认清中国芯片发展现状之后 我们该如何追赶呢

在2018年7月4日的“2018中国(深圳)集成电路创新应用高峰论坛”上，中国半导体行业协会集成电路设计分会理事长魏少军教授做了“IC产业要远离‘吓尿体’”的演讲致辞，呼吁大家要清醒认识中国IC产业发展现状。并在最后总结时表示，“我们不如美国，但好于其他国家。”

那中国集成电路(IC)产业发展现状到底为何呢?赛迪顾问有限公司刘堃在其《集成电路产业现状与思考》中做了详细的说明。

十年发展，成绩显著

在主题演讲中，刘堃认为，中国的集成电路产业经过最近十多年的发展，取得了不俗的成绩，近十年来，集成电路产业规模持续高速增长。从2007年到2017年，中国集成电路产业规模年均复合增长率为15.8%，远远高于全球半导体6.8%的增速。

最近的2018年1~3月销售额为1152.9亿元，同比增长20.8%。其中设计业同比增长22%，销售额为394.5亿元。制造业同比增长26.2%，销售额为355.9亿元;封装测试业同比增长19.6%，销售额为402.5亿元。

更为可喜的是，中国集成电路产业结构愈发均衡。从2008年到2017年，中国集成电路产业经过十年的发展，逐步形成了设计、制造和封装测试三业并举，协调发展的格局。其中设计业增长迅速，产业规模也超过封测业，成为产值占比最大的环节，目前占比38%。

在集成电路的各环节中，中国企业实力也有了显著提升，刘堃拿2007年全球前50大集成电路企业的数量举例说，“2017年，中国大陆地区进入全球前50大设计企业的数量达到了10家。其中，中芯国际位列全球代工企业排名第5，华虹集团位列第7，2017年的销售额分别为31.01亿美元和13.95亿美元，同比增长分别为6%和18%。长电科技并购星科金朋后成为全球第三大封测企业。”

此外，中国企业的创新能力也再上了一个新的台阶，其中设计、封测加快迈向全球第一阵营，制造水平加速发展，部分装备材料弥补空白。

在设计能力方面，智能手机SoC设计能力达到国际领先水平，华为海思10nm工艺麒麟芯片成功商用。自主产品市场份额有所提升，国产CPU在党政办公领域已开展部署。

制造工艺水平方面，32/28nm工艺实现规模量产，16/14nm研发取得阶段性进展。

存储器，实现战略布局，32层3D NAND Flash研发成功，长江存储2018年实现量产。

封装测试方面，先进封装测试规模占比提升至30%。装备材料等方面也有所突破。

高端芯片对外依存度依然很高

当然，看到成绩的同时，我们也要看到不足。刘堃指出，“有些事情依然还没改变，那就是对外依存度高。”

在他看来，我国半导体产业在封装测试和芯片设计方面已经具备国际竞争力，然而在处理器、存储器等高端芯片、模拟芯片、光器件、配套设备材料和工艺、EDA/IP和软件方面与国际先进水平相比差距依然十分显著。

具体来说，在高端芯片领域，CPU方面，虽然已经解决了有无问题，并在特定领域实现应用，但在民用市场性价比还有待提升;GPU领域国内只有景嘉微公司有所布局，服务特种应用;FPGA方面，国内的高云公司和紫光国芯公司的技术水平还较低;存储方面，国内尚不具备制造能力。

模拟芯片领域，模拟芯片企业产品集中在中低端产品，在高压、高频率、高性能、高可靠性方面与美国的差距非常显著;制造器件方面，国内的紫光展锐等公司初步具备4G功率放大器的研发，但是市场竞争力和器件性能与先进水平差距较大，电力电子器件方面，国内企业除中车时代电气公司外，整体实力较弱。

光器件领域，国内企业的产品以中低端光器件为主，高端器件95%以上从国外进口，综合国产率不足15%。全球排名前十的光电子企业中，只有烽火集团旗下的光迅科技公司排在第5位，而市场份额只有5%，在100G光电子收发器市场，国内企业的市场份额为0。

设备材料方面，我国设备仅在部分品种实现了单点突破，等离子刻蚀机、MOCVD、清洗剂等设备已实现国产化，但尚不具备面向先进工艺的成套工艺能力。材料方面，我国目前在8英寸硅片、金属靶材、铜电镀液、CMP研磨液、化学试剂等方面具备一定技术实力，但在面向先进工艺的12英寸硅片、特种气体、高纯化学试剂等材料方面技术实力依然薄弱。

工艺，国内尚处于28nm量产阶段，16/14nm还在研发中，与Intel公司差距至少为3代。

EDA/IP方面，国内基本所有设计企业都需要依赖进口企业提供的设计工具。

软件方面，中国基础软件差距较大，使得软硬件结合优势不能有效发挥，成为阻碍国内企业进入的重要壁垒。

中国IC企业该如何追赶呢?

谈了现状，了解了差距，那国内IC企业该如何追赶呢?

刘堃认为，中国IC企业目前还是有很多机会追赶上国际IC企业的。

首先，摩尔定律开始放缓，因为正常来说全球集成电路制造技术是按照摩尔定律一直在演进中，但最近几年由于工艺精度、量产良率等原因造成了摩尔定律演进趋缓，英特尔将之前的“Tick-Tock”战略改为“工艺-架构-优化(PAO)”三步走战略，原计划2015年推出的10nm工艺，延迟到2017年才推出，而且就算到目前，英特尔也依然存在着一些良率优化的问题。

“这虽然不会直接拉近我们跟先进国家的距离，但这确实在一定程度上，为我国集成电路产业缩短差距，提供了机会。”刘堃在演讲中表示。

其次，集成电路产业是一个资金密集型产业。从美国、韩国等的产业发展历程来看，都是长期高投入的过程。我国这几年集成电路产业发展的支撑能力显著提升，特别是大基金的设立，从2014年大基金成立到2017年，加上地方政府设立的集成电路投资基金目标规模超过了3000亿元，同时社会资本和民间资本投资活跃。

还有就是超越摩尔成为重要发展方向。超越摩尔有个明显的特征，那就是多元化的技术，这包括新型MEMS工艺、第三代半导体材料器件、二维材料、碳基电子、脑认知与神经计算、量子信息器件等等。

超越摩尔定律具有投资分散、产品类型丰富、应用类型更加多的特点，总体来看，未来在超越摩尔的技术路线上，中国IC企业还是由很大的机会的。

市场机会在哪里?

中国目前是世界上最大的手机制造国，也是全球最大的汽车制造国，更是全球最重要的PC基地，家电制造基地。这些都是优势，但是抛开这些传统的优势，新兴的热点对半导体有哪些机会?

刘堃认为，新兴应用领域将成为半导体市场增长的重要动力。“未来科技产业的发展趋势，是以物联网为核心的，ICT融合带来的产业变革，以及产业服务模式和生态的重构。”

由于新兴应用领域的出现，包括人工智能、5G通信、智能制造、智能网联汽车、超高清视频、云计算、大数据等等，都会促使芯片产业的发展和变革。

他拿人工智能举例说，人工智能发展将带来近百亿美元芯片市场需求。近期人工智能有望在智能手机、安防监控、智能金融、智能驾驶、智能医疗等领域迎来首轮爆发。2016年全球人工智能市场规模达到293亿美元，并保持42%高复合年均增长率，到2020年将达到1200亿美元规模。而全球人工智能芯片(包括GPU、FPGA、ASIC等)市场规模在2016年约为23.8亿美元，预计到2020年将达到150亿美元。

在5G方面，刘堃认为5G将会成为带动产业新一轮爆发式增长的主要动力。未来终端、基站、物联网、核心网和传输网都会对基带和射频等芯片提出更高的需求。

由于工业控制芯片是实现智能制造的重要支撑，未来这块的市场也会有一个大的需求，预计2020年工业控制市场规模会突破千亿美元，同时工控芯片市场规模也会有百亿美元左右。

智能网联汽是传统汽车制造业与科技产业融合的产物，它是我国集成电路产业实现突破的重要机遇。近年来汽车电子市场规模不断扩大。2017年，全球汽车电子市场规模达到了1435.4亿美元，同比增长9.5%，预计未来5年还会保持8.2%的年复合增长速度。而汽车电子的增长直接带动了汽车电子半导体市场规模的增长，2017年全球汽车电子半导体市场规模超过360亿美元，近年来都保持在9%左右的增长速度。

而超高清视频成为了集成电路产业发展的新动能。特别是4K、8K视频，对芯片提出了特殊需求，包括控制方式、转码速度，功耗和成本等等。国内的华大、海思、集创北方、瑞芯微等都针对这些超高清视频应用提出了相应的解决方案。

国内IC企业如何突破?

到底怎么做才能实现产业跨越发展目标呢?刘堃提出了两点建议，一是战略定力，二是另辟蹊径。

他解释说，“虽然这是两种完全不同的发展思路，其实它们存在着互补协调的关系。发展集成电路产业需要国家的长期战略支持，和坚定不移的决心。而另辟蹊径呢，建议通过创新的方式来实现弯道超车，这里的创新不仅是技术创新，也包括方式创新、模式创新。”

最后他还建议，“首先，国内系统应用厂商应该尝试跟国内芯片企业合作。此外，资本方应成为芯片企业和应用企业的一个桥梁，能够推动双方的合作，让新型应用市场成为IC企业发展的推动力。最终创建资本、芯片和应用企业三方合作的可持续发展模式。”