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澳门普京集团网址_澳门普京集团手机app_澳门普京集团电子游戏网址 广东集成电路(芯片)产业发展研究报告
时间:2018-11-30 14:11:50  来源:澳门普京集团手机app2018年11期  作者:广东省政府发展研究中心创新产业研究处

  2018年7月13日,习近平总书记在中央财经委员会第二次会议上发表重要讲话,深刻阐述关键核心技术在经济社会发展全局中的重要作用,对突破关键核心技术作出战略部署。在新一轮科技革命和产业变革的大背景下,芯片是物联网、大数据、云计算等新一代信息产业的基石,也是现代经济社会发展的基础性、先导性产业,战略地位愈发凸显。长期以来,“缺核少芯”问题是广东现代化产业体系建设的重要瓶颈,广东作为电子信息产业大省,却85%以上的芯片都依赖进口,核心技术严重受制于人。今年4月,美国发布对中兴通讯为期7年的出口禁令,直接引发国内对我国信息技术产业差距的担忧。近期,我们对全球、中国芯片产业发展态势进行了初步研究,并提出了推动广东集成电路(芯片)产业发展的对策建议。

  国内外集成电路(芯片)产业发展态势

  (一)全球芯片产业发展态势

  芯片产业是伴随着上一轮计算机与互联网技术革命迅速发展起来的,芯片(包括CPU、显卡、存储器等)作为计算机的核心部件,占整个计算机成本的绝大部分,因而在随后数十年的时间里,芯片与计算机产业呈现相互促进、相互依赖的蓬勃发展态势(见表1)。在芯片产业发展至今的60多年时间里,经历了起源于美国、发展于日本、加速于韩国、台湾的历程。近年来,中国的芯片产业开始发展,但总体而言还处于起步阶段。

  1.行业景气度高。根据WSTS统计数据,2017年全球半导体市场规模达到4122亿美元,增速为21.6%,创历史新高。其中,2017年第四季度半导体销售额为1140亿美元,季增5.7%,年增22.5%(见图1)。根据半导体产业协会(SIA)统计,2018年第一季度全球半导体销售额为1111亿美元,与2017年第四季度相比,减少2.5%,与去年同期相比增长20%。从季度来看,全球半导体高景气度比较明显,从2016年第三季度开始,近四个季度以来增速均保持在20%以上。WSTS、SIA等多家机构预测,2018年全球半导体产值增速在8%左右,市场规模预计将达到4500亿美元。

  2.产业链逐步向专业化分工方向发展,市场占比呈现高度垄断格局。首先,从产业模式看,早期的集成电路企业以垂直一体化模式(IDM)为主,即产业链布局一体化,自行设计、生产加工、封装、测试,最后形成品芯片销售。目前全球集成电路前 20 大厂商中大部分为 IDM 厂商,如英特尔(Intel)、三星(Samsung)、德州仪器(TI)、东芝(Toshiba)、意法半导体(ST)等,垂直一体化模式容易导致市场垄断竞争的格局。随着加工技术的日益成熟和标准化程度的不断提高,集成电路产业链开始向专业化分工方向发展,并逐步形成了独立的芯片设计、晶圆制造代工、封装测试企业,即形成垂直分工的产业模式,设计、制造和封装测试分离成集成电路产业链中的独立一环。其次,从芯片厂商市场占比看,根据国际权威调研机构Gartner发布的数据,2017年全球前10大芯片厂商市场占比达到61.7%,比2016年提高6个百分点。在前十大芯片厂商中,美国有5家(英特尔、美光、高通、德州仪器、西部数据),是名副其实的芯片霸主,韩国2家(三星、SK海力士),欧洲1家(恩智浦),日本1家(东芝),新加坡1家(博通)(见图2)。美国、日本、欧洲占据了整个芯片产业链的上游,掌握着设计、生产、装备等核心技术,高端市场几乎被这三大主力地区垄断(见图3)。

  3.新应用呈上升势头。随着智能企业、VR/AR、物联网等领域迅速发展,半导体新应用上升势头明显。2017年全球半导体产业迅速增长,一方面在于存储芯片需求旺盛,产品价格大幅上涨所致;另一方面物联网、汽车电子、AI等市场新应用拉动下游需求。如西部数据与东芝联手进入存储器芯片业务,在2017年大增120.2%,首次进入世界前十大企业之列。半导体主要由集成电路、光电器件、分立器件、传感器等四部分组成,其中集成电路占到80%以上。集成电路又主要分为微处理器、存储器、逻辑器件、模拟器件等四大类。从半导体细分市场来看,逻辑电路、MOS微处理器以及存储器是三大最主要市场,在2017年全球4122亿美元的销售额中,集成电路占83.25%,其中存储器占半导体销售额最大部分,占30.07%,其次是逻辑电路、微处理器,分别占24.79%、15.51%(见图4)。此外,DRAM、闪存记忆本、微处理器、微控制器、模拟IC、分立器件、光电器件和传感器等类型的芯片需求量也在不断增加。据WSTS预测,2018年对半导体市场贡献最大的为存储器、光电子、逻辑器件,尤其是存储器市场2017年增速达61%,超过逻辑电路成为占比最高的集成电路细分品种,预计2018年增速将继续保持在30%以上,逻辑电路与其差距将进一步拉大。

  4.研发投入持续增加。根据IC Insight统计,2017年全球半导体行业研发投入超过10亿美元的18强企业中,英特尔、高通和博通位列前三。2017年全球研发投入前10位的半导体企业研发投入为359.21亿美元,比2016年增加了6%,其中排名第一位的英特尔公司达到130.98亿美元,占研发投入前10位公司的36%,占全球半导体研发投入总额的22%(见表2)。

  5.全球市场亚太地区占比超过60%,且不断向中国集中。首先,从区域分布看,根据WSTS统计,2017年美国半导体市场规模为885亿美元,占全球市场的21.5%;欧洲市场规模为383亿元,占9.3%;日本市场规模为366亿元,占8.9%;亚太市场规模为2488亿美元,占60.4%,亚太与日本市场合计占全球半导体市场的69.3%(见图5)。其次,从芯片销售额看,根据世界半导体贸易统计组织(WSTS)发布的数据,2016年中国半导体消费额占全球总量的32%,已成为全球最大的半导体消费市场。2017年中国集成电路进口金额2601.4亿美元,出口金额668.8亿美元,进出口逆差高达1932.6亿美元。从2015年一季度开始,中国半导体市场增速一直高出全球市场5个百分点以上(见图6)。这一方面说明中国集成电路产品比起美国、欧洲、日本、韩国仍有很大差距,自主芯片品牌竞争力不足;另一方面反映了国内巨大的消费市场以及劳动力人口优势,制造业环节快速发展,世界市场份额不断向中国集中。

  6.专利申请集中度高。(参考国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心《集成电路产业专利分析及预警项目课题》。)首先,在申请量方面,截至2017年10月,世界范围内涉及集成电路领域的专利申请共1055215项。从1980至2001年,申请量呈快速上升趋势,在2004年以后申请量趋于稳定并在2007年达到峰值,2008至2009年间由于受到全球经济危机的影响,申请量有所下降,之后申请量基本保持稳定,从总体上看集成电路专利申请量呈上升趋势(见附件1)。其次,在申请国家/地区分布方面,日本籍申请人申请量占比36%,美国籍申请人申请量占比31%,中国籍申请人申请量占比15%,韩国籍申请人申请量占比10%,从占比来看大多数专利申请被日本、美国、中国和韩国籍申请人占有,说明该领域技术集中度较高(见图7、图8)。另外,在技术分支方面,集成电路制造占比52%,设计占比30%,封装占比18%(见附件1)。

  (二)我国芯片产业发展态势

  近年来,我国通过实施创新驱动发展战略,集中力量开展互联网关键技术、前沿引领技术研究,推进一批关系国家全局和长远的重大科技项目,集成电路(芯片)产业发展势头良好,产业规模持续扩大,芯片自给率不断提升。但近期的中兴事件暴露出我国集成电路产业关键核心技术严重受制于美国,尚未形成自主可控的产业体系,与国际先进水平相比仍有很大差距。

  1.高度依赖美国主导的全球产业链。半导体产业一直是美国的领先优势。我国集成电路制造工艺与领先水平一直保持2-3个技术代次的差距。目前中芯国际能够实现量产的芯片是28纳米,全球领先芯片制造商已进入10纳米量产时代,正在酝酿7纳米甚至更先进制程的量产。在通用高端领域,国产芯片的占有率比较低,这是中国芯片公司所面临的主要挑战(见图9、表3)。集成电路产业链涵盖了上游的设备、材料、设计以及制造、封装和测试等多个环节,生产工艺复杂,涉及关键材料和设备种类繁多,上下游之间层层制约。我国集成电路产业与美国的差距绝不仅仅体现在制造工艺上,而且在关键设备、材料、设计工具及产业发展模式方面存在全面差距(见表4)。

  2.政策扶持力度不断加大。基于芯片产业的战略地位,我国从建国初期到现在,一直在不断加大支持力度,特别是2000年以来,出台了各种扶持和优惠政策,将集成电路产业确定为战略性产业之一。2000年,出台《鼓励软件和集成电路产业发展的若干政策》;2005年,出台《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》,将高端通用芯片定为16个国家科技重大专项之一。2010年,国务院下发《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,提出着力发展集成电路、高端服务器等核心基础产业。《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》提出,要大力发展新一代信息技术产业,重点发展集成电路等产业。2014年,发布《国家集成电路产业发展推进纲要》,强调要加强集成电路知识产权的运用和保护,建立国家重大项目知识产权风险管理体系,并成立国家级的集成电路产业投资基金。《中国制造2025》详细地规划了集成电路产业发展目标、发展重点、关键技术等,提出到2020年中国芯片自给率要达到40%,2025年要达到50%(见表5)。在今年的全国两会上,李克强总理指出要加快制造强国建设,推动集成电路、第五代移动通信、飞机发动机、新能源汽车、新材料等产业发展,集成电路被列为“加快制造强国建设”五大产业之首。今年3月,财政部联合税务总局、发改委、工信部发布《关于集成电路生产企业有关企业所得税政策问题的通知》,提出一系列优惠政策。

  3.国产芯片产业呈良好发展势头。首先,在销售额方面,据中国半导体行业协会统计,我国集成电路产业销售额从2013年的2693.1亿元增长到2017年的5411.3亿元,五年间翻了一番,其中集成电路制造业增速最快,2017年同比增长28.5%,销售额达到1448.1亿元(这一数据中,也包含了台积电、三星、英特尔、海力士等国际巨头在国内的销售额);设计业、封装测试业保持快速增长,增速分别为26.1%、20.8%,销售额分别为2073.5亿元、1889.7亿元(见图10)。其次,在产业机构方面,近年来我国集成电路产业结构发生了明显变化,其中设计、制造收入占比明显上升,设计从2009年的24.3%上升到2017年的38.3%,制造占比从2010年开始下降后,近几年又逐步回升,2017年达到26.8%,而封装测试占比由2011年50.5%下降到目前的34.9%(见图11)。集成电路制造与国际巨头相比仍较为薄弱,仍需更大发展。随着国内本土封装测试企业的快速成长及国外公司向我国转移封装测试能力,国内集成电路封装测试行业充满生机(见附件2)。第三,在设计企业数量方面,2017年全国共有半导体设计企业1380家,比2016年增加了18家。深圳依然是全国设计业规模最大的城市,销售额达到579.1亿元,较第二名上海市高出200多亿元(见附件3)。第四,在芯片国产化方面,虽然国产芯片在很多领域占有率为0,但星星之火已经形成,如在通讯行业中,华为手机使用自主研发的海思Kirin系列和Balong系列产品,华为的路由器和家用无线路由器也采用了自主的海思芯片;龙芯处理器已使用到北斗系统上,目前运行稳定;网络设备芯片已开始国产化,如中科网威推出的安全产品内置国产申威芯片;长江存储已量产首款国产32层3D NAND闪存芯片(64G),预计2019年64层3D NAND闪存(128G)能够实现规模化生产等(见附件4)。

  4.集成电路固定投资额保持持续增长。集成电路是信息产业的核心,关系着国家信息安全,同时集成电路又是一个资本和技术壁垒非常高的行业。集成电路行业每两年左右就要实现一次技术制程上的提升,技术更新速度特别快;集成电路设计、封装测试、设备和材料等行业则需要同步发展。为跟上技术发展速度,集成电路企业每年都要投入大量资本进行生产线的维护与更新、新产品新技术的研发。从2013年开始,国内集成电路产业投资迅速增长,一方面体现在国内集成电路产业的固定资产投资大幅度增长,另一方面体现在集成电路企业上市融资、收并购活动显著增加(见图12)。

  5.功率、导航和消费等领域增速最快。据中国半导体行业协会统计,2017年在通信、智能卡、计算机、多媒体、导航、模拟、功率和消费电子等8个领域,有5个领域的企业数量增加,3个领域的企业数量下降,从事通信芯片设计的企业从2016年的241家增加到266家,对应的销售总额增加了30.7%,达到899.74亿元;智能卡企业从2017年的69家,减少到62家,销售总额上升了5.68%,达到139.15亿元;从事计算机芯片企业数量从2017年的107家减少到85家,销售总额增加了13.99%,达到128.28亿元(见表6)。

  6.专利申请活跃程度较高。(参考国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心《集成电路产业专利分析及预警项目课题》)首先,在申请量方面,截至2017年10月,中国集成电路领域专利申请量为251288件,其中国内、国外来华专利申请分别为134791件、116497件,占比分别为53.6%、46.4%。从20世纪90年代开始,集成电路领域专利申请量开始增长;1999年至2006年,随着国内对集成电路行业的重视以及研发投入的增加,申请量快速增长;2006至2009年,由于全球经济发展减缓及2008年国际金融危机,申请量增速停滞;2009以后,随着消费电子产品的兴起,集成电路领域又迎来一次快速发展机遇,专利申请量又快速增长,在2009年国内申请量首次超越了外国来华申请量。从总体上看,申请量呈持续增长趋势,说明我国对该领域的关注度、投入力度还是比较大的。

  其次,在申请国家/地区分布方面,从国际区域分布看,中国本土申请人申请量占53%,日本籍申请人申请量占18%,美国籍申请人申请量占16%,韩国籍申请人申请量占5%,其他占8%(见图13、图14);从国内分布区域看,分布比较集中,申请人主要集中在上海、台湾、北京、广东、江苏等省份(见图15)。

  第三,在技术分支及类型方面,从技术分支方面看,集成电路设计领域占比为38%,制造领域占比为48%,封装领域占比为14%;从类型看,发明占91.1%,实用新型占8.9%。

  广东集成电路(芯片)产业发展现状及主要问题

 

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  加快广东省集成电路(芯片)产业发展的政策建议

 

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(本文摘自澳门普京集团手机app杂志,全文详见澳门普京集团手机app201811期)


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