集成電路產業集群高質量發展評價指標體系構建與實證研究

苗 圃 張 寧

（1.常州工業職業技術學院 旅游與康養學院，江蘇 常州，213000；2.常州工業職業技術學院 數字商務學院，江蘇 常州，213000）

集成電路產業和軟件產業是信息產業的核心，是引領新一輪科技革命和產業變革的關鍵力量。集成電路產業的高質量發展對我國掌握新一輪科技革命的主動權至關重要[1]。在國家集成電路產業發展戰略指引下，產業集群正在加速布局，已經形成了以北京中關村集成電路設計園、上海集成電路設計產業園、深圳集成電路設計應用產業園為代表的產業集群。然而，我國集成電路產業集群的國際競爭力不足，主要原因在于自主研發能力弱，核心技術和零部件依賴進口，而且受中美貿易摩擦和新冠肺炎疫情的疊加影響，產業鏈斷供風險不斷攀升。面對國內外新形勢，我國集成電路產業集群在新發展格局中，勢必要激發內在驅動力、提升產業競爭力。所以，科學評價我國集成電路產業集群的發展現狀，深入分析產業集群在產出能力、協作能力、價值鏈、創新鏈、供應鏈等方面的具體表現，并提出針對性的建議，具有重要意義。

一、測算方法設計

（一）組合權重模型

本文采用熵權—CRITIC 組合賦權法確定指標權重。組合賦權法能夠克服單獨依靠某種方法所導致的通用性和可計算性差的問題，有利于綜合利用各種賦權法的優勢。熵權法是根據各項指標值的變異程度確定權重，能深刻反映指標的區分能力；CRITIC 法是基于指標值的對比強度和指標之間的沖突性綜合衡量指標的客觀權重；兩種方法的組合可以較大程度地利用數據自身的客觀屬性進行科學評價。

1.熵權法

其中，Hj為信息熵為各指標值，k=1/lnm，m 為評價區域數。根據信息熵Hj，計算指標差異性系數。差異性系數越大，則包含的信息量越多，反之則少。根據差異性系數可以計算得到權重向量。

其中，fj為差異性系數，wj為指標權重。

2.CRITIC 法

根據評價指標值計算指標之間的對比強度。對比強度以標準差的形式表現，標準差越大，說明波動越大，權重越大。

其中，σj為對比強度，xij為各指標值，u 是各指標算術平均值，m 為評價區域數。

根據指標間相關系數和對比強度計算指標之間的沖突性。沖突性表示兩個指標之間的相關性，若兩個指標之間具有較強的正相關性，說明其沖突性越小，指標權重會越小。

其中，gj為指標沖突性值，Cov（cj，ct）為協方差，n 為指標數。

根據對比強度和沖突性計算指標權重。

其中，Cj為指標的綜合值，wj為指標權重。

3.組合賦權

假設，由熵權法確定的權重向量為W1=（w11，w12，…，w1t），由CRITIC 法確定的權重向量為W2=（w21，w22，…，w2m），則組合權重如下：

（二）基于T O P S I S 法的測算模型

1.數據無量綱化處理

其中，vij為標準化值，xij為第i 個區域第j 個指標，1≤i≤m，1≤j≤n。

2.構建加權決策矩陣

其中，Z 為加權決策矩陣，wij為第i 個區域第j 個指標的權重值，1≤i≤m，1≤j≤n。

3.確定正負理想解

其中，Z+、Z-分別為正、負理想解，zj+、zj-分別為正、負向指標集合。

4.計算正負理想解距離

5.計算相對貼近度

其中，Ci為各評價區域與最優值相對接近度，值越大表明評價值越接近最優值，反之則越接近最劣值，且0≤Ci≤1。

二、評價設計

（一）評價指標體系構建

本文在充分研究國內外戰略性新興產業集群、高新技術產業集群評價指標體系的基礎上，依據評價指標的可得性、集成電路產業特點、國際競爭環境下對產業集群發展的新要求，構建了集成電路產業集群高質量發展評價指標體系（見表1）。

表1 集成電路產業集群高質量發展評價指標體系

1.微觀集群

產業集群是企業在空間上的集聚狀態，集聚的優勢在于能夠提升集群的產出質量以及內部主體間相互交織的協同能力，所以微觀集群由集群產出能力和集群協作能力構成[2]。

2.中觀產業鏈

產業鏈可以用生產流程中企業間的劃分與鏈接來定義，但這只是產業鏈內涵的一個方面，完整的產業鏈應該是基于產業上下游各環節的由價值鏈、創新鏈、供應鏈、空間鏈四個維度有機組合的鏈條[3]。

3.宏觀環境

集成電路產業是新一代信息技術的核心，是技術密集型產業，對數字基礎設施、技術創新環境有較高要求。由于集成電路產業是戰略性新興產業，也受到政府政策的間接指導。所以，宏觀環境由數字化環境、技術環境、營商環境構成[4]。

（二）數據來源與研究區域

數據主要來源于《中國電子信息產業統計年鑒》《中國工業統計年鑒》《中國統計年鑒》，以及各省（區、市）統計年鑒、中國半導體行業協會、各地海關等。

根據工信部、中國半導體行業協會公布的數據，2021 年我國集成電路總產量約為3590 億塊，其中排名前15 的省（區、市）產量約占總產量的99.5%。由于集成電路產業屬于技術和資金密集型產業，政府通過建立工業園區將大量的集成電路企業集聚在一些科技資源雄厚且經濟較發達的城市。所以，在排名前15的省（區、市）中，集成電路產業主要集聚在北京、天津、沈陽、大連、上海、蘇州、無錫、南京、寧波、杭州、合肥、深圳、廣州、廈門、泉州、西安、天水、武漢、長沙、重慶、成都等城市，這些城市能夠較全面地代表我國集成電路產業集群的最高發展水平，故本文將這些城市作為研究區域。

三、實證分析

（一）集成電路產業集群高質量發展綜合評價

集成電路產業集群高質量發展綜合評價結果見圖1。我國集成電路產業集群高質量發展水平呈現梯度差異，上海和北京相對貼近度大于0.7，深圳和無錫大于0.6，成都和西安大于0.5，合肥、武漢和廈門大于0.4，其他城市均低于0.4。樣本城市集成電路產業集群高質量發展水平在0.3—0.8 之間，所有城市均未達到0.8 以上，表明在集成電路技術加速迭代的背景下，我國集成電路產業集群競爭力仍有待提升。

圖1 集成電路產業集群高質量發展綜合評價結果

（二）各城市二級指標評價

1.上海和北京

微觀集群維度。集群產出能力高，2020 年上海集成電路產值達到2070 億元，約占全國的21%，北京集成電路產值也超過1000 億元。集群協作能力強，企業與政府、高校、科研院所之間的協作較緊密，例如上海市政府與中國電子信息產業集團有限公司簽署戰略合作框架協議以推動上海集成電路產業的深度發展。北京通過政策引導與市場整合方式，以集成電路設計為核心，連通芯片制造、封裝測試、集成電路裝備、集成電路材料等領域全面協同發展。

中觀產業鏈維度。集群價值鏈中，2020 年上海與北京集成電路出口分別為1690 億元和128 億元，北京集成電路多集中于設計環節，集成電路制成品出口量相對較低。集群創新鏈中，2020 年上海與北京發明專利授權量分別達到2.4 萬件和6.3 萬件，集群的創新水平較高。集群供應鏈中，上海和北京作為我國集成電路產業集群的領頭羊，對周邊城市的輻射帶動作用強，形成了以上海和北京為核心，周邊城市在產業鏈各環節分散布局供應的態勢。集群空間鏈中，上海與北京是全國交通中心，2020 年境內高速公路里程數分別為845 公里和1170 公里，對外通達度在國內首屈一指，集成電路企業對外連通性非常強。

宏觀環境維度。數字化環境中，2020 年上海與北京互聯網寬帶接入用戶數分別為919 萬戶和747 萬戶，數字基礎設施發展水平高。技術環境方面，上海與北京聚集了我國最頂尖的高校，研發人才豐富，普通高等學校教師數分別為47668 人和70645 人，技術創新環境優越。營商環境方面，政府投入大量財政資金完善基礎設施與社會服務，一般公共預算支出分別為8102 億元和7116 億元，分別占當地GDP 的21%和20%。上海與北京聚集了大量的國內外企業總部，營商環境較好。受益于資源的集聚效應和政策的扶持效應，上海和北京宏觀環境中的數字化環境、技術環境、營商環境優勢明顯。

2.深圳和無錫

微觀集群維度。集群產出能力較強，2020 年深圳集成電路產值超過1100 億元，無錫也接近1000 億元。集群協作能力強，深圳和無錫是我國集成電路產品的集散中心、應用中心、設計中心和封測中心，集聚了大量集成電路企業，企業合作遍布產業鏈上下游環節。

中觀產業鏈維度。集群價值鏈中，2020 年深圳集成電路出口超800 億元，無錫也超過600 億元，對外出口量較大。集群創新鏈中，深圳發明專利授權量達3.1 萬件，但無錫創新水平相比較低，發明專利授權量僅為4300 件，創新能力不足也是無錫集成電路產業實施創新發展戰略的短板。集群供應鏈中，深圳推動技術先進的IDM企業和晶圓代工企業擴建研發基地，重點布局12 英寸硅基和6 英寸及以上化合物半導體芯片生產線，以科技創新的形式支持設計、制造、封測各環節突破技術制約，增強產業鏈供應鏈競爭力與穩定性。無錫開展集成電路國際供應鏈試點項目，江蘇率先在全省啟動集成電路供應鏈保稅模式改革試點工作，以增強供應鏈穩定性。集群空間鏈中，2020 年深圳與無錫的境內高速公路里程數分別為388 公里與277公里，交通通達性較好。

宏觀環境維度。數字化環境方面，2020 年深圳與無錫互聯網寬帶接入用戶數分別為550 萬戶和360萬戶，深圳提出要推進千兆光網建設，支持IPv6 網絡規模部署和應用，布局國際信息通信設施，建設新型互聯網交換中心。無錫在《智慧城市“十四五”規劃和2035 年遠景目標綱要》中提出要實現光纖網絡接入能力全覆蓋，優化窄帶物聯網建設，重要應用系統實施IPv6 升級改造，實現5G 網絡全覆蓋。技術環境方面，2020 年深圳與無錫普通高等學校教師數分別為8047人和7020 人，在科技創新人才引進方面需要加強。營商環境方面，2020 年深圳與無錫一般公共預算支出分別為4178 億元和1215 億元，分別占當地GDP 的15%和10%，當地政府能夠依托地區優勢，優化營商的硬件與軟件環境。

3.成都和西安

微觀集群維度。集群產出能力較強，2020 年成都集成電路產業產值1300 億元，西安為1200 億元。集群協作能力較強，在集成電路產業鏈上，成都擁有超過2500 家企業，涉及半導體設計、EDA、專用材料、專用設備、制造、封裝測試、消費電子、汽車電子、計算機、物聯網等環節，形成了集成電路產業集群，內部協作性較好。西安集成電路產業鏈覆蓋集成電路設計、制造、封裝測試、系統應用，以及設備和材料的研制與生產，產業集群內部協作密切。

中觀產業鏈維度。集群價值鏈中，2020 年成都與西安集成電路分別出口900 億元和1000 億元，出口量較大。集群創新鏈中，2020 年成都與西安發明專利授權量分別為10880 件和14055 件，集群創新水平較強。集群供應鏈中，成都以“強鏈穩鏈補鏈”思路加大招商引資規模，建成高新產業園區、電子信息產業功能區、國家“芯火”雙創基地等集群發展載體，以強化產業鏈供應鏈的穩定性。西安在打造集成電路全產業鏈的同時，持續深化與比亞迪、中興、華為等企業的合作，鼓勵三星、美光、力成、信泰、威世等外資企業持續投資，將芯派、龍騰、拓爾微、中穎等本地“專精特新”中小企業作為重點培育企業，引導本地企業與國內外跨國集團深入合作，構建緊密的產業供應鏈體系。集群空間鏈中，成都與西安作為我國西南地區與西北地區的中心城市，對外通達性非常好，2020 年境內高速公路里程分別為1100 公里和550 公里。

宏觀環境維度。數字化環境中，2020 年成都與西安互聯網用戶數分別為800 萬戶和479 萬戶。技術環境中，2020 年成都與西安普通高等學校教師數分別為52000 人和51996 人，科技創新人才較多。營商環境中，2020 年成都與西安一般公共預算支出分別為2159 億元和1347 億元，分別占當地GDP 的12%和13%，政府能夠投入較充足的資金加強營商環境建設。

4.合肥、武漢和廈門

微觀集群維度。集群產出能力較低，2020 年三市集成電路產值分別為380 億元、200 億元、310 億元，低于平均水平。集群協作能力一般，其中合肥集成電路企業數相對較多，現已有企業超300 家，從業人員超過2.5 萬人，企業初步覆蓋集成電路設計、制造、封裝測試及設備材料全產業鏈，產業鏈內部協作相對較好，但企業間協作深度不足，尤其在研發合作、生產協同、銷售網絡對接等方面需要加強。武漢在集成電路產業鏈上中下游環節均有布局，布局企業主要集中在集成電路設計與制造的上中游環節，企業利潤空間較大，但是企業相對較少，集聚水平不高，內部協作也有待加強。廈門已形成火炬高新區、海滄臺商投資區、自貿區湖里片區三個重點集成電路集聚區，聚集企業近300 家，引進了聯芯、星宸科技、三安集成、瀚天天成、士蘭、通富、美日豐創等分領域龍頭企業，加速產業集聚，但廈門由于受到區位條件限制，集成電路產業布局集中于細分環節，而不是完整產業鏈布局，企業間協作較為松散。

中觀產業鏈維度。集群價值鏈中，2020 年合肥集成電路出口額為80 億元，武漢與廈門集成電路產值規模小，出口量有限，集成電路出口技術復雜度很低，多以中低端產品為主。集群創新鏈中，2020 年合肥、武漢和廈門發明專利授權量分別為7593 件、14667 件和3066 件，合肥與廈門的創新能力有待提升。集群供應鏈中，合肥初步形成覆蓋設計、制造、封裝、測試、材料、設備等較為完整的全產業鏈，產業鏈上中下游企業聯系較緊密，同時合肥也針對12 條重點產業鏈實施“鏈長制”，建立統籌調度機制，合力解決企業遇到的困難和問題，確保產業鏈供應鏈穩定。武漢集成電路產業重點布局在設計與制造環節，依托長江存儲發展國家存儲器基地項目實現了閃存堆疊層數的跨越，但是在產業鏈各環節掌握的核心技術有限，產業鏈供應鏈穩定性有待增強。廈門集成電路產業布局集中于集成電路設計、先進封裝測試、產品導向特色工藝等領域，實施差異化戰略，針對細分領域開展“卡脖子”技術攻關項目，與中國科學院微電子研究所、國家集成電路設計深圳產業化基地、清華大學微電子研究所開展研發合作，突破了部分“卡脖子”技術，一定程度解決了核心產品國產化，個別技術在國內實現了首創，但產業鏈整體仍處于中低端水平，缺少核心技術支撐，供應鏈缺乏穩定性。集群空間鏈中，2020 年合肥、武漢和廈門境內高速公路里程數分別為481 公里、730 公里和142 公里。

宏觀環境維度。數字化環境中，2020 年合肥、武漢和廈門互聯網用戶數分別為390 萬戶、479 萬戶和245萬戶。技術環境中，2020 年合肥、武漢和廈門普通高等學校教師數分別為28640 人、61600 人和10700 人，創新人才相對較多。營商環境中，2020 年合肥、武漢和廈門一般公共預算支出分別為1164 億元、2400 億元和977 億元，分別占當地GDP 的12%、15%和15%，營商環境建設投入明顯不足。分析發現，合肥、武漢和廈門已經具備一定的創新基礎和能力，但要注重產業產出能力和協作能力的提升，以及優化產業供應鏈的安全性與穩定性。

5.其他城市

這些城市集成電路產業起步較晚，在各維度的發展水平較低，多是集成電路核心城市的附屬。例如以上海為核心的蘇州、南京、杭州、寧波，以深圳為核心的廣州，以北京為核心的大連、天津、沈陽，以廈門為核心的泉州，以西安為核心的天水。個別城市屬于區域中心城市，例如重慶、長沙。由此可以看出，我國集成電路產業呈現集群式發展態勢，聚集于國內的各大城市群，這與集成電路產業對技術、資金、人才、信息、交通等生產要素的高度依賴性有關。

四、結論與建議

（一）結論

本文運用組合賦權法與TOPSIS 模型對我國集成電路產業集群高質量發展水平進行評價，結果發現：第一，我國集成電路產業集群高質量發展水平呈現梯度差異，上海和北京為最高等級，深圳和無錫為第二等級，成都和西安為第三等級，合肥、武漢和廈門為第四等級，寧波、天津、南京、廣州、杭州、蘇州、重慶、大連、長沙、沈陽、天水、泉州為第五等級。第二，我國集成電路呈現空間集聚分布態勢，集聚于長三角經濟區、環渤海經濟區、粵港澳大灣區、長江上游和中游地區、西北地區、臺灣海峽西岸地區。第三，各等級集成電路產業集群高質量發展存在不同的短板，上海和北京需要優化集群協作能力、集群價值鏈、集群創新鏈、集群供應鏈；深圳和無錫需要優化集群價值鏈、集群創新鏈、集群空間鏈、數字化環境、技術環境、營商環境；成都和西安需要優化集群創新鏈、數字化環境、營商環境；合肥、武漢和廈門需要優化集群產出能力與協作能力、集群供應鏈、技術環境與營商環境；其他城市整體實力較弱，需要先壯大產業規模，優化宏觀環境，在此基礎上才能通過四鏈聯動推動產業集群向縱深發展。

（二）建議

一是各城市應根據集群高質量發展等級差異，明確在不同指標維度上的不足，據此制定符合本城市集成電路產業集群的發展目標和規劃。由于各城市發展差異巨大，應根據各自的要素稟賦條件和發展實際確定集成電路產業集群的發展目標，在綜合考慮產出能力、協作能力、價值鏈、創新鏈、供應鏈、空間鏈、數字化環境、技術環境和營商環境的前提下聚焦不足，合理分解目標，實現發展規劃的統籌安排。

二是各產業集群應以集群產出能力和協作能力的提升為導向，促進集群價值鏈、創新鏈、供應鏈、空間鏈的聯動發展。各產業集群要以構建雙循環新發展格局為契機，立足國內外中高端市場，積極提升全球價值鏈地位；要以可持續創新能力構建為目標，有效整合全球創新資源；要以供應鏈安全穩定為核心，探索固鏈補鏈強鏈新舉措；要以空間鏈合理高效布局為重點，強化集群內外企業高效聯動，在此基礎上推動集群產出能力和協作能力的穩步提升。

三是各城市應持續完善數字化環境、技術環境、營商環境，為集成電路產業集群的發展提供有力支撐。有關部門應對標本地集成電路產業集群發展目標和規劃，更新數字基礎設施，制定數字化軟件服務統一標準，打破高校、科研院所和研發機構的利益藩籬與制度束縛，完善知識產權全鏈條保護制度，進一步提升政策執行效力和財稅補貼的激勵效力，營造集群健康發展的良性環境。