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康劲:集成电路产业发展的现状分析与对策建议

  随着集成电路技术持续发展,我国对集成电路产业的重视程度不断提高。2024年6月,习近平总书记在全国科技大会、国家科学技术奖励大会、两院院士大会上的讲话中指出,要聚焦现代化产业体系建设的重点领域和薄弱环节,针对集成电路、工业母机、基础软件、先进材料、科研仪器、核心种源等瓶颈制约,加大技术研发力度,为确保重要产业链供应链自主安全可控提供科技支撑。2024年7月,党的二十届三中全会通过的《中共中央关于进一步全面深化改革、推进中国式现代化的决定》明确指出,抓紧打造自主可控的产业链供应链,健全强化集成电路、工业母机、医疗装备、仪器仪表、基础软件、工业软件、先进材料等重点产业链发展体制机制,全链条推进技术攻关、成果应用。

  集成电路作为信息技术产业的核心载体,是数字经济的重要支撑,是引领新一轮科技革命和产业变革的关键力量,已成为驱动新质生产力的关键引擎,具有广阔的发展前景和重要的战略地位,其技术创新正加速推进各行业智能化转型。

  集成电路产业特点

  集成电路产业兼具战略性和市场性双重特征。

  集成电路产业的战略性主要体现在:一是保障信息安全,包括政治、经济、军事等各方面的信息安全;二是维护国防安全,在武器装备、航天器、卫星中,电子含量越来越高;三是赋能安全发展,尤其在助推绿色低碳发展方面,为绿色经济提供技术支撑等。一个国家要在国际政治和外交博弈中取得话语权,离不开战略武器的威慑力;要在占领信息市场中取得主导权,离不开集成电路的创新力。但是,集成电路与战略武器不同,它并非“终端系统”,而是一个“中间系统”,需要通过市场“发散”到各种应用中去才能起到“神经中枢”的作用。简而言之,战略武器面对的是集中的、单一的、不能交换的市场,而集成电路面对的则是几乎无限增长的、碎片化的、多样的,并通过商品交易形成的市场,是一个市场化程度非常高的产业。

  集成电路产业的市场性主要体现在:作为现代科技和经济的核心驱动力,其发展既受市场化规律主导,又受非市场化因素制约。从市场化角度看,集成电路产业是高度技术密集型产业,由供需驱动并参与全球竞争,进行全球化分工与供应链联动,各领域头部企业凭借技术垄断形成“赢家通吃”格局,而中小企业的生存往往依赖于差异化创新。集成电路产业链条长,包括设计、EDA(电子设计自动化)软件、IP(知识产权)及设计服务、芯片制造、光掩模制造、封装测试、装备、材料、零部件等诸多领域,形成全球化分工与供应链联动的产业生态。与此同时,集成电路产业又具有非常强的非市场化属性,尤其被注释为影响国家安全、地缘政治博弈、国家战略的时候,会面临各种政策干预,甚至对外制裁等问题。例如:美国通过《瓦森纳协定》限制中国集成电路产业的发展、通过《芯片和科学法案》推动美国本土建设先进工艺集成电路工厂;欧盟通过《芯片法案》强制要求本土产能全球占比提升至20%,并通过RoHS指令(即《关于限制在电子电气设备中使用某些有害成分的指令》)设置环保壁垒等。市场化机制推动技术创新和效率提升,非市场化因素重塑产业逻辑。此外,全球的集成电路企业都面临效率与安全的再平衡问题。

  综上所述,集成电路产业需要创新来推动其遵循摩尔定律快速发展。同时,集成电路产业又相对保守,存在路径创新与路径依赖的矛盾对立统一关系,这种矛盾本质是“技术可能性”与“经济可行性”的博弈。我国身处“无人区”的集成电路产业需要在颠覆性技术储备与渐进式工艺改良间寻找平衡点。

  我国集成电路产业优劣势分析

  随着人工智能、5G通信、物联网等新兴技术的快速发展,我国集成电路产业正以前所未有的速度推动变革,具有多方面显著优势。

  完整的集成电路产业布局。目前,我国基本完成了集成电路产业链布局。从集成电路上市公司的主要分布看,设计企业有韦尔股份、紫光国微,EDA企业有华大九天、概伦电子,制造企业有中芯国际、华虹、华润微,封装测试企业有长电科技、通富微电、华天科技,装备企业有北方华创、中微、拓荆科技、华海清科,材料企业有安集科技、南大光电、鼎龙、中船派瑞特气、上海新阳、江丰电子,零部件企业有富创精密、新莱应材、先锋精科等。在2025年3月举办的2025中国国际半导体设备和材料展(SEMICON China 2025)上,据不完全统计,共有21个国家及地区的1245家半导体企业参展,中国大陆、中国台湾、中国香港参展厂商990家,占比79%,中国展商中有零部件企业406家,装备企业287家,材料企业176家,封装测试企业42家,半导体工程服务企业26家,制造企业12家。

  武汉东湖高新区(“中国光谷”)作为我国集成电路产业基地之一,已聚集超300家集成电路产业链相关企业,基本形成以存储器为核心、化合物半导体竞相发展的产业格局。

  庞大的国内市场。我国拥有庞大的集成电路市场。国家发展改革委数据显示,2024年我国集成电路产量同比增长28.7%,出口额创历史新高,达1.1万亿元。越来越多的产品装上“中国芯”。根据中国半导体行业协会数据,2024年我国集成电路产业规模约1.43万亿元,同比增长16.7%。根据赛迪研究院预测,2025年我国集成电路产业规模约1.64万亿元,同比增长15%。面向未来三至五年,根据WSTS(世界半导体贸易统计组织)、Gartner(高德纳咨询公司)、麦肯锡等机构数据预测,全球集成电路市场规模年复合增长率为6%~8%,考虑到未来我国先进制程突破、第三代半导体加速场景应用,以及人工智能、5G通信、智能汽车和物联网等新兴领域的高需求市场,未来我国集成电路市场规模将高于全球增速,假设国内集成电路市场规模以年复合增长率8%来推算,则2027年和2030年我国集成电路市场规模约为1.9万亿元和2.4万亿元。

  领先的学术论文数量及质量。集成电路产业代表着当今世界微细制造最高水平,涉及半导体物理、化学、精密加工、精密光学、计算机、自动化、材料等数十个学科的最顶尖技术,其发展除了集成电路本学科外,还需要各个学科综合实力的支撑。据ISSCC 2025 中国区发布会有关数据,中国(包括内地、香港、澳门、台湾)论文入选数量继续保持第一,从2024年的86篇(中国内地55篇,中国澳门14篇,中国台湾17篇)增至ISSCC 2025的112篇(中国内地76篇,中国香港2篇,中国澳门14篇,中国台湾20篇)。ISSCCC 2025共评出57篇亮点文章,中国内地有15篇,表明中国内地集成电路的研究工作有了很大提高,获得国际同行的充分认可。

  世界领先的工程化能力。我国在工程化应用领域的发展领先全球,特别是完成全产业链布局的领域通常很快就能形成规模和成本优势,实现断崖式领先,例如高铁、光伏、面板、新能源等。以新能源汽车为例,依托全产业链布局优势,以宁德时代、比亚迪、华为、小鹏等为代表的中国企业在“三电系统”“智能驾驶”等核心技术上取得突破,实现弯道超车甚至引领。

  青年专业人才加速培养。近年来,我国深化科教融合、产教融合,完善高校实践科研育人体系,加快创新型、复合型、应用型人才培养。2021年,集成电路被调整为一级学科,各高校陆续开展相关课程,清华大学、北京大学、浙江大学、北京航空航天大学等纷纷成立集成电路学院,积极应对集成电路领域的人才需求。产教融合、多方协作也成为集成电路人才培养的主要发展趋势,不少国内半导体企业加大与高校合作,推动高校人才培养与产业需求紧密结合。

  目前,在集成电路制造领域,全球已经进入2nm制程工艺的量产阶段。在以装备为代表的供应链领域,全球以EUV(极紫外光)为代表的先进装备材料体系全面支撑2nm及以下的产业化和后续研发需要。在供应链布局上,装备、设计、EDA等领域主要布局在美国,光刻机主要布局在荷兰,关键材料主要布局在日本,先进制造主要布局在中国台湾地区,存储器主要布局在韩国等。尽管我国集成电路产业发展迅速,但与国际顶尖水平相比仍然存在差距。

  技术整体落后于国际先进水平。目前我国集成电路整体技术水平相较国际先进水平存在差距。集成电路产业是体系化、系统化的整体,产业的发展是整体的发展,美国把我国限制在成熟工艺,不单单是对EUV光刻机的限制,而是对支撑先进工艺的全产业链条的限制。在我国全力解决EUV光刻机以及配套光刻掩膜版、光刻胶等的同时,美西方也在加速创新,继续在全产业链条拉开与我国的差距。由于全面受限,近几年我国在28nm甚至7nm节点上采用的模仿路径难以为继,在很难有经验借鉴的前提下,追赶甚至并跑的难度将越来越大。

  产业界被迫面对路径创新与路径依赖之间的战略选择,发展不确定性增加。我国集成电路产业中各个环节基本上处于追赶阶段,且大多数企业还存在对西方已有技术路径的依赖,这会给发展带来不确定性,必须走出具有中国特色的集成电路发展道路。我们也应看到,有个别领先企业在摆脱传统路径依赖、探索路径创新上已经取得了初步成功。

  学术成果与国内产业需求存在脱节现象。我国大量的学术论文成果并没有转化到产业创新中,虽然国家一直注重产学研合作,持续探索如何加快国内院校科研成果批量、有效及快速转化并支撑我国集成电路产业实现跨越式发展,但从目前来看效果还不明显。同时,我国集成电路产业发展需要解决的科学技术问题并未进行科研力量集中攻关,一些科研成果较难实现快速落地。

  缺乏青年领军人才。创新是青年的天然属性,特别是在取得重大成果方面。集成电路产业是高投入的系统工程,然而,目前我国集成电路产业无论是在头部企业还是在学术机构中,较少见到青年领军人才的身影,必须着力破解当前青年领军人才成长与发展过程中的问题。

  对我国集成电路产业发展的建议

  我国集成电路产业在面对人工智能发展的历史性机遇时,展现出敢为人先的勇气和持续耕耘的毅力。为了在这一领域取得更多突破,各方必须紧密合作,形成合力。

  一是继续按照产业既有路线加速迭代。持续“补短板”,保障国家安全以及经济发展的需要,这是最首要的任务。建议充分发挥新型举国体制优势,继续集中力量破解“卡脖子”技术难题,加速技术演进;通过政策“组合拳”解决“卡脖子”技术攻关所需资金、人才、市场等要素;在优势区域集中发展,形成集聚效应;坚持高水平对外开放,积极推动国际合作,大力引导国内企业“走出去”,更加积极融入世界市场,特别是共建“一带一路”国家市场。随着越来越多“卡脖子”技术实现“0到1”的突破,后续还需要快速开展“1到100”的量产迭代改进,但是目前该工作很难在国内已有产线大规模实施,造成实现技术突破的企业无法把该技术进一步提升到具备量产竞争力;与此同时,面对很多已经基本完成“1到100”量产能力提升的技术,国内企业往往优先采购国外技术产品,较难从市场获取资金让自身形成商业闭环,不利于国内产业快速健康发展。建议可以对需要开展“1到100”量产能力提升的技术制定特殊政策或设立专门项目加速其量产成熟;对于已经基本实现“1到100”量产能力突破的技术,要加大保护力度,让那些着力破解“卡脖子”技术难题的国内企业尽快实现商业闭环。

  二是聚焦成熟制程进行差异化发展。随着我国集成电路成熟节点全产业链布局的日趋完善,已经具备“锻长板”的基本条件,借鉴太阳能、LED等泛半导体产业发展的成功经验,建议出台相关政策加速提升国内供应链企业的市场占有率,引导降本增效的创新活动,逐步在成熟节点全产业链条上构筑独一无二的性能成本优势。直面国际限制,在破解“卡脖子”技术难题的同时,加大其他技术投入,快速开展研发产业化工作,例如存算一体、先进封装、3DIC、硅基光电子(光电融合)等非光刻机受限方向。

  三是启动高端化发展路线。综合我国各方面优势,在完整的工业体系支撑下,人工智能技术赋能集成电路产业开展跨越式、高端化发展迫在眉睫。根据我国集成电路产业具体环节制定客观、实事求是的发展规划;加强中青年创新团队人才培养的体制机制建设;根据集成电路产业各环节发展规划,制定具体的路线图,掌握关键核心技术;根据各路线图及关键核心技术,制定相关领域科研考核机制,让有限科研资源围绕我国自身所需开展攻关;对于科研成果转化,整合或者继续设立符合路线图发展的产学研合作平台,由国家主导解决地方政府存在的现实难题,保障长期投入。

稿件来源:中国网信杂志

编辑: 许淑瑞 | 责任编辑:徐琼峰 | 监制:黄作敏
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