加速破解我国集成电路产业发展难题
添加时间：2019-12-18 点击次数：539
摘要：在国内外集成电路产业加速扩张背景下，我国应紧跟时代趋势、主动作为，通过借鉴日本、韩国和中国台湾的发展经验，从规划产业布局、鼓励技术研发、拓宽融资渠道和重视人才培养四个方面，加快破解产业创新能力薄弱、资金投入不足、人才严重短缺和外部压力加大等难题，逐步提高产业的规模化和自主化水平。
关键词：集成电路；产业创新；产业发展
中图分类号：F062 文献标识码：A
集成电路产业作为现代信息产业的基础和核心之一，在推动经济发展、社会进步、提高居民生活水平以及保障国家安全等方面发挥着广泛且重要的作用，已成为国际竞争的焦点和衡量一个国家现代化程度、综合实力的重要标志。
1.产业核心地位不断巩固，大国布局竞逐愈加激烈
集成电路产业是支撑经济社会发展和保障国家安全的基础性、战略性和先导性产业。在新一轮科技和产业革命背景下，数字经济正显示出蓬勃活力，云计算、大数据、5G以及工业互联网等新需求、新应用不断涌现。无论这些新兴领域如何发展演变，都离不开集成电路产业的支撑保障，并将进一步扩大对集成电路的应用需求。集成电路的战略制高点地位将更加突出。更为重要的是，集成电路产业在当今经济增长中的倍增作用显著，正在成为大国竞逐的热点。数据表明，1元的集成电路产值将带动10元左右的电子产品产值和100元左右的国民经济增长。随着性能的提升和应用范围的拓展，集成电路产业对国民经济增长的贡献率还将进一步提高。为此，各国纷纷将集成电路作为国家战略部署的核心领域。美国将其视为未来20年从根本上改造制造业的四大技术领域之首，美国国防高级研究计划局发布“电子复兴计划”，积极布局先进半导体技术；韩国将智能半导体作为“未来增长动力计划”的重点领域之一。2.国际企业扩产支出持续提高，我国投资热度居于高位
国际集成电路企业持续推动产能扩产计划，巩固产业领先地位。数据显示，2018年全球集成电路企业资本支出首次超过1000亿美元，同比增加15%，达到历史最高值。以存储器巨头三星电子为例，在全球旺盛的存储器需求推动下，2010-2017年资本总支出超1000亿美元，2018年仍保持226亿美元的高水平投资力度。随着国内市场环境、支持政策效果逐步显现，我国以中芯国际、华虹宏力及长江存储为代表的集成电路企业，近年来资本支出也保持较高水平。2018年，我国集成电路企业总支出达到110亿美元，占全球集成电路企业总投资的10.3%。与此同时，国家集成电路产业投资基金（简称“国家大基金”）对产业的投资促进作用显著。2018年，国家大基金一期完成全部投资，总投资额1387亿元，累计有效投资项目超70个，涵盖集成电路产业链各环节，有效推动了产业资源整合。3.全球技术演进创新加速，我国技术实力稳步提升
以芯片制程水平衡量，全球目前的产业技术发展进程依旧遵循摩尔定理。华为、苹果和高通先后发布7nm手机芯片，英伟达、AMD的GPU芯片广泛应用于人工智能领域；台积电和三星相继实现7nm工艺量产，继续领跑先进工艺制程竞赛，全球代工优势进一步巩固；台积电、日月光在扇出型封装等领域保持技术龙头地位。随着摩尔定理物理极限被逐渐逼近，以市场需求和应用场景为导向的产品创新开发方式，以及体系架构、异构集成等全新芯片技术不断涌现，为实现超摩尔定理演进提供全新发展路径。依靠国内市场需求、资本和政策等支撑，我国集成电路制造水平有望与国际先进水平进一步靠近。依托承接国际技术转移、收并购国际先进企业以及国家战略引领发展，近年来我国集成电路产业核心技术取得长足进步。目前，中芯国际已实现14nm工艺小规模量产，并加快14nm及以下先进工艺技术追赶步伐。随着格罗方德、联电等代工企业相继宣布退出先进制程竞争，中芯国际在先进工艺领域跻身全球前四。长江存储、福建晋华和合肥长鑫在存储器领域相继实现工艺突破，助力我国自主存储器产品实现“从0到1”的跨越。
经过多年发展，尽管我国集成电路产业取得了一定成绩，但仍面临资金投入不足、人才需求紧缺、核心技术薄弱和外部压力加大等困难与挑战，需要认清形势，加以重视。
1.创新能力缺乏
我国集成电路产业与美、日、韩等发达国家存在较大差距的核心问题是创新能力薄弱，主要存在两个“不相适应”：（1）国内广阔市场需求与企业研发投入之间不相适应。我国集成电路市场需求大，芯片产品连续多年进口额超2000亿美元，2018年首次突破3000亿美元。相较于广阔的市场需求，我国企业研发投入与国际先进水平差距悬殊，导致创新能力不足、市场竞争力薄弱的产业现状仍未彻底改变。英特尔2018年研发支出高达135亿美元，处于全球集成电路公司第一位，而我国最大的集成电路公司海思半导体研发投入不超过20亿美元。
（2）产业链核心环节缺失与全产业链协同发展之间不相适应。我国集成电路产业链关键环节仍受制于人，“中国制造”面临“缺芯少屏”的局面，国产芯片全球市场份额不足10%。产业高级人才的培育是一项系统工程，对产业生态完整性要求较大，受制于产业链关键环节缺失现状，我国创新人才的培育进程较为缓慢。国产芯片在产品种类、性能指标等方面，短期内无法实现进口替代，根本原因在于我国产业链“抗风险”能力、创新能力较为薄弱。
2.资源要素支撑不足
（1）资金投入压力大。由于集成电路产业具有“大投入、长周期”的产业属性，国际上仅有各产业链龙头企业具备独立扩产扩建能力。受制于我国后发追赶地位以及企业实力差距的基本现状，国内企业难以依靠自身力量解决资金瓶颈，依托产业自身发展无法拉近与国际先进水平的差距，我国集成电路产业发展亟需更大体量、更高强度、更具定力的外部资金投入。2014年以来，国家大基金对我国集成电路产业的发展起到重要促进作用，新形势下，瞄准建立更加完善的产业生态，亟需大基金（二期）发挥更强“杠杆效应”，引导各领域资金支持集成电路产业发展。（2）人才短缺严重。人才是集成电路领域第一生产力，当前我国本土集成电路产业从业人员不足40万人，人才缺口较大。一是人才培养远远满足不了人才需求。预计2020年集成电路产业所需从业人员为72万人，但我国高校每年培养的各类集成电路人才不足2万人，短期内无法填补巨大的人才缺口。二是高端人才不足。我国集成电路产业发展时间较短，高端人才积累较少，技术研发管理、产品开发管理、生产线管理等高端人才严重不足。而从海外引进高端人才又面临来自境外政府和企业的限制。三是行业领军人物紧缺。国内集成电路企业的并购整合和海外布局将成为行业发展趋势，亟需具备全局视野和国际视野的行业领军人物，但目前国内的领军团队寥寥无几。
3.产业发展压力渐增
（1）核心技术薄弱。国内企业核心技术依然受制于人，创新性技术和产品储备不足。一是高端芯片对外依存度大。CPU、存储器、FPGA（现场可编程门阵列）等仍高度依赖进口。国产CPU总体水平仍然落后国际主流3-5年，存储器基本依赖进口。二是先进制造工艺差距大。我国集成电路产业的先进制造工艺与国际先进水平相差2.5代以上。同时，高端光刻机、高端光刻胶和12英寸硅片等产业配套仍未实现国产化。三是产业链系统创新不足。国内集成电路产业仍以“单打独斗”为主，缺乏国家级共性技术创新平台，国产芯片产业生态体系建设也有待加强。（2）外部环境形成制约。由于集成电路产业对各国军用、民用领域有重要作用，全球围绕集成电路产业的竞争空前激烈，我国面临越来越复杂多变的外部发展环境。一是各国的政策发生变化。2008年世界金融危机后，各国纷纷作出战略部署，积极构建集成电路产业竞争新优势，如韩国提出的《System IC 2010计划》、日本提出的《新一代半导体技术五年计划》等。二是我国资本开展国际并购、技术转让行为受限以及对我国出口管制增强等。
1.日本通过政策和资金支持实现产业加速赶超
日本集成电路产业发展具有后发追赶特征，政府从政策和资金两方面进行扶持，探寻一条引进、消化、吸收和赶超的技术路线，形成包括IC开发与应用一体化的“整合型”产业体系。20世纪70年代末，日本政府公布了《特定机械产业振兴临时措施法》；90年代泡沫经济破灭后，进一步提出了《新技术立国》和《科学技术创造立国》的政策，促使集成电路设备和特定产品领域具有领先的竞争优势。同时，日本政府还鼓励有资金和技术优势的企业通过联合研发来加强各自的技术及生产能力。目前，在全球集成电路产业链中，日本控制上游领域，其在设备和材料业的国际龙头地位稳固，占有全球37%的集成电路生产设备和66%的集成电路材料市场。2.韩国通过三星等龙头企业带动实现跨越式发展
韩国是集成电路产业的后起之秀，产业发展依托三星、海力士等龙头企业崛起，具有显著的阶段性特征。以三星电子为例，在政府政策和财团资金支持下，通过建设跨国生产基地，三星集中力量在存储器等特定领域全力突破，以规模生产带动技术进步，获得了跨越式发展。20世纪70至80年代，尽管三星通过入股美国Hankook半导体公司，并成功开发出64位芯片，但依旧充当着追赶者的角色。80年代后，依托“反周期投资”策略，三星电子实现追赶到超越的逆袭，到1990年时已成功跻身世界前十，2000年取代英特尔成为芯片行业老大，在芯片、制造、封装和检测等关键环节建立自己的技术优势，完全摆脱外部依赖。目前，三星通过在全球各地成立三星综合技术院（SAIT），持续巩固产业领先地位。在此期间，韩国政府的大力支持是三星高速发展的重要因素。人才方面，在第一轮吸引欧美留学生回国潮里，韩国政府为三星招聘了近140人，夯实三星电子早期人才基础；资金方面，1999年韩国政府推出Brain Korea 21，耗费3.6万亿韩元，支持人才培养。3.中国台湾通过商业模式创新带动产业快速成长
中国台湾集成电路产业发展是后发赶超型的一种成功模式，从引进技术起步，在此基础上坚持技术创新、自主开发，通过商业模式创新带动了整个集成电路产业的快速成长。同时，政府还成立了工研院电子所，立足自主开发和技术创新，培养人才、积累技术，再将技术积累和人才转移至民间企业，使科研成果快速转化为生产力，支持和带动整个集成电路产业的发展。1987年，中国台湾积体电路制造股份有限公司（简称台积电，TSMC）开创了集成电路的代工时代，改变了整个集成电路产业的商业模式。晶圆代工改变了集成电路产业的产业链，是产业发展的独特模式，在国际上首创了Fabless（没有制造业务，只专注于设计）的商业模式，并逐步形成封装、晶圆制造和集成电路设计三驾马车的产业发展格局。
1.规划产业布局
（1）规划区域发展方向。发挥中央产业窗口指导作用，围绕京津冀、长三角、珠三角、中西部以及各产业发展活跃区域，以各省产业园区涉及的产业领域为基础，发挥产业外溢辐射效应，确立各省产业重点发展方向，瞄准装备材料、设计、制造、封测和整机等各领域侧重发展。（2）布局产业特色园区。梳理各地资金、人才和市场等既有基础条件，重点围绕先进晶圆和存储器制造、化合物半导体等领域，打造全产业领域覆盖、区分布局合理、特色鲜明的集成电路专业园区，承接产业优质项目及高端人才团队，构筑我国产业发展基本载体单元。
（3）突出龙头引领作用。面向设备材料、设计、制造、封测和整机等集成电路产业链各环节，发挥华为海思、中微半导体、中芯国际等龙头企业带动作用，引导产业资源倾斜导入，围绕企业优势领域，瞄准产业细分领域，推动形成融合场景创新、技术研发、产品开发和人才集聚的产业群落，确立并巩固产业优势。
2.鼓励技术研发
（1）聚焦研发共性化课题。通过颁布国家级、省级集成电路技术研发课题，推行“揭榜挂帅”机制，鼓励高校、科研院所与企业等产业研发主体多方参与，吸纳全产业智力资源，攻关产业核心技术；整合、聚集产业链各环节创新资源和主体，建立联合开发、优势互补、成果共享与风险互担的协同创新机制。（2）突出研发产业化导向。发挥我国创新中心等产业公共服务平台作用，倾斜导入研发资金资源，不断完善运作模式，通过技术成果转化、企业孵化和企业委托研发等方式，依托我国“大市场”和商用场景开发优势，迅速形成项目成果转化及成果回报，有效辐射带动产业发展。
3.拓宽融资渠道
（1）深化大基金引领作用。着力推动国家集成电路产业投资基金二期尽快落地，借鉴大基金一期成功经验，调整产业投资引领方式，瞄准存储器、先进制程、化合物半导体等领域，推动实现全产业链环节重点企业投资全覆盖。（2）健全多层次资本市场。面向集成电路产业领域，以中央、省级资金作为引导资金，推动基金、银行、风投机构和民间资本注入，助力产业发展；降低资金机构投融资门槛，搭建统一的信息化平台、征信平台，持续优化产业融资环境。
4.重视人才培养
（1）积极引入海外人才团队。针对集成电路设备、材料、设计、制造和封测等环节，鼓励各地政府出台集成电路产业人才政策，重点招引国际龙头企业相关技术领军人才、具备项目实施经历的骨干人才及其团队，构筑我国产业先进技术研发人才基础。（2）全面完善人才服务体系。以园区、高校、企业、研发机构和服务平台等为载体，承接产业研发人才及其项目；推动载体区域内教育、医疗、生活和休闲等基础设施完备，营造良好的工作和生活环境；落实人才团队的产业化服务，全流程服务项目产业转化。
（3）发挥研发主体培养功能。依托高校、科研院所和企业等产业载体，引导相关产业资源导入，围绕区域内企业人才需求，梳理人才缺口，制定人才培养计划，培育本土产业人才，满足产业发展需求。