集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢展望

　　集成電路(Integrated Circuit，IC)是具有一定電路功能的微型機(jī)構(gòu)單元，簡稱“芯片”。IC在電子信息、日常生活、航空航天、軍事等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。IC產(chǎn)業(yè)是現(xiàn)代信息社會發(fā)展的基礎(chǔ)，包括云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、新一代通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(5G)等，對于當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展、國防安全、國際競爭及社會民生具有重要戰(zhàn)略意義。

　　《集成電路應(yīng)用》雜志1984年創(chuàng)刊，是國家新聞出版總署批準(zhǔn)，中國電子信息產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司主管，上海貝嶺股份有限公司主辦，上海市集成電路行業(yè)協(xié)會、深圳市半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會協(xié)辦的電子電工、電力、半導(dǎo)體材料、集成電路等領(lǐng)域的綜合性學(xué)術(shù)期刊。

　　1 IC發(fā)展回顧

　　1.1 IC發(fā)展歷程

　　IC發(fā)展初期結(jié)構(gòu)簡單、功能單一，主要由金屬互連、導(dǎo)電區(qū)隔離組成。1974年，世界第一臺微處理器的問世，為人類通信、航天等工程以及計算機(jī)的普及奠定了堅實的基礎(chǔ)。隨著微處理器技術(shù)的成熟和升級換代，IC進(jìn)入創(chuàng)新和成熟時期，計算機(jī)更加小巧，同時數(shù)據(jù)處理速度突飛猛進(jìn)，使用更加方便。IC主要大事記如表1所示。

　　1.2 我國IC產(chǎn)業(yè)主要發(fā)展階段

　　圖1為我國IC發(fā)展4個發(fā)展階段。雖然在1965年我國開始發(fā)展IC產(chǎn)業(yè)，但是發(fā)展速度較快。

　　第1階段：1965—1978年為IC產(chǎn)業(yè)初創(chuàng)期，國家建設(shè)層面投資大力鼓勵發(fā)展基礎(chǔ)電路產(chǎn)業(yè)，中國科學(xué)院專門聘請專家講授半導(dǎo)體理論和技術(shù)。1957年，二極管和三極管相繼研發(fā)成功;1965年二極管晶體管邏輯門電路(DTL)型和晶體管晶體管(TTL)型電路問世，標(biāo)志著小規(guī)模IC在我國誕生;1976年運(yùn)算1 000萬次的大型電子計算機(jī)由中科院研制成功。

　　第2階段：1978—1990年為探索發(fā)展期，改革開放后，我國積極學(xué)習(xí)國內(nèi)外IC產(chǎn)業(yè)先進(jìn)技術(shù)、引進(jìn)先進(jìn)生產(chǎn)線。在這個時期，我國IC產(chǎn)業(yè)培育了一大批專家人才，取得了豐碩的科研成果。但是與國際先進(jìn)技術(shù)相比，還存在一定差距。

　　第3階段：1990—1999年為重點建設(shè)時期，我國各部委相繼出臺IC產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、政策，改善投資環(huán)境，促進(jìn)IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展，重點扶植和發(fā)展華晶、華越、上海貝嶺、首鋼日電電子有限公司等IC企業(yè)。

　　第4階段是自2000年以來我國IC產(chǎn)業(yè)速度發(fā)展，進(jìn)入快速發(fā)展時期。在中央和地方政府的政策和資金支持下，產(chǎn)業(yè)聚集效應(yīng)明顯，培育一批具備一定國際競爭力的骨干企業(yè)，如IC設(shè)計方面有華為海思、紫光展訊、豪威科技、兆易創(chuàng)新、紫光國微。晶圓制造企業(yè)中芯國際、上海華虹集團(tuán)有限公司、華潤微電子等。有關(guān)數(shù)據(jù)表明，2018年我國IC制造行業(yè)規(guī)模達(dá)到1 818.2億元，增長率達(dá)到25.6%。

　　2 發(fā)展現(xiàn)狀

　　2.1 全球IC產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

　　目前，全球IC產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)2大特點，一是優(yōu)勢企業(yè)市場份額加速，二是芯片及智能終端呈現(xiàn)飛速增長，5G、大數(shù)據(jù)等新業(yè)務(wù)板塊快速發(fā)展，IC新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。2019年5月，世界半導(dǎo)體大會在南京舉辦，國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(SEMI)全球副總裁居龍，發(fā)表題為《全球集成電路產(chǎn)業(yè)的新變局新形勢》報告。報告指出，2008年，全球IC產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模為3 000億元;10年后的2018年，全球IC產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模突破4 000億美元。由此可以看出，全球IC產(chǎn)業(yè)處于加速發(fā)展的態(tài)勢。預(yù)計2019年，全球IC產(chǎn)業(yè)受到產(chǎn)能過剩、中美貿(mào)易摩擦等因素影響，市場規(guī)模增長速度將放緩，甚至?xí)霈F(xiàn)下滑現(xiàn)象。但是從中長期來看，IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍然呈現(xiàn)上升態(tài)勢。

　　2.2 我國IC產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

　　從全球IC市場規(guī)模來看，我國的電子信息產(chǎn)品制造和消費量最大，市場規(guī)模已經(jīng)達(dá)到上萬億元，并且仍然呈上升趨勢。新業(yè)務(wù)板塊如5G、新型電子元器件、云計算、大數(shù)據(jù)等，各具特色，百花齊放。華為技術(shù)有限公司、紫光與阿里巴巴是我國IC產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)路人，企業(yè)及優(yōu)勢產(chǎn)品詳見表2。

　　我國IC產(chǎn)業(yè)顯著的一個特點是區(qū)域性集群化發(fā)展趨勢凸顯。依托大城市人才、市場以及資金的優(yōu)勢，形成了珠三角、長三角及環(huán)渤海區(qū)域IC產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)。另外，成都、西安、武漢、重慶等中西部發(fā)展度也較快。全國IC城市中，重慶早在2005年8月就建立了電子產(chǎn)業(yè)園，走在IC產(chǎn)業(yè)前列。重慶重點發(fā)展芯片設(shè)計、制造到封裝的IC全產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)，吸引了一大批知名企業(yè)如海力士(SK)、華潤微電子有限公司、中國電科、西南集成電路設(shè)計有限公司到產(chǎn)業(yè)園投資建廠。截至2017年，該產(chǎn)業(yè)園產(chǎn)值已達(dá)到100億元。目前，全國最大功率半導(dǎo)體基地、最大的芯片封裝廠以及全球協(xié)同研發(fā)創(chuàng)新平臺，已經(jīng)在重慶開工建設(shè)。除此之外，重慶IC設(shè)計產(chǎn)業(yè)園在仙桃國際大數(shù)據(jù)谷成立，圍繞智能汽車、智能終端、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等領(lǐng)域芯片，未來將打造產(chǎn)值百億級集成電路設(shè)計產(chǎn)業(yè)園。

　　2.2.1 云計算

　　基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(Infrastructure—as—a—Service，IaaS)，平臺即服務(wù)(Platform—as—a—Service，PaaS)和軟件即服務(wù)(Software—as—a—Service，SaaS)是構(gòu)成云計算服務(wù)市場的3個主要組成部分。目前，我國云計算公司業(yè)務(wù)主要集中在IaaS，主要涵蓋服務(wù)器、存儲等方面。我國聯(lián)想、華為、浪潮市場份額躋身世界前10名。由于IaaS核心芯片目前還主要依賴進(jìn)口，因此，云計算低端市場的利潤小。在云計算高端市場，我國阿里在世界市場有一定的話語權(quán)。2018年國際數(shù)據(jù)公司(IDC)公布的數(shù)據(jù)顯示，我國阿里云在全球云市場份額持續(xù)攀升，位居世界第3(詳見圖2)。阿里在云PaaS平臺服務(wù)，如操作系統(tǒng)、開發(fā)工具、數(shù)據(jù)庫等均取得了階段性成果，處于世界領(lǐng)先水平。因此，美國亞馬遜(aws)和微軟(Microsoft)云巨頭公司，把阿里作為全球最主要的競爭對手。

　　2.2.2 半導(dǎo)體

　　我國半導(dǎo)體發(fā)展經(jīng)歷了有3個時間節(jié)點(詳見圖3)。02專項主要是是跟蹤和保持技術(shù)能力，大基金支持半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)趕超。經(jīng)過10年發(fā)展，到2018年，銷售額超過百億龍頭企業(yè)大批涌現(xiàn)，比如華為海思、中芯國際、豪威科技、紫光展銳等，龍頭企業(yè)自身加快創(chuàng)新發(fā)展，也促使企業(yè)不斷向前發(fā)展。2018年發(fā)生“中興事件”，我國半導(dǎo)體行業(yè)推到了風(fēng)頭浪尖。中興的“芯”病，中國的心病。美國上游芯片供應(yīng)商禁運(yùn)，導(dǎo)致中興直接的業(yè)務(wù)停業(yè)3個多月。雖然“中興事件”給我國半導(dǎo)體帶了一定的負(fù)面影響，但是也同時給半導(dǎo)體以及其他行業(yè)以警示，只有加快自主創(chuàng)新，實現(xiàn)制造業(yè)強(qiáng)國，才能不受制于人。