我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展現(xiàn)狀與對(duì)策建議

我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)較快發(fā)展，市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，技術(shù)水平顯著提升，在產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)涌現(xiàn)出一批具有獨(dú)特競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)企業(yè)。同時(shí)，我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展還存在一定的挑戰(zhàn)，本文通過(guò)分析我國(guó)集成電路發(fā)展現(xiàn)狀和關(guān)鍵薄弱環(huán)節(jié)，以及與先進(jìn)水平的差距，提出相應(yīng)對(duì)策建議，助力我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。1、引言集成電路產(chǎn)業(yè)是促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)，是推動(dòng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，是當(dāng)前國(guó)際經(jīng)濟(jì)和科技競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)領(lǐng)域。近年來(lái)，在國(guó)家集成電路相關(guān)政策、機(jī)制等支持下，我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)現(xiàn)較快發(fā)展，市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，技術(shù)水平顯著提升，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)日趨優(yōu)化，初步形成了較完整的產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系。但與國(guó)際先進(jìn)水平相比，我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展在一些環(huán)節(jié)上還存在一定差距，整體實(shí)力仍然不強(qiáng)，產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)仍然較為薄弱，產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈部分關(guān)鍵環(huán)節(jié)受制于人，與產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展要求不相適應(yīng)。2、集成電路產(chǎn)業(yè)鏈分析集成電路產(chǎn)業(yè)鏈包括材料、設(shè)備、設(shè)計(jì)、制造、封裝測(cè)試和應(yīng)用等環(huán)節(jié)，分為上游、中游和下游，如圖1所示。上游主要包括芯片設(shè)計(jì)工具、材料和設(shè)備。其中芯片設(shè)計(jì)工具主要有集成電路設(shè)計(jì)與制作所需的EDA工具（即電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）及設(shè)計(jì)芯片所需的核心功能模塊知識(shí)產(chǎn)權(quán)核（即IP核）。材料主要有襯底材料、光刻膠、掩膜版、濕化學(xué)品、電子特氣、拋光材料和靶材等。設(shè)備主要有用于晶圓制造的前道設(shè)備，以及用于組裝、封裝及測(cè)試的后道設(shè)備兩類，主要涵蓋了光刻設(shè)備、刻蝕設(shè)備、離子注入設(shè)備、鍍膜沉積設(shè)備、化學(xué)機(jī)械研磨設(shè)備、量測(cè)設(shè)備和封裝測(cè)試設(shè)備等。中游主要包括集成電路設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)等環(huán)節(jié)，有通過(guò)集成電路設(shè)計(jì)、仿真、驗(yàn)證和物理實(shí)現(xiàn)等步驟生成版圖的設(shè)計(jì)廠商，將版圖用于制造集成電路的制造廠商，為芯片提供與外部器件連接并提供物理機(jī)械保護(hù)的封裝廠商及對(duì)芯片進(jìn)行功能與性能測(cè)試的測(cè)試廠商等。下游主要包括集成電路的應(yīng)用場(chǎng)景，包括各應(yīng)用領(lǐng)域集成芯片至自身產(chǎn)品的系統(tǒng)廠商或制造商，主要包括消費(fèi)電子、汽車(chē)電子、網(wǎng)絡(luò)通信和計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域。3、我國(guó)集成電路發(fā)展現(xiàn)狀“十三五”以來(lái)，我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)?？焖贁U(kuò)大，初步形成了較完整的產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系，打造了長(zhǎng)三角、粵港澳大灣區(qū)、京津冀三大重點(diǎn)區(qū)域的集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展和配套能力，涌現(xiàn)出一批優(yōu)勢(shì)龍頭企業(yè)。一批關(guān)鍵核心技術(shù)取得突破，以中芯國(guó)際、華虹為代表的集成電路制造企業(yè)成為全球重要一極，以長(zhǎng)電科技為代表的芯片封裝測(cè)試躋身全球前列，設(shè)備材料實(shí)現(xiàn)局部突破，產(chǎn)業(yè)國(guó)際影響力逐步提升。3.1集成電路產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模快速增長(zhǎng)2022年我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)銷(xiāo)售額在2021年首次突破萬(wàn)億元之后繼續(xù)保持較快增長(zhǎng)，規(guī)模達(dá)到1.20萬(wàn)億元，較2021年實(shí)現(xiàn)同比增長(zhǎng)14.8%。其中，研發(fā)設(shè)計(jì)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)營(yíng)業(yè)收入0.52萬(wàn)億元，較2021年實(shí)現(xiàn)同比增長(zhǎng)14.1%；制造領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)營(yíng)業(yè)收入0.39萬(wàn)億元，較2021年實(shí)現(xiàn)同比增長(zhǎng)21.4%，增速最快；封裝測(cè)試領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)營(yíng)業(yè)收入0.30萬(wàn)億元，較2021年實(shí)現(xiàn)同比增長(zhǎng)8.4%。3.2在集成電路產(chǎn)業(yè)鏈領(lǐng)域打造了一批行業(yè)頭部企業(yè)我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)在研發(fā)設(shè)計(jì)、制造、封裝測(cè)試等產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)打造了一批行業(yè)頭部企業(yè)，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。在集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，截至2022年底，我國(guó)集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)超過(guò)3200多家，較2021年實(shí)現(xiàn)同比增長(zhǎng)15.4%。其中在A股有65家上市公司，總市值超過(guò)1.3萬(wàn)億。其中擁有紫光國(guó)微、海光信息、韋爾股份、兆易創(chuàng)新、復(fù)旦微電、龍芯中科和寒武紀(jì)等。在集成電路制造領(lǐng)域，我國(guó)已成為全球重要一極，在國(guó)家相關(guān)科技專項(xiàng)的布局下，上海微電子、北方華創(chuàng)、中微半導(dǎo)體、上海盛美和電科裝備等國(guó)內(nèi)企業(yè)基本覆蓋了集成電路裝備各領(lǐng)域設(shè)備的研發(fā)、制造。2022年，全球前十大晶圓代工廠我國(guó)大陸企業(yè)上榜3家，分別為中芯國(guó)際、華虹集團(tuán)、晶合集成，其中中芯國(guó)際作為我國(guó)實(shí)力最強(qiáng)、規(guī)模最大的集成電路代工企業(yè)，近年來(lái)發(fā)展迅速，市值超過(guò)4000億元，2022年實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入495.2億元，同比增長(zhǎng)39.0%，實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤(rùn)121.3億元，同比增長(zhǎng)13.0%；中國(guó)臺(tái)灣上榜4家，分別為臺(tái)積電、聯(lián)電、力積電和世界先進(jìn)。美國(guó)、以色列、韓國(guó)分別上榜1家，分別為格芯、高塔半導(dǎo)體和東部高科。具體見(jiàn)表1。在集成電路封裝測(cè)試領(lǐng)域，封裝測(cè)試行業(yè)是我國(guó)發(fā)展最為完善的環(huán)節(jié)，技術(shù)能力與國(guó)際先進(jìn)水平比較接近，進(jìn)入世界第一梯隊(duì)，已形成內(nèi)資企業(yè)為主的競(jìng)爭(zhēng)格局，主要企業(yè)有長(zhǎng)電科技、通富微電等，其中長(zhǎng)電科技能夠提供全方位的芯片成品制造一站式服務(wù)，包括系統(tǒng)集成、設(shè)計(jì)仿真、晶圓中測(cè)、晶圓級(jí)中道封裝測(cè)試和系統(tǒng)級(jí)封裝測(cè)試等業(yè)務(wù)，2022年?duì)I業(yè)收入達(dá)到337.6億元，同比增長(zhǎng)10.69%；歸母凈利潤(rùn)達(dá)到32.3億元，同比增長(zhǎng)9.2%。通富微電2022年實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入214.3億元，同比增長(zhǎng)35.5%；實(shí)現(xiàn)歸母凈利潤(rùn)5.0億元。3.3集成電路應(yīng)用場(chǎng)景不斷深化我國(guó)具有超大規(guī)模的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)和內(nèi)需潛力，集成電路應(yīng)用場(chǎng)景不斷深入，帶動(dòng)我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展。目前，集成電路芯片和系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于消費(fèi)電子、汽車(chē)電子、新一代網(wǎng)絡(luò)通信、智能制造和新型數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域，目前正在快速向人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、物聯(lián)網(wǎng)、智能駕駛和生物醫(yī)療等領(lǐng)域拓展，推動(dòng)我國(guó)數(shù)字經(jīng)濟(jì)與實(shí)體經(jīng)濟(jì)快速融合發(fā)展，為推動(dòng)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級(jí)化、產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化注入強(qiáng)大動(dòng)力。4、我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)當(dāng)前，我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)面臨的國(guó)際形勢(shì)日趨復(fù)雜嚴(yán)峻，國(guó)際經(jīng)貿(mào)摩擦強(qiáng)化了各國(guó)內(nèi)顧傾向，各國(guó)政府強(qiáng)化芯片研發(fā)與制造投資，紛紛采取加強(qiáng)投資、減免稅收、建立產(chǎn)業(yè)鏈盟友等方式，扶持半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈布局，增加自身產(chǎn)業(yè)鏈韌性和抗風(fēng)險(xiǎn)能力，對(duì)集成電路產(chǎn)業(yè)全球分工協(xié)作格局造成較大沖擊。目前，我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)鏈薄弱環(huán)節(jié)主要集中在基礎(chǔ)材料、關(guān)鍵制造裝備和設(shè)計(jì)工具等環(huán)節(jié)。在基礎(chǔ)材料方面，大尺寸高端硅材料基本被日本信越化學(xué)等企業(yè)壟斷。在設(shè)計(jì)方面，芯片設(shè)計(jì)的核心EDA工具目前主要被國(guó)外Cadence（楷登電子）、Synopsys（新思科技）等企業(yè)壟斷。在制造方面，國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的中芯國(guó)際已具備14nm量產(chǎn)水平，市場(chǎng)規(guī)模保持了較快發(fā)展，但整體市場(chǎng)規(guī)模與臺(tái)積電存在較大差距，收入不及臺(tái)積電的十分之一，在制程方面距離臺(tái)積電世界最先進(jìn)的3nm制程還存在不小的差距。4.1基礎(chǔ)材料芯片制造依賴的核心基礎(chǔ)材料是晶圓，高端芯片尤其是14nm及以下的芯片依賴高純度硅片生產(chǎn)的晶圓，芯片制程越小，晶圓的尺寸就越大，成本越低，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力越強(qiáng)。目前國(guó)際主流是12英寸的晶圓，國(guó)際市場(chǎng)14nm及以下的芯片都是采用12英寸的晶圓生產(chǎn)。根據(jù)國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，日本信越化學(xué)、日本SUMCO公司等五家公司12英寸晶圓全球市場(chǎng)份額占比合計(jì)超過(guò)90%。我國(guó)集成電路制造企業(yè)對(duì)高端硅材料的依賴度較高，另外，在光刻膠、掩膜版、濕化學(xué)品和電子氣體等基礎(chǔ)材料方面也較多依賴于國(guó)外進(jìn)口。4.2關(guān)鍵制造裝備按照摩爾定律，芯片上容納的結(jié)構(gòu)數(shù)量越多，芯片運(yùn)行速度就越快，功能越強(qiáng)大，光刻系統(tǒng)的不斷升級(jí)能夠推動(dòng)芯片制造商持續(xù)生產(chǎn)體積更小、速度更快、功能更強(qiáng)的芯片，同時(shí)能有效地控制成本。光刻機(jī)全球主要供應(yīng)商有荷蘭ASML、佳能和尼康三家，其中ASML在頂端光刻機(jī)中處于絕對(duì)壟斷地位，特別是其最頂尖的極紫外光刻機(jī)（EUV）能夠規(guī)模生產(chǎn)7nm以下高端芯片。臺(tái)積電、英特爾、三星電子、中芯國(guó)際和格羅方德等晶圓制造龍頭企業(yè)，都依賴ASML公司的高端光刻機(jī)設(shè)備，特別是最高水平的EUV光刻機(jī)。美國(guó)聯(lián)合“盟友”在光刻機(jī)等制造裝備進(jìn)行圍堵，2023年3月，荷蘭政府在與美國(guó)政府達(dá)成協(xié)議后，宣布對(duì)包括深紫外光刻機(jī)（DUV）在內(nèi)的特定制造設(shè)備實(shí)施新的出口管制；2023年5月，日本政府宣布限制6類23項(xiàng)半導(dǎo)體制造設(shè)備的出口。4.3設(shè)計(jì)工具EDA軟件是集成電路設(shè)計(jì)的核心基礎(chǔ)性工具，融合了電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理及智能化技術(shù)，極大地提高了集成電路設(shè)計(jì)的效率和可操作性。集成電路芯片設(shè)計(jì)者憑借EDA軟件通過(guò)計(jì)算機(jī)完成芯片的功能、物理設(shè)計(jì)，包括邏輯編譯、布局、布線和仿真等方面，極大提高了芯片設(shè)計(jì)的效率。而全球EDA技術(shù)市場(chǎng)已基本形成巨頭壟斷，全球市場(chǎng)的大多數(shù)份額高度集中Cadence（楷登電子）、Synopsys（新思科技）和Mentor（明導(dǎo)公司）三家公司。我國(guó)目前擁有華大九天、蘇州芯禾、杭州廣立微等EDA企業(yè)，但與西方國(guó)家先進(jìn)水平相比還有差距。以華大九天為例，其在模擬電路設(shè)計(jì)與仿真、數(shù)?；旌显O(shè)計(jì)、平板顯示設(shè)計(jì)等方面頗具特色，但尚未形成全流程支持的工具矩陣，尤其在一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)上目前無(wú)法全面替代國(guó)際巨頭的工具軟件。5、對(duì)策建議集成電路產(chǎn)業(yè)作為電子信息領(lǐng)域的核心構(gòu)成，是當(dāng)前研發(fā)投入最集中、創(chuàng)新應(yīng)用最活躍、輻射帶動(dòng)范圍最廣的技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域，涉及國(guó)家戰(zhàn)略核心利益，具有資金密集、技術(shù)密集、人才密集、回報(bào)周期長(zhǎng)等“三密一長(zhǎng)”等特點(diǎn)，必須從頂層加強(qiáng)設(shè)計(jì)，堅(jiān)持企業(yè)市場(chǎng)主體地位作用，強(qiáng)化政策引導(dǎo)和支持，在市場(chǎng)失調(diào)的領(lǐng)域發(fā)揮好引導(dǎo)作用，加大長(zhǎng)期資本、戰(zhàn)略資本等投資。積極發(fā)揮我國(guó)的組織優(yōu)勢(shì)和超大市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。同時(shí)，幫助企業(yè)引進(jìn)和培育人才，加快培育打造行業(yè)頭部企業(yè)，建立以企業(yè)為主體、產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同的攻關(guān)機(jī)制，弘揚(yáng)企業(yè)家精神，發(fā)揮企業(yè)家作用，保持戰(zhàn)略定力，為我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)的快速崛起提供堅(jiān)實(shí)保障。5.1強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì)，加強(qiáng)政策引導(dǎo)支持從世界集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程來(lái)看，美國(guó)、日本、韓國(guó)等國(guó)家等都是從國(guó)家層面持續(xù)加大資金、市場(chǎng)應(yīng)用等政策支持，打造具有核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的龍頭企業(yè)，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。以韓國(guó)為例，推行“政府＋大財(cái)團(tuán)”的模式，選擇三星、金星社（LG前身）、現(xiàn)代公司（其半導(dǎo)體業(yè)務(wù)后拆分為海力士半導(dǎo)體，并被SK集團(tuán)收購(gòu)）和大宇公司等四家財(cái)團(tuán)，參與到超大規(guī)模集成電路計(jì)劃中，提供一系列“特惠”措施，培育出了以三星和SK海力士為代表的寡頭企業(yè)，形成龍頭牽引，驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新發(fā)展。因此，我國(guó)可積極借鑒相關(guān)國(guó)家推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，發(fā)揮新型舉國(guó)體制優(yōu)勢(shì)，制定符合發(fā)展實(shí)際的產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策，設(shè)定務(wù)實(shí)的發(fā)展目標(biāo)和發(fā)展思路，圍繞關(guān)鍵環(huán)節(jié)集中資源加大投資力度，帶動(dòng)其他資本形成集聚效益，加快培育龍頭企業(yè)，牽引集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展。5.2弘揚(yáng)企業(yè)家精神，大力培育戰(zhàn)略科學(xué)家企業(yè)家作為生產(chǎn)要素的組織者、重大市場(chǎng)的開(kāi)拓者、企業(yè)發(fā)展的領(lǐng)軍者，是打造一流企業(yè)的直接動(dòng)力。要充分弘揚(yáng)企業(yè)家精神發(fā)揮企業(yè)家作用，積極培育一批既懂技術(shù)又懂管理的，激發(fā)企業(yè)家創(chuàng)新活力和創(chuàng)造潛能，建立以企業(yè)為主體的攻關(guān)機(jī)制，集聚優(yōu)勢(shì)創(chuàng)新、市場(chǎng)資源，打造科技和經(jīng)濟(jì)緊密融合的創(chuàng)新型領(lǐng)軍企業(yè)，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)共同發(fā)展，形成產(chǎn)業(yè)發(fā)展良好生態(tài)。同時(shí)，堅(jiān)持面向科研生產(chǎn)一線，培養(yǎng)一批對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展前瞻性判斷力、跨學(xué)科理解能力、組織能力強(qiáng)的科學(xué)家，加強(qiáng)前瞻性、引領(lǐng)性技術(shù)攻關(guān)，營(yíng)造良好創(chuàng)新環(huán)境，推動(dòng)以集成電路為代表的新一代信息技術(shù)關(guān)鍵核心技術(shù)加快突破，掌控前沿技術(shù)主導(dǎo)權(quán)。5.3強(qiáng)化基礎(chǔ)研究，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供基礎(chǔ)支撐新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革突飛猛進(jìn)，學(xué)科交叉融合不斷發(fā)展，科學(xué)研究范式發(fā)生深刻變革，基礎(chǔ)研究轉(zhuǎn)化周期明顯縮短，國(guó)際科技競(jìng)爭(zhēng)向基礎(chǔ)前沿前移。面向集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展未來(lái)趨勢(shì)，要進(jìn)一步加大基礎(chǔ)研究體制機(jī)制改革，增加基礎(chǔ)研究投入，加大基礎(chǔ)研究人員培養(yǎng)力度，推進(jìn)戰(zhàn)略導(dǎo)向的體系化基礎(chǔ)研究、前沿導(dǎo)向的探索新基礎(chǔ)研究、市場(chǎng)導(dǎo)向的應(yīng)用基礎(chǔ)研究，推動(dòng)基礎(chǔ)研究實(shí)現(xiàn)跨越發(fā)展，努力在核心技術(shù)領(lǐng)域有持續(xù)的突破，加快形成一系列顯著成果。要積極發(fā)揮高等院校人才培養(yǎng)核心關(guān)鍵作用，優(yōu)化完善微電子等專業(yè)學(xué)科設(shè)置，健全人才培養(yǎng)體系，通過(guò)高等院校與企業(yè)聯(lián)合等方式加快人才培養(yǎng)成長(zhǎng)，加快集成電路領(lǐng)域高層次、急需緊缺和骨干專業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)。同時(shí)，加大緊缺人才引進(jìn)力度，支持集成電路企業(yè)加強(qiáng)與境內(nèi)外研發(fā)機(jī)構(gòu)的合作，幫助企業(yè)加快引進(jìn)和培育人才。5.4發(fā)揮超大規(guī)模市場(chǎng)獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，激發(fā)產(chǎn)業(yè)發(fā)展動(dòng)力廣闊的市場(chǎng)需求是產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力量，我國(guó)擁有巨大的經(jīng)濟(jì)規(guī)模，經(jīng)濟(jì)總量穩(wěn)居世界第二位，擁有龐大的市場(chǎng)空間和完整的產(chǎn)業(yè)門(mén)類，這是推動(dòng)我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的獨(dú)特性優(yōu)勢(shì)。特別在應(yīng)用場(chǎng)景創(chuàng)新方面，除電子消費(fèi)產(chǎn)品等