我国集成电路产业国际竞争力现状及提升策略(上)

[《产业创新研究》2019年第04期], 上海海关学院 查贵勇 发布于 2019/7/15


集成电路是一种新型半导体器件,其国际竞争力是一个国家在设计水平、精密制造、工艺自动化、科技创新等领域竞争力的综合体现。当前,我国集成电路产业仍处于贸易逆差,且呈现扩大趋势,存在较大国际竞争劣势。因此,需深入分析劣势成因,并提出提高我国集成电路产业的国际竞争力的因应之策。

摘要:集成电路是一种新型半导体器件,其国际竞争力是一个国家在设计水平、精密制造、工艺自动化、科技创新等领域竞争力的综合体现。当前,我国集成电路产业仍处于贸易逆差,且呈现扩大趋势,存在较大国际竞争劣势。因此,需深入分析劣势成因,并提出提高我国集成电路产业的国际竞争力的因应之策。

关键词:集成电路,竞争劣势,原因,策略

集成电路应用作为现代信息社会的基础,是信息国家经济、文明发展的基石。一个国家的工业设计、精密制造、工艺自动化、科技创新等领域的技术水平可在集成电路产业竞争力上体现出来,是一个国家展现竞争力的重要部分。

我国集成电路产业起步相对较晚。20世纪90年代,我国集成电路设计企业仅15家,产值仅412.5亿元,国际市场份额不足1%。从1990年开始,在政府政策和国民经济快速增长的推动下,我国电子信息产业飞速增长,大量本土企业在高速发展的经济下诞生,开放的投资政策也吸引许多国际知名集成电路企业井喷式地进入中国市场。2013-2018年,我国集成电路进口额连续6年超2000亿美元,累计进口额超1.45万亿美元,是我国进口额和贸易逆差最大的单一类商品。因此,需对集成电路产业国际竞争力及影响因素进行深入研究。

一、我国集成电路产业国际竞争力分析

我国集成电路产业起步较晚,但在国家政策和政府扶持下正在飞速发展,尤其从2011年开始,国家对集成电路产业发展大开绿灯,出台《集成电路产业推进纲要》,2014年工信部正式发布《国家集成电路产业发展推进纲要》。

在各级政策和资金推动下,我国集成电路产业发展迅速,销售额从20111933亿元提升至20175411亿元;2018年上半年,我国集成电路产业销售额达2726.5亿元,同比增长23.9%;预估2018年有望超6000亿元,维持20%的年增长速度;出口额也连续6年超过600亿美元。但综合而言,我国集成电路产业处于明显的国际竞争劣势(见表1)。

1 我国集成电路产业进出口额与国际竞争力分析

年份

2013

2014

2015

2016

2017

2018

出口额亿美元)

876.9

608.7

690.6

610.2

668.8

773.04

进口额亿美元)

2313.4

2176.2

2299.3

2270.3

2601.2

2910.55

贸易逆差亿美元)

-1436.5

-1567.5

-1608.7

-1660.1

-1932.4

-2137.5

出口贡献率(%

3.97

2.60

3.04

2.91

2.95

3.40

贸易竞争优势指数(TCI

-0.450

-0.563

-0.538

-0.576

-0.591

-0.580

净出口显性比较优势指数(NRCA

-0.0789

-0.0809

-0.1065

-0.1139

-0.1117

-0.1135

出口相对价值指数

0.70

0.53

0.52

0.52

0.48

0.52

注:2018年为1-11月份数据。

数据来源:根据海关总署网站数据计算而得。

1显示,我国集成电路存在巨额贸易逆差,且呈现增长趋势;TCINRCA和出口相对价值指数等也显示我国集成电路产业处于国际竞争劣势,并持续恶化。就2015年行业市场占有率而言,美韩日欧分别占50%17%11%9%,中国内地仅4%,远远低于其他国家。

前瞻产业研究院《集成电路行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》数据显示:20181-10月全国集成电路产量1421.2亿块,同比增长9.8%;但近期呈现下降趋势,且有加速态势——如20186-10月全国集成电路产量连续4个月持续下降,201810月全国集成电路产量下降幅度增大,当月全国集成电路产量为130.1亿块,同比下降7.3%

在微观企业层面,我国集成电路产业也呈现出竞争劣势:如当前全球前20大半导体制造商销售额榜单中,仅有3家来自中国台湾的企业,中国内地无一企业上榜,而国外半导体企业也是中国市场主要的成套设备和零部件供应商——如中兴通讯虽是全球第四、中国最大的通讯设备公司,自主技术也发展迅速,但零部件有60%来自于境外供货商,其中来自美国的零部件占50%;特别是高速光通信接口、大规模FPGA等技术含量很高的关键器件明显依赖于国外供应商。

二、我国集成电路产业国际竞争力影响因素分析

我国在集成电路这一核心战略性产业上具有明显的竞争劣势,即需探究其成因和国外发展经验,以为提升国际竞争力提供理论指导和经验借鉴。本部分主要借鉴迈克尔·波特教授的国际竞争力钻石模型,从生产要素、需求因素、企业经营战略和市场竞争、相关支撑产业、机会和政府六方面进行分析。

(一)生产要素

生产要素分为初级要素(如天然资源、初级人力资源、资本等)和高级要素(如高级人力资源、技术资源等)。

1.原材料资源

集成电路的上游主要为原材料;中游是芯片设计、晶圆制造、封装测试三大环节,是整个集成电路产业链的核心环节;下游是终端电子产品及各类市场需求,包括通讯设备、手机、汽车等;生产要素主要包括上游和中游环节。

集成电路原材料主要是硅元素。我国具有丰富的硅资源,截至2016年底我国硅基础储量达19.64亿吨,2014年已成为全球硅最大产出国(见表2)。

2 全球主要产硅国产量分析(千吨)

 

中国

美国

巴西

俄罗斯

挪威

全球

2013

5200

365

230

733

362

7880

2014

5000

359

230

699

369

7680

资料来源:美国地质调查局(USGS.Minerals Commodity Summaries 2015[R].亚洲金属网,2015-03-25.

2.技术资源

集成电路多采用单片单晶硅作为半导体基质,并在该基质上构建各种复杂电路,集成电路“点石成金”制作流程可分为设计、制造、封测,其中最核心的环节是设计、晶圆制造,但我国却以人口红利为优势,主要集中于封装环节,而在核心的芯片设计、晶圆制造环节,欧美日韩一直主导着全球半导体产业格局。更需注意,硅片尺寸越大,纯度越高,对生产工艺和设备的要求也越高,而我国在半导体用大尺寸硅片产业上的差距非常大:根据中国电子材料行业协会数据,2016年国内企业4-6英寸硅片(含抛光片、外延片)产量约5200万片,基本可满足国内4-6英寸晶圆需求;2016年国内8英寸硅片月产量(含抛光片和外延片)为120万片,而随着汽车电子、指纹识别芯片和摄像头CIS芯片等市场的快速增长以及应用范围的持续扩大,预计从2020年开始8英寸硅片月需求将达750-800片,供需缺口将持续扩大;在12英寸硅片领域,目前我国甚至还未具备相应的生产能力,完全依赖进口。

但值得欣慰的是,我国近年在芯片设计方面有着不错的表现,如从22纳米的攻克到16纳米的研发,显示我国集成电路产业有着飞跃式的突破;2017年末研发的“寒武纪”芯片,是全球首个可以深度学习的芯片,其工艺级也到达7纳米。这一系列的突破说明我国在集成电路领域也占据了一定的地位。

据中国半导体行业协会,近年来我国集成电路行业的市场结构发生明显变化,设计业和制造业的销售额占比明显上升:设计业从201127.2%上升到201738.3%;制造业从201122.3%上升到201726.8%;封装测试则由201150.5%的巅峰降到201734.9%。其中,技术含量最高的集成电路设计保持连续增长:2017年国内集成电路设计产值达2073.5亿元,同比增长26.1%2015-2017年年均复合增长率达25.1%

3.人力资源

集成电路产业的快速发展需求将导致专业人才稀缺,人才培养力度有待提高。如中国电子信息产业发展研究院和工信部软件与集成电路促进中心联合发布的《中国集成电路产业人才白皮书(2017-2018)》显示,截至2017年底,我国集成电路产业现有人才存量约40万人,而到2020年前后,我国集成电路产业人才需求规模将达到约72万人,人才缺口将达32万,年均人才新增需求约为10万人,而我国每年集成电路专业领域毕业生中仅有不足3万人进入行业就业。更需注意的是,2017年至2018年上半年,我国集成电路产业设计行业人才需求数量增幅虽然趋于稳定,但高端设计人才紧缺状况并未得到改善。总之,人才缺口以及引致的企业间人才恶性争夺的现象应引起高度重视。

4.资本资源

集成电路是信息产业的核心,关系国家信息安全,我国一直鼓励投资,20149月,国家集成电路产业投资基金成立,主要用于集成电路产业投资、支持行业发展壮大;该基金不仅能壮大集成电路产业规模,还能引导地方政府出资支持集成电路产业。目前,各省市均有规模不等的集成电路投资基金,总计规模超3400亿元,如果加上民间资金很可能已超过4000亿元。但集成电路产业总投资规模、研发投入与欧美发达国家相比仍然不足。

(二)需求要素

2014年国务院颁布《国家集成电路产业发展推进纲要》明确:到2020年集成电路全行业销售收入年均增速超20%;到2030年,在集成电路制造工艺、技术水平方面均要达到国际先进水平。20155月,国家提出中国集成电路自给率要在2020年达到40%2025年达到70%。这些政策和规划表明我国集成电路产业具有巨大的需求潜力,此已在半导体产业需求中得到明显体现。

1.全球半导体需求

半导体是电子信息产业最重要的基本元素,是实现电子性能的载体,支撑着通信、计算机、信息家电与网络技术等电子信息产业的发展,也是集成电路的主要下游需求者。近年随着AI芯片、5G芯片、汽车电子、物联网等下游产业的兴起,全球半导体行业重回景气周期。根据全球半导体贸易组织的数据,2016年第四季度全球半导体销售额为930亿美元,同比增长12%2017年第三季度突破1000亿美元,再创历史新高,而全年销售额则增长21.6%4122亿美元,亦创下年度新高;20181-9月,全球半导体销售额达3517亿美元,同比增长13.8%。未来几年,随着智能汽车、VR/AR、物联网等领域发展迅速,半导体新应用上升势头将更为明显,产业链公司规模将持续高增长。

2.国内半导体需求

我国众多终端电子信息产品所带来的多样化市场需求,给集成电路产业带来广泛的市场需求空间:2018年上半年,我国集成电路产业销售额达2726.5亿元,同比增长23.9%;预计2018年有望超6000亿元,维持20%的年增长速度;2020年,我国国内集成电路产业销售额有望达到9000亿,2025年将达2.2万亿元。

特别是目前电子、家电、通讯、汽车等领域产品消费升级趋势,带动这些领域广泛使用的集成电路相关产业的发展,突出体现就是12英寸大硅片的市场需求猛增,12英寸大硅片主要应用于CPU/CPUMemory等,自2009年开始市场份额就已超过50%,到2015年已达78%;根据SEMI预计,2020年将占硅片市场需求大于84%的份额;据SUMCO201812寸硅片的供需缺口达到80-90万片/月,预测2019年开始总需求为110-130万片/月,需求增长极为迅速,未来两到三年内半导体硅片的供不应求将常态化,且供需缺口有不断扩大的趋势。

(三)市场结构和竞争态势

目前,我国既缺乏可高效整合产业各环节的领导型龙头企业,又缺少与之配套的“专、精、特、新”的中小企业,未能形成国外以大企业为龙头、中小企业为支撑、企业为依托的完善的产业生态系统和合理分工体系。

1.半导体硅片市场

目前,主流半导体硅片市场的全球寡头垄断已形成——2016年日本信越、日本SUMCO、台湾环球晶圆、德国Siltronic、韩国LGSilitron等前5大硅片公司的销量占到92%;在12英寸300mm)大硅片方面,垄断形势更加明显—2015年日本信越、日本SUMCO、台湾环球晶圆、德国Siltronic、韩国LGSilitronSunEdison等前六大半导体硅片(环球晶圆还未收购SunEdison)的销售份额就已达97.8%。值得注意的是,垄断寡头中没有一家中国大陆的企业。

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