作者:张少波
和君咨询家当园区奇迹部 研究员
北京和创瑞智管理咨询公司 咨询顾问

集成电路,被称为“当代工业粮食”,是物联网、大数据、云打算等新一代信息家当的基石,芯片虽小,却是各国科技竞争的必争之地。进入“十四五”,2021年3月《关于支持集成电路家当和软件家当发展入口税收政策的关照》等辅导性政策文件的下发,以及国家集成电路家当投资基金的成立,让集成电路家当更加振奋,“中国芯”的发展速率有目共睹。
一、集成电路家当发展情形
1、集成电路高下游家当链
天下半导体贸易统计组织(WSTS)预测,2021年环球半导体发卖估量将爆增25.1%,达到5510亿美元。2020年,中国集成电路家当发卖8848亿元,同比增长17.0%,个中设计业发卖同比增长23.3%,达3778.4亿元,制造业发卖收入同比增长19.1%达到2560.1亿元,封测业发卖收入为2509.5亿元。入口集成电路金额3500.4亿美元,出口金额1166亿美元,分别同比增长14.6%和14.8%。
集成电路是半导体的一种,分为上游设计,中游制造,下贱封测,同时还有为制造和封测配套的装备、材料家当。在半导体家当链中,设计环节通过理解下贱终端需求设计芯片功能,并将其交由专门的芯片代工厂生产以及专业的封装测试工厂封装成芯片颗粒后与交付市场终端客户。
(图1:集成电路代价链)
设计处于家当上游,毛利率较高。美国为主的公司处于领先地位,海内起步较晚,目前仍旧处于追赶地位。
材料设备是制造和封测的上游。材料市场险些由日本企业垄断,高端加工设备供应商紧张为荷兰、日本、美国企业。
集成电路制造技能含量高,成本投入大,中国台湾、美国、韩国的企业处于领先地位。海内龙头目前掉队天下领先水平工艺一代,大约5年韶光。
封装测试属于家当下贱,目前海内封测领域已经处于天下第一梯队。
(图2:集成电路家当链)
2、中国集成电路发展现状
据国家统计局数据显示,2020年整年中国集成电路累计产量达到2614.7亿块,较2019年增长29.6%;海内产能呈现高速增长的同时,依然无法知足增长的需求,据海关总署表露的数据,2020年中国入口集成电路5435亿块,同比增长22.1%;入口金额3500.4亿美元,同比增长14.6%。
图3:2020年芯片行业各领域发卖额统计
(单位:亿元)
根据和君家当园区奇迹部对IC三个细分领域的增长趋势剖析可以看出,我国IC制造、IC设计在政策鼓励和资金支持的双重浸染下已经涌现两位数的增长,基于自动驾驶汽车、工业互联网、云打算等领域的增长前景判断,我国集成电路家当的发卖规模在“十四五”期间将保持两位数的高速增长。
集成电路的运用处景浩瀚,例如,智能交通、环境监测、聪慧社区、聪慧消防、聪慧安防、聪慧市政、城市大脑、聪慧园区等等。个中,仅以聪慧市政为例, 2019年中国聪慧市政行业规模约为2622.6亿元,估量2025年行业规模将达到4830亿元,年复合增长率超过10%,相应的,聪慧市政所带动的集成电路市场亦将呈现较快增长态势。
表4:2015年-2025年中国聪慧市政行业规模
(单位:亿元)
3、中国集成电路家当发展痛点
首先,我国集成电路的国产化替代率不高,根据IC Insights发布的2021年版《麦克林报告》,2020年我国芯片自给率仅为15.9%,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下一阶段的紧张目标。
其余,我国芯片行业仍旧面临几大寻衅:生产设备难以打破、设计工具自主水平低、材料发展水平有待提升、行业人才缺口等。
(1)生产设备难以打破
前辈的芯片制造工艺高度依赖尖真个芯片制造设备,我国在最主要的光刻机上与天下领先的EUV、DUV机器都有不小的差距,在多年的探索中进步较为缓慢。除了光刻机之外,我国企业生产的用于薄膜沉积和离子注入的设备与天下水平差距较大。
目前天下顶尖芯片制造商——中国台湾的台积电已经在测试3nm工艺制程,5nm工艺制程已经实现商用。生产设备国产化水平无法知足高端芯片须要的现状下,荷兰ASML公司拒售最前辈的EUV光刻机严重限定了我国高端芯片制造的发展。在美国对华科技企业发起一系列制裁后,我国顶尖的芯片设计公司海思便无法通过台积电进行高端芯片的代工,海内无法知足生产需求的现状下,干系业务发展不得不陷入结束。目前,芯片制造关键设备基本都被日本、美国的设备制造商把持,一旦国际政治环境涌现恶化,我国芯片制造的其他环节也会直接陷入产能无法连续提升的窘境。
(2)设计工具自主水平低
芯片设计紧张须要利用EDA仿真软件等设计工具,2020年海内EDA市场规模在5亿美元高下,在环球EDA市场规模中占比非常小。在这个市场上,紧张还是为新思科技、楷登电子和Mentor三巨子把控(90%以上),国产化率不敷10%,非常低,且竞争格局分散。我国的华大九天、芯远景、芯禾科技、广利微电子等企业也能够供应部分环节的EDA软件,但在技能成熟度和完全性上与顶尖企业还存在差距,在高端芯片设计中,中国企业还没有非常好的本土化软件可以替代。
(3)材料发展水平有待提升
在芯片材料方面,我国的大尺寸硅片、光刻胶、掩膜板制造技能与目前的芯片设计水平还存在差距,许多门类的材料不能知足海内企业生产制造需求,须要依赖入口。在设计软件、芯片制造设备、芯片制造核心材料,部分封测设备上都存在短板,导致我国芯片行业发展受到国外限定的领域较多,随意马虎在政治环境较差的时候陷入发展结束的局势。
(4)行业人才存在缺口
目前,集成电路行业整体芯片设计高端人才仍旧十分短缺,根据《中国集成电路家当人才发展报告(2020-2021年版)》数据,我国集成电路家当正处于布局和发展期,行业从业职员增多。2020年我国直接从事集成电路家当的职员约54.1万人,同比增长5.7%,估量到2023年前后,全行业人才需求将达到76.65万人旁边。也便是说,集成电路行业人才或存在20多万的缺口。
4、中国高度重视集成电路发展
我国高度重视集成电路行业的发展,多年来出台多项政策支持我国集成电路的发展,2020年11月份,中国共产党第十九届中心委员会第五次全体会议通过了《中共中心关于制订国民经济和社会发展第十四个五年方案和二〇三五年远景目标的建议》正式将集成电路写进中国“十四五”方案,旨在我国新系统编制下,打好关键核心技能攻坚战,打破我国在集成电路领域的关键技能难关。
在“十四五”开年之际,遍地所政府对所统领区域芯片行业的长处与短板有了清晰的梳理。各方政府在新一轮的项目招商和落地过程中,优先着力于充足上风领域的家当链,补齐家当链短缺的环节和板块,向上游或下贱家当链延伸发展,发挥地方家当特色,将过去积累的芯片家当资源聚拢、活化,形成规模化、链条化的家当聚拢区和家当园。以上海集成电路研发中央为例:
上海集成电路研发中央目前是我国唯一的“国家级集成电路研发中央”。研发中央位于上海张江高科技园区,建有中国最前辈的12英寸开放式集成电路试验平台,是独立的面向全行业集成电路企业、大学及研究所开放的公共研发机构。上海集成电路研发中央是上海培植具有环球影响力科技创新中央的主要功能性平台。
弥合家当链缺口,提升整条家当链的竞争力。制造工厂是集成电路家当链的核心,拉动装备、材料、设计等高下游,形成折衷同等的升级节奏—家当牵引技能,技能支持家当。在这条纽带上,集成电路工厂会组建团队为装备、材料和设计公司做事;反过来,装备商等也会投入工艺研发,方便与制造对接。但要掩护这种生态须要巨大的投入,非一样平常人包袱得起。特殊是海内企业,无论装备、材料,还是设计公司,暂时都只能专注于自身业务。在这种局势下,海内集成电路家当的创新链是断裂的。为弥合裂痕,站在研发与制造环节之间的ICRD找到了发展空间。
国产扮装备入驻ICRD时,虽然这些装备虽已成型,但离融入流水线、参与制造尚有间隔。为避免技能流于纸面,它们必须在熟习制造环节的工程师主导下,反复完善功能、调试参数。更主要的是,集成电路装备要发挥浸染,须独身定制出一套工艺。这种基于生产哀求的设备调试,与基于装备特点的工艺开拓、为设计者办理制造难题等,都是海内芯片创新链缺失落的主要环节。在这种局势下,上海集成电路研发中央基于将自己的制造研发履历,帮助海内的装备厂商、材料厂商开拓出新的装备和材料,能够快速地运用莅临盆线上去,帮助他们家当链的协同发展。从而弥合裂痕,提升整条家当链的竞争力,打通从事理到实战的技能进步通道。
以中试线培植为核心形成国家集成电路公共研发平台,推动芯片国产化进程。目前一条标准的12英寸半导体线的造价在50~60亿美元不等,而设备的投入一样平常在30亿美元,受根本限定,类似生产线的国产化率普遍不到10%,家当发展严重受制于人。ICRD以中试线培植为核心形成国家集成电路公共研发平台,形成产品技能研究、IP开拓和验证、工艺研发及转移、设计流片做事、设备材料评估、封装测试做事业务链的整体布局,同时拥有海内唯一开放的12英寸集成电路前辈工艺研发和国产设备材料评价验证中试线,帮助海内的国产装备厂商,当装备产商开拓出新的装备和新的材料出来时,在ICRD的帮助下能够快速的投入莅临盆线,在协同创新中共同推进集成电路的国产化进程。
只管海内集成电路家当发展存在一些问题,但毋容置疑的是,集成电路家当发展已经上升为国家计策,为了加快布局集成电路家当,海内多个省市积极相应、大力投资集成电路家当,发展家当园。目前,我国形成以京津冀地区、长三角地区、珠三角地区、中西部地区等为主,杭州等其他城市方案培植的局势。
二、结语
集成电路作为信息家当的根本和核心,是国民经济计策性家当,国家高度重视和大力支持,已经出台了一系列鼓励扶持政策,为集成电路家当建立了优秀的政策环境,自主发展集成电路家当已经上升到国家计策高度。未来,国家将连续发布利好政策以支持集成电路发展,受益于此,集成电路家当在“十四五”期间仍将持续增长,集成电路干系的家当园也将呈现“高景气”态势。(完)
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和君家当园区奇迹部简介
和君家当园区奇迹部聚焦于家当园区、家本地产、政府平台公司咨询与家当落地领域,供应计策方案、系统编制机制改革、家当方案、招商策略、运营做事体系优化、家当基金设立、人才军队培养、考察勉励机制优化、创新政策研究、对标研究、托管运营等“一揽子、全方位、实效化”做事,致力于推动家当园区和地产企业的计策与运营管理升级。
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