摘 要:集成電路產業已構成國民經濟的核心與基石,決定著國家在全球經濟格局中的競爭地位。對集成電路的研究也引起了政策、技術等諸多效應的充分釋放。文章以2003—2023年研究文獻為數據源,運用CiteSpace軟件對其進行科學計量分析。研究表明:(1)國內研究熱點主要體現在集成電路的產業鏈、產業集群、工藝技術、政策支持與人才培養等。(2)國內集成電路共詞聚類主要是工藝技術、半導體產業、稅收政策與優惠、技術創新與教育、知識產權保護等,這些要素之間相互聯系,相互影響與促進。(3)集成電路研究重鎮的分布、關鍵詞共現時間,都揭示了未來集成電路產業可能涌現的新機遇與挑戰。
關鍵詞:集成電路 CiteSpace 研究熱點 前沿趨勢
中圖分類號:F061.3;F407.6" 文獻標識碼:A
文章編號:1004-4914(2025)03-018-03
一、引言
集成電路作為一種現代電子技術,已經完全成為國民經濟的核心與基石,并決定著國家在全球經濟格局中的競爭地位。“集成電路是現代化產業體系的核心樞紐,關系國家安全和中國式現代化進程。”習近平總書記高度重視集成電路產業發展,多次作出重要指示批示。目前我國已形成較完整的集成電路產業鏈,也涌現了一批優秀企業,在局部已形成了很強的能力。尤其是我國擁有龐大的芯片消費市場和豐富的應用場景,這是市場經濟下最寶貴的資源,是推動集成電路產業發展的戰略性優勢。
縱觀我國集成電路產業在技術創新、產業鏈完善、市場規模等方面的成長進步,其國際競爭力依然相對較弱。本文采用CiteSpace可視化分析軟件,以中國知網(CNKI)為數據源,采用文獻計量學領域CiteSpace分析軟件進行深度挖掘,描繪集成電路產業的宏觀圖景,分析其各子領域以及相互間的發展脈絡和內在聯系。通過對研究熱點的精準把握和對前沿趨勢的敏銳洞察,期望能為集成電路產業的未來發展提供有價值的參考和啟示。
二、數據的來源與研究方法
本文面向知網(CNKI)數據庫“科技”“社科”兩類文獻,包括但不限于SCI及CSSCI,以“集成電路”“芯片”“半導體”等作為關鍵詞進行檢索,時間范圍設定2003—2023年,得到初始樣本。為確保數據質量,進行去重與剔除工作,核對清洗非研究性文獻、缺失字段、同義詞和無意義的文獻,最終得到2694篇具有分析價值的可檢索文獻,并保存為Refworks格式。采用文獻計量方法,使用CiteSpace分析軟件對清洗后的數據進行處理,圍繞集成電路產業文獻進行了若干分析。
(一)文獻檢索與數據提取
通過CNKI“科技”“社科”及CSSCI分類通道的全面檢索,確保覆蓋中國集成電路產業飛速發展的重要階段和最新研究成果,檢索結果能夠更準確地描繪集成電路研究在時間和空間上的分布情況,以及該領域的研究前沿和熱點。采取了細致的檢索策略,對集成電路產業鏈的上中下游相關詞匯,包括集成電路設備、制造、設計、封裝、材料等關鍵詞,以及關鍵詞中的“集成電路”替換為“半導體”和“芯片”,進行全面的檢索。
(二)文獻去重和數據清洗
在進行文獻去重處理時,充分考慮文獻的數量、質量以及使用CiteSpace軟件的載荷限制,為確保研究樣本具有代表性和高研究價值,僅保留“期刊論文”和“學位論文”作為樣本數據,同時剔除綜述、評論、報告等其他類型的文獻。具體如表1所示。
(三)人工檢查和預選研究
完成對CNKI科技、社科以及CSSCI有效文獻的合并匯總后,共計獲得7274篇文獻。從CNKI下載的論文Refworks文件中存在部分論文“發表時間”“關鍵詞”“文獻來源”等缺失,統一剔除此類文獻。再經過篩選和去重處理,最終獲得2694篇有效文獻,成為下一步具體研究的有效樣本支持,如表2所示。
三、集成電路產業研究的時間演繹
通過近20年來集成電路產業文獻的分年度發表量,可以揭示其背后所蘊含的規律和趨勢,如圖1所示。
圖1清晰地揭示了2014年之后產業支持政策導向下,研究論文發布數量的顯著增長趨勢。2014年6月24日頒布《國家集成電路產業發展推進綱要》,成立大基金,中國集成電路產業進入一個重要的變革期。這些政策不僅為集成電路產業提供了堅實后盾,而且直接推動了該領域研究論文數量的加速增長。通過對比數據,歸納集成電路研究論文發布數量的變動原因:一是政策支持。中國政府通過一系列政策法規確立了集成電路產業的戰略性地位,如《鼓勵軟件產業和集成電路產業發展的若干政策》等文件,在稅收、資金、人才等方面提供了全面支持,為產業的健康發展創造了有利環境。《國家集成電路產業發展推進綱要》的頒布以及大基金的成立,進一步加大了對集成電路產業的扶持力度。二是科研投入。隨著國家對科技創新的重視提升,集成電路領域的科研投入不斷增加。特別是高校在集成電路研究中發揮了重要作用,例如清華大學等國家重點高校建立的集成電路學院。三是人才培養。為滿足集成電路產業對高素質人才的需求,國家出臺了一系列人才培養政策措施。例如,在“交叉學科”門類下設立“集成電路科學與工程”一級學科,以及建立多個示范性微電子學院和集成電路人才培養基地等。四是國際合作。中國積極參加國際集成電路產業的合作與交流,加入國際半導體產業協會等國際組織,參與制定國際標準,與多個國家和地區簽署合作協議,共同推動產業發展。五是技術創新。新技術、新工藝的不斷涌現和應用推動了相關領域研究論文數量的增加。例如,5G通信、人工智能等新興領域的應用需求推動了集成電路技術的不斷創新和發展。
四、集成電路產業研究的熱點態勢
為了深入地理解集成電路產業的研究動態,通過精細化關鍵詞分析、共詞聚類分析,以及文獻發表期刊分析,聚焦于集成電路產業研究的熱點。
(一)關鍵詞共現分析
關鍵詞共現分析是一種廣泛應用于文獻計量研究的方法,其目的在于揭示特定研究領域內不同關鍵詞間的相互聯系及其共現模式。運用此方法對經過清洗處理的文獻數據進行分析后發現,高頻度關鍵詞主要集中于以下七方面內容:一是產業鏈和產業集群的重要性。集成電路產業的產業鏈整合和產業集群形成成為研究熱點。二是工藝技術的應用前景。工藝技術在集成電路制造過程中的應用和優化受到廣泛關注。三是政策支持與技術創新的關系。政策支持和技術創新在推動集成電路產業發展中的作用不容忽視。四是國際關系變動對集成電路產業的影響。五是教育改革與人才培養的重要性。教育改革和人才培養是集成電路產業發展的關鍵因素之一。六是人工智能與集成電路產業的融合前景。人工智能技術在集成電路產業中的應用前景廣闊。七是發展趨勢與前景預測的價值。預測和分析集成電路產業未來發展趨勢對于指導產業發展具有重要意義。
(二)共詞聚類分析
共詞聚類分析能夠揭示高頻與核心關鍵詞,從而深入探索研究領域的熱點、前沿與主題結構。通過運用citespace共詞聚類分析,不僅能挖掘領域的演化路徑,更能為集成電路產業的研究提供方向性指導,提高研究效率。
表3顯示集成電路產業的研究主要集中在五個領域,這些領域之間有著緊密的聯系,相互影響、相互促進:一是工藝技術研究和發展對于提高集成電路的生產效率和產品質量具有重要意義。二是設計、測試等半導體產業的發展水平對集成電路產業具有直接影響力。三是稅收政策與優惠領域的研究則為半導體產業的持續發展提供了有力的支持和保障。四是人工智能芯片、物聯網芯片等新興研究領域正在逐漸興起并受到越來越多的關注,預示著集成電路產業未來的發展方向。高新技術產業與創新、國際競爭力與貿易等領域的研究則有助于提升集成電路產業的國際競爭力,推動產業的全球化發展。五是知識產權與保護是集成電路產業發展中的重要環節,對于維護企業利益、促進產業創新具有重要作用。
(三)文獻發表期刊分析
2694篇文獻除806篇學位論文外,其余1888篇研究論文先后發表在772種期刊上。依照發表量排序,如表1所示的前10種期刊顯然是集成電路研究的權威陣地,《集成電路應用》《科技管理研究》《半導體技術》等均為集成電路產業研究的核心期刊。
權威期刊的文獻無疑映射著集成電路研究的內在潮流與價值導向:一是技術創新與應用導向。集成電路產業將更加注重技術創新,特別是在新材料、新工藝、新設計方法和封裝技術等領域。二是產業鏈協同與合作。加強產業鏈協同合作將成為未來發展的關鍵,涉及設計、制造、封裝測試等各個環節的深度融合。三是市場需求與產業發展。市場需求持續引領產業的發展方向,前10種期刊密切關注市場需求的變化,及時報道相關技術和產品的最新進展。
五、集成電路產業研究的前瞻分析
(一)研究重鎮的分布
對于集成電路產業,科研機構和高校的研究無疑是其發展的核心驅動力。專業科研工作不僅在技術層面上推動著產業的進步,更重要的是,他們為整個行業注入了源源不斷的創新思維。浙江大學、南京大學和大連理工大學在微流控芯片技術領域中的研究貢獻走在前列。廈門大學、北京大學、上海交通大學和同濟大學在集成電路知識產權保護和管理方面處于領先地位。北京工業大學、中國科學技術信息研究所在技術轉移、產業化和市場推廣等方面研究表現出色。清華大學致力于研究和開發具有自主知識產權的集成電路技術,提高我國的技術自主性。武漢理工大學、江蘇大學等在生物芯片領域進行了深入的研究。蘭州大學和東南大學則負責研究相關政策,為政府決策提供支持。因此,可以看出集成電路研究重鎮主要是以上海為中心的長三角、以北京為中心的京津冀、以深圳為中心的粵港澳和以武漢、成都、重慶為代表的中西部區域。
(二)研究關鍵詞共現時間
集成電路研究在不同時間范圍內的分布特征,可以發現集成電路產業的發展趨勢和前沿動態。芯片產業和技術創新類詞匯在整體上呈現出均勻分布的特點,表明集成電路產業的持續發展和創新態勢。對集成電路產業的未來展望包括:一是技術創新與國際競爭。隨著全球貿易和技術競爭的加劇,集成電路產業的技術創新將成為國家競爭力的關鍵。政府在《中國制造2025》等政策文件中強調集成電路產業技術創新的重要性,通過加大研發投入、建設研發平臺等措施推動產業發展。二是人才培養與產業升級。人才培養將繼續是集成電路產業發展的關鍵因素之一,我國政府和企業在積極推動人才培養和產業升級的協同發展。三是法規政策與產業環境。近年來,國家出臺了一系列政策,如設立專項基金、建設研發平臺、推動產業集聚等,以支持國產集成電路產業的發展。同時,為確保集成電路產品的質量和市場秩序,國家制定了一系列行業規范和質量標準,不僅有助于提升國內集成電路產品的品質,還能推動產業向高端化發展。
六、結語
本文對集成電路產業研究文獻的深入剖析,展現了CiteSpace可視化分析軟件在文獻計量學領域的應用潛力,為相關研究開辟了新的思路和方法。未來隨著技術的不斷進步和應用領域的擴展,集成電路產業將繼續保持高速發展的態勢。需要繼續關注相關領域的發展動態,不斷完善研究方法和數據來源,持續推動我國集成電路產業的健康發展。
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(作者單位:芯聯集成電路制造股份有限公司 浙江紹興 312000)
[作者簡介:王莉敏(1972—),女,漢族,浙江紹興人,研究生,碩士,會計師,研究方向:統計應用、世界經濟。]
(責編:若佳)