朱胜利
(合肥市发展改革委员会,安徽 合肥 230071)
集成电路产业是现代电子信息产业的基础和核心。随着全球信息化、网络化和知识经济的迅速发展,集成电路产业在国民经济中的地位越来越重要,它以其无穷的变革创新和极强的渗透力,推动着信息产业的快速发展。现代经济发展的数据表明,每1~2元集成电路产值能带动10元左右电子信息产业产值,进而带动100元左右的GDP增长。
集成电路产业是具有战略性和市场性双重特性的产业。在国防建设和国家安全领域,集成电路在信息战和武器装备中起着维护国家安全、捍卫国家主权的作用;在经济建设和增强综合国力的过程中,集成电路又是核心竞争力的体现。集成电路产业已成为事关经济发展、国防建设、人民生活和信息安全的基础性、战略性产业。
新时期,国家高度重视集成电路产业发展,集成电路产业又迎来了新一轮发展机遇。合肥是全国最大的面板产业基地、家电产业基地,全国重要的汽车、装备、新能源产业基地,应用市场广阔。加快集成电路产业发展,对推动合肥市科技创新,加快转型升级,构建现代产业新体系具有重要引领作用,对于建设“大湖名城,创新高地”具有重要的战略意义和现实意义。
1.产业开始新一轮增长。据市场咨询机构iSuppli统计,2010年以来,全球集成电路产业开始新一轮周期复苏,当年行业总收入3,085亿美元,增长31.8%;2011年、2012年分别增长0.4% 、0.8%。随着移动互联网快速发展,消费类电子升级换代的加快,移动终端产品国际市场的不断扩大,预计,未来五年集成电路产业将继续保持稳定增长。
全球半导体行业发展趋势图
2.先进技术快速发展。依照摩尔定律,先进技术日新月异。目前,美欧、日、韩及台湾地区已大量采用8英寸和12英寸、40-28nm工艺技术,国内工艺技术与全球相差2-3代。超摩尔定律的特种技术大量涌现,半导体技术呈多样化趋势,器件、功率驱动器件、传感器集成、特种器件等新型集成电路和新型器件层出不穷。
3.产业呈垂直整合、水平分工并存趋势。上世纪70年代,国外半导体企业主要是IDM企业,产品包扩系统、半导体器件、IC到硅材料和半导体设备制造。80年代,IDM企业集中于产品研发,fabless(无生产线)公司不断涌现,产业进入泛国际化合作时代。90年代,IDM企业组装测试外包比例增加,负责芯片生产代工企业(foundry)得到发展,并逐步转向提供产品解决方案和提高性能。新世纪以来,总体呈现垂直整合(如三星)与水平分工(如TSMC)竞争又融合的趋势。从业务模式趋势看,IDM企业有偏向于轻制造线(fablite),也有IDM企业兼做Foundary。
1.产业保持高速增长。2010年,完成销售额1424亿元,增长29.8%;2012年,全球半导体市场同比下降2.7%,而国内集成电路产业在宽带提速、家电下乡等政策影响下,逆势增长,实现销售额2158.5亿元,同比增长11.6%。全年进出口分别达到1920.6亿美元、534.3亿美元,增长12.8%和64.1%。
2000年-2012年中国集成电路产业增长情况
2.移动终端继续拉动产业发展。智能手机、平板电脑成为国内IC设计行业的主力产品。2012年,国内手机总产量超过13亿部,其中智能手机比重超过30%;平板电脑出货量超过1亿台。国内前10大芯片设计企业中,展讯通信、华为海思、锐迪科、格科微、全智、瑞芯等多家企业均是手机芯片或平板电脑芯片开发企业。业内预测,智能手机、平板电脑相关芯片仍将是国内设计企业抢占市场的主力产品。
3.产业布局呈集聚化趋势。长三角、环渤海区、珠三角区域集聚国内约90%的集成电路企业,重点城市主要是上海、北京、无锡、杭州、苏州、深圳等。
2013年中国半导体设计企业区域分布
2013年中国半导体制造企业区域分布
2013年中国半导体封装测试企业区域分布
4.技术水平进一步提升。设计领域,展讯、瑞芯等已开发出40nm芯片;制造领域,全国有66条生产线,其中12英寸线5条,8英寸线15条。中芯国际制造工艺达到40nm水平、华力具备55nm制造工艺。预计到2015年,国内芯片制造主流技术将提升到12英寸、28nm水平。
5.特色工艺成为代工领域热点。由于特色工艺(BCD、IGBT、MEMS、LCDDriver、CIS等)可以实现生产工艺和芯片设计的完美结合,确保芯片的“难以复制”性,以及中国市场多样化需求,特色工艺成为芯片代工领域的新热点,产能在未来5-10年存在巨大缺口,国内华虹宏力、上海先进、华润上华等企业均将特色工艺作为发展重点,均在加大研发投入;设计公司也与代工厂达成策略投资,形成虚拟IDM的新兴商业模式。
6.国内企业加快发展。目前,国内集成电路企业近700家,其中IC设计企业超过500家,制造企业40多家,封装测试企业100多家。随着国务院4号、18号文件政策的进一步落实,IC设计企业还将会快速增加,制造企业间收购兼并将深入进行。中芯国际、中航微电子等企业已开始通过收购兼并的方式进行扩张,行业中的企业整合初现端倪。
2012年中国集成电路产业链各环节规模与增速
中国是全球电子产品制造基地,拥有联想、海尔、海信、长虹、京东方等一批自主品牌,但自主芯片供应量仅满足15%的市场需求,且缺乏核心高端芯片。
1.商业模式方面。目前,全球超过70%核心技术、产值都来自IDM公司(有自己的生产线),全球前十大半导体公司中有8家是IDM公司,而中国没有一家真正意义上的IDM公司,致使中国半导体企业难以形成竞争优势和规模优势(如华润微电子、士兰微电子等企业)。此外,由于国内制造企业、设计企业各自发展,制造和设计产业缺乏紧密合作,难以形成合力。而虚拟IDM符合国情,但未形成规模。
2011年全球十大集成电路公司
2.生产规模和工艺方面。生产规模方面:存储领域,国际上以三星、美光等公司为代表,主要是12英寸晶圆厂;国内尚没有工厂。数字领域:台积电、联电和全球晶圆等国际企业已经从8英寸厂过渡到12英寸厂;而国内只有中芯国际3座12英寸厂,华力1座12英寸厂,武汉新芯1座12英寸厂。但是5个厂累计生产规模不及台积电一个厂。模拟领域:德州仪器建立全球第一座12英寸模拟厂,其它企业也多为8英寸厂;而国内只有上海先进和华润2座8英寸模拟厂,生产规模也较小,多数仍是4英寸、6英寸线。生产工艺方面:存储领域:全球存储领域技术已经在28nm和20nm;国内没有一家工厂。数字领域:台积电等国际企业已经成熟量产32nm、28nm等工艺,国内成熟工艺主要是40nm工艺,落后至少2个世代;模拟领域差距更大。
3.龙头企业方面。设计领域:2011年,全球十大芯片设计公司中美国企业9家,台湾企业1家;中国十大芯片设计公司累计产值仅达30亿美元,仅相当于位居全球第六位的联发科1家企业产值。
2011年中国十大芯片设计公司
2011年全球十大芯片设计公司
制造领域:2012年,中国最大的代工厂中芯国际销售额为17亿美元,位居全球专业代工第四,但是销售额不到第一名台积电的十分之一。在资本投入上,国内企业每年投入总额不到竞争对手的二十分之一。
2012年全球十大芯片制造公司
2012年中国前四大芯片制造公司
1.集成电路产业具有一定基础。截至2012年底,拥有集成电路企业20多家,产业链产值约20亿元,从业人员1万多人。形成了以联发科技、Marvell、38所和43所集成电路设计中心、东芯通讯、龙讯半导体、菲特科技、科盛微电子、工大先行微电子为代表的设计企业;以泰瑞达、捷敏三菱、国晶微电子、合晶电子、43所封装厂为代表的封装测试企业;以芯硕半导体、铜陵有色、法液空、京通电子、无限数字等为代表的配套企业,涵盖除晶圆制造外产业链的所有环节。
2.综合比较优势明显。合肥地处长三角腹地,居中靠东,交通便捷;城市环境优美,空气、水质较好,宜居宜业;房价适中、教育、消费环境优良,生活成本较低,是发展集成电路产业的理想地区。
3.市场需求巨大。合肥是全国最大家电制造基地,汇聚了海尔、格力、美的、美菱、荣事达等知名企业;合肥是国内规模最大、产业链最完整的自主面板产业基地,拥有合肥京东方6代线、8.5代线,友达液晶显示模组生产线,联想年产2500万台笔记本电脑生产线;合肥是全国重要的汽车和装备制造基地,汽车综合产能80万辆,叉车、挖掘机等产品位居全国前列;合肥是全国重要的光伏产业基地,有阳光电源、晶澳、海润、通威等一批龙头企业。上述家用电器、面板显示、汽车电子和绿色能源等四个巨大的内需市场,每年对芯片的需求在数十亿片,目前的需求已超过300亿人民币。理论上支撑3-4座8英寸晶圆厂,或1-2座12英寸晶圆厂发展。
合肥市集成电路市场需求
4.人才科研资源丰富。合肥是全国重要的科教基地,英国《自然出版指数2011中国》基础科研实力位居全国第三,拥有中国科技大学、合肥工业大学、安徽大学等各类高校60多所,中科院合肥物质研究院等各类研发机构300多个,职业院校80所,专业技术人员42万人,两院院士62人。随着中科大先进技术研究院建设,合工大微电子学院的组建,合肥在电子信息领域将聚集更多的专业型、复合型领军人才和高端人才。
5.产业创新平台加快建设。合肥积极筹建专业化的集成电路公共服务平台,包括EDA设计服务平台、集成电路测试平台、集成电路可靠性检测服务平台、知识产权服务平台、人才培训平台、市场推广平台、创业投资平台等,提高了合肥集成电路产业的创新水平和孵化能力。
6.各级政府高度重视。合肥是国家电子信息高技术产业基地、国家“两化”融合示范基地;电子信息产业是安徽省“十二五”规划中确定的重点发展的八大产业之一。合肥市委市政府领导高度重视集成电路产业发展,把电子信息产业列为重点发展的6个千亿级产业之首,集中全市资源和力量来推进。此外,合肥具有成功运作高技术产业重大项目的经验。京东方6代线、鑫晟8.5代线、联想合肥产业基地等一批重大项目顺利建成。京东方6代线创造了“合肥模式”,成为中欧商学院MBA融资教学经典案例。合肥正努力在发展集成电路产业上开创成功新典范。
1.产业规模较小。2012年,纳入统计的集成电路企业不到30家,其中设计企业不到10家,其它多为芯片封装测试、配套企业,晶圆制造缺失,产业缺少支撑。尤其在申请国家重大专项、建设国家重点实验室等方面缺乏载体,不利人才集聚和产业环境的培育。
2.产业上下游脱节。设计企业和整机企业缺乏少联动;封装业以代工为主,整个产业链上的企业相互脱节,没有与本地市场优势充分结合。
3.领军人才缺乏。由于缺少龙头集成电路企业,本地培养的众多人才大多流失在外。集成电路产业中高端人才、产业领军人物远远不能满足需求,特别是缺少具有市场经验和设计经验的复合型人才。
1.国家高度关注集成电路产业发展。中央领导高度重视,要求“把集成电路作为战略产业,紧抓不放,实现跨越”。目前,国家有关部委正在制定新一轮集成电路产业跨越式发展方案,拟选择若干重点城市,重点企业、重点领域,集中力量给予支持。加之,此前出台的《国务院关于印发进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》等政策,集成电路产业将迎来新一轮快速发展的春天。
2.国内市场需求巨大。中国一直是世界第一大集成电路市场。2011年,我国集成电路市场需求额达到8065.6亿元,同比增长9.7%,占世界半导体市场的47.7%份额。尤其在“后PC”时代,中国业界摆脱了在PC时代沦落为末端组装业的尴尬局面,在整个“智能”产业和“移动互联网”产业全线布局,形成了中国自主可控的市场,确保了集成电路市场的持续发展。
3.产业转移趋势愈发明显。世界集成电路产业加速向中国转移,众多国际领先的模拟公司和IDM(整合元器件厂商)巨头把研发和工厂向中国转移。台湾地区由于土地、电力、水资源不足,限制了晶圆制造业和封测业的进一步发展,也开始向大陆转移。同时国内集成电路产业正由东南沿海地区向中西部地区转移。2011年,国内集成电路区域市场份额中,长三角地区占到55.8%(大幅下降)、中西部地区占到12.8%(大幅上升)、珠三角地区仅占8.7%(下降)。
4.“摩尔定律”将继续生效。随着先进工艺的研发以及关键技术的突破,业界均认为2020年之前“摩尔定律”将会持续。并且由于先进工艺的复杂性,研发难度加大,研发周期加长,每一代新技术新工艺的市场空间越来越长,由过去的一代工艺2-3年生命周期延长到纳米时代的4-5年,这给中国业界留出了追赶时间。
1.国内城市竞争激烈。由于集成电路产业在产业升级中的重要作用,国内重要城市均提出积极发展集成电路产业,开展专业化招商,争取列入国家布局。目前,除北京、上海和深圳外,无锡、武汉、成都、重庆、西安等市,均加大政策支持力度,积极开展招商引资,如北京支持中芯国际,西安支持三星项目等。
2.持续投资规模大。集成电路产业具有高投入、高风险、高变化的特点,又是国家战略性新兴产业,需要政府持续支持、高效和专业的服务。在集成电路制造业(Foundry),投资一座12英寸晶圆工厂大概需要30亿到40亿美元,而投资一座18英寸晶圆工厂则需要100亿到120亿美元。项目建成后,还需持续不断加大研发投入,确保技术的领先性。
3.设计企业受地域影响有限。由于集成电路设计属于研发类企业,资产较轻,对地域选择的限制性因素不多,甚至形成国内公司,国外研发,内地公司,沿海研发等现象。设计企业对地方政府的重视、城市软环境、宜居性,以及高端人才的稳定性等因素更加关注。
4.晶圆制造产业形成“马太效应”。根据IBS分析,随着摩尔定律的发展,芯片集成度的提高和线宽的减小,全球晶圆企业中能够提供相应技术的公司数目由0.13um技术时代的15家萎缩到45nm技术时代的9家。IBS预计在32nm和22nm时代将分别只剩下5家和3家公司能提供相应技术的圆晶制造服务。
按照“应用牵引、创新驱动、特色发展”的原则,坚持立足合肥市场和产业基础,以发展芯片设计业和特色晶圆制造为重点,以开展与国内外龙头企业合作为抓手,以补全国家集成电路产业链,争取列入国家布局为着力点,完善产业扶持政策,优化资源配置,创新发展方式,努力把合肥建设成为中国集成电路产业集聚区,世界集成电路产业转移地,具有国际知名度和国内影响力的“中国硅谷”。
到2020年,建设3-5条特色8英寸或12英寸晶圆生产线,综合产能超10-15万片/月;培育和引进设计企业30家以上,形成数个特定行业的IDM公司,设计产业进入国内前5名;产业销售收入达500亿元,成为国内最大的面板驱动、汽车电子、功率集成电路、特色存储器等特定芯片的生产基地。
以模拟集成电路IDM模式为创新发展的突破口,高标准、高品位、高强度加快推进集成电路(合肥)产业园集聚化、规模化、串联化发展,促进人才、技术、资金、项目向园区集聚,着力打造中国最具实力的特色集成电路设计产业集聚区。
以特色晶圆制造为切入点,建设2-3座模拟8英寸或12英寸代工厂,引进发展至少20家相关设计公司,打造虚拟IDM模式。以点(晶圆厂)带线(芯片设计),以线(芯片设计)带面(集成电路产业),以面(集成电路产业)带体(串联合肥面板、家电和汽车等高技术产业)。
以设计为核心,紧密结合合肥市场需求,重点谋划推进面板驱动芯片国产化、家电核心芯片国产化,汽车电子芯片模块国产化等重点工程或重大专项,力争得到国家支持。
1.面板驱动芯片国产化重大工程。以驱动芯片设计公司和面板企业为主体,针对国产面板驱动设计专业芯片,开发特色工艺,使面板驱动芯片的设计、制造和使用全部在合肥实现,解决“芯”和“面”的结合,五年内使得面板驱动芯片的国产化率由0提高到30%,解决国产面板芯片全靠进口的尴尬局面。
2.家电核心芯片国产化。以本地龙头家电企业、特色晶圆厂和相关驱动芯片设计公司(通过招引联引入)为主体,针对家电所需的图像显示芯片、变频机智能控制芯片、电源管理芯片/IGBT模块和特色存储器芯片,实施家电核心芯片国产化,努力实现“合肥芯”、“合肥造”、“合肥产”和“合肥用”的一条龙全解决方案。
3.其他重大专项。针对合肥汽车电子和绿色能源,以产业为基础,以市场为依托,向发改委、工信部和科技部等相关部委申请相关重大科技或者产业化专项。联合中科大,中科大先进研究院、合肥京东方、江淮汽车等相关部门,通过产学研用结合,申建国家重点实验室、重点工程和重点项目等。
1.开展与国内外领先集成电路企业合作。抓住国际集成电路产业转移大趋势,重点跟踪20家符合合肥发展方向的全球集成电路公司:面向国内龙头企业和全球前五大晶圆制造公司,加大招商力度。探索与国内大型集成电路公司在合肥的IDM项目合作。
2.积极开展对外园区合作。重点推进与台湾新竹科学园区、美国硅谷等国际集成电路产业领先园区间建立战略合作关系,实施“产业飞地”、“异地共建”等发展模式,促进合肥市集成电路产业的发展。依托合肥与台湾新竹的友好城市战略合作关系,加强与台湾工业园区同业工会的联系,重点推进台湾新竹产业园区和合肥的合作,打造合肥(台湾)集成电路虚拟产业园。
1.加强政府的统筹协调。成立由市政府主要领导任组长的合肥市集成电路产业发展领导小组,统筹协调集成电路产业发展过程中的重大问题。在市发改委设立办公室,负责制定推进计划,协调项目推进,制定支持政策,争取国家和省里支持。
2.建立专家咨询制度。聘请国内外知名专家担任合肥集成电路产业发展决策咨询顾问,为集成电路产业发展的重大问题提供咨询意见。建立集成电路产业研究支持网络,跟踪国际集成电路产业发展态势,分析集成电路产业发展的成功经验,研究合肥集成电路产业发展的战略、规划和政策措施等问题。
1.制定集成电路专项发展政策。在现有新型工业化、自主创新和现代服务业等支持政策的基础上,针对先期研发投入较大、设计与整机企业合作、人才引进等集成电路产业发展中的关键问题,量身制定产业发展政策。
2.建立产业发展专项基金。市财政每年安排专项资金,连续支持集成电路产业发展。一是建立集成电路产业投资基金,总规模50-100亿元,依托现有投融资平台,吸引专业投资公司参与,实施产业垂直整合,打造面板、智能家电、和汽车电子IDM项目。二是建立集成电路设计创投基金,以政府出资为主,总规模5-10亿元,主要用于扶持IC设计创业企业;三是成立集成电路整合(并购)基金,与业内知名专业投资公司联合,通过私有化、入股和投资等多种渠道吸引海内外优质公司落户合肥。
以科大先进技术研究院为平台,吸引国内外集成电路龙头企业合作建立微电子研究中心。重点支持中科大先进技术研究院、中科院合肥物质研究院、合肥工大、安大等高校科研院所培养具有实践经验的集成电路专业人才,包括IC设计,晶圆制造与生产管理,工艺设计与管理,测试与封装等,形成本科生、硕士、博士研究生等阶梯式人才队伍,满足集成电路产业跨越式发展的人才需要。在硅谷和台湾实施常态化人才引进,积极引进集成电路产业发展重要领域、关键环节的急需高端人才。按照建设“合肥人才高地”政策,在住房、子女就学及其他社会福利等方面给予支持。
对承接集成电路园区加大基础设施投入,完善水、电、路、气、污水等基础设施;建设以宽带综合业务数据传输为基础的干线传送网和用户接入网,通过光纤实现园区内外联网。完善便捷交通条件:重点协调航空公司,拓展通往美国、欧洲、日本、台湾地区、韩国等国际航线,扩大对外交流。完善综合服务能力:通过政府引导、企业运作的方式,建设适应国际人才生活和工作的国际社区、国际医院、国际学校、商场、教堂、会所、酒吧等公共服务配套设施,形成一流的国际高端人才居住环境。
培育和发展集成电路产业行业协会,发挥其在政府、企业、社会组织、公众之间的桥梁和纽带作用。加强行业管理,发挥好行业协会的牵头协调作用;鼓励行业协会参与集成电路产业发展的政策研究、法规制定、规划编制、标准制定、技术和产品推广。推进建立政府与企业定期对话沟通机制。通过定期调研、召开座谈会、在政府网站上设立专门信箱等手段,建立市政府与集成电路企业对话与沟通机制,及时解决企业发展面临的实际困难,提供相关服务。