中国电子信息工程科技发展研究：我国集成电路产业热点亮点

中国工程院信息与电子学部最新发布的《中国电子信息工程科技发展研究》是电子信息领域蓝皮书系列。今年的蓝皮书延续上一年度成书模式，重点展现电子信息工程科技领域2018~2019年度增量，增加编写了集成电路、深度学习、工业互联网、下一代互联网IPv6等专题。本文分享“集成电路产业专题”之“产业热点亮点。 

产业热点

集成电路产业未来的热点应该与市场同步。未来的市场热点是5G 通信、云计算、物联网、大数据等，另外智能电网、智能交通、汽车电子等也是未来热点。

 

5G 通信技术是物联网、大数据及智能交通等的基础。未来几年的热点发展首推5G 通信。原因是5G 发展除了技术以外还需要两个支撑点，即庞大的市场和成本的竞争，而这两点正是我们特有的优势。技术层面看，5G 是一个技术飞跃，对我国芯片设计和制造技术提升有重要意义。5G对芯片制造工艺要求很高，5G 的ASIC 处理芯片通常需要10nm 以下的工艺技术。4G 到5G 的转换中，对滤波器的需求数量提高约20%。功放PA 将从2 通道发展为4 通道，市场需求数量有望翻一番，功放PA 的发展空间很大。为了向更高频率的信号输出发展，GeN 技术可能替代GaAs 技术。大规模MIMO 技术通信速率提高，终端由2 通道向4通道发展，天线的数量可能增加1 倍以上。由于射频开关、调节器与天线的通道数相关，4G 发展到5G 可能需要从2个天线数增加到4～8 个甚至更多天线。这使得国内的芯片制造企业、滤波器制造企业、PA 供应商和天线供应商有机会通过提升大生产技术来分享进口替代的巨大红利。

 

5G 对经济发展的驱动作用很大。据中国信通院的报告，预计2030 年在GDP 贡献方面，5G 将带动的总产值、增加值及就业机会分别为6.3 万亿元、2.9 万亿元和800 万个。5G 也是一个支撑性技术，智能手机、智能汽车、AR/VR、物联网等众多行业都离不开5G 的支持。同时，随着新的产业生态发展，对于5G 的需求必然迅速增长，从而进一步推动5G 基础设施建设，而集成电路也正是5G 基础设施所依赖的关键。根据赛迪顾问公布的数据显示，在5G 终端领域，2020 年和2022 年全球5G 终端将分别达到2000万和2 亿个。终端基带、射频等市场规模合计将超过500亿美元；在5G 基站方面，2020 年和2022 年全球5G 基站将分别达到90 万和180 万个，基站芯片/器件市场规模合计超过300 亿美元；在5G 核心网和传输网领域，基于SDN/NFV 通用硬件架构，传输网光模块容量升级。对于处理器和存储器市场需求规模将超百亿美元，对于光模块市场需求超百亿美元；5G 支撑的物联网领域，2020 年全球总量将达到260 亿美元。以NB-IoT/eMTC/Lora 为代表的物联网芯片市场规模将超百亿美元。5G 将有望成为推动物联网市场发展的主力，特别是在对于传输速度、时延、连接数量上有更高要求的物联网领域。总的来说，5G 设备制造商的网络和终端将为集成电路产业带来巨大的市场需求，将会拉动全球千亿美元的半导体市场规模。

 

我国在5G 领域除了已经具有市场和政策优势，还有先行优势。目前已经与全球电信运营商签署了25 项协议，以试验5G 设备。三大运营商和5G 通信设备提供商都在加速部署5G。一批国产手机芯片设计厂商正积极设计推出5G 手机芯片，我国手机厂商也有望首批推出5G 商用手机。根据CCS Insight 的数据，中国将在2022 年成为全球最大的5G 市场。预计2020 年中国5G 领域集成电路市场规模将超千亿元。显然，对于我国集成电路产业来说，5G 将有望成为其新一轮爆发式增长的主要推动力。

 

智能网联汽车是我国的产业发展机遇。随着传统汽车的电气化、感知化、智能化、网络化，新型的智能网联汽车对于半导体数量的需求越来越大，半导体在整车成本中的占比也越来越高。根据赛迪公布的数据，2005 年汽车电子成本占比仅有20%，而现在的新能源汽车的电子成本已经提高到了 50%以上。汽车的电气化、感知化、智能化、网络化，将带动功率器件、传感器、ADAS 芯片、射频芯片等市场需求的快速增长。

产业亮点

  

归纳起来，近年来我国集成电路产业发展的主要亮点有以下几个方面：

 

1

规模增长迅速

根据中国半导体行业协会(CSIA)的数据，2007～2017 年这10 年间中国集成电路产业规模年复合增长率超过全球的两倍，达到了15.8%，远高于全球半导体市场6.8%的增速。2017 年国内整个半导体市场规模已达16708.6 亿元，同比增长17.5%，我国半导体市场区域已经成为全球最大和贸易最活跃的地区之一。根据赛迪公布的数据，2018 年1～3 月中国集成电路产业销售额就达到了1152.9 亿元，同比增长20.8%。其中设计业同比增长22%，销售额为394.5 亿元；制造业同比增长26.2%，销售额为355.9 亿元；封测业同比增长19.6%，销售额为402.5亿元。2018 年1～6 月，中国集成电路产量高达849.6 亿块，同比增长15%；产业销售额达到2677.7 亿元，同比增长21.6%。其中设计业销售额为963.5 亿元，同比增长20.2%；制造业销售额为741.7 亿元，同比增长26.3%；封测业销售额为972.5 亿元，同比增长21.6%。其中设计、制造和封测增速都超过20%。

 

2

结构趋于合理

根据赛迪在2018 年8 月24 日的“半导体产业高端论坛”上公布的数据(来自国家统计局)，2008年封测业占比高达50%，制造业占比也高达31%，设计业只占了19%。通过10 年的调整发展，到2017 年，全国的设计业占比已经大幅提升到了38%，制造业占比降至了27%，封测业也降至了35%。这三大部分的占比变得越来越接近，其中设计业的发展较快，2017 年增速高达24.8%。

 

3

龙头企业实力大幅提升

在中国集成电路产业整体快速发展的同时，中国集成电路企业实力也得到了显著提升。数据显示，2017 年中国大陆进入全球前50 大集成电路设计企业的数量达到了10 家。对于芯片代工市场，2017年中芯国际销售额达31.01 亿美元，同比增长6%，进入了全球第五名；华虹集团销售额达到了 13.95 亿美元，同比增长18%，位列第七。在封测领域，长电科技并购星科金朋之后，成了全球第三大封测企业。而这些国产集成电路企业在设计、制造、封测领域所取得的成绩，也反映了中国集成电路产业在各个主要领域的长足发展。

 

4

创新能力明显提升

创新能力主要表现在设计能力(比如华为的麒麟980 已经使用在刚上市的MATE20 上)、制造工艺水平(中芯国际14nm 已经开始导入客户端，预计很快将会量产)、存储器(长江存储的32 层3D NAND Flash已量产，且很快会量产64 层128G 3D 存储)、封装测试(先进封测规模占比已提升至30%)、装备材料(清洗设备、介质刻蚀机、CMP 研磨机、离子注入机、封测设备等实现突破，8 英寸硅片、光刻胶、铜电镀液、金属靶材等关键材料实现销售，部分细分领域进入全球主流)。而装备材料技术衍生效应显著，反过来又对光伏、LED、平板显示等泛半导体行业的发展形成制造的硬件支撑。

 

另外创新能力还体现在发明专利和研发团队建设中。近年来共申请了2.3 万余项国内发明专利和2900 多项国际发明专利，初步形成自主知识产权创新体系。建设了6 个高水平公共研发平台和8 个产业创新联盟，推动了创新链的形成和产业体系的建立。凝聚了一支具有综合实力的攻关队伍。科研机构研究水平大幅提升。2018 年集成电路设计业共有企业1380 家，销售过亿元企业83 家，科研人员约16 万人；集成电路制造业共有企业37 家，科研院所45家，科研人员近1.3 万人；集成电路封装业共有企业34家，科研院所37 家，科研人员近1 万人；集成电路装备和材料领域共有企业101 家，科研院所45 家，科研人员近1.3 万人。

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END

 

本文摘编自《中国电子信息工程科技发展研究：集成电路产业专题》（中国信息与电子工程科技发展战略研究中心著．北京：科学出版社，2019.5）一书，有删减，标题为编者所加。

ISBN 978-7-03-060675-4

责任编辑：赵艳春

 

本书简要分析了集成电路产业先进国家和地区的成功经验，介绍了产业发展的特点，结合我国发展现状，提出除了资金和人才两大因素以外，集成电路产业发展存在三大挑战，即战略和产业的双重性、极小和超大的技术性，以及超长生态链产业链完备性的挑战；其中生态链产业链的挑战较为严峻。书中分析了全球产业规模和技术发展趋势，并列举了近年来我国集成电路产业蓬勃发展的亮点，同时客观给出了我们与世界先进水平的差距。在创新驱动发展中，需要重视商业模式、核心技术及技术路线创新。在芯片制造技术发展中，既要探索高端工艺，也要重视成熟工艺的研发。在产业追赶发展过程中，保持战略耐心和持之以恒的努力是必不可少的。本书的工作成果同时包含了科技前沿技术研究成果和部分产业现状，对国家不同层面和不同领域的各界专家学者、工程科技管理人才、科研工作者、在校相关专业学生的工作和学习具有较高的参考价值。

中国电子信息工程科技发展研究

中国工程院是国家工程科技界最高荣誉性、咨询性学术机构，把握世界科技发展大势，围绕事关科技创新发展的全局和长远问题，为国家决策提供科学的、前瞻的和及时的建议。履行好国家高端智库职能，是中国工程院的一项重要任务。为此，中国工程院信息与电子学部在陈左宁副院长、卢锡城主任和学部常委会的指导下，第一阶段(2015 年年底至2018 年6 月)由邬江兴、吴曼青两位院士负责，第二阶段(2018 年9 月至今)由余少华、陆军两位院士负责，组织学部院士，动员各方面专家300 余人，参与《中国电子信息工程科技发展研究》综合篇和专题篇(以下简称“蓝皮书”)编撰工作。编撰“蓝皮书”旨在分析研究电子信息领域年度科技发展情况，综合阐述国内外年度电子信息领域重要突破及标志性成果，为我国科技人员准确把握电子信息领域发展趋势提供参考，为我国制定电子信息科技发展战略提供支撑。今年的蓝皮书重点展现电子信息工程科技领域2018~2019年度增量，增加编写了集成电路、深度学习、工业互联网、下一代互联网IPv6等小册子。

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（本文编辑：刘四旦）

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