淺析中國集成電路發展現狀及未來趨勢

宋健

【摘 要】作為國民經濟和社會發展的基礎性和先導性產業，集成電路產業是培育戰略性新興產業、發展信息經濟的重要支持，在當今社會生活中發揮著重要的作用。它的發展關乎國家核心競爭力和國家安全，是信息社會發展的基石，在信息技術領域中處于核心地位。本文從多個角度對集成電路的發展現狀進行了分析，并對其發展前景進行了科學的展望，希望能推動集成電路產業的健康發展。這是強化網絡信息安全的必然手段，也是實現核心技術自主可控的必由之路。

【關鍵詞】集成電路；微電子技術；產業政策；自主可控

當前，依托于信息技術以及軟件技術的飛速發展，集成電路技術在當今信息技術領域得到了廣泛的發展，逐漸成為信息技術的發展基石，也是未來人工智能技術以及計算機網絡技術發展的主要方向，被美國技術界評為20世紀最偉大的工程技術之一。近年來，我國集成電路設計、制造、封測、材料、裝備等產業鏈各部分均取得了不俗的業績。根據中國半導體行業協會的統計數據：2016年全年產業銷售4.34萬億元，同比增長20.1%；其中設計業銷售額為1.65萬億元，同比增長24.1%。制造業銷售額為1.1萬億元，同比增長25.1%。封測業銷售額為1.56萬億元，同比增長13%。在當前我國高速發展的經濟模式之下，集成電路技術已經成為現代產業和科技發展中不可或缺的基本條件之一。

一、集成電路設計業的特點

1.集成電路設計業近幾年來發展非常迅速。2016年，集成電路設計業獲得24.1%的增速，高于全球設計業11.8個百分點。銷售規模（1.6千億元）首次超過封測業的銷售額（1.5千億元），在集成電路產業中的占比最大。超過臺灣地區集成電路設計業的銷售額（約1.4千億元）。

2.中西部區域增長速度加快。2016年中西部地區設計業規模148.38億元，從增長率來看，2016年中西部地區增長率達到48.1%，高于全國集成電路設計業的24.1%的增長率24個百分點。

3.新興骨干城市突起。長三角地區合肥2016年的銷售額增長率高達201.37%，杭州達54.78%，珠三角的珠海為71.91%，香港為54.08%；京津環渤海地區的濟南為56.56%；中西部的長沙高達431.40%。反映了我國集成電路設計業的產業布局中，新興骨干城市在迅速擴大的趨勢。

4.中國十大設計企業準入門檻提高。中國半導體行業協會統計數據顯示：2015年十大設計企業的準入門檻是17.9億元，而2016年的準入門檻提高到20.5億元。前十家設計企業的銷售額合計達693.1億元，比2015年增長25%，占整個集成電路設計業的42.15%。其中，海思2016年銷售達303億元，成為我國國內首家銷售額突破300億元的集成電路設計企業。

5.產品開發領域分布變化可喜。2016年我國設計業的產品領域分布，從通信芯片領域一枝獨秀到涉及計算機、智能卡、多媒體和消費類電子芯片。中國半導體行業協會統計數據顯示：2016年計算機、智能卡、多媒體和消費類電子芯片的銷售增長率普遍高于通信芯片10個百分點。

二、我國集成電路產業面臨的機遇分析

技術和模式創新正在引發新一輪的產業變革。從技術角度來看，當前全球集成電路產業正處于技術變革時期。摩爾定律推進速度已大幅放緩，集成電路技術發展路徑正逐步向多功能融合的趨勢轉變，圍繞新型器件結構的探索正成為集成電路技術創新的主要焦點，物聯網、云計算、大數據等迅速發展，引發CPU計算架構發生變革，由英特爾公司所構筑的X86架構壟斷正逐步被突破。加之我國在計算機、移動通信等領域具有龐大的市場需求基礎，這恰好為我國集成電路產業追趕國際先進水平創造了難得的機遇。隨著技術和資金等門檻不斷提高，集成電路跨國企業正醞釀著大規模兼并重組，為我國企業在全球范圍內獲取先進技術、優秀人才以及市場渠道創造了有利條件。

中國市場在全球的引領作用持續凸顯。根據世界半導體統計組織（WSTS）的數據統計，受PC銷售下降和智能手機增速放緩的影響，2015年全球半導體市場銷售額為303萬億美元，同比下降了0.2%。在全球市場整體萎靡的狀態下，作為全球最大的集成電路應用市場，中國繼續保持了穩健的增長態勢。根據中國半導體行業協會數據統計，2014年隨著移動互聯網的爆發式增長，帶來了我國集成電路市場的新高峰，集成電路市場規模首次突破1萬億元，同比增長13.4%，這充分顯示出中國半導體市場強健的抗風險能力和旺盛的市場需求。2015年在政策拉動和市場需求的帶動下，我國集成電路市場規模進一步擴大，達到1.1萬億元，同比增長6.7%，占全球市場份額的51%。

國內龍頭企業的競爭實力不斷壯大。2015年在國家大眾創新、萬眾創業政策激勵下，眾多的集成電路設計企業如雨后春筍般涌現，僅2015年一年新注冊的集成電路設計企業就有200多家。從企業實力角度來看，中國集成電路企業實力不斷增強。海思半導體已經成長為全球第6大設計企業，紫光收購展訊和銳迪科后，企業規模快速壯大，成為全球第10大設計企業。2015年6月，中芯國際、華為、比利時微電子研究中心（IMEC）與高通一同宣布共同投資中芯國際集成電路新技術研發（上海）有限公司，主要面向下一14nm先進工藝制程的研發。這一系列成果的推出將改變我國在集成電路制造的落后局面，大幅提升產業制造能力，并將進一步完善中國整體集成電路加工產業鏈。現階段良好的產業發展基礎為未來實現突破創造了有利條件。

三、未來集成電路技術和體系的主要發展趨勢

1.器件特征尺寸減小

隨著信息技術與材料工程技術的發展，集成電路器件的特征尺寸將逐步實現物理極限的突破，呈現出物理尺寸逐漸減小、性能和穩定性逐漸增加的發展趨勢，未來將可能出現從微米到納米再到亞納米、超納米的尺寸等級。這種集成器件的體積減小將使得電路的集成度更高，制造工藝更加復雜，同時對于芯片質量的需求也越來越高，將極大地推動便攜式智能設備的發展和推廣。據國際半導體技術發展協會估計，未來特征尺寸為22mm的CMOS電路以及實際柵長為9mm的MPU將會實現。

2.新材料和新器件的出現

未來隨著集成電路芯片特征尺寸的不斷減小，芯片的集成度越來越高，同時體積也越來越小，對材料的性能要求也在不斷提升，這種集成芯片的性能突破將迫使新材料和新器件的不斷涌現，也必將極大地提升集成芯片的技術水平，當下人們普遍認為鐵電存儲器將是在DRAM 之后的下一代半導體存儲器件。

3.系統集成芯片

系統集成芯片也叫SOC，該技術得到了國內外專家的大力支持，并且很多研究機構已經開始著手研究SOC技術的應用項目。SOC技術將微處理器、模擬IP核、數字IP核以及片外存儲器控制接口等功能集于一身，使得電路系統設計兼具穩定性和低功耗的特點，解決了很多傳統集成電路中面臨的主要問題，在未來必將引發一場以芯片為特色的電子信息產業化革命。

【參考文獻】

[1]劉乃鹿. 影響軟件項目管理關鍵因素的探討[J]. 化工設計通訊，2016.

[2]國家信息化發展戰略綱要[N]. 人民日報，2016-07-28.

[3]丁文武. 集成電路行業面臨的重大變革和機遇[J]. 集成電路應用，2016.

[4]國家集成電路產業發展推進綱要[J]. 集成電路應用，2014.endprint