我國集成電路產業現狀、影響因素及前景展望

趙胤雄

《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標的建議》明確提出：要瞄準人工智能、量子信息、集成電路、腦科學等前沿領域，實施一批具有前瞻性、戰略性的國家重大科技項目[1]。國務院印發《新時期促進集成電路產業和軟件產業高質量發展的若干政策》也提到中國芯片自給率要在2025年達到70%[2]。在下游企業需求增長和國家政策的雙重推動下，中國集成電路產業在逆境中迎來了重大機遇。中美貿易戰以來，中國集成電路企業接二連三受到制裁，給中國集成電路行業帶來沉重打擊。新冠肺炎疫情和外部政治因素使我國發展集成電路國產化的需求更加迫切，目標也更加堅定。

一、我國集成電路產業發展的現狀

(一)從產業鏈條分析。集成電路產業鏈條由設計端、材料端、設備端、制造端、封測端組成。設計端：整體上與國際先進水平差距較大，僅少數公司在部分領域取得了突破，如華為海思的麒麟芯片、匯頂的指紋識別芯片等。材料端：高端產品市場技術壁壘較高，日美企業占據領先地位，國內企業長期研發投入和積累不足。設備端：刻蝕、薄膜沉積、光刻、清洗四大主要設備，刻蝕設備價值量最高，國產設備在成熟工藝取得突破；薄膜沉積設備在特殊工藝領域與國際巨頭差距較小；光刻設備技術壁壘較高，國內仍需不斷積累；國產清洗設備率先取得突破。制造端：晶圓代工領域臺積電一家獨大，中芯國際在14nm取得突破，處于積極追趕態勢。封測端：國內企業最早以此為切入點進入集成電路產業，近年來，國內封測企業通過外延式擴張獲得了良好的產業競爭力，技術實力和銷售規模已進入世界第一梯度。

(二)從產業優劣勢分析。

1.政策扶持優勢。作為國家發展重要戰略之一，集成電路行業已經受到各級政府和資本市場的高度關注。國務院、各部委和地方政府相繼出臺政策對集成電路產業進行扶持，一級市場投資火熱，二級市場對集成電路企業認可度高，大量資金涌入集成電路行業。

2.產業規模優勢。我國集成電路市場規模及全球占比持續提升，但集成電路產品進口量依然較大。根據CSIA中國半導體行業協會數據：我國集成電路行業銷售收入從2010年的1,424億元增長至2020年的8,848億元[3]，累計增長6倍多，高于全球增速(見表1、圖1)。我國集成電路市場規模在全球占比從2010年的8.60%提升至2020年的37.54%。

圖1 我國2010～2020年集成電路行業銷售收入增長圖

表1 我國2010～2020年集成電路行業銷售收入(單位：億元)

從2020年集成電路行業細分市場銷售收入看，設計業3778.4億元，占比42.7%；制造業2560.1億元，占比28.9%；封測業2509.5億元，占比28.4%(見表2、圖2)。

表2 我國2020年集成電路行業細分市場銷售收入

圖2 我國2020年集成電路行業細分市場銷售收入占比

3.整體水平有差距。我國集成電路行業的支撐產業發展也與世界存在差距。在整個集成電路產業鏈中，我國除了起步較早的封測技術較為領先外，芯片設計、制造行業的整體水平與領先國家還有較大的差距。其中，在芯片設計領域，我國移動處理器設計水平與世界差距較小，其他細分領域均較為落后，中高端芯片幾乎被海外廠商壟斷，缺乏高端芯片設計話語權。據國務院發布的相關數據，2019年我國芯片自給率僅為30%左右[4]。提升高端芯片國產化率，實現高端芯片設計制造的國產化替代，將是中國集成電路產業下階段的重要奮斗目標。在制造環節中，先進制程工藝最為“卡脖子”。目前我國大陸最先進的成熟芯片的制程是中芯國際，2019年第四季度進入量產的14nmFinFET技術，而2021年4月臺積電3nm工藝已經進入試產遠遠領先于大陸水平。

海關總署數據顯示，2020年中國集成電路進口規模3,500億美元，占全部進口商品比重的 16.97%，反映出我國集成電路產品依然需要大量進口[5]。

二、我國集成電路產業發展的影響因素

(一)國際層面的影響。2018年以來，美國商務部(U.S.Department of Commerce)將多家中國知名科技企業及實體列入“實體清單”，對中國高新技術產業及相關企業的正常發展帶來不利影響。2021年3月，中美兩國半導體行業協會宣布成立“中美半導體產業技術和貿易限制工作組”，通過對話合作等方式解決兩國半導體產業面臨的問題，有利于緩解中美兩國在科技領域的相關矛盾。

(二)政策層面的影響。半導體產業是電子信息產業的基礎，涉及國家安全和戰略部署。近年來，全球主要國家和地區在半導體領域相繼出臺多項政策，有代表性的如歐盟，主要是提升半導體產業綜合競爭力；美國靠加大半導體和芯片領域投資規模；日本則加強半導體產業薄弱環節建設。

我國則是從半導體材料、設備、研發和稅收等方面加大政策支持力度，以推動國內半導體產業高速發展，提高半導體產業國際競爭力。

(三)人才層面的影響。半導體是技術密集型產業，專業技術人才是各國半導體產業實現自主創新的關鍵。目前我國集成電路產業尤其缺乏高端人才，而這類人才往往需要進行融合式培養，即掌握產業鏈中的多項技能。相比美國2021年半導體產業從業人數超過27萬人，我國2022年半導體人才缺口近25萬人[5]，其中設計與制造領域人才缺口均在9萬人左右。更值得注意的是，盡管許多高校新開設了集成電路專業并且擴大招生規模，但本專業畢業生進入本行業從業的人員比例并不高(以2019年為例僅為12%)，人才與崗位不匹配的矛盾也很尖銳。

三、我國集成電路產業前景展望

(一)集成電路產業銷售規模將保持高速增長。據國家統計局數據顯示，2020年全年中國集成電路累計產量達到2614.7億塊，較2019年增長29.6%；據海關總署披露的數據，2020年我國進口集成電路5,435億塊，同比增長22.1%；進口金額3500.4億美元，同比增長14.6%。可見我國集成電路還有2,820億塊缺口，還需進口來保障需求。

分行業來看，根據中國半導體行業協會統計(見表3、圖3)。

表3 我國2020年集成電路分行業增長情況

圖3 我國2020年集成電路分行業增長情況趨勢圖

根據三個行業增長的趨勢可以看出，我國制造、設計行業在政策鼓勵和資金支持的雙重作用下已經出現兩位數的增長。基于自動駕駛汽車、工業互聯網、云計算在未來幾年的增長前景判斷，我國集成電路產業銷售規模在未來幾年將保持兩位數的高速增長。

(二)技術將取得一定突破實現整體飛躍發展。目前我國中高端邏輯芯片、中低端存儲芯片、中低端模擬芯片的制造能力是具備的。制造技術上持續研發，已經突破19nm制程，基本能夠進行中端DRAM芯片的制造。在模擬芯片制造領域，華潤微電子、士蘭微電子、華虹微電子等企業已經擁有設計、生產、封裝流程經驗，隨著相關企業擴產步伐的加快，在模擬芯片制造產能方面未來將出現不小的提升。科研機構、國企和民營資本將投入先進工藝制程的研發，盡快突破“卡脖子”的制程瓶頸，擺脫產能和制造的束縛，實現整體飛躍式發展。

5G技術的應用也助推了芯片需求的增長，如手機的5G基帶芯片，大量的芯片需求來自于5G基站的建設。截至2021年底，我國累計開通142.5萬個5G基站，占全球60%以上。

(三)封測產業將發力突破高密度芯片技術彌補技術短板。國內封測業起步早，產業規模大，龍頭企業發展態勢也很穩健。目前我國封測業龍頭企業長電科技市場占有率穩居世界前四，通富微電與天水華天市場占有率穩定在世界前十。在技術層面，長電科技與世界龍頭日月光、安靠的技術水平不相上下，都能夠實現SIP、TSV等先進封測技術的運用。我國封測產業將在高密度芯片封測技術上突破，彌補技術短板。