摘要：本文从全球产业价值链角度研究我国（大陆地区）芯片产业在全球产业价值链中所处的地位。总体来说，目前我国在全球芯片产业价值链中总体相对弱势，仅仅在芯片设计类、制造类及芯片封测企业、刻蚀机这几个环节中取得了部分先机。本文提出了加大政策扶持、提高技术水平、健全人才机制等相关建议，为明晰中国芯片产业发展方向提供参考。

关键词：芯片产业；产业价值链；市场格局

1. 中国在全球芯片产业价值链的地位及问题

1.1 中国在全球芯片产业价值链的地位

若根据发展梯度看，中国（不包括台湾地区）芯片总体属于世界第二梯队。从制程水平来看，今年终于宣布要量产14nm芯片，但如果要发展到目前世界最先进的5nm、3nm，可能还需要5~10年或者更长时间。但是我们在芯片部分细分领域仍有亮眼表现，图1展示的就是中国大陆在全球产业价值链各环节的大体水平。

从图中可以看到，在芯片设计类、制造类及芯片封测企业、刻蚀机这几大环节中处于较为领先的位置，在IDM企业、离子注入机、硅片、湿电子化学品、封装基板这几大环节处于中等水平，而在光刻机、薄膜沉积设备、溅射靶材、光刻胶、芯片封测设备这些环节，中国大陆的地位则相对落后。

1.2 中国在芯片领域所存问题

1.2.1 芯片大部分领域对标国际相对弱势

中国企业在全球芯片产业格局以及产业价值链中较为弱势，多数环节长期处于中低端领域。在设计、制造、封测等众多环节中，中国企业仅在较为低端的封测领域处于第一梯队。在芯片设计和制造领域的部分细分领域中，只有少数企业类似于华为海思，中芯国际等能够对标国际龙头，中芯国际距离国际龙头台积电、英特尔、三星等，仍有相当大的技术差距。在产业价值链的硅片、封装基板、薄膜沉积设备等环节中，虽然大陆企业在全球市场中有一定占比，但主要是在低端市场抢占份额，高端先进市场仍然由国外企业所垄断，打破行业高端壁垒也将是困难重重。

1.2.2 工艺水平差距较大，14nm及以下工艺遭限制

芯片产业价值链范围广泛，但总体上仍可分为核心专利、芯片设备制造与芯片材料制造、集成电路设计、芯片代工与封测五类，其中，芯片设备制造、材料制造与芯片代工为一体，这也是芯片的核心领域。芯片代工简单来说就是芯片大批量生产，一般来说，一个芯片需要数千个工序才能制造出来。自然，它需要不同设备和材料的支持。芯片制造需要的设备有七大类，在所有制造工艺中，光刻、蚀刻和薄膜沉积，被称为整个制造过程中的三个核心工艺，是赋予半导体芯片计算能力的重要工艺，因此支持这一工艺的顶级设备尤为重要，然而，在这三个设备领域，大陆设备与国外设备的差距非常明显。仅从高端EUV光刻机来看，目前能够造出高端7nmEUV光刻机的公司有且仅有荷兰ASML这一家，若要生产7nm芯片，这种EUV光刻机必不可少。为此，中芯国际在2018年向ASML公司订购了一台EUV光刻机，但由于疫情原因，加之美国背后阻挠，这台机器至今没有交付，这也客观限制了大陆的芯片工艺水平。除此以外，在芯片制造封测设备和材料方面，除了刻蚀机等部分细分领域，大部分大陆企业只能在中低端市场抢占份额，与各细分领域的高端先进工艺层面具有不同程度的差距。

1.2.3 上下游关联度低，产业链协同不足，贸易逆差扩大

由于美国的“反制”措施，大陆芯片龙头设计制造厂商以及芯片需求方将会受到不同程度的影响，因此国内芯片产业价值链的韧性和抗风险能力将承受不小的考验。但是抛开国际厂商，单看我国芯片产业整体垂直分工的产业价值链格局，会发现上下游企业关联度不足，具体表现在：芯片设计环节和制造环节协调性差，有所脱节，芯片制造封测设备和材料跟不上芯片制造实际需图1全球芯片产业价值链优势国家及企业详解 求，大多数的芯片企业与整机应用企业并未形成良性互动甚至有脱节，可以说，我国尚未形成完整健康的芯片产业价值链。

我国目前只存在少数良性业务组合，比如海思麒麟芯片和华为手机整机，多数的芯片制造公司并未与上游芯片设备材料企业达成合作；芯片设计公司由于没有整机合作伙伴，对于整机企业的要求不明确，导致了产品研发和解决方案开发能力的缺乏。这些原因使得大部分大陆整机企业选择采购国外的系统解决方案，芯片制造企业向国外订购相关材料和设备，这些举措在使大陆芯片产业一再陷入被动的同时，也在不断拉大贸易逆差。

1.2.4 产业投入不足，后续竞争力匮乏

随着摩尔定律不但发展，芯片制程代代更新，芯片行业的门槛不断提高，对资金的需求量也不断上升。举例来说，研发28nm制程工艺需要的资金为5130美元，研发16nm、10nm、7nm 制程工艺则分别需要资金投入约1亿美元、1.74 亿美元和3亿美元。

而在芯片制造领域，生产线的建成投产则需要更惊人的资本注入，一条每月生产五万芯片的12英寸芯片生产线需要投入资金50亿美元。但是目前大陆的现实情况是，2020年，中芯国际研发投入约7亿美元，与此同时，英特尔和台积电在2013年的年投资额就分别达到了1300亿和97亿美元，2018年台积电更是宣布投资200亿美元来推进3nm工艺，世界级企业投资额是大陆企业的十倍不止。产业投入不足，何以同台竞技？

再来看芯片设备领域，国际三巨头AMAT、泛林半导体和东京电子每年研发投入12至22亿美元，而中微半导体作为大陆唯一拥有达到国际先进水平芯片制造设备产品并大规模进入国际市场的业内龙头，三年累计研发投入仅超1.5亿美元，甚至仍未摆脱亏损状态。

2. 政策建议

2.1 加大政策扶持，完善政策配套体系

近年来，国家不断加大政策扶持力度，从2020年国务院下达的集成电路企业最高可免税十年的政策，到今年的“十四五”芯片产业进口减免税政策，都足以看出我国支持芯片产业持续稳定健康发展的决心，也说明行业已从快速发展阶段进入到高质量发展阶段。

但除了这些免税政策，也希望国家能够对芯片设计制造以及设备材料领域加大财政拨款，激发企业研发更高制程芯片和新产品的动力，帮助企业建立高端芯片生产线，保持芯片企业等高新技术企业的竞争力和生机活力。

2.2 打破国外技术垄断，减少对外技术依赖

目前国家在政策方面的大力支持已经解决了部分资金和人才方面的问题，但是要突破国外的技术垄断，第一，需要有更多的主体主动参与进来，比如说官方的研究机构可以与芯片设计制造企业一起行动，既依靠国家力量和资源，也依靠民间力量，需要国家和民间资本的共同注入，国企民企双路并行，这样才能保证企业有相对宽裕的研发资金，保持企业的竞争力和生机活力；第二，要充分地利用大陆消费市场的力量来支持大陆已有的产品，比如说在性能以及用户体验差别不大的情况下，尽量优先选择国产芯片以及国产芯片制造封装设备，形成正向的反馈；第三，建立专业园区和技术创新共同体，比如芯片设计专业园区，芯片制造园区等等，以此来快速形成产业聚集，相信在优势企业相继入驻园区、产业集聚效应日渐形成的同时，专业园区也将有更大的资本来对行业的关键节点技术发起冲击；第四，在不断冲击和突破国外现有技术的同时，也要关注技术的创新趋势，比如在“摩尔时代”接近尾声之时，如果要确保芯片性能还能继续稳步提高，那么研发应用新材料就成为目前国际所公认的解决当前芯片性能无法持续升级问题的最佳选择和最优路径，目前硅基芯片材料的潜力已经基本被挖掘殆尽，而新一代人们所看好的芯片材料则是拥有更完美结构、极高载流子迁移率和稳定性、超薄导电通道的碳纳米管，因此，抢抓碳基电子器件技术的机遇和时势，将会极大推动国产芯片行业的飞速提升，也将帮助我国新一轮的抢位大战，因此芯片最新创新趋势也是我们必须留意的；第五，目前中国IC 业界最新的生产模式——CIDM，即通过产业合作和技术分工的方式，做到产能需求和风险管控的平衡，而CIDM相比于传统的IDM 模式来说，组建难度低，利润也更高，因此能够快速高效地提升设计能力，这一模式也是目前我们需要关注的，因为根据目前中国大陆地需要，仅有芯恩一家CIDM公司是远远不够的。

相信随着产业价值链各个关键技术节点的突破和工艺问题的解决，国内上下游关联度低的问题也将得到相应程度的缓解，将会有更多类似海思麒麟和华为整机的成功业务组合不断涌现。

2.3 立足全球芯片短缺现状，扩大成熟制程产能

目前，由于消费电子芯片、汽车芯片等芯片需求旺盛，美对华反制，叠加新冠肺炎疫情影响概念股等因素，全球市场芯片短缺的问题愈演愈烈。目前，许多行业都不同程度地受到芯片产能不足的影响。其中，数据中心、通信服务、pc、移动设备、汽车等领域不得不面对芯片涨价、供不应求的问题。而由于芯片缺口较为严重的成熟工艺 （28nm及以上） 芯片，由于芯片OEM（原始设备制造商）订单激增，28nm工艺产能受限，2022年芯片短缺问题将更为严峻。目前芯片生成企业的产能普遍偏紧，产能存在相当大的压力。扩大产能以满足日益增长的电子设备需求刻不容缓，由于这次芯片缺口主要集中于成熟制程工艺（即28nm及以上），而中芯国际正有希望在此次全球芯片短缺形势下受益。原因在于国产的大部分产品，在突破发达国家的技术封锁后，通常都能依靠人力成本优势和资源优势达到“物美价廉”的效果，并以此来快速抢占市场，争夺原有卖家的市场份额。而中芯国际等中国芯片制造商恰恰可以利用这种特点，快速抢占在全球市场中已经成熟并正处于紧缺状况的中低端市场，并进一步将抢占中低端市场所得投入到中高端制程的研发中去。

2.4 健全芯片行业人才机制，打破人才荒困局

在2021年前后，我国芯片行业人才需求规模大约为72.2万人，但是人才缺口却达到了26.1万，人才供需矛盾十分突出，大部分人才被国外龙头企业吸纳，能够留在本土企业的少之又少。从产业链角度出发，芯片设计行业的人才短缺状况稍微好于芯片制造和封测环节，但总而言之，目前的人才短缺形势仍然十分严峻，人才结构也明显失衡。很多企业在面对这个问题时，往往会采取“烧钱挖人”的方法，但这个方法实际上很容易形成恶性循环。因为大部分人只是趋向于工资和福利，这种短视行为往往不会是长久之计，因此强化自身的团队才是更好的解决方案。除此以外，芯片热潮下，“芯片培训”的现象也日益萌生，但总体来说，集成电路技术门槛比较高，是化学、物理、化工和材料等多门学科的横跨和融合，培养中低端的基础型人才就需要3~4年，培养成熟的芯片工程师则需要十几二十年，小规模的芯片培训班未成气候，商业化前景也并不明朗，“速成法”对于芯片行业人才机制的健全显然也是行不通的。

因此建议一国家在人才政策方面可以向芯片行业进行适度的倾斜，在内生发展、培养人才的同时，也同时不能放松人才引进和留住人才，可以在大城市的落户、个人所得税、保险、医疗教育配套资源方面给予更多优待；另一方面，探索园区优势，发展大陆高校和芯片企业合作新模式，比如将知名高校囊括在专业园区内，为芯片人才的成长和研究提供更为良好和贴近行业实际的环境，解决教学内容滞后问题，实现资源共享。