改革开放30年中国集成电路产业回顾与展望

  集成电路（IC）技术和产业，以其无穷的变革、创新和极强的渗透力，推动着信息产业的快速发展。IC产业的高投入、高风险、高技术的重要特征，决定了它的发展必然是一个充满艰辛和变数的历程。
 
   建国之初的1956年至1965年是我国半导体晶体管和集成电路的研制起步与诞生期，培育了第一批专业人才，诞生了我国第一只锗合金晶体管。1965年我国第一块集成电路研制成功，比国际上仅仅晚了7年。但在十年动乱期间，由于企业应有的生产条件和设施受到破坏，产业发展违背科学规律，加之国际上的技术封锁与禁运，拉大了我国IC技术和产业与国际水平的差距。改革开放之前，我国IC工业仍处于分散的、手工式的生产状态。

    三十年的改革开放带来了我国经济社会的深刻变化，也为我国IC产业的发展注入了新的生机与活力。

    一、改革开放30年中国IC产业发展历程

    （一）改革开放初期对集成电路大生产的探索（1978—1986）

    1982年10月，国务院为了加强全国计算机和大规模集成电路的领导，成立了以国务院副总理万里为组长的“电子计算机和大规模集成电路领导小组”，制定了我国IC产业发展规划，提出“六五”期间要对半导体工业进行技术改造。1983年，领导小组明确提出要“建立南北两个基地和一个点”。

    江南无线电器材厂1980年从日本东芝公司引进了彩色和黑白电视机集成电路3英寸全套生产线，成为当时我国首家具有现代工业大生产特点的集成电路生产厂。然而，1981—1985年期间，行业中出现了重复引进和过于分散的问题，全国有33个单位不同程度地引进了各种集成电路生产线设备，累计投资13亿元左右，最后建成投入使用的只有少数几条线，多数引进线没能发挥出应有的作用。到1985年末，国内主要集成电路工厂有30余家，集成电路年产量5300万块。

    1986年，在厦门举行的电子部IC发展战略研讨会提出了我国IC产业“七五”发展规划、产品开发重点和“531”工艺技术发展战略。即，普及推广5微米技术，重点企业掌握3微米技术，开展1微米技术科技攻关。这期间，国家重点部署了无锡微电子工程项目建设，项目含2-3微米大生产线，制版，引导线和科研中心，于1988年开工建设，1993年投入生产。

    （二）集成电路重点项目建设（1990-1999）

    1989年2月，电子部再次召开IC产业发展战略讨论会，提出了1989年—1995年产业发展战略：加速基地建设，形成规模经济生产，注重发展专用集成电路，加强科研和支撑条件，振兴中国IC产业。

    根据这个战略，明确集中力量，重点建设华晶集团公司、华越微电子有限公司、上海贝岭微电子制造有限公司、上海飞利浦半导体公司、首钢日电电子有限公司五个主干企业，并于1990年开始，部署国家集成电路重点工程建设项目。

    在这一时期，既有发展，又有调整。1995年，从事IC生产的主要工厂有15个，从事IC研究和设计的单位有25个。到1995年末，国内共生产IC近18亿块，对集成电路产业的投资累计达到50亿元。

    1990年8月，机电部提出了发展集成电路908工程项目的方案，1992年国务院决定实施“908”工程，并成立了全国IC专项工程（908工程）领导小组。1995年开始建设6英寸生产线，1998年1月，“908”工程华晶项目通过对外合同验收。该项目的建成投产使国内集成电路生产技术水平由2-3微米提高到0.8-1微米。同年，该生产线通过与香港上华公司的合作合资，成为国内第一条从事芯片加工业务的Foundry线。

    1995年12月，继“908”工程开工后，国务院总理办公会议正式决策实施“909工程”，投资100亿元人民币建设一条8英寸、0.5微米的芯片大生产线以及8英寸硅单晶生产和若干个集成电路设计公司。1997年7月，上海华虹ＮＥＣ电子有限公司成立，生产线正式开工建设。经过18个月的紧张建设，1999年2月华虹ＮＥＣ生产线建成投产，技术档次达到0.35－０.24微米，生产的64M和128MSDRAM存储器达到了当时的国际主流水准。“909”工程是我国第一条8英寸深亚微米生产线，它的建成投产，标志着我国IC大生产技术迈入了8英寸、深亚微米水平。

    （三）2000年以来，产业进入快速成长期

    2000年6月，国务院发布了《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》（国发18号文），并陆续推出了一系列促进IC产业发展的优惠政策和措施。在国务院政策的鼓舞下，各地相继制定本地区发展集成电路产业的配套优惠政策，积极改善产业发展环境。在中央和地方政策引导下，国内掀起了一股集成电路投资热，我国IC产业发展进入了快速发展时期。据不完全统计，从2000年到2007年，投入资金超过290亿美元。这一投资额是我国集成电路产业2000年以前30多年间投资总和的9倍。

    2000年以来，信息产业部组织实施了“中国芯”工程，大力扶持国内具有自主知识产权IC产品的研发。国家科技部在863计划中安排了集成电路设计重大专项。在863计划集成电路设计重大专项的实施和带动下，北京、上海、无锡、杭州、深圳、西安、成都等七个集成电路设计产业化基地的建设取得了重要进展。

    回顾这几年产业的高速发展，业界认为：国内市场的增长；优惠政策的激励；投资环境的改善；产业集聚效应；全球半导体产业向中国的转移和海归的回国创业等是推动发展的重要因素。

    二、中国集成电路产业发展现状

    （一）集成电路产业规模快速扩大

    1998年我国集成电路产量达到22.2亿块，销售规模为58.5亿元。到2007年，我国集成电路产量达到411.7亿块，销售额为1251.3亿元，十年间产量和销售额分别扩大18.5倍与21倍之多，年均增速分别达到38.3%与40.5%，销售额增速远远高于同期全球年均6.4%的增速。   
 

图1 1998-2007年我国集成电路产业销售收入及增长情况

    （二）设计、制造和封装测试业三业并举，半导体设备和材料的研发水平和生产能力不断增强，产业链基本形成

    经过30年的发展，我国已初步形成了设计、芯片制造和封测三业并举、较为协调的发展格局，产业链基本形成。2001年我国设计业、芯片制造业、封测业的销售额分别为11亿元、27.2亿元、161.1亿元，分别占全年总销售额的5.6%、13.6%、80.8%，产业结构不尽合理。最近五年来，在产业规模不断扩大的同时，IC产业结构逐步趋于合理，设计业和芯片制造业在产业中的比重显著提高。到2007年我国IC设计业、芯片制造业、封测业的销售额分别为225.5亿元、396.9亿元、627.7亿元，分别占全年总销售额的18.0%、31.7%、50.2%。

    半导体设备和材料的研发和生产能力不断增强。在设备方面，100纳米等离子刻蚀机和大角度等离子注入机等设备研发成功，并投入生产线使用。随着国产太阳能电池制造设备的大量应用，近几年国产半导体设备销售额大幅增长。在材料方面，已研发出8英寸和12英寸硅单晶，硅晶圆和光刻胶的国内生产和供应能力不断增强。    

图2 2001-2007年我国集成电路设计业、制造业和封测业销售收入情况

    （三）技术水平快速提升

    技术创新能力不断提高，与国外先进水平差距不断缩小。从改革开放之初的3英寸生产线，发展到目前的12英寸生产线，IC制造工艺向深亚微米挺进，研发了不少工艺模块，先进加工工艺已达到80nm。封装测试水平从低端迈向中高端，在SOP、PGA、BGA、FC和CSP以及SiP等先进封装形式的开发和生产方面取得了显著成绩。IC设计水平大大提升，设计能力小于等于0.5微米企业比例已超过60%，其中设计能力在0.18微米以下企业占相当比例，部分企业设计水平已经达到90nm的先进水平。设计能力在百万门规模以上的国内IC设计企业比例已上升到20%以上，最大设计规模已经超过5000万门级。

    随着技术创新能力的提升，涌现出一批自主开发的IC产品。在金卡工程的带动下，经过政府、企业等各方共同努力，以二代身份证、手机SIM卡等为代表的IC卡芯片实现了突破。“龙芯”、移动应用处理器、基带芯片、数字多媒体、音视频处理、高清数字电视、图像处理、功率管理以及存储卡控制等许多IC产品开发成功，相当一批IC已投入量产，不仅满足国内市场需求，有的还进入国际市场竞争。

    （四）制造代工企业融入全球产业竞争

    截至2007年底，国内已建成的集成电路生产线有52座，量产的12英寸生产线3条、8英寸生产线14条。涌现出中芯国际、华虹NEC、宏力半导体、和舰科技、台积电（上海）、上海先进等IC制造代工企业，这些企业纷纷进入国际市场，融入全球产业竞争，全球代工业务市场占有率超过9%。目前，中芯国际已成为全球第三大代工厂，代工水平达到了90nm。华虹NEC也已进入全球芯片加工企业前十名行列。

    （五）产业发展环境和政策环境日趋完善

    经过多年的发展和积累，我国IC产业已经具备了较为坚实的产业基础和良好的环境条件。近几年来，我国迅速成为全球最大的集成电路市场，2007年市场规模约占全球的1/3，为产业的发展提供了广阔的需求空间；在国家政策的鼓励和扶持下，我国IC产业已经具备了较为坚实的产业基础，并已经形成了相对完善的产业群；多年来国内培养的众多集成电路人才和大量海外高级人才的加入，为产业的发展提供了技术人才保障；长三角地区、环渤海湾地区、以及珠三角地区三大经济带的投资环境日臻完善，并正在向西部地区扩展。

    三、中国集成电路产业发展经验与教训

    （一）坚持以市场需求为导向是项目成功的关键

    相当长时期以来，在许多地区发展IC产业中自觉不自觉存在一种倾向，即：以技术为导向，盲目上项目，或片面追求线宽越细越好，而忽略了市场这一产业发展最为重要的要素。从1981年到1985年时期，我国先后引进33条生产线，许多项目一窝蜂上马，只引进设备未引进技术，通线品种基本上已被市场淘汰，不符合市场需求。部分生产线设备陈旧、不配套，达不到设计能力。再加上项目资金不足，企业管理不善，缺乏消化吸收能力等原因，多数项目不了了之。

    同时，实践告诉我们：没有永远不变的产品与技术，只有永远不断变化的市场。只有把握住市场变化的脉搏，跟上市场变化的步伐，才能成为真正的赢家。909工程投产以来的过程就印证了这一点。该工程从开工建设到投产仅用了18个月。技术档次从初期的“8英寸，0.35微米生产线”投产时能达到0.24微米技术水平。投产后，跟随国际市场变化，从前期的Memory生产发展转变到目前的Foundry代工。

    （二）资金、市场、技术、人才、管理是产业发展的五大支柱

    发展IC产业是一项系统工程，支撑这一系统高效运转至少要包括一下五个方面。

    第一，资金支持。IC产业是典型的资金密集型产业，要形成规模经济，需到达一定的投资阈值。随着技术水平的提升，投资阈值正不断攀升。同时，为满足工艺研发、产能扩充和升级换代的需要，集成电路产业还需要持续不断地投入。第二，市场支持。集成电路企业要想生存下去，必须要生产出符合市场需求的产品，源源不断地取得来自客户的订单，建立一支面向全球市场的销售团队与销售网络至关紧要。第三，技术支持。要拥有先进的工艺技术，一流的芯片设计能力，拥有一批自主的知识产权和专利。第四，人才支持。要培养一支全球一流的工艺技术、芯片设计和管理人才队伍，保证技术、产品的不断创新和企业高效运营。第五，管理支持。产业与企业的管理要从战略决策、资金管理、物流管理、人才管理等多方面入手。

    IC产业是资金密集、技术密集、人才密集的产业，是高竞争性和高风险的产业。历史的实践证明，不管是发达国家还是地区，发展集成电路产业都采取集中力量的办法，不管是研究开发还是企业生产，都强调合作而不是单打独干。因此，“防散”和“治散”仍是今后一个时期我们的重要工作。

    （三）产业发展必须遵循IC经济规律

    摩尔定律是技术与经济结合的规律。摩尔定律不仅是IC技术发展的路线图，也是IC价格逐年下降的路线图，其实质是技术与经济结合的规律，揭示着集成电路行业的产业竞争和经济规律。多年来，这一规律推动着IC产业模式不断演变。

    在技术越来越趋于同质化的今天，产业模式创新成为企业在竞争中获胜的重要因素。随着IC产业竞争的加剧，IDM模式正在向Fablite/Superfab模式转型，企业（产学研）合作和协同创新成为产业发展的趋势，Foundry模式也在不断发展与演化。在这种情形下，我们既要坚持中国特色，又要有全球化视野，探索出适合我国国情的产业发展模式。

    （四）政府在产业发展过程中扮演着非常重要的角色

    世界任何一个国家半导体产业的成功发展都离不开政府的支持，通过政策推动，科研推动，建设项目推动和应用项目推动等方式，政府在资源配置、环境建设、人才培养等方面，起着极其重要的作用。我国政府一直把IC产业作为国家重要的战略产业和基础产业扶持发展。

    政府的支持主要体现在制订规划，发布优惠政策，培育发展环境，提供研发投入，以及一定的资金支持等方面。但是，面对快速的技术更新，激烈且全球化的竞争，需要企业独立、果断、及时地做出反应。这就要求各级政府给予资金支持时，一定要强调企业自主运作，坚持政府部门不参与运营。

    二代身份证项目的成功就是政府主导和支持、企业实施的结果。它开启了规模超过200亿元的大市场。大项目的成功需要政府的决策和统筹安排，同行业企业和上下游企业的协同，单一企业单枪匹马很难成功。

    四、中国集成电路产业展望

    （一）中国IC产业将保持持续快速发展

    当前，我国IC产业发展面临着良好的机遇。首先，我国半导体市场规模已居世界首位，新应用、新市场不断涌现；其次，党的十七大提出的推进工业化与信息化融合战略以及财税2008一号文的出台，为产业发展提供了良好的环境。再次，国家加大对自主创新的支持力度，许多地方政府纷纷把IC产业作为优先发展的重点产业。最后，国际产业转移的范围与力度正不断加大，多个国际半导体知名企业在华投资设厂或与国内企业进行合作。预测未来5年，我国IC产业仍将保持年均20%的增长率。

    在抓住机遇同时，我们也要认清挑战。国际半导体产业向中国转移的同时，也带来了挑战，大量引进6英寸线已不符合我国产业发展的方向，国内建线的重点应该放在8英寸线和12英寸线。同时，我们也要扩大国际合作的深度与广度，多渠道、全方位开展国际合作。

    （二）两化融合将为IC产业发展带来新机遇

    党的十七大提出了信息化与工业化融合的发展战略，为我国IC产业的发展，特别是IC设计业摆脱目前的困境，提供了重要的政策契机，带来了难得的市场机遇。为抓住两化融合的新契机，我国IC产业要以应用系统为龙头，以IC设计业为突破口，推动IC设计业与整机企业联动，实现产品创新。以“节能降耗”为重点的国民经济转型正在持续深入，这也为包括IC产业在内的信息产业提供了难得发展机遇。因此，IC产业应围绕“节能降耗”的要求，促进绿色设计与绿色制造。

    （三）创新发展将成为今后发展的主旋律

    创新驱动的发展模式是产业持续发展的必然要求。在相当长的一段时期内，坚持引进、消化、吸收、再创新，加强集成创新，逐步推进原始创新，把掌握关键技术和核心技术放在重要地位，仍是我们的主要任务。目前，《核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品》与《极大规模集成电路制造装备及成套工艺》两大国家重大科技专项的实施将对创新驱动的发展模式的建立产生重要影响。

    创新是产业发展的灵魂，创新的内涵正不断丰富。一方面，在不断推进技术创新、管理创新和制度创新的同时，应把产品创新放在产业发展的突出重要位置。另一方面，创新正在成为衡量企业发展的重要标尺，只有勇于创新的企业才能成为市场的常胜将军，而构建以企业为主体的自主创新体系是产业发展的动力。

    （四）半导体产业发展的大格局正在形成

    当前，全球半导体技术和产业发展中有一个非常值得重视的动向，这就是：以太阳能光伏电池、半导体LED照明、微机电系统为代表的新兴产业迅速发展。这些产业，极大地扩展了半导体产业的内涵，它们作为新兴的能源、照明和机电产业，将有可能成为影响未来经济社会发展的大产业。在全球IC产业步入成熟时期的情况下，在做大做强IC产业的同时，要开拓新的增长点，以半导体大产业眼光和思路拓展产业和项目空间。

    发展半导体大产业已成为国内外业界的共识，国际上许多集成电路大公司纷纷介入这些领域，我国企业近几年在这些领域也取得了一定成效。例如，我国太阳能光伏电池产业规模已居全球第三位，LED照明规模不断壮大，微机电系统产业化步伐不断加快，按照这些产业的技术经济特点和市场需求，科学地组织开发生产，必将为我国半导体技术和产业发展带来新机遇。