隨著中國(guó)GDP增速回升,經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)狀況穩(wěn)定,消費(fèi)市場(chǎng)逐漸擴(kuò)大。同時(shí)隨著手機(jī)產(chǎn)量提高,可穿戴設(shè)備、VR、無(wú)人機(jī)以及人工智能等市場(chǎng)的緩緩打開,國(guó)內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)的潛力也在逐漸增大。然而我國(guó)芯片產(chǎn)品結(jié)構(gòu)處于中低端,高端產(chǎn)品嚴(yán)重依賴進(jìn)口。在核心技術(shù)仍被歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家控制的情況下,中國(guó)自主芯片的發(fā)展之路仍困難重重,但表現(xiàn)也不乏亮點(diǎn)。
我國(guó)芯片自給率目前仍然較低,核心芯片缺乏,高端技術(shù)長(zhǎng)期被國(guó)外廠商控制,芯片已成為中國(guó)第一大進(jìn)口商品,嚴(yán)重威脅國(guó)家安全戰(zhàn)略。
根據(jù)中國(guó)半導(dǎo)體協(xié)會(huì)與國(guó)家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì),中國(guó)芯片產(chǎn)量增速自2013至2017,在波動(dòng)中達(dá)到平均15%,年產(chǎn)量也從903億塊增長(zhǎng)至1565億塊,但總體來(lái)看,中國(guó)芯片供給市場(chǎng)仍大量依靠國(guó)外進(jìn)口。2015年芯片進(jìn)口額超2000億美元,超越了原油和大宗商品,成為中國(guó)第一大進(jìn)口商品。2017年更是達(dá)到了2601億美元。
2016年3月,中興通信涉嫌違反美國(guó)對(duì)伊朗的出口管制政策,美國(guó)商務(wù)部對(duì)中興實(shí)施出口限制,禁止美國(guó)元器件供應(yīng)商向中興出口元器件、軟件、設(shè)備等技術(shù)產(chǎn)品。2018年4月,美國(guó)商務(wù)部稱中興因未履行和解協(xié)定部分協(xié)議,將繼續(xù)履行禁令7年,直至8月中興簽署協(xié)議支付4億美元保證金之后才能解除禁令。中興事件的發(fā)生更令社會(huì)各界認(rèn)識(shí)到芯片核心科技自主性的重要程度。
目前芯片行業(yè)長(zhǎng)期被國(guó)外控制,根據(jù)IC Insights數(shù)據(jù)顯示,我國(guó)自給率僅為為10.4%,除了移動(dòng)通信終端和核心網(wǎng)絡(luò)設(shè)備領(lǐng)域有部分芯片產(chǎn)品占有率超過(guò)10%外,其余在如計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的服務(wù)器、個(gè)人電腦、工業(yè)應(yīng)用的微處理器,半導(dǎo)體儲(chǔ)存器,高清/智能電視顯示處理器部分國(guó)產(chǎn)芯片占有率幾乎為0%,此現(xiàn)狀更是對(duì)未來(lái)國(guó)家安全增加了風(fēng)險(xiǎn)因素,嚴(yán)重影響了國(guó)家安全戰(zhàn)略布局。
芯片產(chǎn)業(yè)是整個(gè)信息產(chǎn)業(yè)的核心部件和基石,也是國(guó)家信息安全的最后一道屏障,芯片高度依賴進(jìn)口使得整個(gè)國(guó)家安全受到嚴(yán)重威脅。因此,近年來(lái)國(guó)家出臺(tái)了一系列鼓勵(lì)扶持政策,為芯片行業(yè)建立了優(yōu)良的政策環(huán)境,促進(jìn)芯片行業(yè)自主創(chuàng)新,改善擺脫依賴別國(guó)的窘境。
2018年《政府工作報(bào)告》,提出要加快制造強(qiáng)國(guó)建設(shè)。推動(dòng)芯片、第五代移動(dòng)通信、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)、新能源汽車、新材料等產(chǎn)業(yè)發(fā)展,實(shí)施重大短板專項(xiàng)工程,發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),創(chuàng)造制造2025示范區(qū)。2018年3月國(guó)家財(cái)政部《關(guān)于集成電路有關(guān)企業(yè)所得稅政策》,為部分企業(yè)減免所得稅,鼓勵(lì)新建芯片生產(chǎn)企業(yè),優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。2018年4月,工信部印發(fā)《2018年工業(yè)通信業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化工作要點(diǎn)》,大力推進(jìn)重點(diǎn)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè),深入推進(jìn)軍民通用標(biāo)準(zhǔn)試點(diǎn)工作。
在國(guó)家整體相關(guān)政策的帶動(dòng)下,各個(gè)省市出臺(tái)了適合本地經(jīng)濟(jì)、地理環(huán)境的芯片產(chǎn)業(yè)相關(guān)政策,為各省市的芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展指明方向。十三五期間,各省出臺(tái)了在此期間發(fā)展芯片行業(yè)的具體政策,政策中明確指出了各省到2020年的重點(diǎn)發(fā)展目標(biāo)。安徽省作為全國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要區(qū)域,提出到2021年,全省芯片產(chǎn)業(yè)規(guī)模力爭(zhēng)達(dá)到1000億元,芯片產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)達(dá)到300家,芯片設(shè)計(jì)、制造、封裝和測(cè)試、裝備和材料龍頭企業(yè)分別達(dá)到2—3家;芯片設(shè)計(jì)業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到150億元;建成3—5條8英寸或12英寸晶圓生產(chǎn)線,芯片制造業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過(guò)500億元;封裝測(cè)試業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過(guò)300億元;裝備和材料業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)模超過(guò)50億元等具體發(fā)展目標(biāo)。
另外,浙江省于2017年4月,發(fā)布了《浙江省新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》,規(guī)劃中明確指出浙江省在芯片篇產(chǎn)業(yè)發(fā)展中要提高材料成品率和性能一致性,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化和規(guī)模應(yīng)用,打造特色優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)鏈,形成芯片與半導(dǎo)體器件應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈等具體要求。
根據(jù)中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),自2013年至2017年間, 在政策的推動(dòng)下,5年內(nèi)我國(guó)芯片銷售額2509億元增長(zhǎng)至5411億元,2017年,實(shí)現(xiàn)了翻番的擴(kuò)張。我國(guó)芯片市場(chǎng)總體實(shí)現(xiàn)21.2%的年均復(fù)合增長(zhǎng)率,至2017年,行業(yè)整體增速達(dá)到近年的新高度,達(dá)到了24.8%。市場(chǎng)進(jìn)入了高速發(fā)展期。
芯片制造大致有5個(gè)主要環(huán)節(jié),生產(chǎn)流程是以電路設(shè)計(jì)為主導(dǎo),由芯片設(shè)計(jì)公司設(shè)計(jì)出芯片,然后委托芯片制造廠生產(chǎn)晶圓,再委托封裝廠進(jìn)行芯片封裝、測(cè)試。
我國(guó)封測(cè)產(chǎn)業(yè)高端化發(fā)展,通過(guò)內(nèi)生發(fā)展+并購(gòu),實(shí)現(xiàn)技術(shù)上完成國(guó)產(chǎn)替代,是產(chǎn)業(yè)中最具競(jìng)爭(zhēng)力環(huán)節(jié)
基于我國(guó)在成本以及貼近消費(fèi)市場(chǎng)等方面的優(yōu)勢(shì),近年來(lái)全球半導(dǎo)體廠商紛紛將封測(cè)廠轉(zhuǎn)移到中國(guó),國(guó)內(nèi)封測(cè)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)具備規(guī)模和技術(shù)基礎(chǔ),與業(yè)內(nèi)領(lǐng)先企業(yè)技術(shù)差距逐漸縮小,基本已逐漸掌握最先進(jìn)的技術(shù),當(dāng)前國(guó)內(nèi)封測(cè)產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)外商獨(dú)資、中外合資和內(nèi)資三足鼎立的局面,長(zhǎng)電科技、華天科技、通富微電等內(nèi)資企業(yè)已進(jìn)入全球封測(cè)企業(yè)前20名,并通過(guò)海外收購(gòu)或兼并重組等方式不斷參與到國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中,先進(jìn)封裝產(chǎn)能得到大幅提升。
IP(知識(shí)產(chǎn)權(quán))依賴度仍較高,但自主芯片設(shè)計(jì)近年實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展
芯片是電子信息產(chǎn)業(yè)的基石,而芯片設(shè)計(jì)作為芯片產(chǎn)業(yè)鏈上游,是最具創(chuàng)新的重要環(huán)節(jié),具有高投入、高風(fēng)險(xiǎn)、高產(chǎn)出的特點(diǎn)。
根據(jù)中國(guó)硅知識(shí)產(chǎn)權(quán)交易中心統(tǒng)計(jì),2013年中國(guó)IP核市場(chǎng)規(guī)模約為2億美元,約占全球市場(chǎng)份額的10%,不過(guò)需求嚴(yán)重依賴外部供給,85%以上為國(guó)外供應(yīng)商提供。根據(jù)Gartner統(tǒng)計(jì),全球66%的營(yíng)收集中在全球前三大IP供應(yīng)商處。其中ARM公司毋庸置疑是全球IP核龍頭企業(yè),市占率為高達(dá)43.2%。我國(guó)在芯片設(shè)計(jì)市場(chǎng),仍處于較弱的地位。
而近年來(lái)我國(guó)芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域異軍突起,根據(jù)中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),截止2017年,中國(guó)芯片銷售額為5412億元,同比增長(zhǎng)23.1%。其中,設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)貢獻(xiàn)同比增長(zhǎng)26%,銷售額為2074億元,是三個(gè)細(xì)分領(lǐng)域里增長(zhǎng)最快的。我國(guó)目前芯片設(shè)計(jì)主要服務(wù)于通信領(lǐng)域,通信芯片銷售額占2018芯片設(shè)計(jì)總銷售額近50%,同比增速45%,在中國(guó)的十大芯片設(shè)計(jì)公司中,四家分布在珠三角,三家分布在長(zhǎng)三角,京津冀地區(qū)擁有其余三家。
諸多中小型芯片設(shè)計(jì)公司是帶動(dòng)中國(guó)芯片設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)的重要原因之一,IC Insights顯示中國(guó)芯片設(shè)計(jì)公司從2000的98家快速增加至2014年664家,直到目前中國(guó)芯片設(shè)計(jì)公司超過(guò)1000家。全球前五十大供應(yīng)商排行榜2009年只有海思一家公司上榜,而目前已增至九家,分別為海思、展訊、大唐、南瑞智芯、中國(guó)華大、中興、瑞芯、銳迪科、全志。華為海思作為國(guó)內(nèi)芯片設(shè)計(jì)的龍頭企業(yè),海思半導(dǎo)體的移動(dòng)智能終端芯片全面應(yīng)用于華為的整機(jī)產(chǎn)品,整體性能比肩國(guó)際的同類產(chǎn)品水平。與此同時(shí),海思通過(guò)獨(dú)立運(yùn)作的商業(yè)模式,將逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)外運(yùn)營(yíng),供應(yīng)非華為手機(jī),發(fā)展成為一家專業(yè)、全球性的芯片供應(yīng)商。
晶圓制造是規(guī)模經(jīng)濟(jì),具有投資大、回報(bào)慢的特點(diǎn),我國(guó)與國(guó)際技術(shù)水平差距較大,發(fā)展存在天然門檻
國(guó)內(nèi)先進(jìn)制程落后相差兩代以上:半導(dǎo)體晶圓制造集中度提升,只有巨頭才能不斷地研發(fā)推動(dòng)技術(shù)的向前發(fā)展。世界芯片產(chǎn)業(yè)28-14nm工藝節(jié)點(diǎn)成熟,14/10nm制程已進(jìn)入批量生產(chǎn),Intel、三星和臺(tái)積電均宣布已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了10nm芯片量產(chǎn),并且準(zhǔn)備繼續(xù)投資建設(shè)7nm和5nm生產(chǎn)線。而國(guó)內(nèi)28nm工藝僅在2015年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn),且仍以28nm以上為主。
相較于芯片產(chǎn)業(yè)鏈中設(shè)計(jì)業(yè)不斷利好政策出臺(tái),晶圓制造環(huán)節(jié)由于資本支出高,回報(bào)周期長(zhǎng)受到忽視,導(dǎo)致市場(chǎng)占有率不斷下滑,與國(guó)際先進(jìn)水平差距不斷拉大。雖然大陸最大芯片代工廠中芯國(guó)際宣布將于2019年6月投產(chǎn)14nmFinFET,我國(guó)自主芯片制造仍然有很長(zhǎng)的路要走。
目前中國(guó)在研發(fā)的投入比例仍處于較低水平。根據(jù)中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),2016年,芯片制造行業(yè)整體的研發(fā)投入約為應(yīng)收的3.7%,處于行業(yè)內(nèi)較低水平,一定程度上阻礙了行業(yè)發(fā)展。并且芯片制造對(duì)環(huán)境清潔程度,污染控制水平、材料純度有著較高的要求,我國(guó)在這些技術(shù)方面仍處在起步階段,很難短時(shí)間內(nèi)提升到國(guó)際先進(jìn)水平。
人工智能芯片將登上舞臺(tái),產(chǎn)業(yè)應(yīng)用前景廣泛,并可促進(jìn)各行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、更新?lián)Q代
北京是人工智能芯片發(fā)展最活躍的城市,超半數(shù)的資源均聚集于此。傳統(tǒng)科研單位如清華大學(xué)、微軟亞洲研究院、中科院計(jì)算所實(shí)力雄厚。新興互聯(lián)網(wǎng)頭部玩家如京東、百度、小米也在加速研究開發(fā)人工智能芯片。
根據(jù)艾瑞預(yù)測(cè),2021年人工智能芯片市場(chǎng)規(guī)模達(dá)近百億美元,處于較低水平;2016年,我國(guó)人工智能芯片市場(chǎng)規(guī)模約為20億元,全球人工智能芯片市場(chǎng)均尚屬于萌芽階段。相關(guān)人工智能標(biāo)準(zhǔn)也仍在發(fā)展中,還未形成國(guó)際通用的智能生態(tài)標(biāo)準(zhǔn),我國(guó)在此領(lǐng)域雖起步較晚,但并未被發(fā)達(dá)國(guó)家拉開較大差距。
隨著5G時(shí)代的到來(lái)和AI產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,人工智能芯片領(lǐng)域?qū)?huì)是值得關(guān)注的新興賽道。人工智能芯片將作為核心硬件,配合以算法為核心的軟件系統(tǒng),搭載于智能移動(dòng)終端。將此套技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)療健康與汽車領(lǐng)域,可引領(lǐng)藥物研發(fā)、疾病監(jiān)測(cè)、醫(yī)學(xué)影像及無(wú)人駕駛方面的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與更新。
