中国的“芯”路历程（二）

中国的“芯”路历程（二）
作者：曹永胜
来源：《中国军转民》 2019年第11期
曹永胜
一、路漫漫，群雄逐鹿，山头林立，一部跨越三十年的现代移动通信史惊心动魄
上世纪70 年代，贝尔实验室突破性的提出了蜂窝网络概念。

所谓蜂窝网络，就是将网络
划分为若干个相邻的小区，整体形状酷似蜂窝，以实现频率复用，提升系统容量。

蜂窝网络概
念解决了公共移动通信系统的大容量需求与有限的频率资源之间的冲突，并随着上世纪80 年
代集成电路、微处理器、计算机等技术的迅速发展，随后，世界各地移动通信网络如雨后春笋
般不断涌现。

1G 时代作为移动通信开天辟地的时代，群雄逐鹿，山头林立，通信标准也是五花八门。

随着人们对移动通信的要求越来越高，业界提出向2G 数字时代发展，以代替1G 模拟通信。

以AMPS 和TACS 为代表1G 时代几乎被美国垄断，也意味着美国掌握了标准话语权和产业主动权。

不甘落后于美国的欧洲采用数字时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）两种技术，分别对
应GSM 和CDMA 系统于是迎来了2G 时代，一场由美国和欧洲为代表的两大利益集团之间的竞
争掀起高潮。

到上世纪90 年代中期，欧洲主要国家的GSM 渗透率已达80%。

欧洲GSM 标准迅
速蔓延全球，远远把美国抛在身后。

3G 时代主要有WCDMA、CDMA2000、TDSCDMA三种标准。

1G、2G 落伍，3G 不能落于人后，
中国也搞了一个TD-SCDMA，3G 时代形成了欧、美、中三足鼎立的格局。

由于芯片是电子信息产业的基础和核心，是现代工业的“粮食”，具有高技术、重资本、
高集中度等特征，与航空发动机并列誉为“工业皇冠上的明珠”。

芯片产业是现代产业体系中
基础性、战略性和先导性的产业，是推动工业化和信息化深度融合的基础，是产业结构转型升
级的重要支撑。

因此发展芯片产业既是新一代信息技术产业内部发展的需要，也是国际市场技
术竞争的需要，已上升为一些国家的国家战略。

（一）全球芯片产业发展概况
全球芯片产业快速增长，五大区域格局悄然形成2017 年全球芯片产业规模约3400 亿美元，同比增长22.9%，创历史新高。

从产业链分布看，芯片设计、晶圆制造和封装测试的产值占比
分别为3 ∶ 4 ∶ 3。

其中，存储器2017 年增长最快（达到61%），超越逻辑芯片成为销量最
高的芯片细分产品。

从市场分布看，亚太地区、美国和欧洲等地区占了全球超过90% 的芯片市
场份额，中国、亚太地区（除中国和日本）、美国、欧洲和日本的市场规模比约为3 ∶ 3 ∶
2 ∶ 1 ∶ 1。

其中，中国2017 年共进口近14 万亿块芯片，总进口额约为2600 亿美元。

美
国既是全球的芯片消费大国，也是最大的生产国，拥有全球大部分的IC 设计企业和Fab 工厂，主导了全球芯片产业的发展。

（二）中国芯片产业发展概况
中国高度重视产业发展，出台了一系列的扶持政策。

如 2014 年出台的《国家集成电路产
业发展推进纲要》详细规划了产业发展的基本原则、目标、主要任务和发展重点等，从顶层设
计推动芯片产业跨越发展。

2014 年成立国家集成电路产业投资基金，实施市场化运作、专业化管理，重点投资集成电路芯片制造领域，兼顾芯片设计、封装测试、设备和材料等领域，针对性、差异化地推动了产业的发展。

多个省份也积极响应国家号召，成立省级集成电路产业投资基金，推动芯片产业创新发展。

科技部有针对性地构建了“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”和“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”两大国家重点科技专项，聚焦芯片、软件和电子器件领域组织开展重大科学技术攻关，力争通过持续创新，攻克一批关键技术，研发一批战略性核心产品，提升对战略性技术的自主可控能力。

（三）2017 年全球芯片行业十大公司排名（公司名称、所在国家或地区、主要产品）
（1）三星韩国存储芯片
（2）英特尔美国处理器
（3）台积电中国台湾晶圆代工
（4） SK 海力士韩国存储芯片
（5）美光美国存储芯片
（6）高通美国通信芯片
（7）博通新加坡通信芯片
（8）德州仪器美国模拟芯片
（9）东芝日本存储芯片
（10）西部数据美国存储芯片
二、正视差距，迎战封锁，我国制定战略推进芯片研发从低端向高端冲刺
（一）中国芯片产业技术发展相关重要政策（时间政策名称要点）
2014 年6 月，《国家集成电路产业发展推进纲要》到2020 年，集成电路产业与国际先进水平的差距逐步缩小，全行业销售收入年均增速超过20%；到2030 年，集成电路产业链主要环节达到国际先进水平，一批企业进入国际第一梯队，实现跨越发展。

2015 年3 月，《关于进一步鼓励集成电路产业发展企业所得税政策的通知》集成电路封装、测试企业以及集成电路关键专用材料生产企业、集成电路专用设备生产企业，根据不同条件可以享受有关企业所得税减免政策，从税收政策上支持集成电路行业发展。

2015 年5 月，《中国制造2025》将集成电路作为新一代信息技术产业纳入大力推动突破发展的重点领域，着力提升集成电路设计水平，掌握高密度封装及三维（3D）未组装技术。

2015 年6 月，《科技部重点支持集成电路重点专项》“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”和“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”列为国家重点科技专项。

2016 年8 月，《装备制造业标准化和质量提升规划》加快完善集成电路标准体系，推进高密度封装、三维微组装、处理器、高端存储器、网络安全、信息通信网络等领域技术标准制修订，开展集成电路设计平台、IP 核等方面的标准研究。

2016 年12 月，《“十三五”国家信息化规划》大力推进集成电路创新突破。

加大面向新型计算、5G、智能制造、工业互联网、物联网的芯片设计研发部署，推动32/28nm、16/14nm 工艺生产线建设，加快 10/7nm 工艺技术研发。

2016 年12 月，《信息产业发展指南》着力提升集成电路设计水平；建成技术先进、安全可靠的集成电路产业体系；重点发展12in 集成电路成套生产线设备。

（二）中国主要省（市）集成电路产业投资基金情况（基金名称金额 / 亿元成立时间）
北京市集成电路产业发展股权投资基金 3002014 年 7 月
海外平行基金 20 2015 年 7 月
上海市上海集成电路产业基金 500 2016 年 1月
福建省福建省安芯产业投资基金 500 2016 年2 月
南京市南京市集成电路产业专项发展基金 6002016 年 12 月
陕西省陕西省集成电路产业投资基金 300 2016年 8 月
湖北省湖北集成电路产业投资基金 300 2015年 8 月
合肥市合肥集成电路产业投资基金 100 2015 年 5 月
贵州市贵州华芯集成电路产业投资基金 182015 年 12 月
湖南省湖南国微集成电路创业投资基金 502015 年 12 月
厦门市厦门集成电路发展基金 500 2016 年 3月
四川省四川省集成电路和信息安全产业投资基金120 2016 年 3 月
无锡市无锡市集成电路产业发展基金 200 2017年 1 月
芯片制造大致有5 个主要环节，生产流程是以电路设计为主导，由芯片设计公司设计出芯片，然后委托芯片制造厂生产晶圆，再委托封装厂进行芯片封装、测试。

在核心技术仍被欧美等发达国家控制的情况下，中国自主芯片的发展之路仍困难重重，但表现也不乏亮点：
亮点一：产业链下游封装测试
我国封测产业高端化发展，通过内生发展+ 并购，实现技术上完成国产替代，是产业中最具竞争力环节。

基于我国在成本以及贴近消费市场等方面的优势，近年来全球半导体厂商纷纷将封测厂转移到中国，国内封测产业已经具备规模和技术基础，与业内领先企业技术差距逐渐缩小，基本已掌握最先进的技术，当前国内封测产业呈现外商独资、中外合资和内资三足鼎立
的局面，长电科技、华天科技、通富微电等内资企业已进入全球封测企业前20 名，并通过海
外收购或兼并重组等方式不断参与到国际竞争中，先进封装产能得到大幅提升。

亮点二：产业链上游芯片设计
IP( 知识产权) 依赖度仍较高，但自主芯片设计近年来实现快速发展。

芯片是电子信息产
业的基石，而芯片设计作为芯片产业链上游，是最具创新的重要环节，具有高投入、高风险、
高产出的特点。

近年来我国芯片设计领域异军突起，根据中国半导体行业协会统计，截至2017 年，中国芯片销售额为5412 亿元，同比增长23.1%。

其中，设计环节贡献同比增长26%，销售
额为2074 亿元，是三个细分领域里增长最快的。

我国目前芯片设计主要服务于通信领域，通信芯片销售额占2018 年芯片设计总销售额近50%，同比增速45%，在中国的十大芯片设计公司中，四家分布在珠三角，三家分布在长三角，
京津冀地区拥有其余三家。

（三）五大产业集聚区初步形成，区域产业发展各具特色
经过近10 多年的发展，国内芯片产业已形成以环渤海、长三角、珠三角、中西部、福建
沿海等五大产业区域为主的发展格局。

其中，以北京为核心的环渤海产业区重点布局设计和制
造领域，代表企业有北京兆易创新科技股份有限公司、大唐半导体科技有限公司、北京智芯微
电子科技有限公司、华大半导体有限公司等；以上海为核心的长三角产业区重点布局制造和封
测领域，产值规模位居首位，代表企业有中芯国际集成电路制造有限公司、上海华虹宏力半导
体制造有限公司、上海华力微电子有限公司、紫光展锐等；以深圳为核心的珠三角产业区重点
布局设计领域，产值规模位居第二，代表企业有深圳海思半导体有限公司、深圳市中兴微电子
技术有限公司等；以福厦泉为核心的福建沿海产业区重点布局设计和制造领域，代表企业有福
建省晋华集成电路有限公司、联芯科技有限公司等。

同时，以合肥、武汉、成都、重庆、长沙、西安为主的中西部产业区近年来也不断加强存储器制造、设计等领域部署，代表企业有合肥睿
力集成电路有限公司、长江存储科技有限责任公司、合肥晶合集成电路有限公司等，形成了五
大产业区联动发展的格局。

据统计分析，目前上海、南京、无锡、淮安、合肥、武汉、成都、
重庆布局的12 英寸晶圆生产线将达到全国新增12 英寸晶圆产线的80% 左右，全国将形成一
条“长江流域芯片制造产业带”。

（四）上中下游产业链基本形成，龙头企业不断成长壮大
截止到2017 年，中国芯片上中下游产业链基本形成，产业规模达到 5176 亿元，2017 年
同比增长19.4%。

其中，设计环节比重为38%，拥有海思、紫光展锐、中兴微电子等一批龙头企业，高端芯片设计能力与国际先进水平的差距逐步缩小，产业分布主要集中在深圳、上海、北京、杭州等地区。

制造环节比重为26%，与全球40% 的比重相比偏低，拥有中芯国际、华虹半
导体、华润微电子等龙头企业，其中中芯国际已经实现28nm 制程量产，落后7nm 制程的国际
先进水平2 ～ 3 代；同时，国内目前共布局了22 条12 英寸晶圆生产线（已投产8 条，在建14 条），主要集中在上海（4 条）、江苏（4 条）、北京（2 条）、福建（2条）、湖北（2 条）、安徽（2 条）和广东（2 条）等地区，广东的中芯国际和广州粤芯半导体技术有限公司
的生产线都在建设中。

封测环节比重为36%，拥有江苏新潮科技集团、江苏省南通华达微电子集团有限公司、华
天科技等一批龙头企业，部分企业封装技术接近国际先进水平，主要集聚在江苏、上海等地区。

在设备和材料领域，拥有浙江晶盛机电股份有限公司、中电科电子装备集团有限公司、深圳市
捷佳伟创新能源装备股份有限公司、浙江金瑞泓科技股份有限公司、南京国盛电子有限公司、
宁波江丰电子材料股份有限公司等一批龙头企业，部分关键装备和材料实现从无到有，产业分
布主要集中在北京、浙江等地区，但高端光刻机、刻蚀机、高纯大硅片、超高纯电子气体等高
端设备和材料仍然受制于人。

深圳是我国芯片产业发展的龙头城市，2018 年深圳芯片产业实现销售收入897.94 亿元，
占全国销售总额的13.75% ；其中，芯片设计业销售额为758.7 亿元，全国占比高达30.12%，
且培育出海思半导体、中兴微电子、汇顶科技、敦泰科技等行业龙头企业，在国内竞争格局中
独树一帜。

基于上述原因，美国在新一轮贸易战中将芯片产业作为遏制中国发展的主要抓手，
利用核心技术垄断优势对深圳华为、中兴等我国芯片产业龙头企业进行全供应链打压。

核心技
术缺失的发展短板在此轮中美贸易战中得到完全暴露，进一步坚定了深圳通过创新驱动实现芯
片产业崛起的发展决心和发展路径。

而在供给侧改革背景下，深圳芯片产业的创新驱动具有显
著的供给侧要素短板，加强供给侧体制改革成为决定深圳芯片产业创新成效的关键因素。

因此，在中美贸易战背景下，研究深圳芯片产业创新驱动的供给侧体制改革具有重大的国家战略意义
和迫切的本地实践需求。

（五）低端芯片基本可以自给，高端芯片长期依赖进口
虽然近几年中国的芯片产业取得了很大的发展，但由于中国芯片产业起步较晚，芯片的核
心技术、制造工艺、装备、材料、产业规模、龙头企业与发达国家仍有较大的差距。

目前，低
端芯片基本可以自给自足，如PC 主板、机顶盒、路由器、网卡、安防监控、音频、LED 等领
域的芯片，但处理器、控制器、存储器、逻辑芯片等数字芯片，以及放大器、标准模拟芯片、
特殊应用模拟芯片等模拟芯片，这些高端芯片基本上依靠进口。

此外，中国芯片产业市场集中
度较低，制造、设计领域的领军企业缺乏，关键装备和材料的龙头企业急需培育。

三、缺技术、缺人才不乏短板，消除高端芯片长期依赖进口局面仍然需时日
中国的经济实力是在最近十几年才爆发性增长的。

由于IC FAB 工厂所需投资额巨大，十
几年前中国实际上没有多少钱投入，水平落后是必然的。

再加上科研体制的问题，早期有一帮
公司靠打磨进口芯片冒充自己的产品，造成了极其恶劣的影响，首当其冲的就是“汉芯”，以
至于网上一有新闻说中国什么芯片获得突破，立即有人蹦出来说：是打磨掉人家的标打上自己
的标的吧? 这种情况直到近些年才有所改观。

首先看IC 制造FAB 企业的水平：中国目前(2018年初) 最先进的IC 制程工艺是中芯国际和厦门联芯的28 纳米制程。

厦门联芯的28 纳米良品率已经超过95%，而中芯国际的28 纳米
良品率还不高，实际上对这一工艺还没完全搞利索。

而中芯国际已经把14 纳米制程作为研发
重点，争取在2019 年底之前量产。

另外台积电在南京投资的16 纳米工厂， 2018 年底实现量产。

世界最先进水平如何？最近爆出的消息称，三星的7 纳米制程刚刚量产成功，而且是应用
了ASML 最先进的EUV 光刻机完成的。

而台积电没有使用EUV光刻机的7 纳米工艺要到今年底
才能量产，英特尔会更晚些。

使用EUV 光刻机未来可升级到更先进的5纳米制程。

这样看来，中国的IC 制程技术比世界最先进水平落后两代以上，时间上落后三年多( 台
积电和三星的14/16 纳米制程工艺都是在2015 年开始量产的)。

这实际上就是美国对中国大陆IC 制造设备的禁运目标。

IC 制造设备种类非常多，价格都非常昂贵，其中最重要的是光刻机。

光刻机的生产厂家并不多，在28 纳米以上线宽的时代，日本的佳能和尼康都能制造，但是IC 制程工艺进步到十几纳米以下时，佳能和尼康就落后了，基本退出了光刻机市场。

ASML 每年光刻机的产量只有不多的几十台,每台卖一亿多美元, 只能优先供应它的主要股东,对, 就那三个最先进的IC 厂家：三星, 台积电, 英特尔。

中国企业如果订货得排在后面等，交货期将近两年，交货后生产线调试，工艺调整还要一年左右，加到一起，从下订单到量产至
少要三年。

这样通过正常的商业逻辑和流程，就能达到美国政府制定的，让中国落后于最先进
IC 工艺至少三年的目标。

然而，中国IC 制程落后的最主要原因，在于没有足够的人才和技术。

即使把所有最先进
的生产设备都马上交给中国IC 制造企业，中国IC 企业在三年内也没有能力量产最先进的IC
制程。

事实上中芯国际目前就有14 纳米制程的全套设备，而他们的28 纳米制程都没完全吃透。

IC 生产工艺异常复杂，是人类目前生产的最复杂的产品，而中国懂这些技术的人才太少。

中国自己的大学微电子专业离业界先进水平太远，培养出的合格工程师太少。

这也解释了为什
么中国的IC 制造企业大量高薪挖台湾日本韩国的IC 制造人才。

指望买到最先进的生产设备，短时间就赶上世界最先进水平是不现实的。

技术的积累和人才的培养都需要很长时间。

深圳是芯片产业发展的前沿阵地。

深圳芯片产业创新发展的供给侧要素短板在于，美国在
贸易战中对深圳芯片产业实行全供应链封锁固然有政治考量，这种逆势而为的做法不得人心且
不可持续；但从产业自身而言，该行为本质上仍是利用技术优势对后发者实行产业打压，以进
一步巩固产业竞争优势，维护其垄断竞争利润。

基于该认知，深圳芯片产业突破美国全供应链
封锁的根本路径仍在于：加强产业创新以补齐芯片产业的核心短板，通过技术优势筑造竞争优势，进而实行差异化战略占领全球市场。

与此同时，深圳芯片产业发展还面临“内有追兵”的
竞争局势。

近年来全国已有北京、上海、南京、合肥、杭州、长沙、珠海、武汉、厦门等30
多个城市出台了芯片产业发展的扶持政策，地方政府设立的IC 产业基金合计超过4054 亿元，规划建设的芯片产业园建筑面积超过100万平方米，其中尤以合肥、南京、厦门等城市的发展
力度最大。

国内其它芯片城市的崛起既造成了人才分流、项目争夺、资金分散等资源竞争压力，同时也迫使深圳芯片产业为巩固市场竞争优势而加速创新步伐。

总之，在“外有封锁，内有追兵”的竞争形势下，深圳芯片产业加强创新发展已经时不我待。

我国颁布芯片产业发展政策的地区分布根据产业创新理论，产业创新需要投入一定的生产
要素，而现代西方经济学认为生产要素包括劳动力、土地、资本和企业家才能。

基于上述理论，将技术列为独立性生产要素，将劳动力和企业家才能合并为人才，将资本还原为资金，而忽略
对芯片产业创新影响程度较低的土地要素，从而得到人才、资金、技术等芯片产业创新的三类
供给侧要素。

在此基础上，全面分析深圳芯片产业在供给侧要素方面的不足之处，明确其加强
产业创新的供给侧短板，主要包括以下内容：
（一）专业人才供给不足
1 本土人才培养规模小
高等教育机构是培养基础人才和应用人才的核心力量，2017 年我国高等院校培养的芯片专业领域毕业生约20 万人，其中与集成电路强相关的微电子科学与工程、微电子学与固体电子学、集成电路设计与集成系统、集成电路工程专业毕业生在2 万人左右，为我国芯片产业发展
提供了重要的人才储备。

据不完全统计，目前深圳大学设置了物理与光电工程学院、电子与信
息工程学院、计算机与软件学院，深圳职业技术学院设置了电子与通信工程学院、计算机工程
学院，深圳信息职业技术学院设置了电子与通信学院、计算机学院、软件学院，三校分别累计
培养芯片产业人才约2100 人、1050 人、700 人，这对于深圳芯片产业近5.5万人的人才缺口
而言犹如杯水车薪，本土芯片产业人才培养数量严重不足。

2 应届人才供给质量低
我国每年20 万人的芯片专业高校毕业生中，真正成为芯片行业从业者的不到3 万人，就
业比例不足15%，这个问题在深圳芯片专业应届生中同样普遍存在。

与此同时，进入芯片行业
的应届毕业生还存在工作实践能力不足的显著问题。

根据多项调研反馈，深圳企业普遍反映高
校毕业生存在理论与实践脱节的问题，主要表现在理论知识较多而操作能力弱，所学知识跟不上企业产品更新与技术革新步伐，缺乏职场适应能力、抗压能力和人际关系协调能力等，人才素质无法有效满足芯片企业的发展需求。

3 外部人才引进环境恶化
深圳近十年的引才环境发生了许多不利变化，买房难、入学难、就医难成为目前横亘在深圳芯片产业青年人才面前的普遍难题。

上述三大民生问题极大降低了青年人才对深圳的城市归属感，加剧了深圳芯片产业招人和留人难题，进一步拉大芯片产业人才缺口。

（二）产业资本供给不足
1 中小企业自有资金短缺，发展成本不断攀升
芯片产业作为全球高新技术产业的代表，具有高投入、高产出的资本密集特征，产业的基础技术研发、高端制造装备采购、先进工艺运用等都需要数以亿计的资金支持。

而深圳芯片企业以中小型民营企业为主，自有资金严重不足。

2 产业引导基金起步晚，基金规模与产业规模不匹配
芯片产业是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业，其发展离不开国家的战略引导和财政扶持。

我国早在2014 年就设立了国家集成电路产业投资基金，目前基金规模已超过3000 亿元；全国近30 个省市出台了扶持芯片产业的优惠政策并设立芯片产业基金，扶持力度呈现明显梯队。

然而，政府芯片产业基金规模虽大，但直接投给企业的比例很小，且资金利用效率不高。

3 市场融资门槛高，融资渠道不通畅
市场融资主要方式包括申请银行贷款、上市公开募股和吸引社会风险投资。

而对深圳芯片产业而言，目前这三条社会融资渠道均不通畅。

我国主要地区的芯片产业基金规模属于中小企业和民营企业，具有发展规模小、市场风险高、信用资质弱、抵押物不足等中小企业的共同特征，因而在申请银行贷款时普遍面临银行惜贷、限贷约束，融资难、融资贵问题在短期内无法得到有效解决。

（三）先进技术供给不足
1 高等教育滞后，基础技术积累薄弱
高等院校是探索前沿理论和前沿技术、从事基础研究和技术发明的主要力量之一，对于高度依赖技术创新的芯片产业发展具有不可替代的作用。

深圳高等教育发展严重滞后，成为制约其创新活力的重要短板。

能力严重不足，要想在第三代半导体领域抢占技术制高点还面临巨大障碍。

2 区域协作欠缺
产业协同创新不强构建创新生态系统是提升区域创新能力的重要基础，也是通过发挥比较优势快速弥补创新短板的有效途径。

粤港澳大湾区是当前我国最具创新活力的区域，但长期以来受制于社会体制、管理机制、地域限制等因素而没有形成统一的创新生态系统，这在芯片产业发展上表现显著。

如在人才培养方面，深圳本可以利用香港、广州两地丰富的教育资源和强大的人才培养竞争力，弥补自身高等教育与人才培养先天不足的短板；但两地高校在芯片领域。