集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)展望

周淑千 陳鐵兵

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(jiǎn)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(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)，包括云計(jì)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(duì)于當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、國(guó)防安全、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)及社會(huì)民生具有重要戰(zhàn)略意義。

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(jiǎn)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(tái)微處理器的問(wèn)世，為人類通信、航天等工程以及計(jì)算機(jī)的普及奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。隨著微處理器技術(shù)的成熟和升級(jí)換代，IC進(jìn)入創(chuàng)新和成熟時(shí)期，計(jì)算機(jī)更加小巧，同時(shí)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(guó)IC產(chǎn)業(yè)主要發(fā)展階段

圖1為我國(guó)IC發(fā)展4個(gè)發(fā)展階段。雖然在1965年我國(guó)開(kāi)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(guó)家建設(shè)層面投資大力鼓勵(lì)發(fā)展基礎(chǔ)電路產(chǎn)業(yè)，中國(guó)科學(xué)院專門聘請(qǐng)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(wèn)世，標(biāo)志著小規(guī)模IC在我國(guó)誕生；1976年運(yùn)算1 000萬(wàn)次的大型電子計(jì)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(kāi)放后，我國(guó)積極學(xué)習(xí)國(guó)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(gè)時(shí)期，我國(guó)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(guó)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(diǎn)建設(shè)時(shí)期，我國(guó)各部委相繼出臺(tái)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(diǎn)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(lái)我國(guó)IC產(chǎn)業(yè)速度發(fā)展，進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)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(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的骨干企業(yè)，如IC設(shè)計(jì)方面有華為海思、紫光展訊、豪威科技、兆易創(chuàng)新、紫光國(guó)微。晶圓制造企業(yè)中芯國(guó)際、上海華虹集團(tuán)有限公司、華潤(rùn)微電子等。有關(guān)數(shù)據(jù)表明，2018年我國(guó)IC制造行業(yè)規(guī)模達(dá)到1 818.2億元，增長(zhǎng)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(diǎn)，一是優(yōu)勢(shì)企業(yè)市場(chǎng)份額加速，二是芯片及智能終端呈現(xiàn)飛速增長(zhǎng)，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(huì)在南京舉辦，國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)（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(shì)》報(bào)告。報(bào)告指出，2008年，全球IC產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模為3 000億元；10年后的2018年，全球IC產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)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(shì)。預(yù)計(jì)2019年，全球IC產(chǎn)業(yè)受到產(chǎn)能過(guò)剩、中美貿(mào)易摩擦等因素影響，市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)速度將放緩，甚至?xí)霈F(xiàn)下滑現(xiàn)象。但是從中長(zhǎng)期來(lái)看，IC產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍然呈現(xiàn)上升態(tài)勢(shì)。

2.2 我國(guó)IC產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

從全球IC市場(chǎng)規(guī)模來(lái)看，我國(guó)的電子信息產(chǎn)品制造和消費(fèi)量最大，市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)達(dá)到上萬(wàn)億元，并且仍然呈上升趨勢(shì)。新業(yè)務(wù)板塊如5G、新型電子元器件、云計(jì)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(guó)IC產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)路人，企業(yè)及優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品詳見(jiàn)表2。

我國(guó)IC產(chǎn)業(yè)顯著的一個(gè)特點(diǎn)是區(qū)域性集群化發(fā)展趨勢(shì)凸顯。依托大城市人才、市場(chǎng)以及資金的優(yōu)勢(shì)，形成了珠三角、長(zhǎng)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)展速度也較快。全國(guó)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(diǎn)發(fā)展芯片設(shè)計(jì)、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(rùn)微電子有限公司、中國(guó)電科、西南集成電路設(shè)計(jì)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(guó)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(tái)，已經(jīng)在重慶開(kāi)工建設(shè)。除此之外，重慶IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)園在仙桃國(guó)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(lái)將打造產(chǎn)值百億級(jí)集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)園。

2.2.1 云計(jì)算

基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（Infrastructure—as—a—Service，IaaS），平臺(tái)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(jì)算服務(wù)市場(chǎng)的3個(gè)主要組成部分。目前，我國(guó)云計(jì)算公司業(yè)務(wù)主要集中在IaaS，主要涵蓋服務(wù)器、存儲(chǔ)等方面。我國(guó)聯(lián)想、華為、浪潮市場(chǎng)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(jì)算低端市場(chǎng)的利潤(rùn)小。在云計(jì)算高端市場(chǎng)，我國(guó)阿里在世界市場(chǎng)有一定的話語(yǔ)權(quán)。2018年國(guó)際數(shù)據(jù)公司（IDC）公布的數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)阿里云在全球云市場(chǎng)份額持續(xù)攀升，位居世界第3（詳見(jiàn)圖2）。阿里在云PaaS平臺(tái)服務(wù)，如操作系統(tǒng)、開(kāi)發(fā)工具、數(shù)據(jù)庫(kù)等均取得了階段性成果，處于世界領(lǐng)先水平。因此，美國(guó)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(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

2.2.2 半導(dǎo)體

我國(guó)半導(dǎo)體發(fā)展經(jīng)歷了有3個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)（詳見(jiàn)圖3）。02專項(xiàng)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(guò)10年發(fā)展，到2018年，銷售額超過(guò)百億龍頭企業(yè)大批涌現(xiàn)，比如華為海思、中芯國(guó)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(guó)半導(dǎo)體行業(yè)推到了風(fēng)頭浪尖。中興的“芯”病，中國(guó)的心病。美國(guó)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(gè)多月。雖然“中興事件”給我國(guó)半導(dǎo)體帶了一定的負(fù)面影響，但是也同時(shí)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(shí)現(xiàn)制造業(yè)強(qiáng)國(guó)，才能不受制于人。