集成電路行業發展歷程及競爭態勢

• 朱夢華 2023年4月27日 來源：互聯網 519 28
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2022年上半年，全球半導體市場銷售額整體表現平穩。在地緣沖突、新冠肺炎疫情以及全球通脹等因素影響下，疊加2021年半導體市場高基數，2022年全球半導體銷售額增速或將有所下滑。2022年全球半導體市場實現16.3%的同比增長率。集成電路的需求繼續保持強勁增長，邏輯電路

據中研產業研究院發布的《2023-2028年中國集成電路行業深度調研及發展策略研究報告》數據顯示

第一節 中國集成電路行業發展分析

一、中國集成電路行業發展歷程

第一個階段是1956年-1978年自力更生的初創期

1972年，中國成功研制出第一塊PMOS型LSI電路，1976年，中國科學院計算機所利用中國自主研制的ECL型電路成功研制出運算1000萬次的大型電子計算機。在自力更生的初創期，中國集成電路產業的發展主要依靠的是國家投資，發展比較順利，但是與同一時期世界的集成電路產業發展相比較而言，中國的發展速度仍然比較緩慢，工業化規模生產方面同國際相比差距較大。

第二個階段是1979-1989年改革開放后的探索發展期

1978年，伴隨著改革開放，中國集成電路產業進入探索發展時期。中國積極引進國外先進的科學技術，建設了多個重點項目。同年，國家投資13億元，支持24家企業從國外引進33條先進的生產線，1986年國務院對集成電路等4種電子產品實行多項優惠政策。經過了探索發展期的艱苦奮斗，中國集成電路產業取得了一些科研成果，培養了一批專業人才和企業。但是由于西方對中國的技術封鎖以及產業發展環境的制約，中國的集成電路產業同國際上的先進水平相比，技術上一直處于落后3代左右的差距，國內市場高端芯片長期以來幾乎全部依靠進口。

第三個階段是1990-1999年重點建設期

20世紀90年代，"863"計劃對一些集成電路基礎研究進行了大力資助，先后實施的908、909工程使中國的集成在產業化方面取得了部分進展，也積累了很多經驗和教訓。但是，集成電路的發展情況不理想。1992年進行稅制改革時，國家取消了1986年實行的4項優惠政策，增撥了電子發展基金。為了加快集成電路產業的發展，1999年，國家經貿與信息產業部組成聯合小組，并起草了相關芯片企業優惠政策條款。在重點建設時期，國家梳理和整頓了集成電路產業出現的投資過于分散問題，選擇了華晶、華宏、上海貝嶺、上海先進等幾家集成電路企業作為國家重點扶持和發展對象。

第四個階段是2000年以來的快速發展期。

2000年以來，為了進一步優化集成電路產業發展環境，培育一批有實力和影響力的行業領先企業，國家從財稅、投融資、研究開發、進出口、人才、知識產權、市場等幾個方面進一步加大對集成電路產業的扶持力度。這些政策的出臺對中國集成電路產業持續、快速發展起到了重要推動作用。在國家頒布各項政策的基礎上，各級地方政府也相繼出臺了一系列的配套政策和相關措施，為集成電路產業的發展提供更加優惠、更加正對性的扶持政策。

二、我國集成電路行業發展特點分析

2020年8月，國務院印發《新時期促進集成電路產業和軟件產業高質量發展的若干政策》，為我國集成電路產業發展指明了方向，從政策層面加大了對產業發展的支持力度。"十四五"期間，我國集成電路產業將加快邁向高質量發展階段，圍繞產業發展"卡脖子"環節，關鍵共性技術集中攻關，不斷增強產業鏈供應鏈自主可控能力。

特征一：開放指令集與開源芯片迎來前所未有的歷史性機遇。芯片是信息技術的引擎，推動著人類社會的數字化、信息化與智能化。隨著摩爾定律瀕臨終結，維持芯片技術創新面臨新挑戰。開源芯片設計將是應對挑戰的新的技術路線。從市場需求角度來看，物聯網、云計算以及5G的發展將催生大量IOT芯片應用需求。開放指令集與開源芯片將以全新的開發模式滿足多元化需求，極大推動物聯網、云計算、人工智能以及5G應用推廣。從技術發展角度來看，開源芯片在各個關鍵點都已有相應的開放產品，包括開放指令集以及相應開發實現的出現以及各種EDA工具也已具有相應的開放版本。"十四五"期間，開源芯片將在市場需求牽引下，取得重大突破。

特征二：新興應用場景將對我國集成電路產業形成新發展格局產生巨大帶動效應。當前我國集成電路產業已進入到發展的重大轉型期和變革期，隨著新的應用場景的不斷出現，如線上辦公、視頻會議、網絡授課等新興應用需求的興起，將為我國集成電路產業發展帶來更多新機遇。5G通信、VR/AR、物聯網、人工智能與類腦計算、自動駕駛等新興領域將成為集成電路市場發展的重要驅動力，新式算法的出現、海量數據的獲取和存儲、計算能力的提升都在于芯片技術的突破，具有超高運算能力、符合市場需求的芯片，將成為新興產業可持續發展的重要因素。

特征三：數字化工具將為我國集成電路企業獲得更多競爭優勢。隨著諸多新興應用的到來，集成電路企業的下游客戶對產品多樣化、客制化、差異化的要求不斷提高，集成電路企業需要更快、更靈敏地保持競爭力。"十四五"期間，我國集成電路行業將人工智能和分析工具應用在設計、制造、封裝和測試等環節。在設計過程中，人工智能將改變整個設計流程，新的分析技術可以幫助集成電路設計人員綜合分析所獲取的數據，從數據和結果中提煉關系，進一步通過優化某些參數，制定決策或糾正錯誤。在制造過程中，各個流程產生的數據可以共享、直接分析、報告錯誤，以減少可能犯錯誤的人工檢查，實現效率提升。在封測過程中，充分利用數據可以縮短測試時間，加快將產品推向市場的步伐。

特征四：新材料和新架構的顛覆性技術將成為后摩爾時代集成電路產業的主要選擇。當前，摩爾定律雖仍在延續，但技術升級明顯放緩，在算力和存儲需求爆發的雙重壓力下，以硅為主體的經典晶體管難以維持集成電路產業的可持續發展。新材料將通過全新物理機制實現全新的邏輯、存儲及互聯概念和器件，推動半導體產業的革新。拓撲絕緣體、二維超導材料等能夠實現無損耗的電子和自旋輸運，可成為全新的高性能邏輯和互聯器件的基礎；新型磁性材料和新型阻變材料能夠帶來高性能磁性存儲器如MRAM和阻變存儲器。架構方面，存內計算架構將數據存儲單元和計算單元融合為一體，能顯著減少數據搬運，極大地提高計算并行度和能效?；谛玖５哪K化設計方法將實現異構集成，是增強功能及降低成本的可行方法，有望成為后摩爾定律的新路徑。

特征五：整機廠商加速自研芯片進程。中美戰略博弈日趨復雜，加之疫情影響，全球集成電路產業分工體系遭到嚴重破壞，整機企業逐步認識到系統創新和源頭創新重要性，開始涉足芯片設計，從整機系統自上而下地定義芯片，以芯片功能提升和創新來提高整機產品的性能和競爭力，同時也可保證供應鏈的安全。"十四五"期間，整機大廠自研芯片意愿趨強。例如，部分龍頭消費電子企業選擇自研處理器芯片，把多個平臺處理器統一到統一架構上，可為下游消費電子等產品開發相同的程序生態，無論對開發者還是消費者，一致性的系統體驗感將會大幅增加。此外，終端廠商自研芯片可更好地控制產品性能、用戶體驗和產品成本。整機廠商可進一步切斷對外來處理器芯片的依賴，自主掌控產品迭代升級的節奏，并進一步提升整機廠商產品競爭力。中小企業沒有這個構建系統工程能力，只能被動參與專業化產業分工協作，或者聯合起來"抱團取暖"。

三、中國集成電路行業發展面臨問題

現階段，我國集成電路與歐美相比依然存在不小的差距，主要問題表現在如下幾方面。

一是集成電路技術創新滯后。我國在集成電路面起步晚，西方國家發達掌握大部分核心專利。我國集成電路專利創新能力不足，缺乏系統性和整體性。

二是集成電路高端產品開發不足。低端消費電子領域占據了我國集成電路市場的大部分份額。高端工業智能制造以及航空航天領域份額小。

三是供求不平衡。手機、家電等消費電子集成電路產能過剩。

四是基礎研究投入小。由于集成電路具有高風險、高投入、周期短的特點，企業一般注重應用研究。但是基礎研究為應用研究提供原動力，如果缺乏基礎研究，應用研究就不能得到長足發展。

四、中國集成電路行業發展建議分析

一是吸納海內外高端人才，培養本土專家人才。制定優惠政策，營造良好的科研環境，從國外吸納高端人才，保障引進人才工作、生活需求。同時，通過培訓、學習集成電路相關理論、經驗以及實戰技術，大力培養本土專家人才，使人才梯隊培養與集成電路產業發展相適應。

二是重視研發，加大基礎研究的投入。國家制定集成電路產業中長期規劃，對于集成電路研發，尤其是基礎研發，國家、企業以及科研院所應加大資金以及人才支持力度，保護知識產權，加快科研成果到產業化的轉化步伐。在研發的過程中，一定要持續的投入資本，加強高科技產業的發展，形成一種較為寬松的發揮空間，只有如此才能讓研發團隊靈感激發出來，創造出與市場情況下吻合的產品。

三是立足國際，完善產業鏈。鼓勵集成電路企業走出去，參與國際合作，從全球產業鏈化的角度分析和問題，加強全球化的合作。當前，全球經濟總體平穩向好，我國經濟由高速度向高質量發展轉型。在這樣經濟背景下，集成電路市場規模將不斷擴大，5G、人工智能、大數據等新業務突飛猛進，集成電路產業發展潛力巨大。我國的集成電路產業一定會進入快車道，推動社會經濟不斷向前發展。

第二節 2018-2022年中國集成電路行業運行分析

一、2017-2021年中國集成電路行業市場規模分析

據中國半導體行業協會的數據顯示，2017-2021年，中國集成電路產業銷售額呈逐年上升的趨勢，增長速度維持較高的水平。2021年是中國"十四五"開局之年，在國內宏觀經濟運行良好的驅動下，國內集成電路產業繼續保持快速、平穩增長態勢，2021年中國集成電路產業首次突破萬億元。

根據中國半導體行業協會統計，2021年中國集成電路產業銷售額為10458.3億元，同比增長18.2%。其中設計業銷售額為4519億元，同比增長19.6%，制造業銷售額為3176.3億元，同比增長24.1%，封裝測試業銷售額為2763億元，同比增長10.1%。

圖表：2017-2021年中國集成電路產業銷售額

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資料來源：中國半導體行業協會

二、2018-2022年中國集成電路行業運營狀況分析

中國集成電路產業雖起步較晚，但憑借巨大的市場需求、經濟的穩定發展和有利的政策環境等眾多優勢條件，已成為全球集成電路行業增長的主要驅動力。近年來，隨著消費電子、移動互聯網、汽車電子、工業控制、醫療電子等市場需求的不斷提升，以及國家支持政策的不斷提出，中國集成電路行業發展快速。

其中半導體設備具備極高的門檻和壁壘，全球半導體設備主要被日美所壟斷，核心設備如光刻、刻蝕、PVD、CVD、氧化/擴散等設備的top3市占率普遍在90%以上。目前光刻機、刻蝕、鍍膜、量測、清洗、離子注入等核心設備的國產率普遍較低。經過多年培育，國產半導體設備已經取得較大進展，整體水平達到28nm，并在14nm和7nm實現了部分設備的突破。

國內龐大的市場需求，但是中國芯片企業規模較小，每年芯片我國進口金額仍然在快速增長，國產芯片設計企業具備十分巨大的國產替代市場。除了海思半導體之外，我國IC設計產業企業發展呈現井噴式增長的勢頭。

隨著半導體產業的發展，投資規模越來越大，產業分工越來越明確。產業龍頭公司逐步從早期的垂直整合生產(IDM，Integrated Device Manufacturer)轉向專業化分工，出現專業化的芯片設計公司(Fabless)，專業的芯片制造公司(Foundry)以及專業的封裝測試公司。

集成電路的技術水平核心指標是特征尺寸，特征尺寸是指半導體器件中的最小尺寸。特征尺寸越小，芯片的集成度越高，性能越好，功耗越低，公司的制造水平越高。從競爭格局現狀來看，目前國內IC制造能力與國際先進比較，制造能力落后2-3年，制程能力相差1代到1.5代。

第三節 中國集成電路行業競爭分析

一、區域競爭情況分析

經過多年部署，我國目前主要有四個集成電路產業集聚區，分別是以上海為中心的長三角、以北京為中心的京津環渤海、以深圳為中心的泛珠三角和以武漢、成都為代表的中西部區域。

以北京為龍頭的京津環渤海經濟帶和以上海為龍頭的長三角經濟區，在設計、制造、封測領域都形成了比較成熟的業態。在深圳，芯片設計業的發展勢頭非常迅猛，制造業也正在崛起。中西部地區也形成了新的具有特色的發展驅動力，以寬禁帶半導體、車規級半導體為代表，正在逐漸形成集成電路的中西部地區特色產業集群。

隨著國家的整體發展，北京、上海集成電路產業中心的作用正在逐漸加強，這勢必會帶動環渤海和長三角地區產業的發展，進而形成一個比較完整的地區產業生態。

二、行業競爭梯隊分析

目前，我國集成電路設計企業競爭實力較強的主要有韋爾股份、安世半導體、華大半導體、紫光展銳、長江存儲、中興微電子、兆易創新、格科微、智芯微電子、長鑫存儲等。

2021年全球專屬晶圓代工廠TOP10榜單，根據總部所在地劃分，前十大專屬晶圓代工公司中，中國大陸有兩家(中芯國際SMIC、華虹集團HuaHong)，且占據了第四和第五的位置；中國臺灣有五家(臺積電TSMC、聯電UMC、力積電Powerchip、世界先進VIS、穩懋WIN)，其中，臺積電TSMC以3449億元的營業收入高居全球榜首。

集成電路封測是中國大陸發展最完善的板塊，技術能力與國際先進水平比較接近。近年來，國內封測龍頭企業通過自主研發和并購重組，在先進封裝領域正逐漸縮小同國際先進企業的技術差距。2022年，中國大陸本土封測企業排名前十的分別為長電科技、通富微電、華天科技、沛頓科技、華潤封裝、寧波甬矽、蘇州晶方、頎中科技、紫光宏茂、新匯成。

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