集成电路产业形态的演变和发展机遇

集成电路产业形态的演变和发展机遇

王熳菲1140302105 新技术的涌现和重大发明、发现推动社会文明的不断进步，人类社会从最初的石器时代发展到青铜器时代、蒸汽机时代、电气时代，直至当今的信息时代。集成电路技术的不断进步推动着计算机等产品的更新换代，同时也推动着整个信息产业的蓬勃发展。连续10余年来，中国大陆集成电路的进口额已超过石油的进口，2011年达到1702亿美元。集成电路产业已经凸显为我国最重要的战略产业之一。

1.集成电路产业的战略意义

集成电路产业是最能体现知识经济特征的高技术产业。一是产业结构的不断演变，经过几十年飞跃式的发展，集成电路产业从最初以“全能型”企业为主体的产业结构，转变为产业集群与专业垂直分工越来越清晰的产业结构，这也是从综合发展模式向专业发展模式的演变，这种产业结构的变化是为了适应激烈的竞争、实现最大价值的内在要求。二是技术对市场的贡献度逐渐加大，集成电路是技术和市场共同驱动的产业，全球半导体企业对先进工艺的研发工作一直没有停滞，按照ITRS路线图，至2012年时已经达到22纳米，未来还有14纳米、10纳米和7纳米3个可能的工艺节点。技术的飞速发展带动了市场规模的扩大和相关产业的进步。

2.世界集成电路产业发展的形态演变

全球集成电路产业格局受到技术升级和金融危机的双重影响，正在进行新一轮的产业升级和格局调整，在技术转移、技术工艺、产业生态等方面呈现出了新的特征与趋势。

2．1地区形态：世界集成电路产业转移延续“雁型模式”

日本经济学家赤松要在1956年提出了产业发展的“雁型模式”，描述产业产生、发展的动态传导过程。在过去的近半个世纪，世界集成电路产业经历了两次产业转移：第一次在20世纪70年代末，从美国转移到了日本，造就了富士通、日立、东芝、NEC等世界顶级的集成电路制造商；第二次在20世纪80年代末，韩国与我国台湾成为集成电路产业的主力军。继美国、日本之后，韩国成为世界第三个半导体产业中心。同时，世界集成电路的区域外包与产业转移也伴随着一定的技术特征。第一阶段的产业转移主要为封装测试环节，如美国飞兆半导体公司率先将封装环节转移到了香港。第二阶段的产业转移主要为制造环节，中国、马来西亚、韩国、新加坡都成为世界集成电路的制造大国。第三阶段为设计环节外包。近几年来，随着亚太地区集成电路产业的飞速发展，美国集成电路企业开始逐渐将部分设计环节外包，形成了世界集成电路产业转移的第三阶段。目前，凭借巨大的市场需求、较低的生产成本、丰富的人力资源，以及稳定的经济发展和优越的政策扶持等众多优势条件，中国已经成为亚太地区集成电路制造和消费大国，亚洲制造从某种程度上正被“中国制造”取代。未来，随着全球集成电路制造技术的发展和制造成本等条件的变化，以及中国集成电路产业技术能力的提升，中国将承接更多高附加值的集成电路技术环节，而集成电路传统制造业将呈现出产业再次向外转移的趋势，由中国等发展中国家向后发展中国家逐步转移。

2．2技术形态：世界集成电路产业“后摩尔时代”的多样化选择

自1965年提出“摩尔定律”以来，世界半导体产业一直朝着更高的性能、更低的成本、更大的市场方向发展。然而，随着半导体技术逐渐逼近硅工艺尺寸极限，摩尔定律“芯片集成度约每隔两年翻一倍，性能提升一倍”的预测受到挑战。为此，国际半导体技术路线图组织(ITRS)在2005年的技术路线图中，提出了“后摩尔时代”的概念。

全球集成电路技术的发展呈现出以下趋势：一是延续摩尔定律，芯片特征尺寸沿着不断缩小的方向继续发展。基于投资规模和技术研发成本的考虑，放弃超小型化制造技术的芯片厂商日益增多，转向fablite，高阶制程将掌握在少数几家企业手中，芯片制造呈现聚拢趋势；二是超越摩尔定律(More than Moore)，开发新的半导体材料，运用电子电路技术和电路设计等的概念，在物理结构和器件设计方面产生新的突破，如三维封装、3D晶体管结构等；三是为满足小型化而产生系统集成技术，不断扩展应用半导体技术，带动光伏产业、半导体显示等产业的迅猛发展，产生了“泛半导体技术”的概念。

未来十年，应用需求依然是集成电路产业发展的主要驱动力。相对于先进的半导体工艺，为了满足应用市场产品需求，模拟集成电路技术和特色半导体工艺也是“后摩尔时代”的选择方向之一。

2．3产业形态：IDM和Fabless模式成为主流,产业整合趋势明显

自20世纪50～60年代起，集成电路产品从小规模集成电路逐渐发展到现在的特大规模集成电路，整个集成电路产品的发展经历了传统的板上系统到片上系统的过程。在这一历史过程中，世界集成电路产业为适应技术的发展和市场的需求，其产业结构经历了三次变革。第一次变革是以加工制造为主导的集成电路产业发展的初级阶段；第二次变革体现为以制造加工为主的代工型企业与专注芯片设计的集成电路设计企业的分离发展；第三次变革则出现“四业分离”的集成电路产业，即形成了设计业、制造业、封装业、测试业独立运营的局面。

全球集成电路产业的最初形态为垂直整合的运营模式，即企业内设集成电路的制造部门，仅用于满足企业自身产品的需求。集成设备制造商模式(IDM)是继垂直整合模式后发展的新模式，是指集成电路制造商自行设计与销售由自己的生产线加工、封装、测试后的成品芯片。与垂直整合模式不同，IDM企业的芯片产品是为满足其他系统厂商的需求。一个典型的例子是美国的英特尔公司，其第一款产品是为IBM公司大型计算机提供的存储类芯片。IDM模式的优点在于IDM厂商可以根据市场特点制定综合发展战略，可以更加精细地对设计、制造、封装每个环节进行质量控制。IDM模式不需要外包并且利润较高，但其劣势在于投资额加大、风险较高，要有优势产品做保证。并且IDM模式的技术跨度较大，横跨了三大环节，企业不仅要考虑每个环节的技术问题，而且要综合协调三大环节，加大了企业的运营难度。随着国际半导体产业的不断演变，国际IDM大厂外包代工的趋势日益明显，逐渐催化了晶圆代工厂商模式。晶圆代工厂商模式是指集成电路设计工作与标准工艺加工线相结合的方式，即设计公司将所设计芯片的最终物理版图交给芯片加工企业，也就是外委工厂加工制造。同样，封装测试也委托专业厂家完成，最后的成品芯片作为集成电路设计公司的产品而自行销售。

随着集成电路产业技术日新月异的发展，以往集成电路制造商所凭借的技术优势因素逐渐消失。就目前而言，每一家集成电路企业均大致在同一时间掌握相同的工艺技术，对系统设计诀窍的掌握取代了对工艺技术的掌握，成为各个集成电路企业之间的差异所在。面对新的变革和挑战，全球集成电路企业必然要选择新的整合关系和生产模式，通过研发、设计、制造和营销等职能的细化分解，寻求更先进的生产模式，充分迎合本土市场需求，从而更好地迎接全球竞争的挑战。

2．4商业形态：制造业服务化成为集成电路产业发展新方向

制造业服务化趋势是社会经济发展和技术进步的必然结果。随着信息技术的发展和企业对“顾客满意”重要性认识的加深，世界上越来越多的制造业企业不再仅仅关注实物产品的生产而是专注于设计产品的整个生命周期。服务环节在制造业价值链中的作用越来越大，制造业企业正在转变为某种意义上的服务企业，产出服务化成为当今世界制造业的发展趋势之一。就单纯集成电路制造而言，在同质化竞争加剧和个性化需求增多的全球市场环境下，通用集成电路产品制造的附加值越来越低，集成电路制造业的高端价值增值环节已经向产品研