江苏集成电路产业发展现状及高质量发展策略研究

傅启国， 曹 坤， 李 腾， 唐 尧

(南京市知识产权保护中心， 南京 210000)

集成电路产业是支撑国民经济和社会发展的战略性、基础性和先导性产业，从国防现代化建设到人们的日常生活，集成电路都起着不可替代的作用。自2014年《国家集成电路产业发展推进纲要》发布以来，国家发改委、科技部、工信部等多部门纷纷出台多项政策推动产业发展。在国家政策的大力扶持和市场需求的强烈刺激下，中国集成电路产业飞速发展，技术水平大幅提升，技术实力获得长足进展，多项技术取得重要突破，但在尖端技术层面仍然与国外发达国家存在较大差距，“卡脖子”现象依然存在。

江苏省是中国集成电路产业起步早、基础好、发展快的地区之一，在中国集成电路产业中拥有举足轻重的地位。省委省政府也一直高度重视集成电路产业发展，在江苏省“十四五”规划中明确提到的50条重点产业链、30条优势产业链和10条卓越产业链，集成电路产业均位列其中。然而虽然相关政策密集出台、资金投入持续加大，但引导扶持的效果并不理想，江苏省的集成电路产业发展劣势依然存在，尤其在芯片设计以及制造方面并未在技术上取得快速突破。本文在分析中国集成电路产业发展状况的基础上，结合江苏省集成电路产业发展的优劣势，针对性地提出加强顶层设计、加强政策引导、集聚科研机构、加强知识产权保护等应对策略，以期对江苏省集成电路产业高质量发展提供借鉴。

1 中国集成电路产业发展状况

1.1 产业发展概况

在世界半导体市场高速增长以及国内利好政策持续推动下，中国集成电路产业近年来迅猛发展，市场需求不断扩大，发展空间不断拓宽，产业环境不断优化，发展之势势不可挡。根据中国半导体行业协会官方网站公布数据，2021年中国集成电路产业销售额为10 458.3亿元，同比增长18.2%。其中，设计业销售额为4 519亿元，同比增长19.6%；制造业销售额为3 176.3亿元，同比增长24.1%；封装测试业销售额为2 763亿元，同比增长10.1%。

在附加值较高的集成电路设计产业链环节，近些年涌现一批国内品牌的芯片设计企业，其技术水平与市场竞争力稳步提升，市场份额逐步增大，产品应用范围覆盖消费电子、无线通信等众多市场。在集成电路制造产业链环节，除了台积电以外，大陆地区的晶圆代工产业也在飞速发展，中芯国际、宏力、华虹NEC和舰科技等晶圆代工厂陆续成立，带动了大陆地区集成电路制造业蓬勃发展。在集成电路封装测试产业链环节，国内龙头企业如长电科技、通富微电、华天科技等市场规模不断提升，并通过自主研发和并购重组等方式不断增强技术实力，逐渐缩小其同国际先进企业之间的技术差距，在集成电路国际市场分工中已有了较强的市场竞争力。总体来说，集成电路产业结构正在发生深刻变化，技术含量更高的设计和制造环节比重正在稳步增长。

1.2 技术发展现状

中国集成电路产业整体处于高速发展阶段，而技术水平是决定中国集成电路产业发展速度和发展质量的核心所在，其竞争在整个集成电路产业链上下游中均有体现。

从集成电路产业链分析，集成电路从上游到下游包括了设计、制造、封装测试这几步，设计中主要包括了设计工具和架构，制造和封装中又包括了半导体设备制造、制造工艺和材料等。在IC Insights公布的2021年全球半导体数据中，中国大陆企业仅占全球市场份额4%，美国、韩国和中国台湾企业分别以54%、22%和9%位列前三[1]。

在集成电路设计环节，设计工具，即EDA软件，其主要厂商新思科技、铿腾电子和明导国际均为美国企业。中国EDA软件以点工具为主，主要涉及模拟、数字集成电路设计和晶圆设计，在全流程设计工具方面与国际先进水平差距较大。而架构方面，即IP核(知识产权核)，包括了ASIC或FPGA的逻辑块和设计块，国外依靠技术优势和专利保护处于垄断地位。中国集成电路设计企业以应用和细分领域为主，例如海思半导体凭借移动终端处理器和5G芯片，占据一席之地。但当遇到“卡脖子”问题时，国内设计企业往往无能为力，难以突破海外企业垄断地位。

在集成电路制造环节，半导体制造设备和材料尤为重要。一方面，中国已实现半导体制造部分国产化。随着刻蚀、气相沉积、离子注入等设备的国产化，中国企业在细分领域和应用场景占据市场份额越来越多，核心技术水平和专利持有量均稳步提升，例如长江存储在NAND FLASH存储领域，掌握自主架构，消费级存储技术在稳定性、读取等方面有所赶超；而另一方面，受美国禁令影响，以高端EUV光刻机为代表的半导体制造设备被禁止出口至中国，这严重限制了中国集成电路产业发展。例如在芯片工艺水平方面，中芯国际由于只能使用DUV光刻机，工艺水平目前处于14 nm，而代表国际先进水平的台积电和三星等企业已经达到量产3 nm的水平，彼此之间已存在三代技术水平差距。材料方面以美国和日本垄断为主，中国只能实现部分替代，存在“卡脖子”的风险。但中国也在研究新材料在半导体方面的应用，例如GaN半导体器件、光刻胶、电子特种气体等，尝试“弯道超车”。

集成电路封装测试环节在产业链中处于下游，属于劳动密集型产业，对成本和技术要求较低。中国在封装测试领域发展多年，已有充足的产业劳动力和完整的设备链，以江苏长电、通富微电和天水华天为代表的大陆企业，无论是技术水平，还是产能规模，均处于业内前列。

中国大陆集成电路产业技术已经取得了长足的进步，但目前可以实现国产替代的主要为封装测试领域，设计和制造领域仍然存在替代程度较小、发展受制于人的问题[2]。

1.3 技术发展趋势

中国集成电路产业今后一段时期发展仍以查漏补缺，寻求国产化、自主化和创新化为主要目标，“造不如买”的策略在当下国际形势与贸易环境中已寸步难行，必须要全方面、全链条突破国外对技术和设备的封锁。设计方面，仍以无晶圆厂(fabless)为主，进一步研究RISC-V架构，通过chiplet技术进行突破，即将现在的IP核模式从逻辑块和设计块扩大至硅片级别的重用，大大降低设计成本，提高芯片灵活性和性能。制造方面，EUV光刻机的设计和生产需要政策规划并加大投入，存储器件需在自旋转移矩-磁随机存储器器件STT-MRAM等方向实现突破。材料方面需要进一步研究GaO、碳化硅、石墨烯和碳纳米管等新型材料半导体晶体管，以突破摩尔定律物理限制。应用场景方面，应拓展量子计算、边缘计算和深度学习等热门技术对应场景的集成电路设计与制造，将硬件性能甚至材料特性与应用场景结合适配，例如将神经网络和器件形态特征结合的神经形态器件等。封装测试方面应加大智能机器人和图像识别的应用，进一步自动化，向技术密集型转移，取得技术优势[3]。

集成电路产业正面临着前所未有的机遇和挑战，在政策和市场的共同作用下，中国应聚焦“卡脖子”技术问题，加快完善集成电路产业布局，逐步完成从低端向高端替代转变，实现集成电路产业的涅槃重生，为相关产业发展腾飞赋能。

2 江苏省集成电路产业发展现状

2.1 产业发展优势

2.1.1 产业规模大

江苏省半导体产业布局较早，依托人力、淡水、交通等优势区域资源和政策支持，成为集成电路产业强省[4]。其中，无锡、江苏、南通、南京均跻身中国集成电路产业规模城市排行前15名。国家统计局和江苏省统计局披露，2021年江苏省集成电路产量11 861 386.4万块，同比2020年增涨了42.07%，占全国产量的33.00%；销量占全国销量的26.37%，同比2020年增长了1.50%。JSSIA协会在2021年度江苏省半导体产业发展运行分析报告中指出设计、制造、封装测试三业销售收入合计为2 758.09亿元，同比增长25.34%。其中，集成电路设计业销售收入同比增长40.58%；集成电路晶圆业销售收入同比增长34.59%；集成电路封装测试业销售收入同比增长16.82%；分立器件销售收入同比增长26.1%。

2.1.2 地域分布广

江苏省主要城市均因地制宜地进行了集成电路产业布局。无锡市集成电路产业已形成了涵盖芯片设计、晶圆制造、封装测试、装备材料等的全产业链格局，2021年集成电路产业规模达1 780亿元，位居全国第二，代表企业有华虹半导体、华润微、长电科技、卓胜微、中环领先等；2021年11月，无锡市滨湖区、蠡园开发区与上海交通大学共同成立了无锡光子芯片联合研究中心，该中心光子芯片中试平台建设以铌酸锂薄膜及三维光子芯片工艺研发为核心，融入传统CMOS工艺，研发出能够快速迭代的高端光子芯片工艺技术，预计两年后可量产。南京市依托江北新区、南京经济开发区、江宁经济开发区等园区，在5G通信、先进晶圆制造、人工智能、物联网等细分领域走在了行业前列，代表企业有台积电、展讯、紫光存储、安谋科技、新思科技等。苏州市以工业园区为依托较早布局集成电路产业，现已形成以“设计-晶圆制造-封装测试”为核心，以设备、原材料及服务产业为支撑的集成电路产业链，并在MEMS、化合物半导体、光通信等细分领域拥有较好的产业基础，是国内产业链较完整、企业集聚度较高、人才储备和技术开发水平较领先的地区之一，目前已集聚集成电路企业170余家，代表企业有三星、英飞凌、晶瑞电子、能讯高能、晶方半导体等。常州市已集聚集成电路企业80家左右，化合物半导体门类齐全，不少企业致力于深耕自主可控领域，积极打造自主可控核心竞争力。南通市的封装测试业居于全国领先地位，正在加速全产业链布局，代表企业有通富微电、捷捷微电子、大唐恩智浦、金海通自动化等。徐州市集中发力硅片制造行业，依托材料、设备等优势产业，延伸拓展上下游产业链，积极补齐集成电路设计、制造的产业链短板，代表企业有鑫晶半导体、鑫华半导体、众拓光电、天宝电子等。

2.1.3 封装测试业优势突出

江苏芯片封装测试领域领跑全国，企业数量达128家，封装测试业的发展有效带动了国内封装测试技术水平的提高。无锡市的江苏长电科技股份有限公司2021年营收305.02亿元，同比增长15.26%，排名国内第一、国际第三；截至2021年12月31日，有效专利3 216件，其中发明专利2 446件。南通市的通富微电子股份有限公司2021年营收158.12亿元，同比增长46.84%，排名国内第二，国际第五；截至2021年12月31日，专利申请1 218件，有效专利622件。另外，营收规模国内第三，国际第六的天水华天科技股份有限公司已在苏州成立子公司。目前，省内封装测试领域龙头企业通过自主研发、资源整合等多种途径助力自身发展，同时积极与国际知名封装测试企业交流，参与封装测试领域标准的制定。进一步提高了江苏在芯片封装测试领域的地位，推动了全国芯片封装测试产业的发展。如今，摩尔定律的发展已到触及瓶颈，芯片特征尺寸已逼近物理极限，先进封装技术将是推动半导体发展的关键，封装测试企业将迎来新的发展机遇。

2.2 产业发展劣势

2.2.1 人才储备不足，专业梯队建设不完善

集成电路产业是人才、技术、资本密集型产业[5]，人才是引领发展的第一动力。国内5G、人工智能、量子信息、云计算等应用市场迅猛发展以及国外对中国在芯片领域的持续技术封锁，都加剧了对芯片业人才的需求。《中国集成电路产业人才白皮书(2019—2020)》显示，2022年国内集成电路专业人才的缺口将高达25万人，全行业人才需求将达74.45万人。

江苏省作为集成电路产业活跃省份，同样面临专业人才短缺、梯队建设不合理的困境。芯片领域人才成长周期长，待遇较互联网、金融领域偏低，从事本专业毕业生占比较低且流动频繁。对内处于集成电路师资力量薄弱、实践基地匮乏、产学研融合不密切的阶段，对外又面临福建、安徽等地集成电路新兴城市在人才引进方面的竞争。目前企业的高层次创新人才与经验丰富的中层工程人才比例失衡，尤其中层工程师较匮乏，人才培养与梯队建设道阻且长。

2.2.2 产业链不成熟，生态体系薄弱

集成电路产业链广泛且复杂，涉及原材料、生产设备、设计、制造、封装测试、终端应用等环节。与发达国家成熟的产业链相比，江苏的产业链还处于初级阶段，仅限于中低端领域，且多个环节受制于人。关键材料和设备国产替代不足，尚待突破；芯片设计EDA软件和先进制程半导体所需设备均受美国限制；封装测试发展较好，但技术含量和利润较低。

江苏集成电路产业呈现出以南京、苏州、无锡、南通等地为中心多点开花的状态，但既没有如英特尔、三星等IDM龙头企业，又缺少如台积电、高通等Foundry-Fabless类型的自主企业；既未高效整合各个环节资源，不利于产业聚集，打造区位品牌；也不利于打通产业壁垒，促进配套中小企业的发展。芯片产业的高额持续投入与不可控风险令企业偏向选择国外成熟产品，造成本土芯片缺乏市场迭代机会，不利于企业正向可持续发展。省内发展虽各有侧重，但依旧存在同质竞争现象，且彼此产业协同有待加强；同时，各城市又面临基础研究与产品开发、应用需求和芯片研发之间“断链”的矛盾，体系化整合创新链和产业链资源是产业高质量发展亟待解决的问题。

3 推动江苏省集成电路产业高质量发展的对策建议

集成电路产业的高质量发展应以产业规模不断扩大、产业布局不断优化、产业结构更加合理和产业效益显著提升为目标，不断提升资源配置能力，补齐产业链短板，加快集成电路产业集群协同发展，逐步实现设计、制造、封装测试等全产业链均衡发展；培育一定数量在全国甚至全球有影响力的龙头企业，加快实现关键技术自主研发，逐步实现技术突破，明显缓解关键核心技术进口依赖性强的问题；充分发挥企业、高等院校、科研院所等创新主体作用，推动集成电路产业创新平台和人才队伍建设；完善产业知识产权保护制度，创造优良的知识产权保护环境和创新环境，加快追赶步伐，实现集成电路产业的跨越式发展。

3.1 加强顶层设计，促进产业链更加合理布局

江苏省虽已形成较为完整的集成电路产业链，但是产业链发展并不均衡，且缺少世界一流头部企业，关键核心技术进口依赖性强，随时存在断链风险，严重制约江苏省集成电路产业高质量发展，因此有必要进一步加强顶层设计，促进产业链更加合理布局。

首先，优化资源配置，补齐产业链短板，推动产业链协同发展。通过优化财政资金投入方向促进产业结构调整，引导社会资源流向创新要求较高的设计、制造业，鼓励企业加快关键核心技术自主研发步伐，补齐产业链短板，提升集成电路产业创新活力。加强产业链上下游合作，推动芯片设计、制造和封装测试业的协同发展，完善生态链，促进产业链各方深度融合。其次，加快培育链主龙头企业，发挥引领推动作用。通过制定明确的企业筛选和培育规则，筛选具有创新潜力、具备自主知识产权，并具有一定市场份额的企业作为目标企业，加强政策扶持，加速培育链主龙头企业。依托链主龙头企业的创新优势，集聚产业力量寻求关键核心技术突破，并充分发挥龙头企业标杆引领作用，推动产业链优化升级。最后，加强产业链分析监测，提升风险预警能力。通过建立产业链供应链风险预警分析监测机制，及时掌握产业链供应链运行状况，提升产业周期分析能力，提前预判断链风险，积极寻求替代方案，鼓励企业自主研发，加快国产化替代进程，减少对特定国家的进口依赖，推动产业链强健稳定运行。

3.2 加强政策引导，加快集成电路产业集群协同发展

江苏省“十四五”规划明确提出要大力培育集成电路先进制造业集群，做强集成电路优势产业链。为了充分发挥要素资源、产业生态等优势，不断增强产业竞争力和控制力，需要进一步吸引集成电路产业相关先进要素在江苏集聚发展，不断提升资源配置能力，加快集成电路产业集群协同发展，可从如下3个方面增强政策对集成电路产业创新发展的引导作用。

1)积极支持创建集成电路制造业国家级和省级开发区。充分发挥南京江北新区集成电路产业聚集地、无锡国家南方微电子工业基地等示范引领作用，加快建设一批省级特色集成电路产业示范园区，出台专门扶持集成电路设计、制造和封装测试等环节协同发展的政策，打造在全国乃至全球有影响力的集成电路产业地标。

2)推动集成电路产业集群协同发展。抢抓国际集成电路产业转移的机遇，支持各级各类开发园区打造集成电路产业标杆，从规划布局、招商引资、人才引进、行政管理、公共服务等方面推出创新举措，坚持规划引领，强化政策保障，促进涵盖材料、专用设备、电路设计、晶圆制造、封装测试等完整产业链的形成，大力推动集成电路产业集群协同发展。

3)加大对集成电路企业的财税扶持力度。集成电路产业是资金密集型产业，企业前期资金投入大，回报周期长，省税务部门可根据集成电路企业年度主营业务收入、产值等业绩给予一定的税收优惠；省科技部门、工业和信息化部门和知识产权部门可根据企业获得省部级以上重点实验室、工程技术研究中心以及获得自然科学奖、科技进步奖或重大发明专利等情况给予不同程度的财政资金奖励，激励企业进一步创新发展[6]。

3.3 集聚科研机构，加强产业创新平台和人才队伍建设

集成电路产业是技术、人才密集型产业，其高质量发展需要综合发挥企业、高等院校、科研院所等创新主体作用，强化集成电路产业创新平台建设，加大产业人才培养力度，不断提升产业创新能力。

1)加大对高等院校、科研院所开展集成电路产业关键技术研发的支持力度。集成电路产业是技术密集型产业，需要大力鼓励高等院校、科研院所与企业、科技中介机构等开展深入合作。相关研究也显示，美国、韩国等发达国家以产学研合作为中心的产业创新体系是支撑其在集成电路产业上富有全球竞争力的关键，而中国集成电路产业的产学研协作机制在实践中非常薄弱[7]。因此，相关高等院校、科研院所要紧密对接产业转型升级需求，依托集成电路产业关键核心技术研发项目成立产学研合作联盟或产业技术创新联盟[8]，推动产学研深度融合，实施关键核心技术攻关工程，逐步在关键核心技术上取得突破。

2)加大对集成电路产业人才的培养力度。集成电路产业是人才密集型产业，需要不断强化人才支撑，完善集成电路产业人才引进、培养体系，既要加快建设和发展半导体产业集成电路学院或微电子学院，又要支持高等院校与集成电路企业联合培养人才，逐步形成多层次的人才梯队。尤其在集成电路科学与工程成为中国新兴交叉学科门类下一级学科的背景下，江苏省相关高校要加强兼具原始创新能力和工程实践能力的集成电路拔尖创新人才的培养，适时借鉴西安电子科技大学成立集成电路研究院的做法，积极探索学科交叉融合创新机制，加快提升共性技术研发能力，努力打造集成电路专业知识扎实、创新能力突出的高层次人才；同时积极探索类似成立南京集成电路大学的产业人才培养模式，将衔接高校与企业、推进产教融合的开放平台作为高等教育的重要补充。

3.4 加强知识产权保护，营造更优产业发展环境

良好的知识产权保护制度可以营造更加优良的产业创新发展环境，从而推动集成电路产业以更高质量发展。落实集成电路产业知识产权保护制度，加大集成电路知识产权保护力度应结合集成电路产业的特点构建立体的产业知识产权保护体系，从集成电路布图设计专有权、专利权、著作权、商标权等多个方面进行全面保护。

集成电路产品的突出特点是高集成度和低功耗，创新点并不体现在产品的外在结构和形状上，众多集成电路产品往往不能通过专利权得到全面保护。集成电路布图设计专有权是集成电路产业特有的知识产权类型，《集成电路布图设计保护条例》《集成电路布图设计保护条例实施细则》等对其定义、登记及保护等作出了具体规定。布图设计专有权作为一种介于著作权和传统工业产权之间的知识产权，其获权条件主要在于布图设计属于创新主体独创且创作时不属于常规设计，不要求达到专利审查所要求的创造性高度，这使得集成电路产品获得布图设计专有权保护比获得专利权保护更为容易[9]。因此，加快对集成电路布图设计法律制度的修改、完善，加强对侵犯布图设计专有权行为的惩戒力度，积极引入惩罚性赔偿制度，是强化集成电路产业知识产权保护的重要组成部分。

同时，对满足专利申请条件并适合专利权保护的集成电路内部电路连接关系、器件结构、芯片内信号处理流程及方法、集成电路制造工艺等技术方案，创新主体应及时提交专利申请，积极做好专利布局；对于内含固件程序的芯片，可以及时申请固件程序的计算机软件著作权登记；不适于公开的技术也可作为商业秘密来保护；在行业有一定影响力的创新主体应及时注册商标。只有综合运用集成电路布图设计专有权、专利权、计算机软件著作权、商业秘密权和商标权等多种手段强化保护，才能有效提升集成电路知识产权保护力度，促进整个产业知识产权保护水平提升。