合肥打造中国IC之都布局策略、产业链分析及推进对策
2017-01-24蒋晓岚
蒋晓岚
(安徽省社会科学院,安徽 合肥 230051)
合肥打造中国IC之都布局策略、产业链分析及推进对策
蒋晓岚
(安徽省社会科学院,安徽 合肥 230051)
中国集成电路市场份额过万亿,但是60%依赖进口或外资企业。2013年《合肥市集成电路产业发展规划(2013~2020年)》提出,2020年建成全国最大的非数字芯片生产基地,集成电路制造及设计产出全国前五,打造具有国际影响力的“中国IC之都”。短短5年,集成电路产业从零开始,引进了龙头企业、完成了产业链布局,进入了国家产业规划。但是在强手如林的竞争中占据领先地位,确立合肥集成电路产业未来创新发展方向及推进对策,需要认真考量。
合肥 中国IC之都 产业战略布局 产业链分析
一、合肥打造中国IC之都的战略布局
(一)国内集成电路产业发展状况
1.国内集成电路市场快速增长,但是供给严重不足
2001-2016年,中国大陆集成电路市场规模由1260亿元增至12000亿元,占全球市场份额的60%。[1]据前瞻数据库,大陆集成电路进口额达2271亿美元,出口金额为613.8亿美元,贸易逆差1657亿美元。[2]且出口产品主要生产者为产品资源全球配送的合资企业。从进口产品来看,微处理器和控制器是占比最大,其次是存储器,放大器。
2.国内集成电路制造产能快速扩张,但是先进成熟产能严重不足
受市场需求及投资拉动双带动影响,2017年,国内6座集成电路晶圆厂投产,到2018年高峰期将达到13座,多数为晶圆代工厂。国际半导体协会SEMI估计,2017年~2020年,预计全球投产62座半导体晶圆厂,其中中国26座,占42%。[3]
国内集成电路制造落后世界领先水平两代以上,先进成熟工业产能严重不足。在集成电路市场需求中,28纳米及以下IC产品占据55%。而国内产能虽占全球14.6%,但28纳米以下产能仅占全球的1.4%。[4]
3.国内集成电路行业结构趋于优化,但是设计业能力依然不足
近年来国内集成电路设计业、制造业占比提高,结构不断优化。2016年芯片制造业销售额1126.9亿元,增长25.1%,占全球份额33.5%。设计业销售收入1644.3亿元,增长24.1%,占全球份额提升至27.82%。国内IC设计公司从2014年的681家增至1362家。深圳海思、紫光展锐、大唐微电子、南瑞智芯等11家中企入列全球前50名IC设计企业,进入了前10名的深圳海思销售额300亿元、紫光展锐125亿元。[5]
但是IC设计业能力依然不足。由于缺少知识产权,国内代工厂IP核供给不足,设计业缺少关键IP核设计能力;国内系统级芯片SOC设计严重依赖第三方IP核及具备成熟IP核的工艺资源;国内IC设计缺乏自主定义设计流程的能力,还不具备COT(客户拥有加工工具)设计能力,主要依靠工艺技术的进步和EDA工具的进步。
(二)国内集成电路行业竞争格局
1.国内集成电路产业基地及其成长状况
中国集成电路产业布局形如大雁。雁头是上海、长三角地区,左翼是从环渤海到西安,右翼是福州、厦门到深圳;雁体正中是武汉。上海集成电路拥有中芯国际、华力微电子、展讯通信、复旦微电子等著名企业,2016年产值过千亿元。政府基金500亿元,其中制造、装备材料、设计业并购基金分别为300亿元、100亿元。目标是促进设计、制造、装备材料、封装测试联动发展。2016年,南京吸引台积电12英寸晶圆生产线落户,形成制造、设计、封装测试等协同发展。预计2020年销售收入500亿元,年均增幅60%以上。[6]
深圳集成电路设计业居全国首位,2016年企业155家,产值430亿元,占比26.8%。[7]深圳的活力在于拥有海思半导体、中兴微电子、敦泰、汇顶、国民技术、国微、华润半导体等一批本土强势企业群体,其中海思通信基带SOC芯片性能与高通骁龙821相当,敦泰和汇顶触控芯片销售额全球前三,江波龙是存储器行业龙头。[8]
武汉是国家集成电路四大产业集聚区之一。立足集成电路制造,2016年政府设立300亿元产业基金,推进武汉光谷集成电路产业园、宜昌磁电子产业园建设。东湖高新区组建国际微电子学院、集成电路工业研究院、国家IP交易中心,着力打造世界级集成电路产业创新中心。2016年,投资240亿美元的国家存储器生产基地开工,预计2020年月产能30万片,2030年月产能100万片。届时产能将进入世界前五,与韩国三星相当。[9]
2.产业并购活跃,国际先进技术、资金加速转移
60年来,全球集成电路产业起源壮大于美国,发展于日本,加速于韩国及我国台湾地区,目前呈现向中国大陆转移趋势。跨国企业近年调整在华策略,由独资经营向技术授权、战略投资、先进产能转移、合资经营等方式转变,国际合作层次提高,产业并购风涌。
2014年中芯国际得高通援手,制造工艺从40纳米提至28纳米。2015年中芯国际又与高通、华为、比利时微电子研究中心成立合资公司,合作研发14纳米工艺。藉此,中芯国际成为全球第五家启动7纳米工艺研发的企业。2016年收入增长30%,达到29亿美元。手机芯片设计公司展讯通信,2014年被紫光集团收购,其后获得英特尔注资90亿元美元、国家基金100亿元。2016年展讯收入120亿元,占全球基带芯片市场27%,列高通、联发科之后,全球第三。[10]
(三)合肥集成电路产业战略布局
1.采取并购方式,取得核心技术和相关市场
2015年3月,合肥产投集团参与中信并购基金与北京建广资产管理公司主导的荷兰恩智浦旗下两块业务并购,总金额45.5亿美元,对具有全球领先地位的国际资产、国际团队、国际技术专利和研发能力实施的并购,成为当年中国十大高科技跨国并购交易项目。[11]总部位于荷兰的恩智浦公司是世界500强企业,拥有最先进的射频芯片技术,高功率射频功率放大器是高附加值、高技术含量、高利润率产品,市场占有率全行业第一。
本次收购涉及103个专利族、303项专利,实现了知识产权完整的跨国转移。根据收购协议约定,恩智浦公司未来将研发中心、区域总部、新增产能基地落户合肥,填补国内高端芯片技术空白,提升合肥集成电路行业规模化优势和技术领先优势,提升半导体产业链价值。
2.采取合作方式,建成集成电路晶圆制造基地
存储器制造曾使日本IC产业超越美国,也是韩国赶超的关键。全球存储器产业高度集中,前5大公司三星、SK海力士、美光、东芝、西数(闪迪)营收占市场份额95%以上,其中韩国三星超过50%。1980年代后起的台湾地区,以独创的芯片代工found模式取代芯片全能制造IDM模式,迅速成为国际集成电路制造重要基地。
2016年6月,合肥产业投资控股(集团)成立全资子公司合肥长鑫集成电路有限责任公司。合肥长鑫与台湾力晶合作成立合肥晶合公司,投资12英寸晶圆生产线。根据协议,台湾力晶2016年开始逐年以不超过投资总额10%的资金及技术作价入股晶合集成,在合肥投入0.15、0.11微米与90纳米制程,并争取逻辑代工商机,但是最终持股不超过50%。据业界评估,该项目将使合肥集成电路产业发展一跃10年。[12]
3.采取IDM模式,跨进存储器制造研发基地前列
近年来IDM模式又重新受到重视。相对于代工模式,IDM模式可掌控IC产品产出全过程,包括那些专有技术,且IDM模式企业容易成为产业龙头。但IDM模式投入远高于代工模式。2016年,合肥长鑫与北京兆易创新集成电路公司合资成立合肥睿力公司,上马DRAM项目,实现DRAM自主制造零突破。合肥睿力项目占地面积1582亩,一期总投资额80亿美元,2018年12英寸晶圆全面达产。二期启动存储器研发设计即DRAM项目。
据IC Insight2017年4月预测,2017年全球DRAM销售额为573亿美元,增长39%;中国消耗的DRAM占比约30%。目前大陆有3家存储器领航企业,武汉长江存储做32层的3D NAND;福建晋江的晋华,利用台联电技术,由32纳米启步,做利基型DRAM。前应用材料公司亚洲副总裁及中芯国际前执行长王宁国的合肥睿力,做19纳米DRAM。[13]
业内专家评估,合肥睿力19纳米制程属于全球先进的DRAM技术,比三星低1代,而长江存储技术差2代以上。合肥睿力也是三家进度最快的。2018年达产后,按月产能10万片,成品率85%,每个晶园2000-3000美元计算,再加上封装,测试等,预测2020年销售额30亿美元,有望成为全球DRAM第四大企业,可实现15%以上的DRAM国产化率。[14]
二、合肥集成电路产业产业链分析
截至2017年一季度,合肥集成电路在建重点项目总投资超过400亿元,在谈项目总投资超过1700亿。合肥成为全国少数拥有集成电路设计、制造、封装测试及设备材料全产业链城市,其产业链价值体现在以下方面。
(一)层次丰富的研发服务体系
1.建立集成电路设计公共服务平台ICC
2016年合肥投资4500万元,在高新区建设集成电路设计公共服务平台ICC,包括EDA工具服务平台、IC测试与分析服务平台、人才培训服务平台、IP核资源共享和MPW服务平台。[15]
2.构建产业创新平台及企业研发中心
依托中科大先研院、合工大智能院等搭建了一批仪器设备先进、技术实力雄厚的专业平台、企业技术中心和重点(工程)实验室,包括合肥集成电路服务中心、国家专用集成电路设计与工程技术研究中心、微电子测试平台、智能传感系统工程实验室等26个。
在政府基金等第三方推动下,由联发科技、杰发科技、北京君正、群联电子、敦泰科技、合肥兆易等龙头企业联合成立研发中心,加强集成电路产业关键技术的研究。近3年来,集成电路产业累计转化科技成果400余项,其中授权发明专利30多项。
3.以国家级、国际化、开放式定位,打造开放式产业共性技术和前瞻性技术研发平台
作为合肥综合性国家科学中心七大平台之一的联合微电子中心在新站高新区开工建设,联合微电子中心是集成电路产业前瞻技术研究平台,以国家级、国际化、开放式定位,打造一个介于高校院所和企业之间的研发机构,将吸引300多名全球微电子高端人才,突破产业核心技术瓶颈,建成国际一流、国内领先的微纳米技术创新、科研应用一体化的研究基地、国家集成电路产业创新中心。[16]
中心规划建设8英寸线(130nm)中试平台以及封装测试平台、设计服务平台、可靠性及失效分析平台等,获得集成电路制造关键工艺的核心解决方案和成套产品工艺、设备的开发。先期项目以先进微电子、微系统3DIC、硅光子集成、新型MEMS传感器和下一代存储等为技术方向,承接企业和科研院所相关研究,通过科技创新来带动产业发展。后续项目将根据市场变化等情况不断充实调整。
4.打造产业创新与发展综合服务平台,形成关键共性技术持续支撑能力
2017年,合肥高新区加快集成电路“芯之城”综合服务平台项目建设,将打造芯片设计工具平台(EDA);芯片设计IP核平台(联盟);设计验证分析公共平台(ICC);人才培养支持平台;区域IC产业金融支撑平台;产芯互融发展桥接平台等7大平台,带动集成电路全产业链协同飞跃升级。
2016年落地的灿芯商业IC孵化器项目,将有助于拉低集成电路设计领域创新创业门槛,为初创型、中小型集成电路设计企业提供设计平台服务以及DFM、良率提升、封装测试在内的一站式全套服务,对于带动上下游集成电路企业入驻。提升“芯之城”的国际品牌影响力。[17]
(二)合理布局研发、制造基地
1.以研发、设计为导向,合肥高新区形成安徽集成电路产业集聚基地
位于合肥高新区的安徽集成电路产业集聚基地,拥有IC企业近90家,从业人员1.2万人,2016年产值173亿元。至2017年一季度,累计引进120多个项目。新华三集团是国内第一龙头企业清华紫光集团紫光股份旗下国有控股企业,是云计算、大互联、大安全和IT咨询服务全方位IT解决方案服务商。新华三集团安全产品合肥项目投资20亿元,投产运营当年销售收入10亿元,2025年销售收入过100亿元,税收6亿元。浪潮集团是综合实力强大的本土IT企业,投资40亿的华东总部基地项目落户合肥,投产运营当年销售收入5亿人民币,到2025年销售收入60亿人民币、税收6亿人民币。[18]
2.注重融合发展,新站高新区形成集成电路制造基地
新站高新区以新型显示为主体的战略性新型产业占比60%。为促进“芯”、“屏”结合,12英寸晶圆生产线落户新站高新区综合保税区。2015年总投资128亿元的合肥晶合项目开工,占地300亩,12英寸晶圆生产线于2017年7月投产,2019年全部达产后月产能8万片,年产值35亿元。
2016年,新站高新区姚力军的江丰电子靶材,邓中翰、杨晓东的中感微传感网芯片,周正宇的炬芯集成电路芯片设计安徽总部,裴世铀的威迪电致变色玻璃等13位国家“千人计划”领军人物10个项目签约。2017年,合肥综合保税区总投资200亿元的IC配套项目签约,新站高新区北航科学城落地,一个集聚产、学、研资源的集成电路产业制造基地形成。[19]
3.依托区位优势、便捷的交通条件,合肥空港经济示范区布局存储器项目
合肥空港经济示范区具有良好的区位优势、便捷的交通条件、较大的土地存量,适合全新产业的布局。2017年7月存储器项目开工,公司网罗了SK海力士、华亚科及台湾厂商DRAM设计公司相关人员,构成了近200人的中日台顶端技术和管理人才团队。2018年生产线投产,届时可形成2000名研发及相关人员团队。
(三)产业延伸效应强
1.终端应用广泛,市场空间大
合肥是全国最大的家电制造基地、新型显示产业基地,全国重要的汽车和装备制造基地、新能源产业基地。仅家电、面板显示、汽车电子和绿色能源等产业,对各类芯片需求就达数十亿片,300多亿元。[20]而包括长三角7个城市的整个合肥都市圈,更是提供了广泛的市场空间。
2.产业带动效应强大
2017年合肥第一条12英寸晶圆生产线投产,5年内可将使面板驱动芯片国产化率提高到30%,彻底打破芯片全进口的不利局面。按照产业规划,到2020年建设3~5条特色8英寸或12英寸晶圆生产线,形成数个特定行业IDM公司,综合产能10万~15万片/月;将有力促进新兴显示、汽车制造及新能源电子、智能家电等相关产业发展,拓展数字家庭、移动互联网、物联网、云计算等发展空间。以一元芯片投入可带动100元GDP增长计算,100多亿投资可产生成百上千倍撬动效应。[21]
三、产业创新及推进对策
(一)产业创新发展存在的主要问题
1.产业链上游布局不足
虽然合肥初步形成集成电路全产业链布局,但受制于IP核开发、设备制造、材料较强等方面较强的技术门槛,产业链上游布局不足。
2.产业生态有待优化
产业链中端的芯片设计和芯片制造是合肥重点布局的领域,引进一批行业领军企业,某些细分市场具有一定技术和人才优势,且相关创新平台及公共服务同步推进,但是相比深圳、上海、北京等发展重地,拥有技术+应用优势的合肥,还存在企业结构不合理、企业关联少互动、产业生态有待优化、行业知识和市场积累不足等问题。特出表现为合作伙伴少、软硬件生态力量分散、产业上下游间缺乏深度优化等。
(二)产业创新推进对策
按照打造全球IC之都目标,合肥力争五年成为国内领先、全球知名的IC专业孵化器集群,中国技术领先的IC研发设计企业集群。为此,需要在以下方面推进。
1.加快融入全球集成电路产业体系
(1)加强长三角城市群创新协作。2016年末,上海落户的跨国公司地区总部580家,投资性公司330家,外资研发中心411家。[22]积极推动集成电路创新网络及企业联盟建设,促进各广阔空间的分工协作及全球竞争力的集群崛起。促进张江、苏南、杭州、合芜蚌等国家自主创新示范区合作互动,共建创新服务联盟,围绕重大市场需求,加强产业链上下游资源的组织协调,推动更大范围的产业生态环境建立与完善。
(2)推进企业重组并购。2016年,全球集成电路领域并购活跃,交易资金超过1200亿美元,强强联合、跨界融合成为新趋势。先进工艺、衍生工艺、先进封装的创意集成,推动系统产品进步,促进了又一波增长。设备制造、半导体制造、设计服务、IC设计公司的纵向协作成为行业增长的要素。[23]因而,参与乃至主导行业关键环节并购,应成为合肥充分利用全球技术、人才、市场、资金等要素资源,优化产业发展生态,加快融入全球产业体系的主要手段和步骤。
(3)接受全球化竞争的洗礼是企业成长的必由之路。企业成长没有捷径,比如存储器行业,在解决存储器IP核知识产权、行业知识和市场门槛过程中,只有经受国际大厂打压、全球化竞争的洗礼,企业才能茁壮成长。
2.着力推进产业创新发展
(1)融合创新是趋势,也是核心动力。融合创新是将各种创新要素通过创造性融合,实现创新要素之间互补匹配,使得创新系统整体功能发生质的飞跃,形成强大创新能力和核心竞争力的方式。可采取互联网+方式,促进网信技术与集成电路技术的融合,实现多个新兴产业一体化发展,还可借助互联网,实现集成电路与传统行业深度融合,创造新的产业发展生态。
(2)培育创新主体是创新发展的目标和关键。按照产业链部署创新链,以创新链部署资本链,形成集成电路产业创新闭路体系。在天使基金、产业基金、购并基金共同支持下,形成合作研发——种子期孵化——创新型企业——细分行业领军企业——创新型产业集群的成长通路。
[1][23]张竞扬.2017年中国半导体市场年会暨第六届中国集成电路产业创新大会在南京举 行[EB/OL].https://zhuanlan.zhihu.com/p/25969981
[2]前瞻数据库 [EB/OL].http://d.qianzhan.com/xnews/detail/541/170425-fda638f3.html.2017-04-25.
[3][4]金吉.集成电路:探寻发展新模式——2017年电子信息产业热点透视系列报道之二[N].中国电子报,2017-05-19(4).
[5][6][9][12]曹智.走近“中国芯”——中国IC产业全景扫描[N].中国电子报,2017-05-25(12).
[7][8]王晓晴.深圳集成电路产业 连续四年全国领跑 [N].深圳特区报,2016-06-24(1).
[10]陈宝亮.集成电路2016年进口2271亿美元芯片产业需在高端破局[EB/OL].http://tech.sina.com.cn/t/2017-03-17/doc-ifycnikk0931749.shtml?cre=zlpc&mod=f&loc=5&r=9&doct=0&rfunc=100
[11]鲍亮亮.多元融资助力产业升级[EB/OL].http://315ah.ccn.com.cn/contents/699/925924.html.2016-12-14
[13][14]王晶景.中国存储器发展突飞猛进 国际大厂坐不住了[EB/OL].http://www.amdaily.com/Policy/StrongBase/8785.html 2017-07-07.
[15]李跃波,鲍亮亮.合肥打造“中国IC之都”为大国制造“铸芯”——合肥高新区集成电路产业集聚发展基地纪实 [N].合肥日报,2016-05-19(1).
[16]蒋瑜香.合肥联合微电子中心近期将开工[N].合肥晚报,2017-3-3(11).
[17]苏质赢.全球传感器高峰论坛在合肥举行,高新区将建“芯之城”[EB/OL].http://www.mei.net.cn/yqyb/201609/698984.html
[18]常馨.签约234个项目!总投资1418亿!合肥高新区招商成果曝光![EB/OL].http://www.sohu.com/a/136783674_391403.2017 -04-27.
[19]章立易.更名新站高新区 北航合肥科学城落户[N].合肥日报,2017-01-05(3).
[20][21]尹倩倩.合肥集成电路业迅速崛起 矢志打造中国IC之都[N].合肥日报,2015-09-26(1).
[22]吴宇.上海发布鼓励跨国公司设立地区总部新规[EB/OL].http://silkroad.news.cn/news/12113.shtml.2017-02-16.
2017年度安徽社科规划重点课题“安徽深入实施创新驱动发展战略研究”(立项编号:AHSKZ2017011)。
2017-08-10
蒋晓岚,安徽省社会科学院城乡经济研究所副研究员。
责任编辑:夏明珠