1.1.3 我国软件与集成电路行业发展的三个十年
1)半导体的第三次转移走向中国
纵观全球半导体产业60多年的发展历程,其完成了两次明显的半导体产业转移:第一次是从美国转向日本,第二次是从日本转向韩国与中国台湾,目前明朗的是第三次转移,产业逐渐转向中国大陆(17),我国迎来了产业发展的新机会。详细事件如表1-6所示。
表1-6 半导体产业的三次转移
续表
如图1-6所示,半导体产业的这三次转移基本上经历了六个时代。首先是军工需求带动的时代,然后是军用时代带动了家电时代,军工与家用的结合产生了个人计算机,我们进入了个人计算机时代,计算机进一步微缩使我们进入手机时代,手机的普及产生的大量数据、庞大的市场又推动各种传感器的和应用产生,于是万物互联的时代开启了。庞大的电子消费推动半导体产业的发展,在功耗和价格不断下降的前提下算力逐渐提升,智能时代来临了。
图1-6 半导体产业的三大转移
资料来源:EDN电子技术设计、全球半导体转移启示录
半导体产业第三次转移的时代背景是智能手机和AIoT(18)的发展,由于技术复杂性进一步提高以及全球不同区域优势的差异化,开始细分为更多的赛道,其中芯片设计就是最为典型的细分市场。这使我国开始思考在半导体产业越发细分的今天,如何进行有利于局势发展的规划。从过去几年来看,中兴和华为事件的刺激加速了中国大陆本土晶圆制造和IC设计产业的发展,源自大学的RISC-V开源微处理器架构(ISA)在国内也开始流行起来。
集成电路作为电子信息产业的核心,是支撑国家经济社会发展的战略性、基础性、先导性产业。数字时代对通信容量及算力的需求几乎是无穷无尽的。随着5G的发展,这种趋势更是如此。虽然大众消费品手机的更换频繁已经下降,但半导体将要更好地满足万物互联和高性能计算的需求,这都是工业革命4.0重要的基础架构。
如图1-7所示,我国集成电路的产业发展大致可分为三个阶段。2013—2018年,我国集成电路产量逐年增大。据国家统计局数据显示,2018年我国集成电路产量达1717亿块,同比增长9.7%。同时集成电路行业核心技术也取得了突破,芯片设计水平提升了2代,制造工艺提升1.5代,像32纳米、28纳米的工艺都实现了规模化的量产。
图1-7 中国集成电路行业发展历程
资料来源:前瞻产业研究院
2)鼓励软件与集成电路产业发展的“三个十年”规划
我国高度重视集成电路行业的发展,出台了多项政策。回顾发展历程,我国从国家宏观政策层面推动软件及集成电路行业融合发展已有“三个十年”的战略部署。第一个十年是从2000年开始,国务院印发了《鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》,明确软件产业和集成电路行业作为信息产业的核心和国民经济信息化的基础,越来越受到世界各国的高度重视。我国拥有发展软件产业和集成电路行业最重要的人力、智力资源,面对加入世界贸易组织的形势下,通过制定鼓励政策,加快软件产业和集成电路产业发展,是一项紧迫而长期的任务,意义十分重大。
第二个十年是从2011年开始,《国务院关于印发进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》发布,再次重申这两个产业的重要性,明确软件和集成电路产业是国家战略性新兴产业,是国民经济和社会信息化的重要基础。虽然发展快速,产业规模迅速扩大,技术水平显著提升,有力推动了国家信息化建设,但与国际先进水平相比,我国软件和集成电路产业还存在发展基础较为薄弱、企业科技创新和自我发展能力不强、应用开发水平亟待提高、产业链有待完善等问题。因此,需要进一步优化软件和集成电路产业发展环境,提高发展质量和水平,培育一批有实力和影响力的行业领先企业。随后,2014年《国家集成电路行业发展推进纲要》出台,国家集成电路行业投资基金(简称“国家大基金”)成立。
第三个十年是从2020年开始,国务院印发《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展若干政策的通知》(后文简称《若干政策》),提出探索构建社会主义市场经济条件下关键核心技术攻关新型举国体制,开创我国集成电路行业发展新时期。《若干政策》指出:我国集成电路和软件产业快速发展,有力支撑了国家信息化建设,促进了国民经济和社会持续健康发展。为进一步优化集成电路和软件产业发展环境,深化产业国际合作,提升产业创新能力和发展质量,中国芯片自给率要在2025年达到70%。从2000年的“18号文”,到2011年的“4号文”,再到2020年的“8号文”,政策的产业聚焦是一脉相承的。产业发展的政策环境有了长期性和延续性,就允许企业的发展有一个持续积累和厚积薄发的过程。与此同时,《若干政策》也作了与时俱进的更新,以集成电路领域的制造工艺为例,国家将对集成电路线宽小于28纳米(含),且经营期在15年以上的集成电路生产企业或项目,给予企业所得税等方面的优惠,这体现了紧贴时代发展的科学态度。《若干政策》还涉及集成电路全产业链,材料、装备、封测等环节在“4号文”和“18号文”几乎没有涉及。
这三个十年呈现的态势非常清晰:第一个十年是认识到集成电路和软件产业的重要性、紧迫性和长期性;第二个十年是认清自身不足并明确需要通过科技创新来弥补短板,缩短与国际的差距;第三个十年是深化国际合作并提升质量。
2020年11月,中国共产党第十九届中央委员会第五次全体会议通过了《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》,正式将集成电路写进中国“十四五”规划,旨在健全我国社会主义条件下新型举国体制,打好关键核心技术攻坚战,突破我国在集成电路领域的关键技术难关。
2021年3月12日,《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标纲要》(以下简称《纲要》)发布,集成电路位列7大科技前沿领域攻关的第3位。《纲要》特别指明集成电路攻关方向包括:集成电路设计工具,重点装备和高纯靶材等关键材料研发,集成电路先进工艺和IGBT(19)、MEMS(20)等特色工艺突破,先进存储技术升级,碳化硅、氮化镓等宽禁带半导体发展。《纲要》在第八章第三节推动制造业优化升级中提出:培育先进制造业集群,推动集成电路、航空航天、船舶与海洋工程装备、机器人、先进轨道交通装备、先进电力装备、工程机械、高端数控机床、医药及医疗设备等产业创新发展。《纲要》在第十五章第一节提出:聚焦高端芯片、操作系统、AI关键算法、传感器等关键领域,加快推进基础理论、基础算法、装备材料等研发突破与迭代应用。加强通用处理器、云计算系统和软件核心技术一体化研发。加快布局量子计算、量子通信、神经芯片、DNA存储等前沿技术,加强信息科学与生命科学、材料等基础学科的交叉创新,支持数字技术开源社区等创新联合体发展,完善开源知识产权和法律体系,鼓励企业开放软件源代码、硬件设计和应用服务。
2021年5月14日,国家科技体制改革和创新体系建设领导小组第十八次会议在北京召开。本次会议专题讨论了“面向后摩尔时代的集成电路潜在颠覆性技术”。近年随着芯片工艺不断演进,硅工艺发展趋近于其物理极限,晶体管尺寸缩减的技术要求和研发投入越发高昂,目前手机已普及,消费电子移动通信对算力增长要求有限,后期主要是靠5G和AI所需要的海量云算力需求来拉动。越来越多的人认为摩尔定律放缓,因此超摩尔或后摩尔时代概念随之而出,而后摩尔时代的潜在颠覆性技术,可以理解为绕过现有主流技术推演的新技术路径,对这个路径的普遍理解是不再跟随以晶体管制造工艺节点(即多少纳米)为对标的技术路线。事实上,截至2022年年中,不仅是我国,全球除了台积电和三星没有第三家芯片厂商可以量产5纳米芯片。
2000—2022年的二十多年间,国家针对集成电路行业出台的政策主要内容请扫码查看。
3)二级市场资本发展迅速
智研咨询公布的2021年11月中国半导体及元件行业上市企业股票市值排名榜显示,在A股市场共有128家半导体及元件上市公司,包括51家集成电路企业、35家印制电路板企业、19家半导体企业、12家被动元件企业和11家分立器件企业,总市值高达4.28万亿元。自2019年7月22日科创板开板运行以来,半导体公司纷纷在科创板开启上市征程。中国A股半导体及元件行业上市公司十强如表1-7所示。
表1-7 中国A股半导体及元件行业上市公司十强
注:业务准确介绍请参见其公司官网;资料来源:智研咨询
另据不完全统计,截至2021年年底,整个半导体产业约有52家公司在科创板上市,占科创板上市公司总量的17%,占同期各市场板块国内半导体企业IPO总数的70%以上。
2022年2月28日,国新办举行促进工业和信息化平稳运行和提质升级发布会,工业和信息化部总工程师、新闻发言人田玉龙在会上表示:
● “十三五”中国集成电路产业发展总体是非常骄人的,产业规模不断增长。据测算,2020年我国集成电路销售收入达8848亿元,平均增长率达20%,为同期全球集成电路产业增速的3倍。
● 技术创新上也不断取得突破,制造工艺、封装技术、关键设备材料都有明显大幅提升。企业实力稳定提高,在设计、制造、封测等产业链上涌现出一批新的龙头企业。
● 我国高度重视芯片产业、集成电路产业,发布了促进集成电路产业和软件产业高质量发展的政策,全面优化完善高质量发展芯片和集成电路产业的有关环境政策。
● 从未来看,集成电路仍然是高度的全球化产业,也凸显了加强全球产业链、供应链合作的重要性。各国产业界加强分工协作,只有这样才能推动集成电路技术的不断进步、市场规模的不断扩大。我国是全球规模最大、增速最快的集成电路市场,为全球企业发展提供了广阔的市场机会。同时也是集成电路重要的生产国和提供者,一直为全球的集成电路产业作出贡献。因此,保证产业链、供应链的稳定,不仅是为中国的自给自足提供支持,同时也是为全球的发展提供资源。我们继续欢迎全球集成电路产业加大在华的投资,开展多种形式的合作,共同为稳定全球集成电路产业链、供应链作出贡献。我们也要继续为国内外的集成电路企业提供良好的政策、市场环境,平等对待各类市场主体,依法给予内外资同等待遇,特别是加强知识产权保护,共同推动集成电路产业的创新发展,维护全球集成电路产业链、供应链的稳定。