北京集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究 2022

北京集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究一、概述(一)集成電路產(chǎn)業(yè)概述1、集成電路的概念集成電路(IntegratedCircuit，IC),是指通過(guò)一系列特定的加工工藝，將晶體管、二極管等有源器件和電阻器、電容器等無(wú)源元件，按照一定的電路互連，“集成”在半導(dǎo)體(如硅或砷化鎵等化合物)晶片上，封裝在一個(gè)外殼內(nèi)，執(zhí)行特定功能的電路或系統(tǒng)。集成電路被譽(yù)為“工業(yè)糧食”，是現(xiàn)代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的核心。集成電路產(chǎn)品種類眾多，集成電路產(chǎn)業(yè)更是經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)，是推動(dòng)信息化和工業(yè)化深度融合的基礎(chǔ)。集成電路科學(xué)技術(shù)與產(chǎn)業(yè)不僅成為加速經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、改變?nèi)祟惿a(chǎn)和生活方式的推動(dòng)力，而且成為關(guān)系到現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)勝負(fù)的重要因素。集成電路產(chǎn)業(yè)的規(guī)模、科學(xué)技術(shù)水平和創(chuàng)新能力正在成為衡量一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力的重要標(biāo)志。2、集成電路產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模據(jù)WSTS(世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)組織)統(tǒng)計(jì)，全球集成電震蕩上行。2019年，全球集成電路產(chǎn)業(yè)迎來(lái)低谷，該年全球集成電路產(chǎn)業(yè)銷售額較上一年下滑12%，集成電路設(shè)計(jì)、制造、封裝三大產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)均受到較大影響。2020年，由于新冠疫情在全球范圍內(nèi)的爆發(fā)，造成人們對(duì)消費(fèi)電子產(chǎn)品需求的G速提升、算力需求提升背景下的大規(guī)模數(shù)據(jù)中心建設(shè)、以及芯片設(shè)計(jì)公司因預(yù)測(cè)未來(lái)產(chǎn)能不足提前下單等多重因素影響之下，全球集成電路制造企業(yè)產(chǎn)能被充分開發(fā)和利用，也帶動(dòng)了設(shè)計(jì)和封測(cè)兩大環(huán)節(jié)，最終造成全球集成電路產(chǎn)業(yè)的快速?gòu)?fù)蘇和增長(zhǎng)。2021年，全球集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展延續(xù)了2020年的增長(zhǎng)趨勢(shì)。美國(guó)知名研究公司Gartner于2022年初發(fā)布的數(shù)據(jù)億美元，首次突破了5000億美元。而根據(jù)國(guó)際貨幣基金組算集成電路產(chǎn)業(yè)在全球經(jīng)濟(jì)中所占的比例約為0.6%。圖1.2015-2021年全球集成電路產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模3、集成電路產(chǎn)業(yè)的全球化集成電路產(chǎn)業(yè)包括設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、封裝、材料、設(shè)備等多個(gè)方面，自誕生至今已發(fā)展為一個(gè)全球化產(chǎn)業(yè)，世界各主要國(guó)家和地區(qū)均參與其中并發(fā)揮著重要作用。生產(chǎn)方面，美國(guó)在設(shè)計(jì)業(yè)領(lǐng)域獨(dú)占鰲頭,全球主要純晶圓代工企業(yè)集聚亞太,封測(cè)業(yè)中國(guó)領(lǐng)跑,設(shè)備業(yè)美日荷三分天下,材料業(yè)日本實(shí)力市場(chǎng)方面，根據(jù)WSTS公布的數(shù)據(jù)，1986年之前，全球集成電路產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)主要集中在美洲、歐洲和日本這三個(gè)國(guó)家/地區(qū)。1986-2000年，日本市場(chǎng)占比呈現(xiàn)出了顯著的下降趨勢(shì)，與此同時(shí)，美洲和歐洲地區(qū)市場(chǎng)占比變化相對(duì)平穩(wěn)，而亞太地區(qū)(除日本外)市場(chǎng)則快速發(fā)展起來(lái)，2000年亞太地區(qū)(除日本外)市場(chǎng)已占全球市場(chǎng)的25.1%，成為僅次于美日本外)市場(chǎng)持續(xù)保持快速增長(zhǎng)，美洲、歐洲、日本市場(chǎng)則均呈現(xiàn)出下滑趨勢(shì)。中國(guó)是目前全球最大的集成電路市場(chǎng)，(二)集成電路企業(yè)分類集成電路最初的生產(chǎn)商基本是“自產(chǎn)自銷”的系統(tǒng)廠商。其后，出現(xiàn)了一種獨(dú)立生產(chǎn)集成電路、面向所有系統(tǒng)廠商的測(cè)試，并自行銷售成品芯片的集成電路制造商被稱為IDM (IntergratedDeviceManufacture，整合器件制造商或集成器件制造商)。隨著集成電路技術(shù)的演進(jìn)，集成電路設(shè)計(jì)、制造、封裝等環(huán)節(jié)也出現(xiàn)了獨(dú)立的企業(yè)，形成了由“無(wú)工藝yCore,IP核)并不生產(chǎn)集成電路(Chipless)的多種企業(yè)組成的集成電路產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。此外，集成電路全產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)還包括了電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(ElectronicDesignAutomation,EDA)工具提供商、集成電路生產(chǎn)材料廠商和集成電路制造設(shè)備廠商，以及人才培養(yǎng)、人才培訓(xùn)、產(chǎn)業(yè)投資、中介服務(wù)等多種形式的企業(yè)。根據(jù)各集成電路產(chǎn)業(yè)運(yùn)作模式在整個(gè)集成電路產(chǎn)業(yè)中所占的份額來(lái)看，其中最為重要的三種運(yùn)作模式分別是IDM、在IDM模式生產(chǎn)中，集成電路企業(yè)涵蓋了從集成電路設(shè)計(jì)，集成電路制造到集成電路封裝測(cè)試的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的生產(chǎn)過(guò)程。IDM模式以英特爾、三星、SK海力士、德州儀器、士蘭微等企業(yè)為代表。Fabless(無(wú)晶圓制造的設(shè)計(jì)公司)，也就是集成電路設(shè)計(jì)公司，只負(fù)責(zé)芯片的電路設(shè)計(jì)與銷售；將生產(chǎn)、測(cè)試、封裝等環(huán)節(jié)外包。該模式的代表性企業(yè)有AMD、博通、高通、英偉達(dá)、聯(lián)發(fā)科、海思等。Foundry(晶圓代工廠)，只負(fù)責(zé)制造、封裝或測(cè)試的其中一個(gè)環(huán)節(jié)；不負(fù)責(zé)芯片設(shè)計(jì)；可以同時(shí)為多家設(shè)計(jì)公司提供服務(wù)。此模式的代表企業(yè)主要有：臺(tái)積電、三星、聯(lián)電、中芯國(guó)際等。(三)集成電路產(chǎn)品分類集成電路(芯片)應(yīng)用十分廣泛，種類很多，型號(hào)十分繁雜，只要出現(xiàn)新的應(yīng)用需求，就會(huì)產(chǎn)生新的芯片。集成電路的分類方法可以有許多種，例如按晶體管工作狀態(tài)、制造工藝、適用性、集成規(guī)模、功率大小、封裝形式、應(yīng)用環(huán)境、功能用途等不同角度來(lái)進(jìn)行分類。本報(bào)告以集成電路中晶體管工作狀態(tài)和電信號(hào)種類進(jìn)行區(qū)分，將集成電路家族粗略劃分為數(shù)字電路芯片、模擬電路芯片、數(shù)?；旌想娐沸酒约疤胤N電路芯片四大類。圖2.集成電路產(chǎn)品的簡(jiǎn)要分類1、數(shù)字電路芯片數(shù)字電路芯片主要用于計(jì)算機(jī)和邏輯控制領(lǐng)域，它的工作原理是通過(guò)晶體管控制電流的“開”和“關(guān)”，來(lái)表達(dá)數(shù)所以數(shù)字電路也稱為開關(guān)電路或者邏輯電路。數(shù)字電路主要是由工作在開關(guān)狀態(tài)的晶體管組成的。因此，數(shù)字電路的規(guī)模大小由其中的晶體管多少來(lái)分類。數(shù)字電路芯片主要包括(1)邏輯電路：包括與門、或門、非門、鎖存器、移位器、計(jì)數(shù)器、編碼器、譯碼器、選擇器、比較器、運(yùn)算器等。理論上，數(shù)量龐大的邏輯電路芯片可以實(shí)現(xiàn)目前所有復(fù)雜芯片的功能，例如中央處理器(CPU)、微控制器(MCU)、片上系統(tǒng)(SoC)等，甚至可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的功能，例如電腦、交換機(jī)等。(2)通用處理器：CPU、GPU、DSP、APU等。通用處理器是由海量邏輯電路組成的，它包含了控制、存儲(chǔ)、運(yùn)算、輸入輸出等部分，形成了一個(gè)完整的數(shù)據(jù)和信息處理系統(tǒng)。它是規(guī)模最大、結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的一類數(shù)字電路芯片。因此，通用處理器被歸類為巨大規(guī)模集成電路。(3)存儲(chǔ)器：SRAM、DRAM、PROM、Flash等。存儲(chǔ)器是用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和信息的芯片。其中，可細(xì)分為靜態(tài)存儲(chǔ)器(SRAM)、動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器(DRAM、LPDDRX)、可編程只讀存儲(chǔ)器Memory)等。(4)單片系統(tǒng)(SoC)：?jiǎn)纹到y(tǒng)就是把一個(gè)電子系統(tǒng)全部集成到一顆芯片中。只要給SoC芯片加上電源和少量外部電路，就可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的電子產(chǎn)品或系統(tǒng)的功能。例如音視頻播放器(MP4)、汽車導(dǎo)航儀、手機(jī)等都可以用一個(gè)SoC芯片加少量外部元器件來(lái)實(shí)現(xiàn)。SoC芯片是面向具體應(yīng)用領(lǐng)域而設(shè)計(jì)的專用系統(tǒng)級(jí)芯片，例如用在醫(yī)療設(shè)備、汽車電子、抄表系統(tǒng)、智能手機(jī)、智慧電視等領(lǐng)域，都有適合該領(lǐng)域應(yīng)(5)微控制器(MCU)：微控制器通常也稱為單板機(jī)或單片機(jī)，它是簡(jiǎn)化版的通用處理器(CPU)。簡(jiǎn)化體現(xiàn)在幾個(gè)方面，包括處理字寬、處理器和指令架構(gòu)、內(nèi)存大小、時(shí)鐘速度等。MCU一般用在較簡(jiǎn)單的、小型的電子產(chǎn)品或系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的控制和數(shù)據(jù)處理任務(wù)，但在大型系統(tǒng)中，也可以用許多MCU完成復(fù)雜的控制任務(wù)。(6)定制電路(ASIC)：如果用戶不想使用通用芯片，而是按自己的應(yīng)用要求定制一款芯片，這種芯片就稱為全定制芯片。二代身份證芯片就是典型的ASIC。有些整機(jī)廠商為品的技術(shù)細(xì)節(jié)和訣竅，二是ASIC會(huì)更加適合自己產(chǎn)品的需要，三是只要產(chǎn)品能上量，就可以攤薄ASIC高昂的定制費(fèi)(7)可編程邏輯器件(PLD)(包括PLD、PAL、GAL、FPGA等)：上述6類芯片被稱固定邏輯電路芯片，它們從代工廠生產(chǎn)出來(lái)后，功能就被固定下來(lái)，不能再進(jìn)行任何大的改變。而需求數(shù)量少、有更新和升級(jí)可能的芯片，需要按照可編程邏輯器件的模式進(jìn)行開發(fā)?？删幊踢壿嬈骷?PLD)由工廠生產(chǎn)出來(lái)后，其功能還沒(méi)有確定，需要設(shè)計(jì)人員按需求進(jìn)行編程后，芯片才能表現(xiàn)出想要的功能。而且某些種類的PLD芯片還可以進(jìn)行多次編程，十分適合要對(duì)芯片的功能進(jìn)行完善和升級(jí)的應(yīng)用場(chǎng)合，例如通信設(shè)備、移動(dòng)通信基站等。目前應(yīng)用最廣的是現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)。2、模擬電路芯片模擬電路是指用來(lái)對(duì)模擬信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)、傳輸、變換、處理、放大等工作的電路。模擬電路中的元件除了晶體管外，還包括二極管、電阻、電容和電感等。其中，晶體管大多數(shù)不是像數(shù)字電路一樣工作在開關(guān)狀態(tài)，而是工作在線性狀態(tài)。模擬電路芯片功能很多，種類也很多，很難成系列。與數(shù)字電路相比，模擬電路芯片的設(shè)計(jì)難度更大，需要更長(zhǎng)時(shí)間的技術(shù)積累，對(duì)設(shè)計(jì)人員的要求更高。模擬電路芯片主要包括(1)分立器件和模組：二極管、三極管、MOSFET、IGBT等。這些器件和模組也是采用集成電路平面工藝制作而成，雖然封裝成器件和模組的形式，外觀不像一般的芯片，但它們也屬于集成電路的范疇。分立器件內(nèi)部的元件數(shù)量極少，但在設(shè)計(jì)和制造時(shí)，對(duì)其中元件參數(shù)的把控極其講究。(2)電源電路：電源電路用于把200V50Hz交流電轉(zhuǎn)換成不同輸出電壓和電流的直流電，作為各種電子產(chǎn)品和系統(tǒng)的電源。(3)信號(hào)檢測(cè)電路：用于檢測(cè)微弱的電信號(hào)，經(jīng)過(guò)濾波、放大等多種前端處理后，變成便于處理的大信號(hào)、或者數(shù)字信號(hào)。(4)濾波器：濾波電路用于信號(hào)的提取、變換或抗干擾。它是一種選頻電路，可以使信號(hào)中特定的頻率成分通過(guò)，同時(shí)極大地衰減其他頻率成分。因此有低通、帶通和高通濾波器之分，也有無(wú)源和有源濾波器之分，濾波器芯片一般是有源濾波器。(5)轉(zhuǎn)換電路：轉(zhuǎn)換電路用于把電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)或?qū)㈦妷盒盘?hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)；或者將直流信號(hào)轉(zhuǎn)換為交流信號(hào)或?qū)⒔涣餍盘?hào)轉(zhuǎn)換為直流信號(hào)；或者將直流電壓轉(zhuǎn)換成與之成正比的頻率等。開關(guān)電源、穩(wěn)壓電路、電平轉(zhuǎn)換、模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電路(ADC/DAC)等也是轉(zhuǎn)換電路。(6)信號(hào)發(fā)生器：信號(hào)發(fā)生電路用于產(chǎn)生正弦波、矩形波、三角波、鋸齒波等。它主要包括各種函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，特殊頻率、波形和脈沖信號(hào)發(fā)生器等。根據(jù)應(yīng)用需要，信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的信號(hào)種類也在不斷增加中。(7)放大器：放大電路用于對(duì)信號(hào)的電壓、電流或功率進(jìn)行放大，主要包括前置放大器、運(yùn)算放大器和功率放大器(PA)等十多種放大器。根據(jù)信號(hào)頻率高低，放大器可分為3、數(shù)?；旌想娐奉櫭剂x，數(shù)?；旌想娐肪褪羌劝瑪?shù)字電路，又包含模擬電路的芯片。數(shù)?；旌想娐分饕ㄒ韵?大類。(1)模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC、DAC)：模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)和數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)芯片是現(xiàn)實(shí)世界與數(shù)字世界的電路接口，沒(méi)有這些芯片就沒(méi)有今天的數(shù)字化世界。這類芯片從通道數(shù)量、轉(zhuǎn)換位寬、轉(zhuǎn)換速率、精度等方面，可以有許多細(xì)分品種，芯片型號(hào)非常多。(2)光電轉(zhuǎn)換電路：光電轉(zhuǎn)換芯片是實(shí)現(xiàn)光通信和光電系統(tǒng)不可或缺的芯片種類。包括光電耦合器件、光電探測(cè)器二極管、光敏三極管、光敏電阻器等。(3)基帶電路：手機(jī)基帶芯片主要由微處理器、信道編碼器、數(shù)字信號(hào)處理器、調(diào)制解調(diào)器和接口模塊組成，用來(lái)合成即將發(fā)射的基帶信號(hào)，或?qū)邮盏降幕鶐盘?hào)進(jìn)行解碼。目前，基帶芯片只有高通、英特爾、三星、華為、聯(lián)發(fā)科、展訊、中興等少數(shù)公司可以設(shè)計(jì)生產(chǎn)。(4)調(diào)制解調(diào)器：調(diào)制解調(diào)芯片是實(shí)現(xiàn)調(diào)制、解調(diào)、或者二者兼而有之功能的芯片。調(diào)制解調(diào)芯片在無(wú)線電收發(fā)報(bào)機(jī)、無(wú)線廣播電視、無(wú)線通信、寬帶網(wǎng)絡(luò)和光纖網(wǎng)絡(luò)等方面廣泛應(yīng)用。之轉(zhuǎn)換的電路，它承擔(dān)著系統(tǒng)的搭建任務(wù)，起著承上啟下的重要作用。(6)傳感器：傳感器用來(lái)測(cè)量和感知現(xiàn)實(shí)世界中的各種物理量，例如磁力、運(yùn)動(dòng)、壓力、溫度、濕度、圖像、聲音等。傳感器的細(xì)分種類非常多，一般是以器件而不是芯片的形式存在，即使有芯片也是封裝在器件之內(nèi)。(7)驅(qū)動(dòng)器：驅(qū)動(dòng)器芯片和器件的細(xì)分種類很多，從明驅(qū)動(dòng)，大到電力開關(guān)驅(qū)動(dòng)、電動(dòng)汽車和機(jī)車動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，細(xì)分種類很雜，數(shù)量很多。4、特種電路芯片特種集成電路，即主要應(yīng)用于航空、航天及其他一些對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性、可靠性有極高要求應(yīng)用領(lǐng)域的芯片，主要分類(1)抗輻射軍工宇航級(jí)電路：宇航級(jí)芯片不但要在工作溫度上超過(guò)軍品級(jí)芯片(-55℃~125℃)，而且要有抗輻射等方面的要求。軍工宇航級(jí)芯片一般采用陶瓷封裝和帶保護(hù)屏蔽殼的封裝方式，這些芯片在功能、性能、溫度、抗輻射、可靠性等方面的要求都非常高。(2)射頻功率電路：人們不斷追求無(wú)線通信速度和質(zhì)量，對(duì)無(wú)線傳輸?shù)纳漕l功率電路芯片和器件提出了嚴(yán)苛的要求。而且這些芯片和器件屬于模擬電路，可以說(shuō)它們是芯片皇冠上的明珠，只有靠長(zhǎng)期研發(fā)投入和技術(shù)積累才能摘取，沒(méi)有捷徑可走。(3)超高壓大功率電路：硅功率器件由于價(jià)格較便宜，目前仍然廣泛應(yīng)用在600V以下的場(chǎng)合，但如果電壓要求進(jìn)一步提高，特別是對(duì)效率、溫度有較高要求的場(chǎng)合，只能選擇使用SiC等寬禁帶材料制作的芯片和器件。二、全球主要國(guó)家或地區(qū)集成電路產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀(一)美國(guó)美國(guó)是全球集成電路的起源地，發(fā)展歷史悠久，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展涌現(xiàn)了一批如英特爾、AMD、英偉達(dá)、高通、博通、德州儀器、美光、格羅方德等優(yōu)秀的集成電路企業(yè)，且這些企業(yè)普遍具有一定的實(shí)力進(jìn)行尖端集成電路技術(shù)的研發(fā)。根的三星電子、SK海力士、中國(guó)臺(tái)灣的聯(lián)發(fā)科和日本鎧俠外，其余6家企業(yè)均為美國(guó)企業(yè)，且美國(guó)本土企業(yè)英特爾的營(yíng)業(yè)美國(guó)憑借先發(fā)優(yōu)勢(shì)一直保持著在全球集成電路產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。與此同時(shí)，美國(guó)科技產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)，拉動(dòng)了對(duì)集成電路的需求，從而進(jìn)一步促進(jìn)了美國(guó)集成電路行業(yè)的發(fā)展。僅在美國(guó)舊金山灣區(qū)南面的硅谷就坐落著美國(guó)乃至全球的科技巨頭蘋果、亞馬遜、Facebook和谷歌。這些科技企業(yè)所從事的都是對(duì)集成電路需求量較大的行業(yè)，其中有些企業(yè)自身也已經(jīng)涉足集成電路產(chǎn)業(yè)并取得了不俗的成績(jī)，比如蘋果公司設(shè)計(jì)Graviton系列Arm服務(wù)器芯片。綜合來(lái)看，美國(guó)本土科技公司對(duì)集成電路的巨大需求量為其國(guó)內(nèi)集成電路行業(yè)的發(fā)展提供了充足的動(dòng)力。政策方面，美國(guó)政府歷來(lái)重視集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2017年，美國(guó)發(fā)布的《確保美國(guó)半導(dǎo)體的領(lǐng)先地位》中明確了集成電路之于美國(guó)是戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性的產(chǎn)業(yè)，美國(guó)應(yīng)在人才，投資等稅收方面為集成電路的發(fā)展?fàn)I造一個(gè)良好的產(chǎn)業(yè)環(huán)境。2020年以來(lái)，美國(guó)半導(dǎo)體協(xié)會(huì)(SIA)為了提醒美國(guó)重視本土半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展，發(fā)表了多篇半導(dǎo)體相關(guān)的報(bào)告。當(dāng)前，美國(guó)企業(yè)雖然在EDA、核心IP、集成電路設(shè)計(jì)、制造、設(shè)備等領(lǐng)域的市場(chǎng)份額仍超50%，依舊保持著領(lǐng)先地位，但晶圓制造份額卻在這幾十年里持續(xù)下跌。根據(jù)SIA《在不確定的時(shí)代加強(qiáng)全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈》的數(shù)據(jù)顯示，美國(guó)半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)在全球的份額從1990年的作為汽車制造大國(guó)，此次全球“缺芯”危機(jī)使美國(guó)汽車企業(yè)損失慘重，由于汽車芯片產(chǎn)能嚴(yán)重吃緊，福特汽車、通用汽車等車企接連因缺芯關(guān)閉工廠，這使美國(guó)在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)方面的“危機(jī)感”更加強(qiáng)烈。為了緩解這種半導(dǎo)體“焦慮”，美國(guó)迅速制定計(jì)劃展開2021財(cái)年國(guó)防授權(quán)法案的一部分獲得通過(guò)，其內(nèi)容包括：購(gòu)買半導(dǎo)體制造設(shè)備與相關(guān)投資可獲得稅務(wù)減免，并要求聯(lián)邦撥款100億美元鼓勵(lì)半導(dǎo)體美國(guó)制造等；5月，美國(guó)參議院民主黨領(lǐng)袖ChuckSchumer公布了一項(xiàng)獲得兩黨一致通過(guò)的大幅提高美國(guó)半導(dǎo)體芯片的生產(chǎn)和研發(fā)；6月，美國(guó)參院通(二)日韓日本集成電路產(chǎn)業(yè)始于冷戰(zhàn)期間，1962年,美國(guó)對(duì)日本司從美國(guó)仙童半導(dǎo)體公司獲得了集成電路批量制造的技術(shù)授權(quán)。在日本政府主導(dǎo)下，NEC又將技術(shù)開放給了三菱、京都電氣等公司，由此形成了日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)雛形。日本早期國(guó)產(chǎn)化。I多項(xiàng)專利，后期技術(shù)研發(fā)已快于美國(guó)，在此階段日本半導(dǎo)體設(shè)備國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程同時(shí)加快。20世紀(jì)80年代初，隨著美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家計(jì)算機(jī)行業(yè)的發(fā)展，對(duì)DRAM的需求快速增長(zhǎng)。由于日制DRAM在設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)方面領(lǐng)先，在產(chǎn)品質(zhì)量、價(jià)格和交貨時(shí)間方面均具有優(yōu)勢(shì)，許多美國(guó)電腦制造商也開始額不斷上升，1982年超過(guò)美國(guó)，1987年達(dá)到頂峰(80%)。于1986年達(dá)成第一次半導(dǎo)體協(xié)議，要求日本擴(kuò)大外國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)進(jìn)入日本市場(chǎng)，并監(jiān)控日本半導(dǎo)體價(jià)格情況。1987年美國(guó)再次指責(zé)日本向第三國(guó)傾銷并征收100%懲罰性關(guān)稅，于1991達(dá)成簽訂第二次半導(dǎo)體協(xié)議，要求日本承諾使美國(guó)在日本半導(dǎo)體市場(chǎng)份額提升至20%。兩次日美半導(dǎo)體協(xié)定的簽訂使得日本半導(dǎo)體廠商原來(lái)具有的價(jià)格優(yōu)勢(shì)喪失，市場(chǎng)份額逐漸受到韓國(guó)及中國(guó)臺(tái)灣新興廠商的侵蝕。20世紀(jì)90年代，日本DRAM競(jìng)爭(zhēng)力下滑，相關(guān)設(shè)備開始轉(zhuǎn)賣給韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)體雖然遭遇了大幅度衰退，但日本在投資收益相對(duì)穩(wěn)定的半導(dǎo)體設(shè)備、半導(dǎo)體材料領(lǐng)域卻仍牢牢把握著主動(dòng)權(quán)，在全球半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)的占比接近四成，在半導(dǎo)體材料市場(chǎng)的占比約為六成。此外，在一些特定芯片領(lǐng)域，日本半導(dǎo)體廠商仍占據(jù)優(yōu)勢(shì)。比如，索尼公司在圖像傳感器芯片方面位居世C成的瑞薩電子在車載半導(dǎo)體方面也具有全球領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。韓國(guó)半導(dǎo)體從上世紀(jì)60年代外國(guó)廠商進(jìn)韓建廠開始，當(dāng)時(shí)，不少美資企業(yè)感受到來(lái)自日本半導(dǎo)體行業(yè)的第一輪競(jìng)爭(zhēng)壓力，開始在國(guó)外投資低成本的裝配生產(chǎn)線，其中就包括韓國(guó)。當(dāng)外商在韓國(guó)踴躍開設(shè)半導(dǎo)體工廠的同時(shí)，韓國(guó)政府和企業(yè)也沒(méi)有放棄自主研發(fā)半導(dǎo)體技術(shù)的努力。1975年，韓國(guó)政府公布了扶持半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的六年計(jì)劃，強(qiáng)調(diào)實(shí)現(xiàn)電子配件及半導(dǎo)體生產(chǎn)的本土化，而非通過(guò)跨國(guó)公司的投資發(fā)展半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。該計(jì)劃的實(shí)施為未來(lái)韓國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的自主發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。上世紀(jì)80年代，開始茁壯成長(zhǎng)的韓國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)抓住了一個(gè)良好的發(fā)展契機(jī)——?jiǎng)討B(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)芯片此時(shí)正式投入使用。這種內(nèi)存芯片構(gòu)成了每臺(tái)電腦不可或缺的“內(nèi)存條”，其使用廣泛，技術(shù)要求相對(duì)較低，適合大批量生產(chǎn)。這些特性立刻吸引了當(dāng)時(shí)發(fā)展程度還比較低的韓國(guó)企業(yè)的目光。在此階段，韓國(guó)企業(yè)開始從仿制、研發(fā)走向當(dāng)時(shí)其研發(fā)速度還落后于美國(guó)數(shù)年；1988年，三星宣布完成1992年，三星開發(fā)出了64MDRAM芯片，隨后開始向惠普、IBM等美國(guó)大型企業(yè)提供產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了在技術(shù)和市場(chǎng)上趕超美日的目標(biāo)。此后，韓國(guó)政府仍持續(xù)推出多個(gè)半導(dǎo)體開發(fā)計(jì)劃。直到2016年，韓國(guó)政府在其半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)已占據(jù)世界前列的背景下，依舊在執(zhí)行名為“系統(tǒng)集成半導(dǎo)體基礎(chǔ)技術(shù)開發(fā)事業(yè)”的計(jì)劃，力圖補(bǔ)齊韓國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的短板。目前，韓國(guó)持續(xù)在內(nèi)存芯片領(lǐng)域發(fā)力，長(zhǎng)期保持著世界第一內(nèi)存芯片生產(chǎn)韓國(guó)晶圓代工份額躍居世界前列，也使三星在2021年超越英特爾成為銷售額排名第一的集成電路廠商。(三)歐盟歐洲是全球集成電路產(chǎn)業(yè)高度發(fā)達(dá)地區(qū)之一，一直以來(lái)，英飛凌、意法半導(dǎo)體和飛利浦等是歐洲半導(dǎo)體知名企業(yè)。雖然期間經(jīng)歷過(guò)多輪產(chǎn)業(yè)整合和重組，但這幾家骨干企業(yè)一直保持著在全球集成電路產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)先地位。近些年來(lái)，由于歐洲信息產(chǎn)業(yè)在全球市場(chǎng)中的萎縮，這種狀態(tài)也影響到歐洲集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展。即便如此，憑借其雄厚的底蘊(yùn)，歐洲集成電路產(chǎn)業(yè)仍然在多個(gè)領(lǐng)域占據(jù)著領(lǐng)先的地位，產(chǎn)業(yè)主要集中在德國(guó)、荷蘭和比利時(shí)，其代表公司是FraunhoferGroup，ASML和IMEC，此外英國(guó)在設(shè)計(jì)領(lǐng)域具有領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，其代表歐盟地區(qū)每年會(huì)消耗數(shù)億個(gè)不同類型的芯片，不過(guò)芯片制造總量卻并不多，盡管德國(guó)等國(guó)家鼓勵(lì)晶圓制造商興建新廠房擴(kuò)充產(chǎn)能，但產(chǎn)能依然有限。在過(guò)去的一年里，德國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)汽車業(yè)因缺乏芯片，導(dǎo)致工廠減產(chǎn)或臨時(shí)停產(chǎn)，可見(jiàn)供需之間存在巨大的落差。長(zhǎng)期以來(lái)困擾全球的半導(dǎo)體短缺，也使歐盟高度依賴亞歐盟委員會(huì)宣布將推出一項(xiàng)“歐洲芯片法案”(European歐盟的競(jìng)爭(zhēng)力并做到自給自足。《歐洲芯片法案》旨在整合歐盟的半導(dǎo)體研究、設(shè)計(jì)和測(cè)試能力，并呼吁歐盟與各國(guó)在該領(lǐng)域的投資“協(xié)調(diào)”，以幫助提高歐盟的自給自足能力。根據(jù)歐盟委員會(huì)3月提出的路線圖，歐盟希望在未來(lái)十年能夠占據(jù)全球半導(dǎo)體產(chǎn)量份額的20%。該芯片法案將包括半導(dǎo)體研究戰(zhàn)略。它建立在比利時(shí)的行的工作之上。另外還將包括一個(gè)集體計(jì)劃，以提高歐洲的芯片制造能力。計(jì)劃中的立法將旨在支持設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、包裝、設(shè)備和供應(yīng)商(如晶圓生產(chǎn)商)之間的芯片供應(yīng)鏈能力。目標(biāo)將是支持歐洲芯片工廠發(fā)展，這些工廠能夠大量生產(chǎn)最先進(jìn)和最節(jié)能的半導(dǎo)體。(四)中國(guó)大陸由于巨大的市場(chǎng)需求、豐富的人口紅利、穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)以及有利的產(chǎn)業(yè)政策環(huán)境等眾多優(yōu)勢(shì)條件，中國(guó)目前已成為全球最大的集成電路市場(chǎng)，成為帶動(dòng)全球集成電路市場(chǎng)的主要?jiǎng)恿?。多年?lái)，以中國(guó)為核心的亞太地區(qū)在全球集成電路市場(chǎng)中所占比重快速提升。根據(jù)中國(guó)半導(dǎo)體協(xié)會(huì)公布的數(shù)據(jù)來(lái)看，2020年中國(guó)大陸集成電路銷售額為8848.0億元，同比增長(zhǎng)17.0%。受益于新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的需求激增，近年來(lái)我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模呈現(xiàn)逐年增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，2012-2020年九年間集成電路產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模復(fù)合盡管我國(guó)集成電路行業(yè)發(fā)展迅速，但是由于我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)起步較晚，目前我國(guó)在集成電路領(lǐng)域受制于人的情況集成電路行業(yè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)及社會(huì)發(fā)展的戰(zhàn)略性支柱作用，相關(guān)領(lǐng)域的國(guó)產(chǎn)化需求更具緊迫性?！耙允袌?chǎng)換技術(shù)”不再可行，先進(jìn)技術(shù)封鎖倒逼國(guó)內(nèi)自主創(chuàng)新。近年以來(lái)，我國(guó)以吸引先進(jìn)技術(shù)為目的的對(duì)西方發(fā)達(dá)國(guó)家的直接投資受到限制，“以資金、市場(chǎng)換技術(shù)”的發(fā)展戰(zhàn)略受到阻礙。西方國(guó)家的技術(shù)封鎖政策限制了我國(guó)通過(guò)海外并購(gòu)獲得先進(jìn)技術(shù)，同時(shí)倒逼我國(guó)走自主創(chuàng)新之路。隨著政策扶持力度持續(xù)加碼，未來(lái)國(guó)內(nèi)企業(yè)在國(guó)家政策與市場(chǎng)需求推動(dòng)下加大研發(fā)力度，我國(guó)有望加快集成電路國(guó)產(chǎn)化進(jìn)度，逐步實(shí)現(xiàn)從低端向高端替代轉(zhuǎn)變，從而減少對(duì)集成電路對(duì)于芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展，我國(guó)政府歷來(lái)都是大力支持，2020年發(fā)布的《國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)片分別給予不同程度的減免企業(yè)所得稅優(yōu)惠，此外還給予設(shè)備和材料等關(guān)稅減免、投融資政策、人才發(fā)展、知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)等方面的支持。(五)中國(guó)臺(tái)灣中國(guó)臺(tái)灣的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)非常發(fā)達(dá)，總產(chǎn)值位居全球第二，僅次于美國(guó)。據(jù)臺(tái)灣工研院和臺(tái)灣半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2021年，在全球缺芯、供不應(yīng)求的大環(huán)境下，臺(tái)灣半導(dǎo)體產(chǎn)完整的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈，明星企業(yè)眾多，從芯片設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造到封裝測(cè)試，都有自己的代表性企業(yè)。表1.中國(guó)臺(tái)灣主要集成電路企業(yè)序號(hào)企業(yè)類型企業(yè)名稱成立時(shí)間12司3限公司4路股份有限公司567司8司9司有限公司公司限公司中國(guó)臺(tái)灣半導(dǎo)體發(fā)展歷史，初期起步階段政府支持與研發(fā)主導(dǎo)是主要因素，隨后市場(chǎng)化開辟代工新商業(yè)模式促進(jìn)了臺(tái)灣半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的騰飛。發(fā)展至今臺(tái)灣地區(qū)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)具有以下三個(gè)明顯的特征：1.代工模式。臺(tái)灣地區(qū)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的實(shí)力排在世界前列，而其中最強(qiáng)的板塊即晶圓代工。從1987年起臺(tái)積電介入專業(yè)代工制造，如今在這一領(lǐng)域，能排進(jìn)全球十強(qiáng)的中國(guó)臺(tái)灣企業(yè)就有4家之多，除了臺(tái)積電，還有聯(lián)電、力晶、世界先進(jìn)等，成為全球半導(dǎo)體的重要一極。2.全產(chǎn)業(yè)鏈。代工產(chǎn)業(yè)實(shí)力名列前茅，并不意味著其他產(chǎn)業(yè)板塊沒(méi)有實(shí)力，實(shí)際上，臺(tái)灣地區(qū)半導(dǎo)體企業(yè)從上游的IC設(shè)計(jì)、中游的晶圓生產(chǎn)、下游的封裝和測(cè)試以及設(shè)備、材料全領(lǐng)域都有布局，聯(lián)發(fā)科、臺(tái)積電、聯(lián)電、日月光、聯(lián)詠、瑞昱等企業(yè)迅速發(fā)展，也帶動(dòng)了整個(gè)電子工業(yè)的興盛，被稱為臺(tái)灣地區(qū)的“稻米產(chǎn)業(yè)”。3.政企協(xié)作。臺(tái)灣經(jīng)濟(jì)以中小企業(yè)為主，抵抗投資風(fēng)險(xiǎn)的能力偏弱，由此形成了臺(tái)灣地區(qū)官僚與民間企業(yè)之間特殊的合作方式。集成電路產(chǎn)業(yè)概不例外，在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型時(shí)強(qiáng)力推動(dòng)，堅(jiān)持民營(yíng)化，促進(jìn)企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)中發(fā)展，才使得臺(tái)灣地區(qū)后來(lái)居上，成為全球IC產(chǎn)業(yè)最發(fā)達(dá)的地區(qū)之一。三、北京市集成電路產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀(一)北京市集成電路產(chǎn)業(yè)支持政策集成電路產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值呈現(xiàn)了爆發(fā)性地成長(zhǎng)，這是一次由中國(guó)政府大力主導(dǎo)推動(dòng)的整體性產(chǎn)業(yè)發(fā)展，先后頒布了《國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)進(jìn)一步鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》等多項(xiàng)支持政策。各地方政府為培育增長(zhǎng)新動(dòng)能，積極搶抓集成電路新一輪發(fā)展機(jī)遇，促進(jìn)地區(qū)集成電路產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，也不斷出臺(tái)相關(guān)政策支持集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。北京市政府一直將集成電路產(chǎn)業(yè)視為需要大力發(fā)展的京市進(jìn)一步促進(jìn)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策》的通知，通知明確闡述推進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)聚集發(fā)展，在中關(guān)村科學(xué)城建設(shè)國(guó)家級(jí)集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)基地，在南部高技術(shù)制造業(yè)和國(guó)家級(jí)新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶建設(shè)集成電路產(chǎn)業(yè)園。2017年，《北京市加快科技創(chuàng)新發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》，對(duì)北京市集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)規(guī)模和水平、骨干企業(yè)芯片設(shè)計(jì)能力、培養(yǎng)國(guó)際先進(jìn)企業(yè)或國(guó)內(nèi)龍頭企業(yè)數(shù)量等指標(biāo)均設(shè)定了具體發(fā)展目標(biāo)。發(fā)展規(guī)劃》中，集成電路產(chǎn)業(yè)被納入重點(diǎn)特色優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)之一，推動(dòng)北京市打造具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的集成電路產(chǎn)業(yè)集群，從政策層面大力支持北京市集成電路的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2021年12月，北京市教育委員會(huì)發(fā)布《北京高校科研創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃(2022—2024年)》，提現(xiàn)了北京市對(duì)集成電路人才培養(yǎng)的重視。布了《2022年北京市高精尖產(chǎn)業(yè)發(fā)展資金實(shí)施指南》，提出提高產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力，為集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)品首輪流片獎(jiǎng)勵(lì)。支持集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)開展多項(xiàng)目晶圓(MPW)或工程產(chǎn)品首輪流片(全掩膜)，對(duì)符合條件的企業(yè)按照流片費(fèi)用一定比例予以獎(jiǎng)勵(lì)。例如，對(duì)在京代工的工程產(chǎn)品首輪流片(全掩膜)的企業(yè)，按產(chǎn)品流片費(fèi)用的50%予以獎(jiǎng)勵(lì)，單個(gè)企業(yè)年度獎(jiǎng)勵(lì)額最高不超過(guò)2000萬(wàn)元，支持力度不可謂不大。(二)北京市集成電路產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模從產(chǎn)業(yè)規(guī)模來(lái)看，“十三五”時(shí)期，北京集成電路產(chǎn)業(yè)年均復(fù)合增長(zhǎng)率為8.4%。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年北京集成電路產(chǎn)業(yè)銷售規(guī)模約占全國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)總規(guī)模的10%。值得注意的是，對(duì)比全國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)的數(shù)據(jù)表現(xiàn)，北同時(shí)在此期間，全國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)復(fù)合增長(zhǎng)率為19.4%，遠(yuǎn)高于同期北京復(fù)合增長(zhǎng)率。事實(shí)上，就近五年的表現(xiàn)來(lái)看，在全國(guó)各地的產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中，北京集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是要落后于全國(guó)的。(三)北京市集成電路企業(yè)主要類型歷經(jīng)多年的積累和沉淀，北京市基本形成了完整的集成電路產(chǎn)業(yè)鏈布局，當(dāng)前北京在集成電路上的產(chǎn)業(yè)布局可以粗略視為“海淀設(shè)計(jì)、亦莊制造、順義第三代半導(dǎo)體”的發(fā)展格局。北京“十四五”規(guī)劃提出的集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑將重點(diǎn)發(fā)展以設(shè)計(jì)為龍頭，以裝備為依托，以通用芯片、特色芯片制造為基礎(chǔ)，打造集成電路產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)。這個(gè)發(fā)展路徑的規(guī)劃，與北京市目前集成電路產(chǎn)業(yè)的布局現(xiàn)狀有著無(wú)可分割的關(guān)系。北京市海淀區(qū)集中了北京地區(qū)絕大部分集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)，已形成由中芯國(guó)際、大唐微電子、曙光、龍芯中科、北大眾志、君正、中星微電子、圣邦微電子等老牌集成電路企業(yè)與寒武紀(jì)、比特大陸、地平線、嘉楠科技等新型集成電路企業(yè)在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)集群，形成了具有鮮明國(guó)際化特征的集成電路設(shè)計(jì)基地。海淀區(qū)集成電路設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)和帶動(dòng)了我國(guó)高端通用芯片、專用芯片、系統(tǒng)級(jí)芯片等關(guān)鍵芯片的自主設(shè)計(jì)開發(fā)。北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)為代表的產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)是北京乃至全國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)聚集度較高、技術(shù)水平先進(jìn)的區(qū)域，現(xiàn)已聚集了中芯國(guó)際、紫光股份、北方華創(chuàng)等行業(yè)龍頭企業(yè)，構(gòu)建了包括設(shè)計(jì)、晶圓制造、封裝測(cè)試、裝備、零部件及材料等完備的集成電路產(chǎn)業(yè)鏈和“芯片-軟件-整機(jī)-系統(tǒng)-信息服務(wù)”大集成電路生態(tài)系統(tǒng)。另外，北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)擁有國(guó)內(nèi)首條12英寸集成電路晶圓生產(chǎn)線，一批代表企業(yè)及研究機(jī)構(gòu)承接了系列國(guó)家重大科技專項(xiàng)任務(wù)，在關(guān)鍵裝備及材料、先進(jìn)工藝的開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化等方面取得一批代表國(guó)家最高水平的成果。第三代半導(dǎo)體是代表未來(lái)發(fā)展方向的新一代半導(dǎo)體技術(shù)，也是有望引發(fā)產(chǎn)業(yè)變革的顛覆性技術(shù)。北京市順義區(qū)在第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域，正著力構(gòu)建開放的國(guó)際化的公共研發(fā)、技術(shù)創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化科技服務(wù)平臺(tái)，加快布局襯底、外延、芯片、器件、模塊以及龍頭應(yīng)用企業(yè)的全產(chǎn)業(yè)鏈。順義區(qū)已經(jīng)建成建筑面積達(dá)7.1萬(wàn)平方米第三代半導(dǎo)體材料及應(yīng)用聯(lián)合創(chuàng)新基地，并將設(shè)立總規(guī)模100億元的第三代半導(dǎo)體專項(xiàng)基金，以便更好地解決企業(yè)落地難、落地貴、落地慢問(wèn)題。目前中關(guān)村順義園已聚集第三代半導(dǎo)體企業(yè)一百余家，其中數(shù)十個(gè)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目面向5G通訊、新能源汽車、國(guó)家電網(wǎng)、軌道交通、人工智能等應(yīng)用領(lǐng)域。(四)北京市集成電路重點(diǎn)領(lǐng)域主要企業(yè)如本章第三節(jié)所述，北京市作為全國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)聚集度最高的區(qū)域之一，擁有眾多不同類型的集成電路企業(yè)，其中既有傳統(tǒng)集成電路企業(yè)，也有新興集成電路企業(yè)，且不乏全國(guó)龍頭企業(yè)。根據(jù)企業(yè)產(chǎn)品類型的不同，下表列出了北京市主要的集成電路企業(yè)及其主要產(chǎn)品類型(不完全統(tǒng)計(jì))?？梢钥闯觯@些企業(yè)中有EDA軟件企業(yè)、生產(chǎn)設(shè)備企業(yè)、半導(dǎo)體材料企業(yè)、設(shè)計(jì)企業(yè)、以及晶圓代工企業(yè)，基本上形成了集成電路全產(chǎn)業(yè)鏈。表2.北京市主要集成電路企業(yè)列表序號(hào)企業(yè)名稱產(chǎn)品類型1限公司MCU儲(chǔ)芯片2限公司CU3司CU4CU5杰發(fā)科技(合肥)有限公司(四維圖新全資子CU6司CU7有限公司CU8司CU9司CU限公司MCUCPUCU體(北京)有限公司)股份有限公司司有限公司司芯片限公司、指司北京漢王智遠(yuǎn)科技有限公司人臉識(shí)別芯片限公司有限公司技集團(tuán)有限公司任公司換芯片司京)有限公司公司司司限公司限公司有限責(zé)任公司限公司司司有限公司司司司司司限公司有限公司四、北京市集成電路產(chǎn)業(yè)面臨的需求與機(jī)遇(一)北京市集成電路產(chǎn)業(yè)面臨的需求1、北京集成電路產(chǎn)業(yè)要服務(wù)國(guó)家自主創(chuàng)新和科技自立當(dāng)今世界正經(jīng)歷百年未有之大變局,中華民族偉大復(fù)興正處于關(guān)鍵時(shí)期,首都北京與黨和國(guó)家的歷史使命聯(lián)系更加緊密,應(yīng)該服務(wù)好國(guó)家自主創(chuàng)新戰(zhàn)略,加強(qiáng)國(guó)家戰(zhàn)略科技力量,加快形成一批具有全球影響力的原創(chuàng)成果,打造全球原始創(chuàng)新策源地,努力實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵核心技術(shù)自主可控。目前集成電路領(lǐng)域少數(shù)“卡脖子”的核心技術(shù)很難通過(guò)各區(qū)域分散的科技創(chuàng)新來(lái)實(shí)現(xiàn),而是要舉全國(guó)之力,探索建立新型舉國(guó)體制,政產(chǎn)學(xué)研用一體化,在社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下開展“卡脖子”領(lǐng)域攻關(guān)提供有力保障,而北京在政產(chǎn)學(xué)研用各方面要素齊全,具備發(fā)展基礎(chǔ),最有能力也最應(yīng)該擔(dān)負(fù)起如此重2、北京集成電路產(chǎn)業(yè)要符合北京“國(guó)際科技創(chuàng)新中心”北京、上海以及粵港澳大灣區(qū)是近年來(lái)由國(guó)務(wù)院發(fā)文明確發(fā)展方案或規(guī)劃的三大科技創(chuàng)新中心,在定位上充分考慮了各自資源稟賦優(yōu)勢(shì),體現(xiàn)了科創(chuàng)中心差異化協(xié)同發(fā)展的特征。其中,北京是“國(guó)際科技創(chuàng)新中心”,主要的定位是“原強(qiáng)全球開放合作”,重點(diǎn)任務(wù)是“在基礎(chǔ)研究、原始創(chuàng)新和合”。而相比之下,上海、深圳的科技創(chuàng)新中心定位則和北京有比較大的區(qū)分度,例如上海更加強(qiáng)調(diào)“推進(jìn)全面創(chuàng)新改革試驗(yàn),開展以企業(yè)為主體、市場(chǎng)為導(dǎo)向的體制機(jī)制創(chuàng)新系統(tǒng)性探索”,粵港澳大灣區(qū)更加注重“深化粵港澳創(chuàng)新合作,構(gòu)建開放型區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新共同體”。因此“十四五”時(shí)期北京發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)的定位也應(yīng)該符合國(guó)務(wù)院對(duì)北京建設(shè)“國(guó)際科技創(chuàng)新中心”的基本要求,即北京應(yīng)該在集成電路產(chǎn)業(yè)的原始創(chuàng)新上下足功夫,超前部署集成電路應(yīng)用基礎(chǔ)技術(shù)及國(guó)際前沿技術(shù)研究,加強(qiáng)集成電路領(lǐng)域基礎(chǔ)研究人才隊(duì)伍培養(yǎng),加快形成一批具有全球影響力的原創(chuàng)成果,形成領(lǐng)跑世界的原始創(chuàng)新策源地。同時(shí)北京還應(yīng)該將集成電路產(chǎn)業(yè)充分和民生經(jīng)濟(jì)、軍民融合應(yīng)用相結(jié)合,充分做好央地協(xié)同,積極服務(wù)好國(guó)家重大戰(zhàn)略需求和民生經(jīng)濟(jì)需求。3、北京集成電路產(chǎn)業(yè)要發(fā)揮北京創(chuàng)新資源和產(chǎn)業(yè)協(xié)同勢(shì)集成電路產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng),細(xì)分領(lǐng)域眾多,如果面面俱到的發(fā)展是不現(xiàn)實(shí)的。因此要堅(jiān)持“有所為,有所不為”。要充分思考在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的重大機(jī)遇面前,北京的資源稟賦與特色優(yōu)勢(shì)如何更好的與產(chǎn)業(yè)相結(jié)合,如何面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向國(guó)家重大需求、面向人民生命健康去找準(zhǔn)北京的著力點(diǎn)和突破點(diǎn),如何在國(guó)家應(yīng)對(duì)全球性挑戰(zhàn)中貢獻(xiàn)更多“北京智慧”。北京智力資源眾多,具備科研優(yōu)勢(shì),就要前瞻布局下一代可能改變“競(jìng)爭(zhēng)賽道”和“游戲規(guī)則”的顛覆性前沿領(lǐng)域,去搶抓制高點(diǎn)和話語(yǔ)權(quán);北京是全球新經(jīng)濟(jì)企業(yè)最多的城市,具備場(chǎng)景優(yōu)勢(shì),可以充分發(fā)揮“場(chǎng)景定義芯片”的作用,積極推動(dòng)集成電路與場(chǎng)景創(chuàng)新的結(jié)合,將創(chuàng)新的集成電路技術(shù)率先在重大項(xiàng)目、通州副中心的建設(shè)中廣泛應(yīng)用;北京央企國(guó)企集中,具備“集中力量辦大事”的制度優(yōu)勢(shì),就要在構(gòu)建新型舉國(guó)體制突破集成電路“卡脖子”技術(shù)方面做出積極表率,突破更多國(guó)家重大技術(shù)短板,為保障產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全穩(wěn)定提供有力支撐。(二)北京市集成電路產(chǎn)業(yè)面臨的機(jī)遇人工智能(ArtificialIntelligence，AI)作為計(jì)算機(jī)科學(xué)最前沿的發(fā)展方向，同時(shí)也是新一輪產(chǎn)業(yè)變革的核心驅(qū)動(dòng)力，具有巨大的市場(chǎng)前景。面向人工智能應(yīng)用的AI算法，除具有傳統(tǒng)算法一般的性能特征，還具備處理大量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、處理過(guò)程計(jì)算量大、參數(shù)量大等新特質(zhì)，亟須強(qiáng)大的運(yùn)算能力和高效的訪存能力支撐,因此需要設(shè)計(jì)專門的AI芯片。隨著人工智能技術(shù)日趨成熟，數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善，人工智能商業(yè)化應(yīng)用將加速落地，推動(dòng)AI芯片市場(chǎng)成為集成電路產(chǎn)業(yè)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。目前AI芯片主要分為三個(gè)類型。第一種類型是以英偉第二種是FPGA方案，作為專用集成電路(ASIC)領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)；第三種是自研集成電路，比如像深鑒、寒武紀(jì)、地平線這些公司正在研發(fā)和生產(chǎn)的人工智能芯片，用來(lái)做深度學(xué)習(xí)的訓(xùn)練或運(yùn)算。在實(shí)際應(yīng)用中，GPU的運(yùn)算架構(gòu)恰好適合于深度學(xué)習(xí)所在于和硬件結(jié)合比較緊密，底層配置和構(gòu)建比較靈活，但從開發(fā)難度、架構(gòu)難度到功耗、成本和運(yùn)算成本等角度，這兩種方式都存在弊端，最理想的方式就是自研一種真正適合人智能運(yùn)算的專有芯片，即第三類AI芯片。由于新興技術(shù)領(lǐng)域中國(guó)并未落后，尤其是近幾年興起的人工智能、無(wú)人駕駛、VR/AR等新興技術(shù)領(lǐng)域，中美之間的差距不是特別大，就市場(chǎng)規(guī)模來(lái)講中國(guó)很可能處于領(lǐng)先地位，在AI芯片產(chǎn)業(yè)方面形成了我國(guó)趕超西方的機(jī)會(huì)。北京是我國(guó)AI芯片創(chuàng)新最活躍的地區(qū)。北京具備全國(guó)最密集的人工智能和微電子領(lǐng)域的智力資源，清華大學(xué)，微等全國(guó)過(guò)半數(shù)人工智能骨干研究單位都聚集在北京，企業(yè)方面有百度、小米、京東、滴滴等國(guó)內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)巨頭在人工智能領(lǐng)域的全力投入，以及活躍的投資機(jī)構(gòu)和行業(yè)媒體的助推催化，讓北京成為最適宜AI芯片初創(chuàng)企業(yè)成長(zhǎng)的沃土。北京在企業(yè)規(guī)模、政策基礎(chǔ)、學(xué)術(shù)基礎(chǔ)等方面的領(lǐng)先地位，使北京在發(fā)展AI芯片產(chǎn)業(yè)具備得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。2、汽車芯片隨著全球新能源汽車產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，汽車芯片正在全球范圍內(nèi)形成一個(gè)巨大的市場(chǎng)。一方面，新能源汽車銷量正不斷創(chuàng)下新高，全球知名車企悉數(shù)跨入這條新賽道；另一方面，卻是汽車廠商因缺芯問(wèn)題陷入不得不減產(chǎn)的窘境。國(guó)際知名汽車產(chǎn)業(yè)研究公司AutoForecastSolutions(AFS)在量縮減約52.74萬(wàn)輛，而在2021年全年，缺芯導(dǎo)致的汽車根據(jù)工信部發(fā)布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2021年全年，我國(guó)新能源7年位居全球第一。其中，國(guó)產(chǎn)品牌銷售新能源汽車247.6萬(wàn)輛，占比高達(dá)74.3%?？梢?jiàn)，隨著汽車向新能源、電子化、智能化方向發(fā)展，汽車市場(chǎng)的局面已經(jīng)發(fā)生明顯扭轉(zhuǎn)，也帶動(dòng)了汽車芯片產(chǎn)業(yè)的巨大變化。據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)顯示，每輛傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車平均需要500-600顆芯片，而到了新能源汽車時(shí)代，單車芯片用量升至1000-2000顆。同時(shí)，隨著新能源汽車銷量的快速提升，對(duì)于半導(dǎo)體芯片的需求也與日俱增，2020年，車用這些數(shù)據(jù)無(wú)一例外都表明了汽車芯片市場(chǎng)正在呈現(xiàn)出“爆發(fā)式增長(zhǎng)”的態(tài)勢(shì)。北京市新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)良好，已經(jīng)建成國(guó)內(nèi)最大的新能源汽車研發(fā)、應(yīng)用中心，總體達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。同時(shí)，積極部署燃料電池汽車和智能汽車開發(fā)及示范重點(diǎn)區(qū)域，布局電動(dòng)汽車研發(fā)、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、試制、驗(yàn)證等環(huán)節(jié)的全產(chǎn)業(yè)鏈集群，打造具有全球影響力的智能汽車創(chuàng)新中心。企業(yè)方面，擁有北汽新能源、理想汽車、小米汽車等重點(diǎn)新能源汽車企業(yè)。這些因素都為北京市發(fā)展汽車芯片產(chǎn)業(yè)提供了優(yōu)越的條件。3、第三代半導(dǎo)體相比第一代和第二代半導(dǎo)體材料而言，第三代半導(dǎo)體材料具有較大禁帶寬度，能夠顯著提升半導(dǎo)體器件的性能。第化鎵(GaN)、金剛石等，適合應(yīng)用于高溫、抗輻射的場(chǎng)合。當(dāng)前第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用市場(chǎng)呈現(xiàn)高速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)也十分激烈，美國(guó)、歐洲、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家都在積極進(jìn)行戰(zhàn)略部署，通過(guò)建立創(chuàng)新中心、聯(lián)合研發(fā)等方式，將產(chǎn)學(xué)研及政府部門聯(lián)合起來(lái)協(xié)同組織和投入，加快第三代半導(dǎo)體的技術(shù)進(jìn)步，以應(yīng)用端的需求促進(jìn)技術(shù)研發(fā)，資金更多投向產(chǎn)品級(jí)開發(fā)和終端應(yīng)用，從而全面占領(lǐng)全球第三代半導(dǎo)體市場(chǎng)。中國(guó)在第三代半導(dǎo)體市場(chǎng)需求和產(chǎn)業(yè)化水平方面處于領(lǐng)跑狀態(tài)。在光電子材料和器件領(lǐng)域與國(guó)際先進(jìn)水平相比處成為我國(guó)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的首個(gè)突破口。但在電力電子半導(dǎo)體材料和器件、射頻材料和器件方面與國(guó)際先進(jìn)水平相比，尚處于跟跑狀態(tài)。隨著全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)逐步向亞洲轉(zhuǎn)移，我國(guó)發(fā)展半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的決心和支持力度空前加大，5G、新能源汽車、AI等新興產(chǎn)業(yè)帶來(lái)的廣闊市場(chǎng)空間，為我國(guó)發(fā)展第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了機(jī)遇。北京聚集了中科院半導(dǎo)體所、微電子所、物理所等有關(guān)院所，北京大學(xué)、清華大學(xué)等相關(guān)高校，擁有國(guó)內(nèi)第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域三分之一以上的科技資源，研發(fā)實(shí)力居于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，研發(fā)水平整體與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家同步，大功率LED外延片、超低熱阻LED芯片等器件的多項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)處于國(guó)際一流水平。同時(shí)，北京聚集了世紀(jì)金光、天科合達(dá)、泰科天潤(rùn)等相精進(jìn)電動(dòng)科技公司等下游用戶單位，在國(guó)內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)了6英寸碳化硅晶圓的小批量制備和二極管等碳化硅相關(guān)器件的規(guī)?；a(chǎn)，初步形成碳化硅材料及器件的研發(fā)、生產(chǎn)，應(yīng)用等各環(huán)節(jié)相對(duì)完整的產(chǎn)業(yè)鏈，為未來(lái)大力發(fā)展第三代半導(dǎo)體技術(shù)和產(chǎn)業(yè)、建設(shè)國(guó)家第三代半導(dǎo)體重大創(chuàng)新基地建設(shè)奠定了較好的基礎(chǔ)。五、北京市集成電路產(chǎn)業(yè)的挑戰(zhàn)和發(fā)展建議(一)北京市集成電路產(chǎn)業(yè)的挑戰(zhàn)1、產(chǎn)業(yè)發(fā)展增速放緩,國(guó)內(nèi)占比大幅下滑“十三五”時(shí)期北京集成電路產(chǎn)業(yè)總量和增長(zhǎng)率經(jīng)歷了先漲后跌的動(dòng)蕩發(fā)展局面,但整體規(guī)模依然從2015年的8．4%。如果不考慮設(shè)備、材料等支撐業(yè),北京集成電路產(chǎn)業(yè)年均復(fù)合增長(zhǎng)率為5．7%。對(duì)比全國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)的同期數(shù)據(jù),從總量上看,北京集成電路產(chǎn)業(yè)“十三五”時(shí)期占全國(guó)的比重從16%下降到8%,從增速上看,北京增速5．7%不到全國(guó)增速19．4%的三分之一。因此無(wú)論是產(chǎn)業(yè)規(guī)模還是增速,北京集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展情況都不容樂(lè)觀,與北京國(guó)際創(chuàng)新中心的定位和長(zhǎng)期以來(lái)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的集成電路產(chǎn)業(yè)地位極不表3.2015-2020年北京與全國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)復(fù)合增長(zhǎng)率對(duì)比(數(shù)據(jù)來(lái)源：中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì))速全行業(yè)(不含設(shè)備全行業(yè)(不含設(shè)備2、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不夠均衡,支柱環(huán)節(jié)下滑嚴(yán)重集成電路設(shè)計(jì)業(yè)一直是北京集成電路產(chǎn)業(yè)的支柱環(huán)節(jié),長(zhǎng)期以來(lái)在全行業(yè)的占比超過(guò)50%?！笆濉睍r(shí)期盡管集成電路設(shè)計(jì)業(yè)對(duì)北京集成電路全產(chǎn)業(yè)的貢獻(xiàn)度仍然超過(guò)50%,但是發(fā)展增速卻嚴(yán)重放緩,年均復(fù)合增長(zhǎng)率遠(yuǎn)低于全國(guó)同期數(shù)據(jù)。同時(shí),北京和深圳、上海在國(guó)內(nèi)集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域三分天下的格局也被打破,北京在國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)業(yè)的規(guī)模占有率從32%下降到13%。而得益于中芯國(guó)際(北京)、中芯北方的產(chǎn)能放量和快速發(fā)展,北京集成電路制造業(yè)在五年內(nèi)保持了快速增長(zhǎng),高于全國(guó)同期平均水平。在封測(cè)領(lǐng)域,由于該領(lǐng)域?qū)χ械投藙趧?dòng)力需求大并且成本控制較設(shè)計(jì)、制造業(yè)而言更為敏感,因此受限于北京的勞動(dòng)力和成本條件約束,封測(cè)企業(yè)近年來(lái)產(chǎn)值快速下降。表4.2015年和2020年北京集成電路產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)占全國(guó)比重對(duì)比(數(shù)據(jù)來(lái)源：中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì))3、對(duì)大企業(yè)依賴嚴(yán)重,中小企業(yè)增長(zhǎng)乏力“十三五”時(shí)期,北京集成電路產(chǎn)業(yè)極度依賴幾家重點(diǎn)大型企業(yè)的發(fā)展情況,如2017年-2018年年均增速超過(guò)50%加;2020年設(shè)計(jì)業(yè)快速下滑主要緣于紫光展銳、豪威科技兩家規(guī)模超百億的頭部企業(yè)總部遷到上海;制造業(yè)和設(shè)備材料業(yè)的增長(zhǎng)也主要依托于中芯國(guó)際及北方華創(chuàng)等上市公司的表現(xiàn)。北京集成電路產(chǎn)業(yè)收入對(duì)大企業(yè)的依賴也反映出目前百余家中小企業(yè)的增長(zhǎng)乏力,接近50%的北京集成電路中小上。北京集成電路中小企業(yè)創(chuàng)新不活躍的緣由,一方面有大企業(yè)較多,造成對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈上下游中小微企業(yè)在政策和融資上或存在擠出效應(yīng);另一方面也有北京集成電路創(chuàng)業(yè)環(huán)境受商務(wù)成本高、人才落戶難等現(xiàn)實(shí)約束條件影響中小企業(yè)在京發(fā)展的積極性。4、重大前沿創(chuàng)新活躍,本地轉(zhuǎn)化效率不