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中国集成电路发展现状及未来趋势解析

发布时间: 2014-03-24 04:01 作者: 浏览次数: 9 字号:

工信部统计显示,截至2013年年底中国手机用户数已突破12亿,而作为手机核心部件的芯片,有多少是我国自主研发生产的呢?即便是业界人士的乐观估计,占比也不足两成。4G时代已经来临,长期落后于发达国家的“中国芯”有无机会实现“弯道超车”?这成为部分参加全国两会的代表、委员关注的话题。

芯片进口额超过石油

“中国人使用手机采用的芯片中,只有不足两成是我国自主研发生产的,至于4G手机采用的芯片,则基本上都是依靠国外进口。”全国人大代表、中国工程院院士、中星微电子有限公司董事长邓中翰在谈及我国芯片业现状时如是说。

芯片即集成电路产业是国民经济和社会发展的战略性、基础性、先导性产业,在计算机、消费类电子、网络通信、汽车电子等几大领域起着关键作用,是全球主要国家或地区抢占的战略制高点,尤其是发达国家在这一领域投入了大量创新资源,竞争日趋激烈。

工信部的数据显示,2013年我国集成电路进口额高达2313亿美元,同比增长20.5%,而海关总署数据显示同期我国原油进口总额约2196亿美元。事实上,中国有十余年集成电路进口额超过石油,长期居各类进口产品之首。一直以来,我国芯片产业受制于人,“我国集成电路产业在核心技术、设计、制造工艺、产业规模、龙头企业等方面,与世界先进水平相比都有较大差距,大量高端和主流产品依赖进口。”多次建言芯片产业发展的全国政协委员、武汉市政协主席吴超说。

发展集成电路的重要性和必要性在全国已有共识。中科院半导体研究所研究员吴南健说,各种芯片中,CPU、储存器等我国都无法自给,一些有规模的公司,也多数是给低端手机做配套,而高价值产品基本已被国外公司垄断。

国务院发展研究中心发布的《二十国集团国家创新竞争力黄皮书》指出,中国关键核心技术对外依赖度高,80%芯片都靠进口。我国一年制造11.8亿部手机、3.5亿台计算机、1.3亿台彩电,都是世界第一,但嵌在其中的芯片专利费用却让中国企业沦为国际厂商的打工者。

国内芯片商失意4G招标

一个业界人士熟知的情况是,2013年在中国移动一期TD-LTE(4G)招标中,国产芯片厂商集体失意。终端招标结果显示,采用美国高通芯片的中标终端产品占一半以上,而国产芯片厂商只有华为海思中标。

“与国际形势相比不容乐观,我们追赶得非常辛苦。”中国半导体行业协会副理事长、国家科技重大专项01专项技术总师魏少军说,目前我国半导体产业中,芯片设计水平与国际基本相当,封装技术水平有4至5年差距,制造工艺差距在3年半左右。在推动芯片产业发展中,我国投入不可谓不大。邓中翰表示,国家出台的支持芯片发展的重大专项,有不少都是百亿元级别的投入。北京、上海、武汉、西安等地的芯片制造商在国有银行和当地政府的支持下向半导体产业投入了巨资。

然而,经过多年努力,本土芯片制造商仍处于发展初期,其中最具代表性的中芯国际等企业,与竞争对手英特尔、三星电子、台积电等国际半导体巨头相比,仍存在巨大差距。“核心技术是买不来的。”邓中翰说,由于资金、技术、管理等方面的劣势,我国企业依然很难与国外巨头竞争。一方面,与国外相比,中国的芯片产业起步较晚,核心技术受制于人;另一方面,相比国外动辄上百亿美元的投入,我国的投入依然相对偏小。

“我国在创新体制机制上仍有欠缺,缺乏市场顶层设计。”邓中翰认为,我国一些部门、企业还是习惯跟踪思维,国外有什么东西就跟着做什么东西,“跟踪时代已经结束,我国应根据自身实力在新的领域中寻找机会”。

国家应加大支持力度

尽管差距巨大,但随着我国创新水平提升、相关产业链逐步完善,业界一些专家认为,在4G时代,我国芯片产业仍有“弯道超车”的机会。

在吴超看来,加大投入仍是必要之举,他建议国家设立先进半导体产业发展专项资金,并建立稳定的财政投入增长机制,加大对半导体设计、制造等方面重点企业的集中投入;同时,研究出台促进先进半导体产业发展的优惠税收政策。邓中翰则建议,在继续加强研发投入和人才技术引进的同时,进一步挖掘通过“需求”引导产业发展的潜力,“新技术、新产品的出现和应用,就是发现并创造新需求的过程”。

“机会更有可能出现在新兴的内需市场。”邓中翰还建议,国家应实施标准化战略,用好政府和市场两只手,创造“跨越式”新需求,加大对在国内外市场或标准方面具有优势的国内企业的支持力度,培养国内产业的核心竞争力,从根本上摆脱受制于人的局面。

2014中国集成电路产业形势大好

工信部12日发布《2013年集成电路行业发展回顾及展望》,指出2013年我国集成电路行业整体复苏态势强劲,经营效益大幅改善。报告预计,2014年我国集成电路产业整体形势好于2013年,集成电路设计仍将是全行业增长亮点,产业增速预计将比2013年提高5-10个百分点,达到15%以上。

数据显示,全球半导体市场2013年恢复增长。我国集成电路行业抓住市场契机,在国家加快推动集成电路产业发展相关政策的支持下,全年完成销售产值2693亿元,同比增长7.9%,增幅高于上年2.9个百分点;累计生产集成电路866.5亿块,同比增长5.3%。

与此同时,行业效益也得到大幅改善。2013年,集成电路行业实现利润总额148亿元,同比增长28.3%,扭转了上年下滑14.6%的局面;销售利润率6.1%,比上年提高1.1个百分点。

目前,集成电路产业结构正处于良性调整阶段。2013年IC设计收入增长19%,设计业在全行业中比重超过30%,重点企业快速成长,本土封装测试企业业绩也有大幅增长。

信达证券发布的研究报告称,李克强总理的《2014年政府工作报告》中提出在新一代移动通信、集成电路、大数据、先进制造、新能源、新材料等方面赶超先进,引领未来产业发展。各地政府已经开始加大对集成电路行业的扶持力度,市场预期新一轮的集成电路扶持规划有望在二季度出台,这些国家政策将大大的推进集成电路产业发展,相关产业链企业将从中受益。维持同方国芯的“增持”评级,建议关注国民技术、晶方科技、华天科技、长电科技等。

东方证券发布研究报告,建议重点关注大唐电信、长电科技等龙头公司,同时有望填补大陆内存芯片空白的太极实业、账面现金充裕的国民技术、国产设备厂商七星电子等也值得关注。

中国集成电路产业变革在即

技术演进挑战升级

●随着技术不断进步,客户和设备供应商面临工艺和整合方面的挑战日益严峻。

●能否开发出有精准市场定位的创新产品,将在相当程度上决定一个企业的成败。

张天豪:随着技术的不断进步,客户和设备供应商面临的工艺和整合方面的挑战日益严峻。新的元件结构和材料上的变革都将对客户的发展战略起到决定作用。在晶圆代工产业,14nm/16nm的FinFET器件已取得了一定的发展。拥有较低泄漏率和更高速度的低功率晶体管备受瞩目。3DNAND使平面NAND降到20nm以下,创造出外形更小巧、位密度更高的产品。在3DNAND方面,随着产品从24个单元叠层向32个/64个增加,我们也面临着高纵横比(HAR)方面的挑战。

为了改进3D设备的性能,未来的逻辑芯片和晶圆代工设备的解决方案需要采用选择性外延与高k金属栅电极材料加工工艺,以提高晶体管的速度,降低泄漏率。低功耗、高性能的晶体管则能丰富移动设备的功能,同时延长电池寿命。3DNAND需要HAR蚀刻、阶梯绘图、多层堆叠沉积和高选择性硬模等技术的支持,从而在小巧的外形空间内实现高密度存储。

赵晋荣:随着LED产业发展越来越趋于健康和理性,LED领域设备需求也更多来自于新工艺、新技术的驱动,而非简单生产规模的扩张,比如倒装芯片与高压芯片被认为是目前最具有发展前景的LED芯片技术,而这两种技术也带动了深槽刻蚀设备和金属反射层镀膜设备等新设备、新工艺的需求。除此之外,还有AlN镀膜设备、高亮度红黄光芯片刻蚀设备等设备的需求。这种新技术的需求一方面给设备商带来了新的市场机遇,另一方面也对设备商现有及前瞻性的技术能力提出了更高的要求。

张明:未来IC产品的创新,不是单纯集成更多的功能,而是随着生活水平的提高,围绕人们生活质量的改善来创新和开发创意产品。能否开发出有精准市场定位的创新产品,将在相当程度上决定一个企业的成败。

产业生态的变革对IC设计业形成了巨大的冲击,如果不能正确应对,有可能陷入未老先衰的窘境。传统IC设计企业在开发好芯片后交由整机厂进行方案开发及整机产品推广。进入SoC后发展为“芯片+解决方案”,由于整机厂没有能力进行方案开发,更依赖于原厂提供技术支持。IC设计企业因此需要额外承担几倍于IC设计人员的软硬件解决方案及技术支持队伍的人力成本。

熊冰:“云+端”将一直是集成电路行业发展的主要驱动力,即云计算和各种终端,特别是移动终端。在一切互联的时代,数据安全越来越成为一个日益严峻的挑战。如何保证网络通信的信息安全,成为政府、运营商、网络设备商、芯片设计公司急需解决的问题。低功耗对移动终端的重要性是不言而喻的,对于云端也非常重要,所以IC产品要着力在低功耗和安全性方面取得优势。

紧盯需求持续创新

●IC企业关键是如何结合自身特长,推出有市场竞争力的优势产品。

●IC企业未来竞争一是人才的竞争,二是商业模式的竞争。

尹志尧:就设备业的技术创新而言,由于直接引进国外技术存在较大的障碍,设备企业应主要通过提高自身的研发能力、技术创新和知识产权保护管理水平,并构建以专利保护为核心及正确的申请策略、保护策略和经营策略为支撑的知识产权战略体系,从而努力提高自主创新能力。与海外科技企业和研发机构展开多层次合作等方式也可以作为辅助手段。此外,企业可以通过国内外的兼并重组,提升企业的国际竞争力。在市场制度创新方面,国内设备公司应该进一步加强发展海外市场,采取多种方式,如在海外设立分支机构提升客户服务质量和水平,并拓宽市场渠道。

设备企业要可持续发展,人才、政策和资金是关键。应该进一步通过各种渠道,了解和掌握国外一流的技术和管理的领军人物和中高层人才状况。要积极主动去寻找、去动员,提供有吸引力的激励措施去吸引高端人才。半导体行业绝不是几个技术顶尖人物可以搞起来的,特别需要那些强有力的领军人物,能够团结多数、团结不同国家的精英,形成世界一流的团队。在政策方面建议在借鉴海外先进经验的基础上,实行“开放式的自主创新”的方针,以企业和竞争机制为主,按半导体工业的发展规律办事,适当调整现有的政策和做法,确保产业的快速和持续发展。在资金方面,除了需要国家出台更多优惠政策、加大对半导体设备企业的投资力度外,企业也要拓宽海内外融资渠道,集中各方财力加速企业发展。

陈伟:未来的主要创新集中在材料、器件、核心生产技术等,包括晶圆和封装。目前我们在先进CPU设计技术、高性能模拟技术、大功率器件和某些射频IC等方面仍显不足。

IC企业未来的竞争一是人才的竞争,优秀的人才是决定IC企业成败的关键;二是商业模式的竞争,包括产品研发、市场推广和生产管理,这决定了IC企业的行业地位和赢利能力。

张天豪:在对移动市场领导地位的争夺中,晶体管、连接器和内存都经历着重大变革。设备结构和材料工程也日益复杂。随着客户转向使用新技术和新材料,他们正面临着设备性能和良率方面的挑战。这就需要我们更早、更密切地展开合作,携手开发下一代产品,尽快将新技术应用到大规模量产中。应用材料公司能够帮助客户应对在设备性能和良率方面的挑战,使他们加快产品上市时间,提高研发效率。

张明:由于国内IC设计公司起步较晚,作为市场的后来者,产品的高利润阶段已经过去,市场中后期的产品销售所带来的利润往往难以支撑。而在自身不够强大的情况下,要想在整合中扮演主角并不现实。所以作为IC设计企业,要加强整合自身的产品结构,在自身优势和市场需求之间找到结合点和突破点,努力提升自己的竞争力和在产业链中的话语权。在此基础上,努力做好供应链整合、生态圈整合。

电子产品不缺乏市场热点,作为IC企业,关键是如何结合自身特长去发现和把握市场机会,推出有市场竞争力的优势产品。在IC技术本身已经越来越成熟的今天,集成更多功能并不难,难在有产品的创新和创意,特别是在价值体现和赢利模式方面,而这方面恰恰是我们传统教育所缺少的,需要我们在游泳中学会游泳。

中国集成电路产业开启新篇章

政策的陆续出台,国家对半导体产业重视程度进一步提高,更大力度产业扶持政策即将出台。继2013年12月,北京宣布成立总规模300亿股权投资基金打造集成电路产业后,武汉、上海、深圳等地也正在制订自己的扶持政策。新政策的推出将有利于产业整合,资源集中,提升龙头厂商竞争力,是行业投资催化剂。在全国“两会”后出台百亿产业基金,由政府牵头,吸纳社会资本,初步预测,至少有千亿规模投资提振集成电路产业。2014新政国发4号文出台,聚焦重点发展晶圆制造,兼顾设计、封装、装备与材料等,优先支持领先的龙头企业。

目前,由科技部认定的国家级集成电路设计产业化基地共有北京、上海、深圳、无锡、杭州、成都、西安和济南8家,经认定的600多家集成电路设计企业也坐落在这8个城市。

可以说,上述8个城市的地方政府承担着国家发展集成电路这一战略性产业的重任。

从产业发展格局来看,前瞻产业研究院发布的集成电路封装行业报告指出,目前中国集成电路产业集群化分布进一步显现,已初步形成以长三角、环渤海、珠三角三大核心区域聚集发展的产业空间格局。

1、长三角地区;包括上海、江苏和浙江的长江三角洲地区是国内最主要的集成电路开发和生产基地,在国内集成电路产业中占有重要地位。目前国内55%的集成电路制造企业、80%的封装测试企业以及近50%的集成电路设计企业都集中在该地区。长江三角洲地区已初步形成了包括研究开发、设计、芯片制造、封装测试及支撑业在内的较为完整的集成电路产业链。

2、环渤海地区;包括北京、天津、河北、辽宁和山东等省市的环渤海地区是国内重要的集成电路研发、设计和制造基地,该地区已基本形成了从设计、制造、封装、测试到设备、材料的产业链,具备了相互支撑、协作发展的条件。以北京市为例,北京2012年共有规模以上集成电路制造企业20家,资产规模达99.39亿元,实现销售收入114.65亿元。

3、珠三角地区;珠三角地区是国内重要的电子整机生产基地和主要的集成电路器件市场,集成电路市场需求一直占据全国的40%以上。依托发达的电子整机制造业,近年来该地区的集成电路设计业发展较快,在国内集成电路产业中所占比重也逐年上升。

区域市场逐渐明晰后,企业之间的开启“合纵连横”模式,国产集成电路“龙头”企业,提升国际竞争实力。

2013年12月24日,清华紫光与展讯通信联合宣布,根据双方在2013年7月12日签署的并购协议,紫光集团对展讯通信的收购已全部完成,收购金额为17.8亿美元(约合109亿人民币)。

长电科技于2月19日披露,公司计划与中芯国际合资建立公司从事12英寸凸块加工(Bumping)及配套测试服务,合资公司注册资本拟定为5000万美元,其中公司出资2450万美元,占比49%,中芯国际出资2550万美元,占比51%;双方均以现金一次性出资。

国产集成电路产业链逐渐形成闭环,设想在未来,展讯/RDA/联芯科技设计基带和AP芯片,由中芯国际先进制程工厂进行晶圆制造,并在长电科技完成封装测试,最后到达中华酷联等终端厂商,并销往全世界消费者手中,这将是集成电路产业的“中国梦”。

2014年,伴随着政策的扶植,市场的需求,技术的研发,资金的投入,电子元器件行业的腾飞即将开启,作为科技产业的基石,将从生产能力到技术含量得到根本性的变革。尽管此前,中国电子产业在世界的舞台上一直扮演代工角色,长期处于是工业大国,而非工业强国的残酷现实,不断在警示每位电子人不断进取,不懈追求。科技兴国,共筑电子人的“科技梦”,让“MadeInChina”成为世界的首选,2014将是电子产业辉煌的开始。

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