我国集成电路产业现状、影响因素及前景展望

赵胤雄

《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》明确提出：要瞄准人工智能、量子信息、集成电路、脑科学等前沿领域，实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目[1]。国务院印发《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》也提到中国芯片自给率要在2025年达到70%[2]。在下游企业需求增长和国家政策的双重推动下，中国集成电路产业在逆境中迎来了重大机遇。中美贸易战以来，中国集成电路企业接二连三受到制裁，给中国集成电路行业带来沉重打击。新冠肺炎疫情和外部政治因素使我国发展集成电路国产化的需求更加迫切，目标也更加坚定。

一、我国集成电路产业发展的现状

(一)从产业链条分析。集成电路产业链条由设计端、材料端、设备端、制造端、封测端组成。设计端：整体上与国际先进水平差距较大，仅少数公司在部分领域取得了突破，如华为海思的麒麟芯片、汇顶的指纹识别芯片等。材料端：高端产品市场技术壁垒较高，日美企业占据领先地位，国内企业长期研发投入和积累不足。设备端：刻蚀、薄膜沉积、光刻、清洗四大主要设备，刻蚀设备价值量最高，国产设备在成熟工艺取得突破；薄膜沉积设备在特殊工艺领域与国际巨头差距较小；光刻设备技术壁垒较高，国内仍需不断积累；国产清洗设备率先取得突破。制造端：晶圆代工领域台积电一家独大，中芯国际在14nm取得突破，处于积极追赶态势。封测端：国内企业最早以此为切入点进入集成电路产业，近年来，国内封测企业通过外延式扩张获得了良好的产业竞争力，技术实力和销售规模已进入世界第一梯度。

(二)从产业优劣势分析。

1.政策扶持优势。作为国家发展重要战略之一，集成电路行业已经受到各级政府和资本市场的高度关注。国务院、各部委和地方政府相继出台政策对集成电路产业进行扶持，一级市场投资火热，二级市场对集成电路企业认可度高，大量资金涌入集成电路行业。

2.产业规模优势。我国集成电路市场规模及全球占比持续提升，但集成电路产品进口量依然较大。根据CSIA中国半导体行业协会数据：我国集成电路行业销售收入从2010年的1,424亿元增长至2020年的8,848亿元[3]，累计增长6倍多，高于全球增速(见表1、图1)。我国集成电路市场规模在全球占比从2010年的8.60%提升至2020年的37.54%。

图1 我国2010～2020年集成电路行业销售收入增长图

表1 我国2010～2020年集成电路行业销售收入(单位：亿元)

从2020年集成电路行业细分市场销售收入看，设计业3778.4亿元，占比42.7%；制造业2560.1亿元，占比28.9%；封测业2509.5亿元，占比28.4%(见表2、图2)。

表2 我国2020年集成电路行业细分市场销售收入

图2 我国2020年集成电路行业细分市场销售收入占比

3.整体水平有差距。我国集成电路行业的支撑产业发展也与世界存在差距。在整个集成电路产业链中，我国除了起步较早的封测技术较为领先外，芯片设计、制造行业的整体水平与领先国家还有较大的差距。其中，在芯片设计领域，我国移动处理器设计水平与世界差距较小，其他细分领域均较为落后，中高端芯片几乎被海外厂商垄断，缺乏高端芯片设计话语权。据国务院发布的相关数据，2019年我国芯片自给率仅为30%左右[4]。提升高端芯片国产化率，实现高端芯片设计制造的国产化替代，将是中国集成电路产业下阶段的重要奋斗目标。在制造环节中，先进制程工艺最为“卡脖子”。目前我国大陆最先进的成熟芯片的制程是中芯国际，2019年第四季度进入量产的14nmFinFET技术，而2021年4月台积电3nm工艺已经进入试产远远领先于大陆水平。

海关总署数据显示，2020年中国集成电路进口规模3,500亿美元，占全部进口商品比重的 16.97%，反映出我国集成电路产品依然需要大量进口[5]。

二、我国集成电路产业发展的影响因素

(一)国际层面的影响。2018年以来，美国商务部(U.S.Department of Commerce)将多家中国知名科技企业及实体列入“实体清单”，对中国高新技术产业及相关企业的正常发展带来不利影响。2021年3月，中美两国半导体行业协会宣布成立“中美半导体产业技术和贸易限制工作组”，通过对话合作等方式解决两国半导体产业面临的问题，有利于缓解中美两国在科技领域的相关矛盾。

(二)政策层面的影响。半导体产业是电子信息产业的基础，涉及国家安全和战略部署。近年来，全球主要国家和地区在半导体领域相继出台多项政策，有代表性的如欧盟，主要是提升半导体产业综合竞争力；美国靠加大半导体和芯片领域投资规模；日本则加强半导体产业薄弱环节建设。

我国则是从半导体材料、设备、研发和税收等方面加大政策支持力度，以推动国内半导体产业高速发展，提高半导体产业国际竞争力。

(三)人才层面的影响。半导体是技术密集型产业，专业技术人才是各国半导体产业实现自主创新的关键。目前我国集成电路产业尤其缺乏高端人才，而这类人才往往需要进行融合式培养，即掌握产业链中的多项技能。相比美国2021年半导体产业从业人数超过27万人，我国2022年半导体人才缺口近25万人[5]，其中设计与制造领域人才缺口均在9万人左右。更值得注意的是，尽管许多高校新开设了集成电路专业并且扩大招生规模，但本专业毕业生进入本行业从业的人员比例并不高(以2019年为例仅为12%)，人才与岗位不匹配的矛盾也很尖锐。

三、我国集成电路产业前景展望

(一)集成电路产业销售规模将保持高速增长。据国家统计局数据显示，2020年全年中国集成电路累计产量达到2614.7亿块，较2019年增长29.6%；据海关总署披露的数据，2020年我国进口集成电路5,435亿块，同比增长22.1%；进口金额3500.4亿美元，同比增长14.6%。可见我国集成电路还有2,820亿块缺口，还需进口来保障需求。

分行业来看，根据中国半导体行业协会统计(见表3、图3)。

表3 我国2020年集成电路分行业增长情况

图3 我国2020年集成电路分行业增长情况趋势图

根据三个行业增长的趋势可以看出，我国制造、设计行业在政策鼓励和资金支持的双重作用下已经出现两位数的增长。基于自动驾驶汽车、工业互联网、云计算在未来几年的增长前景判断，我国集成电路产业销售规模在未来几年将保持两位数的高速增长。

(二)技术将取得一定突破实现整体飞跃发展。目前我国中高端逻辑芯片、中低端存储芯片、中低端模拟芯片的制造能力是具备的。制造技术上持续研发，已经突破19nm制程，基本能够进行中端DRAM芯片的制造。在模拟芯片制造领域，华润微电子、士兰微电子、华虹微电子等企业已经拥有设计、生产、封装流程经验，随着相关企业扩产步伐的加快，在模拟芯片制造产能方面未来将出现不小的提升。科研机构、国企和民营资本将投入先进工艺制程的研发，尽快突破“卡脖子”的制程瓶颈，摆脱产能和制造的束缚，实现整体飞跃式发展。

5G技术的应用也助推了芯片需求的增长，如手机的5G基带芯片，大量的芯片需求来自于5G基站的建设。截至2021年底，我国累计开通142.5万个5G基站，占全球60%以上。

(三)封测产业将发力突破高密度芯片技术弥补技术短板。国内封测业起步早，产业规模大，龙头企业发展态势也很稳健。目前我国封测业龙头企业长电科技市场占有率稳居世界前四，通富微电与天水华天市场占有率稳定在世界前十。在技术层面，长电科技与世界龙头日月光、安靠的技术水平不相上下，都能够实现SIP、TSV等先进封测技术的运用。我国封测产业将在高密度芯片封测技术上突破，弥补技术短板。