI：10．3969/j．issn．1004-910X．2016．03．008

作者簡介：姜李丹，北京理工大學管理與經濟學院博士研究生。研究方向：產業創新與戰略管理。何海燕，北京理工大學教育研究院院長，博士生導師。研究方向：教育經濟與戰略管理。李宏寬，北京理工大學管理與經濟學院博士研究生。研究方向：產業創新與戰略管理。蔡靜靜，北京理工大學管理與經濟學院博士研究生。研究方向：產業創新與貿易救濟。

基金項目：國家科技重大專項極大規模集成電路制造裝備及成套工藝專項“20-14nm技術知識產權與研發聯盟技術創新戰略研究”(項目編號：2014ZX02301001001)；國家自然科學基金資助項目“產業安全視角下我國貿易摩擦治理機制與政策研究”(項目編號：71473017)。

收稿日期：2015—11—12