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集成電路(Integrated Circuit，IC)是具有一定電路功能的微型機構單元，簡稱“芯片”。IC在電子信息、日常生活、航空航天、軍事等領域有廣泛的應用。IC產業(yè)是現(xiàn)代信息社會發(fā)展的基礎，包括云計算、物聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、工業(yè)互聯(lián)網、新一代通信網絡設備（5G）等，對于當前經濟社會發(fā)展、國防安全、國際競爭及社會民生具有重要戰(zhàn)略意義。

 

1  IC發(fā)展回顧

 

1.1 IC發(fā)展歷程

IC發(fā)展初期結構簡單、功能單一，主要由金屬互連、導電區(qū)隔離組成。1974年，世界第一臺微處理器的問世，為人類通信、航天等工程以及計算機的普及奠定了堅實的基礎。隨著微處理器技術的成熟和升級換代，IC進入創(chuàng)新和成熟時期，計算機更加小巧，同時數(shù)據(jù)處理速度突飛猛進，使用更加方便。IC主要大事記如表1所示。

表1 IC發(fā)展重要事件

時間	大事記	意義
1947年	肖特萊發(fā)明了晶體管	微電子技術第一個里程碑
1958年	仙童公司羅伯特·諾斯儀與德儀公司杰克·基爾比分別發(fā)明了集成電路	開創(chuàng)世界微電子學歷史
1966年	美國RCA公司研制出CMOS集成電路	第一塊門陣列
1971年	Inter推出1kb動態(tài)隨機存儲器(DRAM)	大規(guī)模集成電路出現(xiàn)的標志
1974年	美國RCA公司推出CMOS微處理器	世界第一臺微處理器
1976年	16kb DRAM和4kb SRAM問世	存儲能力進一步提升
1978年	64kb動態(tài)隨機存儲器誕生	標志超大規(guī)模集成電路(VLSI)時代的來臨
1979年	Inter推出5MHz8088微處理器，IBM基于8008推出第一臺電腦	世界第一臺5MHz80 88 微處理器電腦
1985年	20MHz80386微處理器問世	電腦運行速度加快
1988年	16MDRAM問世，1cm2硅片上有3500個晶體管	標志進入超大規(guī)模集成電路階段
1989年	1Mb DRAM進入市場	市場化
1992年	64M位隨機存儲器問世	存儲能力進一步提升
1993年	66MHz奔騰器問世	性能進一步提升
1997年	300MHz奔騰器2問世
1999年	450MHz奔騰器3問世
2000年	1.5GHz奔騰器4問世
2002年	三星閃存NAND實現(xiàn)量產	三星成為全球最大的NAND閃存廠商
2004年	intel 酷睿2系列上市，采用65nm工藝	最新工藝
2006年	三星、IBM和特許半導體共同為高通生產出第一片90nm處理器	第一片90nm處理器
2007年	蘋果手機Iphone以及Google推出開放式的android手機系統(tǒng)	智能移動設備普及全球
2009年	intel酷睿i系列全新推出，創(chuàng)紀錄采用了領先的32nm工藝，并且下一代22nm工藝正在研發(fā)	工藝進一步創(chuàng)新
2015年	2015上半年國際半導體市場的3大并購，NXP(恩智浦)3月以110億美金合并Freescale(飛思卡爾)；5月下旬Avago(安華高)已創(chuàng)歷史的370億美金收購Broadcom(博通)；Intel(英特爾)宣布斥資150億美金收購FPGA大廠Altera。這其間數(shù)億美元的并購案也是層出不窮	導體行業(yè)出現(xiàn)了前所未有的并購或重組風潮，標示著一個新的時代的開始
2017年	中芯國際投資天津8英寸生產線產線，產能15萬片/月	全球單體最大的8英寸生產線
2018年	華為海思發(fā)布7nm制程芯片麒麟980	麒麟980此次實現(xiàn)了TSMC 7nm制造工藝在手機芯片上首發(fā)。

 

1.2 我國IC產業(yè)主要發(fā)展階段

圖1為我國IC發(fā)展4個發(fā)展階段。雖然在1965年我國開始發(fā)展IC產業(yè)，但是發(fā)展速度較快。第1階段：1965—1978年為IC產業(yè)初創(chuàng)期，國家建設層面投資大力鼓勵發(fā)展基礎電路產業(yè)，中國科學院專門聘請專家講授半導體理論和技術。1957年，二極管和三極管相繼研發(fā)成功；1965年二極管晶體管邏輯門電路（DTL）型和晶體管晶體管（TTL）型電路問世，標志著小規(guī)模IC在我國誕生；1976年運算1000萬次的大型電子計算機由中科院研制成功。

 

圖1  我國IC主要發(fā)展階段

 

第2階段：1978—1990年為探索發(fā)展期，改革開放后，我國積極學習國內外IC產業(yè)先進技術、引進先進生產線。在這個時期，我國IC產業(yè)培育了一大批專家人才，取得了豐碩的科研成果。但是與國際先進技術相比，還存在一定差距。

 

第3階段：1990—1999年為重點建設時期，我國各部委相繼出臺IC產業(yè)規(guī)劃、政策，改善投資環(huán)境，促進IC產業(yè)發(fā)展，重點扶植和發(fā)展華晶、華越、上海貝嶺、首鋼日電電子有限公司等IC企業(yè)。

 

第4階段是自2000年以來我國IC產業(yè)速度發(fā)展，進入快速發(fā)展時期。在中央和地方政府的政策和資金支持下，產業(yè)聚集效應明顯，培育一批具備一定國際競爭力的骨干企業(yè)，如IC設計方面有華為海思、紫光展訊、豪威科技、兆易創(chuàng)新、紫光國微。晶圓制造企業(yè)中芯國際、上海華虹集團有限公司、華潤微電子等。有關數(shù)據(jù)表明，2018年我國IC制造行業(yè)規(guī)模達到1818.2億元，增長率達到25.6%。

 

2 發(fā)展現(xiàn)狀

 

2.1 全球IC產業(yè)現(xiàn)狀

目前，全球IC產業(yè)呈現(xiàn)2大特點，一是優(yōu)勢企業(yè)市場份額加速，二是芯片及智能終端呈現(xiàn)飛速增長，5G、大數(shù)據(jù)等新業(yè)務板塊快速發(fā)展，IC新技術不斷涌現(xiàn)。2019年5月，世界半導體大會在南京舉辦，國際半導體產業(yè)協(xié)會（SEMI）全球副總裁居龍，發(fā)表題為《全球集成電路產業(yè)的新變局新形勢》報告。報告指出，2008年，全球IC產業(yè)市場規(guī)模為3 000億元；10年后的2018年，全球IC產業(yè)市場規(guī)模突破 4 000億美元。由此可以看出，全球IC產業(yè)處于加速發(fā)展的態(tài)勢。預計2019年，全球IC產業(yè)受到產能過剩、中美貿易摩擦等因素影響，市場規(guī)模增長速度將放緩，甚至會出現(xiàn)下滑現(xiàn)象。但是從中長期來看，IC產業(yè)發(fā)展仍然呈現(xiàn)上升態(tài)勢。

 

2.2  我國IC產業(yè)現(xiàn)狀

從全球IC市場規(guī)模來看，我國的電子信息產品制造和消費量最大，市場規(guī)模已經達到上萬億元，并且仍然呈上升趨勢。新業(yè)務板塊如5G、新型電子元器件、云計算、大數(shù)據(jù)等，各具特色，百花齊放。華為技術有限公司、紫光與阿里巴巴是我國IC產業(yè)的領路人，企業(yè)及優(yōu)勢產品詳見表2。

 

我國IC產業(yè)顯著的一個特點是區(qū)域性集群化發(fā)展趨勢凸顯。依托大城市人才、市場以及資金的優(yōu)勢，形成了珠三角、長三角及環(huán)渤海區(qū)域IC產業(yè)聚集區(qū)。另外，成都、西安、武漢、重慶等中西部發(fā)展速度也較快。全國IC城市中，重慶早在2005年8月就建立了電子產業(yè)園，走在IC產業(yè)前列。重慶重點發(fā)展芯片設計、制造到封裝的IC全產業(yè)鏈生態(tài)，吸引了一大批知名企業(yè)如海力士（SK）、華潤微電子有限公司、中國電科、西南集成電路設計有限公司到產業(yè)園投資建廠。截至2017年，該產業(yè)園產值已達到100億元。目前，全國最大功率半導體基地、最大的芯片封裝廠以及全球協(xié)同研發(fā)創(chuàng)新平臺，已經在重慶開工建設。除此之外，重慶IC設計產業(yè)園在仙桃國際大數(shù)據(jù)谷成立，圍繞智能汽車、智能終端、物聯(lián)網、人工智能等領域芯片，未來將打造產值百億級集成電路設計產業(yè)園。

 

表2 我國IC產業(yè)優(yōu)勢企業(yè)

優(yōu)勢企業(yè)	主要業(yè)務
華為海思(華為旗下)	主要業(yè)務為芯片設計與制造，產品主要有手機芯片、智能芯片、安防芯片等；芯片發(fā)展從低端走向高端，邁入世界第7大集成電路企業(yè)；產品性能和質量接近或超越世界先進水平；2019年9月6日推出最新產品麒麟 990 芯片，采用最先進的7nm EUV工藝以及達芬奇NPU架構，該手機芯片在性能、能效以及AI智能等方面都處于世界領先水平；未來，公司將繼續(xù)以開發(fā)高端芯片為目標開拓國內外市場
紫光展銳(紫光旗下)	主要業(yè)務是手機芯片和存儲領域；海思手機芯片未對外銷售，所以在手機芯片領域，紫光展銳與高通、聯(lián)發(fā)科位于我國前3企業(yè)；紫光展銳作為三星、中興等知名手機的供應商，每年銷售15億顆手機芯片。紫光展銳在5G領域處于世界第一梯隊，2019年2月16號，紫光展銳在世界移動通信大會上5G信息平臺—馬克魯，以及5G基帶芯片—春藤510；除此之外，紫光展銳在存儲器也邁出了堅實的一步，其旗下長江存儲規(guī)劃10 萬片/月產能產線已經竣工，主要生產64層NAND；預計到2020年，長江存儲將進入國際大廠行列
平頭哥(阿里巴巴旗下）	2018年9月，阿里巴巴成立平頭哥公司，公司主要業(yè)務是推進云端一體化的芯片布局。雖然成立時間短，但是在處理器芯片、服務器芯片以及云端神經網絡芯片3個領域均走在整個行業(yè)最前沿。最強處理器玄鐵910(Xuan Tie910)芯片，將在5G、人工智能以及自動駕駛等領域廣泛應用；研發(fā)的服務器專用 So C 芯片，可大幅提高服務器網絡存儲功能，解決云計算難題，未來作為核心組件 MOC 卡，用于新一代阿里云神龍服務器；網絡芯片 Ali—NPU云端神經研發(fā)也取得了突破性進展
SK海力士半導體(中國)有限公司	SK海力士于2005年在江蘇無錫獨資修建，產品主要以12英寸集成電路晶圓為主，范圍涉及存儲器，消費類產品，移動SOC及系統(tǒng)IC等領域。該工廠為SK海力士本部提供一半以上的產品份額，在中國市場占有率確保遙遙領先于其他競爭對手
華潤微電子有限公司	華潤集團旗下子公司，業(yè)務包括集成電路設計、掩模制造、晶圓制造、封裝測試及分立器件，目前擁有6-8英寸晶圓生產線4條、封裝生產線2條、掩模生產線1條、設計公司4家，為國內唯一擁有齊全半導體產業(yè)鏈的公司
中電科電子裝備集團有限公司	中國電子科技集團公司獨資公司，生產研發(fā)集成電路制造裝備、新型平板顯示裝備、光伏新能源裝備等，2015年銷售收入突破100億元
西安微電子技術研究所	又名驪山微電子公司，始建于1965年10月，主要從事計算機、半導體集成電路、混合集成3大專業(yè)的研制開發(fā)、批產配套、檢測經營，是中國航天微電子和計算機的先驅和主力軍
深圳市中興微電子技術有限公司	由中興通訊全資控股，其前身是中興通訊于1996年成立的IC設計部，規(guī)模已躋身全國IC設計行業(yè)前3
中芯國際集成電路制造有限公司	中芯國際目前是國內規(guī)模最大，制造工藝最先進的晶圓制造廠。2018年10月，中芯國際連續(xù)宣布新廠投資計劃，在上海和深圳分別新建一條12英寸生產線，天津的8英寸生產線產能預計將從4.5萬片/月擴大至15萬片/月，成為全球單體最大的8英寸生產線
北京北方華創(chuàng)微電子裝備有限公司	由七星電子和北方微電子戰(zhàn)略重組而成，是目前國內集成電路高端工藝裝備的龍頭企業(yè)。擁有半導體裝備、真空裝備、新能源鋰電裝備及精密元器件4個事業(yè)群
三星(中國)半導體有限公司	是三星電子在華全資子公司，位于西安的工廠擁有半導體芯片制造及封裝測試生產線，是三星在海外規(guī)模最大的一筆單項投資，也是三星海外半導體存儲芯片領域非常重要的基地

 

2.2.1云計算

基礎設施即服務（Infrastructure—as—a—Service，IaaS），平臺即服務（Platform—as—a—Service，PaaS）和軟件即服務（Software—as—a—Service，SaaS）是構成云計算服務市場的3個主要組成部分。目前，我國云計算公司業(yè)務主要集中在IaaS，主要涵蓋服務器、存儲等方面。我國聯(lián)想、華為、浪潮市場份額躋身世界前10名。由于IaaS核心芯片目前還主要依賴進口，因此，云計算低端市場的利潤小。在云計算高端市場，我國阿里在世界市場有一定的話語權。2018年國際數(shù)據(jù)公司(IDC)公布的數(shù)據(jù)顯示，我國阿里云在全球云市場份額持續(xù)攀升，位居世界第3（詳見圖2）。阿里在云PaaS平臺服務，如操作系統(tǒng)、開發(fā)工具、數(shù)據(jù)庫等均取得了階段性成果，處于世界領先水平。因此，美國亞馬遜(aws)和微軟(Microsoft)云巨頭公司，把阿里作為全球最主要的競爭對手。

 

圖2 全球云計算企業(yè)排名

數(shù)據(jù)來源：IDC全球云市場調研數(shù)據(jù)

 

2.2.2半導體

我國半導體發(fā)展經歷了有3個時間節(jié)點（詳見圖3）。02專項主要是是跟蹤和保持技術能力，大基金支持半導體產業(yè)趕超。經過10年發(fā)展，到2018年，銷售額超過百億龍頭企業(yè)大批涌現(xiàn)，比如華為海思、中芯國際、豪威科技、紫光展銳等，龍頭企業(yè)自身加快創(chuàng)新發(fā)展，也促使企業(yè)不斷向前發(fā)展。2018年發(fā)生“中興事件”，我國半導體行業(yè)推到了風頭浪尖。中興的“芯”病，中國的心病。美國上游芯片供應商禁運，導致中興直接的業(yè)務停業(yè)3個多月。雖然“中興事件”給我國半導體帶了一定的負面影響，但是也同時給半導體以及其他行業(yè)以警示，只有加快自主創(chuàng)新，實現(xiàn)制造業(yè)強國，才能不受制于人。

 

 

圖3  我國半導體發(fā)展歷程

當前，我國半導體發(fā)展存在的問題主要是芯片設計領域相對薄弱。國內只有華為海思在世界處于領先水平，其他芯片設計企業(yè)與海思還存在很大差距，未能形成一定的集群效應。長江存儲和合肥長近2年發(fā)展較快，將來有可能與海思并肩作戰(zhàn)，在IC產業(yè)版圖占有一席之地。

 

3 我國IC產業(yè)趨勢與展望

 

3.1 我國IC產業(yè)發(fā)展機遇

我國IC產業(yè)有3大發(fā)展機遇，一是自2010年以來，全球半導體銷售和投資進入新一輪高增長；二是我國IC產業(yè)主要依賴進口，迫切需求國產化；三是國家大基金成立，加大對IC產業(yè)的投資，重點扶植IC產業(yè)。通過產融結合，推動產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)協(xié)同發(fā)展，形成上下游成龍配套體系，從而真正實現(xiàn)IC產業(yè)的跨越式發(fā)展。

 

3.2 我國IC產業(yè)存在問題

現(xiàn)階段，我國IC產業(yè)與歐美相比依然存在不小的差距，主要問題表現(xiàn)在如下幾方面。

 

一是IC產業(yè)技術創(chuàng)新滯后。我國在IC產業(yè)面起步晚，西方國家發(fā)達掌握大部分核心專利。我國IC產業(yè)專利創(chuàng)新能力不足，缺乏系統(tǒng)性和整體性。

 

二是IC高端產品開發(fā)不足。低端消費電子領域占據(jù)了我國IC市場的大部分份額。高端工業(yè)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IC產能過剩。

 

四是基礎研究投入小。由于IC產業(yè)具有高風險、高投入、周期短的特點，企業(yè)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(fā)展。

 

3.3我國IC發(fā)展的對策建議

以下是對我國IC產業(yè)發(fā)展的3點建議。

一是吸納海內外高端人才，培養(yǎng)本土專家人才。制定優(yōu)惠政策，營造良好的科研環(huán)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IC相關理論、經驗以及實戰(zhàn)技術，大力培養(yǎng)本土專家人才，使人才梯隊培養(yǎng)與集成電路產業(yè)發(fā)展相適應。

 

二是重視研發(fā)，加大基礎研究的投入。國家制定IC產業(yè)中長期規(guī)劃，對于IC研發(fā)，尤其是基礎研發(fā)，國家、企業(yè)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(yè)化的轉化步伐。在研發(fā)的過程中，一定要持續(xù)的投入資本，加強高科技產業(yè)的發(fā)展，形成一種較為寬松的發(fā)揮空間，只有如此才能讓研發(fā)團隊靈感激發(fā)出來，創(chuàng)造出與市場情況下吻合的產品。

 

三是立足國際，完善產業(yè)鏈。鼓勵IC企業(yè)走出去，參與國際合作，從全球產業(yè)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(wěn)向好，我國經濟由高速度向高質量發(fā)展轉型。在這樣經濟背景下，IC市場規(guī)模將不斷擴大，5G、人工智能、大數(shù)據(jù)等新業(yè)務突飛猛進，IC產業(yè)發(fā)展?jié)摿薮?。我國的IC產業(yè)一定會進入快車道，推動社會經濟不斷向前發(fā)展。