安徽省集成电路产业自主可控发展研究

文/疏宜菲 唐志强（安徽省工业和信息化研究院）

集成电路产业作为基础性、战略性、先导性产业，受地缘政治和疫情影响，正处于全球化向区域化转换的巨大变局中。当前，我国仍有90%的高端芯片需要进口，伴随“瓦森纳协定”“芯片法案”“Chip4”芯片联盟等对华限制进一步升级，我国集成电路产业同国际脱钩风险日益加剧，底层技术安全问题越发显现[1]。安徽省是全国重要的家电、汽车、显示器件制造大省，新能源汽车、高端装备、新型显示、智能家居、绿色化工冶炼等主导产业，以及人工智能、空天信息、量子科技等未来产业对集成电路产品需求巨大，加上长鑫存储、晶合集成等集成电路重大项目发展需求，安徽省集成电路产业对外依存度高的现实问题更加凸显。因此，迫切需要构建安全可控的集成电路产业体系，支撑主导产业发展。

一、安徽省集成电路产业基础

近年来，安徽省把集成电路产业作为战略性、全局性的首位产业全力推动，主动对接国家重大战略，在关键核心技术突破、产业集群建设、生态体系打造等方面实现创新发展，产业发展迈上新台阶。从规模体量上看，2021 年，安徽省集成电路全行业营业收入首次超过400 亿元，约为上海的17%，江苏的15%和浙江的61%。从行业主体上看，安徽省集成电路企业已超过400 家，营业收入过亿元企业50 余家。芯碁微装、富乐德、汇成股份、恒烁半导体、耐科装备、安芯电子、龙迅股份等产业链企业均首次公开发行股票，集成电路产业上市公司增多。从区域布局上看，省会合肥市作为国家发展和改革委员会认定的14 个集成电路产业重点发展城市之一，集成电路产业集群已现雏形；池州、铜陵、马鞍山、蚌埠、芜湖、滁州等市也分别围绕材料、设备、封测等环节快速发展，形成了不同程度、各具特色的集聚发展态势（见表1），总体上安徽省集成电路产业呈“一核（合肥）一带（各集聚市布局）”空间分布。从发展基础上看，长鑫存储、晶合集成等重大项目正加快建设，合肥沛顿科技DRAM 封测、滁州华瑞微IDM芯片、铜陵富乐德再生晶圆等一批重点项目相继建成，全产业在建及谋划项目总投已超3000亿元，发展基础厚底劲足。

表1 安徽省集成电路产业集聚地的特色领域

2020—2022 年，安徽省聚焦集成电路产业，重点围绕先进存储技术研发、自主可控高端芯片设计、集成电路材料与装备研发、新一代半导体、MEMS、EDA等方向，共下达项目40 项，省财政拨付经费7370 万元。另外，下达382 项产学研用补短板产品和关键共性技术攻关目录，其中集成电路专项有22 项，包括汽车芯片、存算一体化芯片、功率半导体芯片、硅沉底和光刻技术等方面。科研项目侧重解决核心技术和共性问题布局，财政经费对重大专项、攻关目录的支持，有利于聚力解决关键核心技术和产品的“卡脖子”问题。此外，安徽省重视产业人才培育，重点围绕电子信息、新材料等战略性新兴产业，出台多项人才专项政策，如“人才政策20 条”“人才政策新8 条”。全省近30 所本专科高校设置集成电路相关专业点100 余个，每年电子信息类招生规模超过5000 人。全国28 所国家级示范性微电子学院中，中国科技大学和合肥工业大学2 所高校选入，占长三角地区四分之一。

二、安徽省集成电路产业自主可控发展的短板弱项

在保障供应链安全稳定的国产替代大背景下，安徽省产业链上游的材料、装备自主化水平低，设计工具高度依赖国外，产业链、供应链安全稳定性迫切需要提升，本文依次从设计、制造、封测等重点环节分析：

1.设计环节

设计工具高度依赖进口。国内EDA 市场被Synopsys、Candence、Mentor Graphics 三家公司垄断90%以上市场份额。国产EDA 全力发展，部分企业已实现局部突破，华大九天可提供模拟芯片设计全流程EDA产品，概伦电子器件建模及验证EDA 工具已被国际领先晶圆厂通用，广立威推出业界领先的高效测试芯片自动设计、高速电性测试和智能数据分析的全流程平台与技术方法。但是，国内龙头企业多聚焦芯片制程工艺要求不高的模拟芯片，在数字芯片领域与国外厂商差距大。[2]此外，在IP 核方面也以国外厂商授权为主。IP 核，即应用在系统芯片（SoC）中具有特定功能、可复用的电路模块，全球市场被ARM、Synopsys、Ceva垄断。EDA 国际龙头深度绑定IP，市场壁垒极高[3]。国内IP 企业呈现小而散的局面，利用率低且缺乏维护。安徽省在EDA 和IP 方面发展较为滞后，本土设计企业大量采购外国公司处理器芯片IP、存储器芯片IP、混合信号芯片IP，对国外EDA 工具严重依赖。目前，仅有全芯智造、芯思原等少数企业和英国ARM、美国Synopsys 等外资在合肥设立子公司，全芯智造等在计算光刻上已经实现工具点突破，仍缺乏完整的数字全流程国产化解决方案。

重点产业需求无法有效满足。安徽省集成电路设计环节发展较快，2021 年，设计环节营业收入97.98亿元，同比增长约73.15%。形成了以杰发科技、联发科技（合肥）、兆芯电子、恒烁半导体、君正科技、格易集成、龙讯半导体等为代表的亿元级企业群。DRAM存储芯片、NOR flash 芯片、DSP 芯片等产品水平已达到国内领先水平，已在新型显示、新能源汽车、家电、光伏等重点产业中实现应用。从全省芯片供需来看，供给侧方面，部分重点企业产品竞争力较强，君正安防系统芯片、联发科多媒体芯片、合芯微显示芯片、恒烁闪存芯片、兆芯存储控制芯片、龙讯信号传输芯片、芯海高精度解码芯片、长鑫DRAM 芯片、芯纪源DSP芯片、杰发科技汽车主控芯片等多款产品已广泛应用于各类终端设备（见表2）；需求侧方面，安徽省对中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、人工智能芯片、智能传感器、信号链芯片、电源管理芯片、通讯芯片、高端主控芯片需求量持续攀升。当前，安徽省现有供应能力不足，部分产品线缺乏产业布局，特别在工业级、车规级芯片和高端处理器芯片方面，全国范围缺少较为成熟可行的替代方案。已实现批量应用的部分芯片产品与国际竞品相比，存在技术差距和缺乏规模优势等问题。

表2 2021 年部分芯片中国大陆占比情况表

2.制造环节

与国际先进水平差距明显，代工产品线不够丰富。国际上以28nm 为标志区分先进制程与成熟制程，根据IC Insights 数据，2021 年，28nm 及以上的成熟工艺仍占全球芯片市场50%以上份额。2021 年，安徽省制造环节营业收入260.43 亿元，同比增长约1270.68%，已建成运行12 寸晶圆线2 条、4～6 寸小尺寸晶圆线10 条，除长鑫存储12 寸晶圆线外，都属于成熟制程。以长鑫存储和晶合集成为核心，重点发展动态随机存储芯片制造和晶圆代工领域。长鑫存储在产品方面，DDR5 内存产品也已推出，但操作速度和功耗指标等方面低于竞品；工艺方面，当前量产最先进制程为17nm，仍处于1x 代，落后于竞争对手至少3 年以上（见表3）；产能方面，不足10 万片/ 月，与海力士、镁光30+万片级和三星50+万片级的规模相比，缺乏成本优势，且产品良率也低于国际竞争对手。晶合集成作为中国大陆晶圆代工产能第三大的纯晶圆代工企业（不含外资控股企业），12 寸晶圆制造项目显示驱动芯片月加工晶圆产能爬坡至11 万+，液晶面板显示驱动芯片代工产能占全球市场20%、大陆市场85%。产品覆盖LDDI、SDDI、TDDI、AMOLED、PMIC、OTP/MTP、Flash，在55～110nm 制程上具有相对技术优势。目前，本轮技术制裁对其基本无影响。

表3 长鑫存储与国际头部企业工艺节点演变年份表

材料装备对外依存度居高不下，基础领域短板严重。长期以来，国内集成电路产业关键核心材料设备严重对外依赖，存在不同程度的“卡脖子”隐患，严重危及产业链供应链安全稳定(见表4 和表5)[4]。材料和设备是安徽省集成电路产业薄弱环节，安徽省集成电路产业材料自给率仅为0.5%（国外进口占比50.75%,省外采购占比48.75%），集成电路产业设备自给率仅为0.49%（国外进口占比76.85%，省外采购占比22.66%）。材料和设备的综合对外依存度（省外）超过99.5%，凸显安徽省集成电路产业基础能力薄弱，高进口比例也折射出供应链安全存在高度不可控。为夯实产业基础，保障供应链稳定，安徽省大力推动集成电路材料和设备发展，随着滁州先进封装材料项目（AAMI）、合肥奕斯伟COF 卷材生产基地、合肥新阳集成电路关键工艺材料等一批重点项目落地和企业不断研发攻关，部分材料和设备已有布局（见表6）。

表4 集成电路产业部分前道材料国产化率

表5 集成电路产业部分前道设备国产化率

表6 安徽省集成电路产业材料及设备布局情况

现阶段安徽省集成电路材料及设备环节的主要问题和困难有：

（1）前道产品尚未形成规模。材料和装备环节重点企业95 户，但较为成熟的产品多集中于后道流程，如引线框架、封装基板、封装系统、测试设备等，产品整体价值和技术含量较前道流程使用的材料和设备明显偏低，前道产品由于项目在建或仍在研发阶段无法稳定供应。

（2）创新能力不足。已布局材料和设备企业中有部分为非中资企业和为供需配套落后的生产性子公司，对增强基础创新能力，突破技术壁垒，解决“卡脖子”难题并无实质性帮助。

（3）对制造环节支撑作用较小。集成电路材料和设备主要应用于封装测试环节，制造环节用材料和设备的工艺节点也多布局在0.18μm 以上，对安徽省集成电路制造环节实际需求（Dram 19nm、DDIC40nm～0.15μm、CIS55nm～90nm、MCU55nm～0.11μm、PMIC 90nm～0.15μm）无法形成有效供给。

（4）大规模发展存障。集成电路材料和设备的专用性较强，大多数产品都存在技术难度不小、市场规模不大、验证应用门槛较高等客观因素，稳定放量供货前会面临持续的研发投入和收益空白，不适合初创型企业从事。此外，前道材料特别是工业气体、湿化学品、电子特种气体、电镀液等属于对环境污染型危险化学行业，现行环保、安全生产政策限制化工集中区建设，不适合大规模集聚发展。

3.封测环节

封测企业呈现一定规模，封测水平发展迅速。2021 年，安徽省封测环节营业收入40.79 亿元，同比增长约53.35%。现有封测企业40 余家，在全国排名第4，约为江苏封测企业数30%，亿元以上企业10 家，引进通富微电、新汇成、矽迈微、速芯微、富满电子、泰瑞达、三菱捷敏等高端封测项目，封装产能持续释放，培育国晶、合晶本土企业。形成一定产业规模，在合肥、池州、滁州、马鞍山均有布局，主要从事存储芯片、显示驱动芯片、分立器件、LED 光电芯片等产品封装测试。国内封测龙头通富微在合肥工厂主营超高密度框架封装产品，技术难度较高，从事DRAM和LCD 驱动芯片封测。先进封测技术比例逐步扩大，封测企业掌握WLP（扇入型晶圆封装）、Fan-Out（扇出型晶圆封装）、Flip Chip（倒装）、2.5/3D（立体封装）等全部主流先进封装技术，封测工艺发展迅速。

封测设备材料涌现亮点，整体国产化率不高。安徽省芯碁微装、铜陵三佳与大华封测设备等国产化装备制造发展态势良好。芯碁微装作为国内直写光刻技术产业化应用的头部企业，自主研发的双面台激光直接成像光刻设备打破国外同类高端设备垄断，助力国内IC 载板、类载板产业生态国产化建设。铜陵三佳集团在集成电路封装模具及设备、引线框架制造等方面保持国内先进水平。新汇成晶圆凸块封测，填补国内同类产品空白。矽迈微晶圆级扇出型先进封装，处于国内领先水平。显示芯片封测“双子”项目，COF 卷带项目与液晶面板驱动芯片封测服务，实现COF 卷带本地化生产。虽然部分企业工艺、产品填补国内空白，但是还未形成规模优势。另外，在检测设备上被美国、日本高度垄断。安徽省后道流程集中更多的成熟产品，如引线框架、封装基板、封装系统、测试设备等，产品整体价值和技术含量较前道流程使用的材料和设备明显偏低。

三、提升安徽省集成电路产业自主可控水平的建议

安徽省集成电路产业应立足发展实际，加大对外开放，对标国际、国内先进工艺制程，发挥省内龙头企业带动作用，通过“外引+内培”方式，瞄准产业链堵点和供应链卡点，部署一批、攻克一批、应用一批重点项目，构建自主可控发展路径，提升产业基础高级化和产业链现代化水平，实现产业链供应链安全稳定。

1.加大政策扶持力度

聚力支持龙头企业发展。集成电路龙头企业的自主高效发展离不开国家政策有力支持，要继续将集成电路产业作为全省战略性和全局性的首位产业，坚持“一张蓝图画到底”，主动对接国家重大战略，争取更多政策和资金支持。依托电子信息产业“320”专班（全省电子信息重点企业三类各20 户企业），进一步做好电子信息重点企业对接帮扶，带动产业链强链延链补链，推动地方加强“双招双引”。支持围绕长鑫、晶合等核心项目，继续保障存储器作为未来集成电路产业突破发展的重要方向和支持重点。继续支持龙头企业在科创板上市，加速芯碁微装、恒烁半导体、晶合集成、安芯电子、龙讯半导体、富乐德等已经IPO 过会的龙头企业上市进度，打通融资渠道，支持高额研发投入和大规模扩厂，提升龙头企业在行业内竞争优势。合力促进国产化替代进程。加强国产化替代激励、风险补偿政策。积极发挥“三首”政策作用，探索采用首台（套）重大技术装备、首版次软件保险补偿机制试点等政策支持国产化推广应用。支持制造、封测企业优先采购省内制造和封测设备，给与一定程度补贴。

2.支持关键核心技术攻关

加强科技创新体系。借助长三角一体化发展大势，依托长三角丰富科创资源，打造“产学研”区域创新网络。重视原始创新，鼓励高校科研院所和龙头企业联合成立实验室，围绕产业技术发展路径，积极布局一系列关键技术研究领域，抢占技术创新竞争高地。整合存储、显示、汽车、人工智能芯片产业链上下游创新资源，依托上海、南京长三角集成电路产教融合平台，打造一批国际先进企业。聚力关键共性技术攻关，积极发挥科技重大专项、揭榜挂帅、补短板产品和关键共性技术攻关政策牵引作用，继续支持一批半导体重大项目和关键核心技术攻关。在设计环节，围绕新型显示、智能家电、新能源及智能网联汽车、航空航天、量子等重点领域，提升本地芯片设计企业和整机制造企业协同发展，推进集成电路设计工具EDA国产化研发和替代；在制造环节，大力发展特色制造工艺，加快先进存储器工艺技术提升，加强晶圆代工能力，加快布局第三代化合物半导体，显示驱动、MEMS 传感器等生产研发；在封装测试环节，以特色工艺平台创新为核心，借助速芯微电子、聚跃检测、华达半导体等封测平台，增强先进封测能力为重点，提高先进封测技术比例，实现产业“延链”；在设备材料环节，支持核心装备和关键材料的技术攻关、研发试产和产业化，依托北方华创、上海至纯在省内形成薄膜沉积设备、清洗干燥设备等细分领域优势，支持有条件龙头企业, 掌握关键材料生产，逐渐掌握市场占有率。

3.促进产业链协同发展

积极搭建省内供需对接平台。最大程度挖掘产业链本土化潜力，推动省内零部件与整机厂商对接，制造企业与材料、装备厂商对接等，降低同质无序竞争，扩大省内企业对外开放，精准找到与长三角、中部等兄弟城市差异化定位，互补互促。同时，发挥国家、省域供需平台作用，组织长三角供需对接活动，承接长三角可转移的技术进步和产业结构升级产业，有效解决集成电路材料运输难题，引入专业机构，设立进口光刻胶等集成电路化学品原材料监测中心或实验室，吸引关键配套企业落户建立制造基地或研发中心。加强人才培养招引,积极发挥省内微电子学院作用，做大做强省内中国科学技术大学、合肥工业大学、安徽大学微电子学科基础建设，同时支持企业面向长三角复旦大学、浙江大学、南京大学等省外高校校企合作、产教结合、订单式培养高端人才。落实人才政策发挥实效，加强人才公寓、子女上学等配套措施落到实处，构建全省集成电路产业良好发展生态。[本文系2021年度安徽省创新环境建设专项 “安徽省集成电路产业自主可控发展路径研究”（编号：202106f01050069）的研究成果]