我國集成電路產業運行特點及問題研究

劉曉萌 賀 琪 王 岳 楊 然 羅彥平 /文

近年來，隨著國家對集成電路產業重視程度的不斷提高，我國的集成電路產業經濟運行呈現出良好態勢，具體表現為銷售保持高速增長，增速遠高于全球水平；產業投資持續高速增長，資本支出占全球份額越來越大；集成電路設計、制造、封測產業結構日趨合理，初步形成了三業共同發展的產業鏈。雖然集成電路產業實力有了顯著提升，但仍存在對外依存度較高的問題，同時，產業發展還面臨著“技術路線、高端設備、基礎材料、專業人才”這四困。

我國集成電路產業經濟運行特點

我國集成電路銷售保持高速增長，增速遠高于全球平均水平

2014 年以來，我國集成電路銷售額均保持在20%左右的高速增長，銷售額從2014 年的3015 億元增長到2018 年的6532 億元。圖1 中顯示，除2017 年以外，我國集成電路銷售增速遠高于全球平均水平，對全球集成電路的發展發揮了促進作用。2017 年全球集成電路銷售額快速增長，主要是因存儲器芯片（包括DRAM、閃存等）市場大幅增長。

圖1 2014 ～2018 年集成電路銷售情況

我國集成電路產業投資持續高速增長，資本支出占全球份額越來越大

2014 年，為加快推進我國集成電路產業的發展，國務院印發《國家集成電路產業發展推進綱要》。自此，我國集成電路產業投資進入高速增長時期，中國半導體資本支出從2014 年的15 億美元增長到2018 年的110 億美元，年均增長率高達64.6%，遠高于日本和歐洲12.8%的年均增長率。

圖2 我國半導體資本支出與日本歐洲半導體資本支出比較

2018 年，我國集成電路資本支出達到了110 億美元，超過日本和歐洲資本支出總和（107 億美元），占全球半導體資本支出（1035 億美元）的10.6%，資本支出占全球份額越來越大。110 億美元集成電路資本支出中，內資企業（中芯國際、華虹、長江存儲、合肥長鑫等）投資約占41.3%，外資企業（三星、SK海力士、格芯、臺積電等）投資約占58.7%。

集成電路設計、制造、封測產業結構日趨合理，初步形成了三業共同發展的產業鏈。

集成電路產業包括設計、制造、封測三個子產業，其中設計位于集成電路產業的上游，屬知識密集型行業，制造位于中游，屬資金密集型行業，封測位于下游，屬勞動密集型行業。從2014 ～2018 年集成電路設計、制造、封測占比情況來看，我國集成電路設計、制造、封測產業結構日趨合理，設計業占比逐年增長，2016年成為三個產業中比重最大的，2018 年達到38.6%，制造業占比逐年增長，2018 年仍是三個產業中占比最低的，封測業占比逐年下降，從2014 年的41.6%下降至2018 年的33.6%。

圖3 2014 年～2018 年集成電路設計、制造、封測占比情況

我國集成電路產業初步形成了設計、制造、封測三業及支撐配套產業共同發展的產業鏈。具體來看，設計業隨著以華為海思、展訊為代表的設計公司的快速發展，國內集成電路設計方面與國際一流企業差距在縮小，尤其是在手機處理器、基帶芯片等領域；制造業以中芯國際為代表的foundry 進展很快，已實現28nm 先進制程的量產，14nm 先進制程良品率已提升至95%以上，但與國外仍相差2 代左右；封測業，國內長電科技、通富微電子、華天科技3家企業進入全球前十，在規模、技術方面與海外公司差距較小。

集成電路對外依存度較高，近兩年集成電路進口呈快速增長態勢。

雖然我國集成電路產業鏈已初步形成，但對外依存度仍較高，尤其是存儲器、CPU 及MPU 等領域的集成電路高端產品，自2014 年以來，我國每年集成電路進口額都在2000 億美元以上。

2014 ～2016 年，我國集成電路進口相對平穩，每年進口額保持在2248 億美元左右，近兩年集成電路進口呈加快增長態勢，2017 年我國集成電路進口額2601 億美元，比上年增長14.6%，2018 年我國集成電路進口額更是達到了3121 億美元，比上年增長20.0%，2018 年出口額僅為846.4 億美元，貿易逆差突破2000 億美元，集成電路目前是我國單一最大宗進口商品，集成電路的生產遠不能滿足市場的需求。

圖4 2014 年～2018 年我國集成電路進口情況

集成電路產業存在的問題

工業和信息化部部長苗圩表示，近年來，在市場拉動和政策支持下，我國集成電路產業快速發展，整體實力顯著提升，但由于核心技術缺乏，產業規模不大，很多方面仍難以滿足市場需求。面對核心技術買不來的局勢，集成電路產業發展必須要突破以下“四困”。

技術路線之困

我國集成電路產業技術路線尚未擺脫跟隨策略，跟在別人后面亦步亦趨的狀況沒有根本改變。主要體現在兩方面，一是缺乏自主的芯片架構，過分依賴國外公司產品。目前全球95%以上的移動芯片都是采用ARM 架構，桌面處理器95%以上都是采用intel 的X86 架構，都是別人設計好的技術路線。華為海思雖說設計能力與國際一流企業的差距在縮小，但仍離不開ARM 架構。二是設計領域存在設計工具短板，設計方法學缺失。芯片設計過分依賴電子設計自動化工具（EDA），這一工具使設計者能用計算機進行邏輯編譯、化簡、分割、綜合、優化、布局、布線和仿真等工作，最終完成芯片設計。不過該軟件服務的主要是3家國外公司（Cadence、Mentor、Synopsys），設計核心IP、EDA 輔助設計方面，我國全球市占率不足1%。

高端設備之困

高端設備之困主要體現在集成電路制造設備方面，我國自主研發生產能力弱，嚴重依賴進口，但有些高端設備遭到國外禁運，導致高端設備問題一直困擾集成電路的發展。據IC World 統計，實際上國內集成電路設備的國內市場自給率僅有5%左右，在全球市場僅占1%～2%，技術含量高的集成電路前道設備自給率更低。

具體來看，對應集成電路各工藝的關鍵制造裝備，包括光刻機、刻蝕機、清洗機、切割減薄機設備等、影響程度最大的光刻機，基本被荷蘭的阿斯麥（ASML）日本的尼康（Nikon）、佳能（Canon）三家掌控，其中ASML 處于絕對優勢地位，對高端光刻機100%控制，對中低端光刻機80%～90%控制，一臺最新的極紫外光光刻機售價高達1 億多美金。但荷蘭是《瓦森納協議》締約國，該協議技術封鎖對象就是中國，最先進的設備、技術都不會輸出給我國，這是一直困擾集成電路產業發展的關鍵問題。

基礎材料之困

集成電路基礎材料貫穿集成電路的晶園制造、前道工藝（芯片制造）和后道工藝（封裝）整個過程，按照產業鏈分為襯底材料、工藝材料（包括光刻膠、掩膜版、工藝化學品、電子氣體、拋光材料、靶材）及封裝材料三大板塊。我國的集成電路基礎材料產業還很弱小，產品集中在中低端，高端產品嚴重依賴進口，雖然江豐電子、安徽微電子的濺射靶材和拋光液等關鍵材料通過大生產線認證進入批量銷售，但高端基礎材料“卡脖子”問題依然嚴重，根據工信部對30 多家大型企業130 多種關鍵基礎材料調研結果顯示，32%的關鍵材料在我國仍是空白，52%依賴進口。

具體來看，大硅片全球市場呈現出寡頭壟斷的格局，日本信越和SUMCO 各占30%左右的市場份額，加上德國Siltronic、韓國LGSiltron、美國MEMC 和臺灣中美硅晶制品SAS，上述六家公司占據全球市場的90%以上。工藝化學品，主要有德國巴斯夫、美國亞什蘭化學、Arch 化學、日本關東化學、三菱化學、京都化工、住友化學、和光純藥工業、臺灣鑫林科技、韓國東友精細化工等，上述公司占全球份額的85%以上。電子氣體，美國空氣、美國普萊克斯、德國林德集團、法國液化空氣和日本大陽日酸株式會社5大氣體公司占全球90%以上市場份額。

專業人才之困

人才是集成電路產業發展中尤為困難的部分，隨著國家的重視及社會各方資本的關注，資金瓶頸正得到緩解，但人才缺乏問題卻不能一蹴而就，尤其是領軍人才、高端人才嚴重不能滿足市場需求。

據《中國集成電路產業人才白皮書（2017～2018）》統計分析顯示，截止到2017 年底，我國的集成電路產業現有人才存量40 萬人左右，到2020 年前后，我國的集成電路產業人才需求規模約為72 萬人左右，人才缺口32 萬人，而2017 年20 萬高校集成電路專業領域的畢業生中，僅有不足3 萬進入本行業就業，人才供給不能滿足社會需求。

相關建議和措施

近年來，我國集成電路產業在增長速度、投資規模及產業結構都呈現出良好的態勢，但沒有根本上擺脫對國外進口的依賴，集成電路產業發展也仍面臨著不少的困難，為扭轉不利局面，促進集成電路產業的長足發展，建議做好以下幾個方面。一是加強集成電路生態體系的建立和支持。集成電路是相當復雜的產品，除設計、制造、封測以外，更需要配套支撐的產業鏈，同時也離不開核心技術、知識產權、產業人才等，而生態體系的建立就需要政府(或協會)，綜合考慮各個因素，合理規劃、長期布局、穩步推進、逐步建立。如：積極推動我國自主的集成電路產業技術路線，穩步開發自主的芯片架構、設計核心IP、EDA 輔助設計，建立“培養”和“引進”雙措并舉的人才措施，要加強海外高端人才引進力度，更要加大人才培養力度，推進示范性電子學院建設，促進產學研用一體化發展。二是加大集成電路基礎材料和設備制造業。集成電路基礎材料和制造設備，極大地制約著我國集成電路的自主發展，某些國家聯合設置障礙，限制關鍵材料和制造設備對我國的出口，尤其是高端設備尤為明顯，我們必須著重發展集成電路基礎材料及設備制造業，否則不可能從根本上擺脫受制于人的狀況。建議考慮制定專項政策，大力鼓勵企業、高等院校及科研機構進行與基礎材料和設備制造業相關的研究。三是完善資金支持體系。國家集成電路產業基金于2014 年正式發起，截至2017 年11 月30 日，大基金（一期）累計有效決策62 個項目，涉及46 家企業，已經覆蓋制造、設計、封測、裝備材料等各個環節，前三位企業的投資占比達到70%以上，有利推動龍頭企業的核心競爭力，目前，大基金（二期）方案已上報國務院，預計規模1500 ～2000 億元。同時，配合國家大基金，完善社會資本、企業自身資本等資金體系，帶動更多資本推動集成電路產業快速發展。