赶超与发展:我国集成电路产业链布局与优化对策

闫梅, 刘建丽

(中国社会科学院 工业经济研究所,北京 100006)

引言

作为新工业革命时代的战略性、基础性和先导性产业,集成电路产业是现代化产业体系的核心枢纽,也是推动经济高质量发展、实现中国式现代化进程的关键所在。由于直接关系到国家高科技产业的竞争力,集成电路已成为数字时代国际政治经济竞争的焦点,在国际产业竞争乃至国家竞争中的战略地位越来越重要(1)张辉、张明哲:《数字经济全球化下我国集成电路产业安全与可持续发展》,《人民论坛·学术前沿》2022年第6期,第97-100页。。集成电路产业链庞大且分工细致,从上游的材料、设备,到中游的设计、制造、封测,再到下游的终端应用等,几乎囊括经济生活的方方面面,其既是传统工业数字化、信息化转型的重要支撑,又能推动人工智能等新兴产业生态的发展,是区域产业转型升级的“转换枢纽”,因此全球主要国家都在着力围绕集成电路争夺控制权(2)任亚文、杨宇:《珠三角地区半导体产业布局特征及其区位关联模式》,《地理科学进展》2022年第9期,第1622-1634页。。我国在数字经济的应用领域走在世界前列,然而,集成电路产业发展水平与世界最先进国家(美欧日韩等)和地区相比还存在很大的差距,众多研究表明在我国集成电路产业链关键领域还存在突出的短板,如何突破“卡脖子”问题成为各界专家讨论的焦点(3)李先军、刘建丽:《中国集成电路产业发展:“十三五”回顾与“十四五”展望》,《现代经济探讨》2021年第3期,第87 -96页;吴晓波等:《商业模式创新视角下我国半导体产业“突围”之路》,《管理世界》2021年第3期,第123 -136页。。全球集成电路产业历经三次产业中心转移,已形成全球分工明确及高度专业化、空间聚集的产业特征,在美欧对我国集成电路发展限制加剧的背景下,如何实现在集成电路产业链各个环节的布局与突破,对于增强我国集成电路产业链韧性、提升产业链安全水平至关重要。

随着集成电路产业在全球的迅猛发展和国家政策的重视,对集成电路产业链以及产业布局的研究也不断丰富。有的从产业在国际分工的角度,梳理我国集成电路产业在国际分工中的地位和升级模式(4)陈玲、薛澜:《中国高技术产业在国际分工中的地位及产业升级:以集成电路产业为例》,《中国软科学》2010年第6期,第36 -46页。。有的从风险和安全角度,对我国集成电路产业链的安全风险进行了分析,研究表明我国是集成电路跨国供应链的高风险主体,其中进口风险与出口风险之间呈高度不对称(5)黄烨菁等:《中国集成电路产业跨国供应链风险、成因及发展趋势》,《亚太经济》2022年第3期,第119 -128页。,集成电路产业链安全风险集中在上游设备、材料以及基础EDA软件方面,而中下游自主可控度相对比较高,如设计、封测等环节已达到世界领先水平(6)周观平、易宇:《新发展格局下提升中国集成电路产业链安全可控水平研究》,《宏观经济研究》2021年第11期,第58 -69页。。也有针对长三角、珠三角等部分重点区域集成电路产业分工与布局的探讨(7)费文博等:《城市群区域价值链分工的“雁阵模式”——基于长三角集成电路产业的研究》,《软科学》2021年第5期,第13 -19页。。综合来看,当前相关研究多是侧重于对集成电路产业链各个环节的竞争力或者产业链总体竞争力的比较,但是从产业链角度对集成电路产业链布局规律和特征的探讨相对不足。本文结合集成电路产业链自身的特点,探讨全球集成电路产业链布局的特征规律,进一步对我国集成电路产业链的发展现实及其面临的挑战进行解析,在此基础上,提出促进我国集成电路产业链布局与优化的对策建议,对于优化产业链上各个环节的分工布局、加强集成电路产业链供应链的整体统筹、实现经济高质量发展具有重要意义。

一、理论阐释:集成电路产业链布局的特征规律

产业链的思想最早可以追溯到亚当·斯密提出的“工业生产是一系列基于分工的迂回的链条”,然而斯密的这一思想主要指的是企业内部分工。产业链的概念最早在 1985 年被我国学者姚齐源、宋伍生(8)姚齐源、宋伍生:《有计划商品经济的实现模式——区域市场》,《天府新论》1985年第3期,第1 -4页。提出,但当时没有给出明确的界定。在不断地实践和研究探索中,产业链的概念不断丰富。一般来说,产业链是基于产业上游到下游各环节的由供需链、企业链、空间链和价值链四个维度有机集合而形成的链条,是一种“在一定技术经济关联下各个产业部门之间依据特定的逻辑关系和时空布局关系客观形成的链条式关联关系形态”(9)吴金明、邵昶:《产业链形成机制研究——“4+4+4”模型》,《中国工业经济》2006年第4期,第36 -43页。。由于产业链上不同的生产环节对生产要素的需求不同,不同行业的产业链布局的条件也是有差异的,例如劳动密集型行业需要选择人力资本充裕、劳动力成本较低的地区;资源密集型行业会布局在临近原材料产地的地区;资本密集型行业需要选择有一定经济发展基础的地区;技术密集型行业需要复杂先进的科学技术人才,因而更多的靠近高校、科研机构集中的地区。另外,产品应用销售行业对消费市场区位的变化比较敏感,因此需要临近消费市场,而资源密集型和劳动力密集型行业则为了降低成本主要临近生产地。并且,产业链布局的关键核心内容也不是固定不变的,会随着工业发展和社会分工的不断深入也不断改变。

集成电路产业链包括上游的EDA软件和IP授权、材料、设备,中游的设计、制造和封装测试,以及下游丰富的系统厂商、应用场景等环节。此外,由于集成电路的高技术、多元知识和高资金密度特征,产业链条上还包括大学、科研机构、投资者等相关主体以及专业化服务企业,它们共同构成了集成电路行业的产业链体系。其中,设计、制造与封测是集成电路产业链的核心环节。集成电路作为典型的知识密集、资金密集型产业,具有产业链超长、产业支撑体系庞大、应用极为广泛等特征,产业链布局既符合一般产业链布局的规律,也有其自身的特殊性。

(一) 集聚集中专业化发展

集成电路产业的进入门槛和风险非常高,产业链条上需要极其复杂的知识和技术、中间产品对质量标准要求很高、技术和产品的迭代速度也非常快,因此也需要极其精密的设备、精细的材料和极洁净的环境(10)曲永义、李先军:《创新链赶超:中国集成电路产业的创新与发展》,《经济管理》2022第9期,第5 -26页。。目前,新建一个先进制程晶圆厂(12英寸)所需投资约在100亿美元之上,6nm制程的芯片设计费用在6亿美元以上,不仅行业进入门槛极高,且在行业周期性发展背景下还面临较高的风险。集成电路的高投资、高风险、长产业链等特征,决定了集成电路产业的发展更需要集聚、集中和专业化发展。集成电路行业的企业集中度非常高,领先企业代表行业产品先进性和产业竞争力,销售额前十大企业在2000年的市场份额为49.4%,到2021年前十大企业市场份额达到57.1%,排名第一的企业占全球市场份额超过13%。领先企业主要分布在美国、韩国、日本以及欧洲等少数几个国家,同时,这些企业也代表了集成电路产品的先进性和产业竞争力。

集成电路产业链十分庞大,涉及材料、零部件、设备、设计、制造、封装、测试等众多环节,需要不同企业围绕生产制造这个核心相互衔接和融合,构建高效完整的集成电路全产业链,产业自身的这些特征也决定了集成电路产业链上下游之间需要密切的联系,例如材料需要围绕制造,封测需要与设计、制造紧密联系,靠近客户,聚集多配套的供应商,有助于发挥产业协同聚集效应。产业园区作为科技创新型企业和高科技产业落地的载体,具有很强的产业集聚作用。发达国家和地区在集成电路发展和赶超进程中,都高度重视产业园区的空间布局,通过发挥产业园区的集聚效应和带动效应,不断提升集成电路产业发展水平。例如,我国台湾地区的集成电路产业集群发展已经比较成熟,从以下游封装为重心,可以持续向更高附加值的晶圆代工、IC设计业等中上游迈进。通过工业园区的聚合效应,产业链上中下游体系几乎全部聚集在相近的地理区域里,目前成了涵盖上游的IC设计、中游的晶圆生产、下游的封测以及设备材料等全领域的完整产业链。

(二)全球化分工合作发展

集成电路庞大的产业链也决定了它必然是一个全球性产业链,全球化分工合作是客观现实也是客观必须。例如,从全球供应链来看,苹果iPhone的生产涉及全球30多个国家和地区,连接超过700家的全球供应商。ASML光刻机有10万个零部件组成,有5000家的供应商,80%来自于欧洲,14%来自北美,6%在亚洲,可以说是全球化供应链体系的集大成者。

集成电路产业链需要不同环节、不同区域分工合作来共同发展。集成电路产业经历了一体化到模块化,然后再一体化的过程,目前又表现出从深度垂直分工到垂直整合和内部纵向延伸的倾向。产业链上各环节的技术分工明确、技术边界清晰,另外伴随着技术进步和技术标准化,使得产业组织的纵向分工更加清晰明确。集成电路技术具有不断迭代向上的趋势,行业具有巨额资本投资壁垒,同时在聚焦专业化之后能够达到一个内外的正反馈,促进自身技术的提升和客户认可度的提高。此外,生产过程流水线化和标准化,使得一个代工厂可以服务多家芯片公司。

在经济全球化浪潮及产业分工和产业转移的推动下,集成电路产业链已经形成了自己的全球产业分工格局和供应链网络,在分工和合作的过程中,全球化发展的集成电路已经形成了较为明确的分工和竞争优势。经过多年的发展,美国、欧洲、中国和日韩各自锤炼了领先的领域和代表企业。如表1所示,集成电路全球大分工格局表现为美欧在设备、设计和软件领域具有绝对的领先优势,日本主要在材料和设备领域具有领先优势,韩国和中国台湾地区在制造领域具有领先优势,中国大陆则主要在封测和超大规模市场方面具有优势。虽然当前的“逆全球化”趋势对集成电路全球大分工造成了一定的影响,但产业发展的规律决定了一定时期内集成电路产业的全球分工格局不会有太大改变。

表1 全球集成电路产业链分工格局

从各个环节的全球领先企业分布情况来看,设备环节具有领先和竞争优势的是美国、日本和荷兰;材料环节日本占据绝对领先地位,其次是中国台湾地区、美国和德国;EDA和IP核方面,美国基本垄断了芯片设计和通讯产品设计,英特尔拥有X86相对封闭的IP核,欧洲拥有当前增速和市场占有率最高的ARM的IP核;设计环节也是美国具有绝对领先优势,前十大设计企业中只有一家是中国台湾地区的联发科,其余均为美国企业;制造环节主要集中在美国、韩国和我国台湾地区,三星、英特尔、台积电是全球最大的半导体晶圆厂;封测环节中国具有竞争优势,前十大封测企业中国大陆3家、台湾地区6家,美国1家。

综上可见,美日欧牢牢控制集成电路产业链上游以“攫取”高附加值,韩国、中国在制造、封测等方面表现出明显优势。但由于制造环节的关键重要性,美国也依然保持在制造环节的相对领先优势,我国具有领先优势的封测环节是劳动密集型且附加值相对较低的环节。

(三)市场牵引影响程度大

集成电路技术变化快、市场变化也快,产业链各个环节受市场牵引和影响的程度很大。一方面,集成电路产业的发展是应用引导型的,从全球集成电路产业布局的情况也可以看出,靠近市场是企业布局的重要方向。数字经济的快速发展,为集成电路产业发展提供了广阔的应用市场;另一方面,集成电路产业的发展是技术牵引型的,在基础技术方面的提升和创新,是集成电路产业不断创新和发展的动力。然而,也必须认识到,技术不能离开生产实践的学习过程,技术发展需要长期积累,是需要在实践中掌握的一种能力。技术能力的发展是连续的,技术本身、产品本身可以失败,但它背后的知识和经验非常重要,因此技术必须要在实践中积累和改进,这也决定了产业发展必须要与市场和应用紧密联系。

集成电路行业的快速发展除了自身内部因素外,还受到国家和地区间关系、产业发展规律等多重外部因素的影响。纵观日本、韩国和中国台湾的集成电路发展历程,不难发现,它们都顺应科技产业的自然演进规律,敏锐地抓住外部变革所带来的有利机遇,进而完成半导体行业的赶超。受需求牵引,全球集成电路产业重心开始逐渐从韩国、中国台湾向中国大陆转移,中国大陆成为全球最大的集成电路消费市场。近年来,在美欧对我国集成电路发展限制加剧、集成电路供应短缺,以及国内新兴产业快速发展的背景下,市场因素成为我国集成电路发展的重要驱动力,集成电路的国产化全面加速、渗透范围不断扩大。

(四)国家政策支持需求强

集成电路产业的高投资、长周期和高风险特征决定了其发展离不开有效的外部支持,在产业发展初期完全依靠单个企业进行研发是很难实现技术突破的,还需要产业配套、产业基础和政策支持,这也是日本和韩国集成电路行业赶超发展的经验(11)冯昭奎:《日本半导体产业发展的赶超与创新——兼谈对加快中国芯片技术发展的思考》,《日本学刊》2018年第6期,第1 -29页。。以日本、韩国和中国台湾地区为代表的成功追赶型国家和地区的发展历程表明,后发国家和地区集成电路产业的发展离不开国家政策的强力支持。例如,20世纪70年代,面对美国在半导体行业的步步紧逼,日本政府组织了“超大规模集成电路计划”(VLSI),项目实施的四年时间共取得上千件专利,为日本企业在20世纪80年代的半导体国际竞争中创造了有利的技术条件。从全球集成电路行业赶超的历程可以发现,首先,根据内外部发展环境、技术变化趋势等因素,制定政策法规统筹规划产业发展方向、技术路线,并且从基础设施建设、知识产权保护、资金、税收等方面创造有利的市场环境,能够有效缩短集成电路技术的追赶时间。第二,日韩等国家均建立了由政府、企业、科研机构、研究型大学等多主体构成的官产学研技术联盟,政府主动承担研发风险,集中各方优势对重点领域进行技术突破。第三,作为典型的技术和人才密集型产业,专业技术人才始终是核心竞争力,只有牢牢抓住人才这个根本要素,才有可能在集成电路竞争中实现成功。日韩等在赶超过程中,在人才储备和培养方面都采取了一系列的政策措施。

二、我国集成电路产业链发展与布局态势

党中央、国务院高度重视集成电路产业发展,并且持续加大对集成电路等关键领域的政策倾斜和投入力度。我国集成电路产业发展取得了一定的成就,形成了比较完整的集成电路产业链,涌现出一些在局部具有领先优势的企业,并且拥有庞大的消费和应用场景,具有推动集成电路产业发展的战略性优势。

(一)产业发展成效显著,产业规模不断壮大

近年来,在市场需求和国家政策的驱动下,我国集成电路产业规模不断壮大。据中国半导体行业协会(CSIA)统计,我国集成电路销售额从2016年的4336亿元增长至2020年的8848亿元,2021年我国集成电路销售额首次突破万亿元,达到10458亿元,同比增加18.2%。其中,2018—2021年复合增长率为17%,是同期全球增速的3倍多。根据国家统计局公布的数据,2021年我国半导体集成电路(IC)产量到达3594亿片,比上年增加33.3%,这一增加率是去年16.2%的两倍多。我国集成电路在全球产业格局中的位置近年来在不断上升,据美国半导体行业协会(SIA)预测,2024年中国将成为仅次于美国和韩国的全球第三大半导体生产国。

2022年的最新统计数据显示,我国全年集成电路产量3241.9亿块,比上年下降9.8%;全年集成电路出口2734亿个,比上年下降12%,金额为10254亿元,比上年增长3.5%;集成电路进口5384亿个,比上年下降15.3%,金额为27663亿元,比上年下降0.9%。由于2022年受到疫情、全球贸易冲突、消费端疲软等因素影响,我国集成电路产业规模有了一定程度的下降,但集成电路出口额的持续增长也证明全球市场对于我国集成电路产品的认可度在不断提升。

(二)行业结构不断优化,创新能力不断增强

集成电路行业整体规模得到发展的同时,也推动了设计、制造、封测等环节的共同发展,产业链内部结构也在不断优化。首先是附加值较高的设计环节占集成电路行业总销售额比例稳步提高,成为集成电路产业链中比重最大的环节。根据中国半导体行业协会统计,在2015年以前,封测行业的占比最高,是集成电路行业内的第一大产业,其次是设计和制造业。到2021年,设计部分销售额到达4519亿元,同比增加19.6%;制造业销售额为3176亿元,同比增加24.1%;封测行业销售额到达2763亿元,同比增加10.1%。其中设计环节发展势头迅猛,保持了多年的高速增长,自2016年以来,集成电路设计业总规模已超过封测业,在集成电路产业中占比第一,制造行业在2020年也超过了封测行业,整体上产业链内部结构更趋于合理。

总量进一步增长、结构有所优化的同时,集成电路的技术创新能力也在不断增强,对数字经济时代新一代信息技术产业的发展需要以及行业应用需求的支撑能力提升。随着我国经济进入新发展阶段,关键核心技术实现突破以及战略性新兴产业发展壮大成为未来促进我国经济高质量发展的根本,我国在集成电路产业链尤其是市场应用方面的优势也得到发挥,以人工智能、智能制造、汽车电子物联网、5G等为代表的新兴产业也正在快速崛起。

(三)产业链条非常齐全,细分领域有所突破

我国的集成电路产业链非常齐全,具有设计、制造、封测、装备和材料五大板块齐整的工业,在集成电路产业链上游(材料及设备,包括硅片、光刻胶、靶材、检测设备等)、中游(设计、制造、封测)、下游(集成电路应用,包括通讯、消费电子、计算机、汽车电子、医疗器械、新能源等)整个产业链上所有环节都有中国企业,形成了较为完整的集成电路产业链,产业链齐全完整程度仅次于美国。

我国在集成电路技术创新方面已经取得了一些突破,制造工艺、封装技术、关键设备材料都有明显的提升,在设计、制造、封测、装备和材料等领域涌现出一批代表性企业,在一些细分领域实现了突破。例如,在清洗、CMP、测试机、刻蚀机、分选机等设备上,国产化率已实现两位数的突破,同时在CVD设备、离子注入、探针台等领域中也取得了一定的突破。公开资料显示,2022年国内几家芯片代工厂的招标中,国产半导体设备占比已达到38%,较2019年的7.5%提升4倍以上。封测领域的长电科技、华天科技和通富微电,三家公司已经成为全球前10的大封测厂,具有较强的国际竞争力。中芯国际、韦尔股份等公司在境外也重点布局,并且经过多年发展,已经成为集成电路行业头部企业。

(四)空间布局较为集中,不同区域特色明显

经过几十年的发展,我国集成电路产业链的空间布局逐渐形成了几大产业聚集区,分别是以上海为核心的长三角地区、以深圳为核心的珠三角地区、以北京为核心的京津冀地区,以及以四川—重庆—湖北—湖南—安徽等为核心的中西部地区,这些区域产业集聚度相对较高且具有各自的发展特色。其中,长三角地区集成电路产业发展最为领先,在制造和设备领域具有领先优势,珠三角地区在设计环节发展较为突出,京津冀地区在设计和制造业方面特色明显,而中西部地区的重点城市,例如合肥、武汉、天水、长沙、西安、成都、重庆等,也都有一些代表性的集成电路产业项目,正在逐渐形成集成电路的中西部地区特色产业集群。北京、上海集成电路产业中心的作用正在逐渐加强,正在带动京津冀和长三角地区集成电路产业的发展。

从集成电路营收方面的分布来看,2020年集成电路产业营收位居全国省区市前三位的都是两千亿级,分别是江苏省、上海市和广东省,第四到第七名是四川省、陕西省、浙江省、北京市,营收均在千亿级以上,随后是安徽省、山东省、福建省和辽宁省等省份。集成电路产量规模方面(表2),主要集中在江苏、甘肃、广东、上海、浙江、北京、四川等省份,产量占全国的比重超过了90%。产业获得投资方面,根据亿欧数据统计,江苏、上海、浙江三省集成电路2020年共获得l186次投资,占全国总数的54.07%,产业布局位居全国之首,总体呈现出长三角发展领先,珠三角、京津冀稳步发展,东北、西北地区相对较为薄弱的发展布局态势。城市层面,根据芯思想研究院发布的《中国大陆城市集成电路竞争力排名》(2021),位居全国城市前三位的分别是上海市、深圳市、无锡市,其他千亿级的城市还有成都市、西安市、北京市。地级市层面表现最为突出的是无锡,2021年无锡集成电路产业营业收入达1783.05亿元,增长25.5%,5年年均增长17.5%,综合实力仅次于上海。

表2 中国大陆主要省份集成电路产量

三、我国集成电路产业链布局的问题与挑战

虽然我国集成电路产业链条不断完善,但是与美欧日韩等世界最先进国家和地区相比还有较大的发展差距,且在关键领域和环节存在突出的“卡脖子”问题。在全球经济和政治交互影响的背景下,集成电路产业发展已经不再仅仅是一个经济问题或市场问题,越来越多的国家已经把集成电路产业的发展作为一个战略问题,我国集成电路产业链的布局优化发展也面临诸多问题与挑战。

(一)产业结构层级不高,全球市场竞争力不足

我国集成电路产业发展取得了积极成效,但总体产业结构层级不高(12)刘碧莹、任声策:《中国半导体产业的技术追赶路径——基于领先企业的经验对比研究》,《科技管理研究》2020年第11期,第82 -90页。。我国在集成电路产业链下游智能终端生产消费环节占据超大规模市场优势,在中游的设计、制造环节也有一定的能力和市场规模,但在上游的先进材料和设备方面自给率较低。在整个集成电路产业链中,封测环节具有一定的领先,然而设计和制造环节的整体水平还与领先国家/地区具有较大的差距。无论是设备、材料、软件三大领域还是关键的设计和制造环节,中国大陆企业都不具有领先优势。例如,在制造环节,先进制程工艺最为“卡脖子”,根据中国电子专用设备工业协会的统计数据显示,目前在28nm及以上领域,我国半导体设备厂商已经基本实现了全覆盖,国产化率达到80%以上;在14nm工艺上,我国厂商实现了50%以上的覆盖,国产化率也达到了20%以上;不过在14nm以下,目前国产化率仅为10%左右。总的来看,越往金字塔顶端、产业链上游,我国企业在集成电路产业链的影响力越是极为有限,这是我国集成电路在全球市场竞争力弱的重要原因。

(二)关键领域短板突出,自我保障能力较弱

我国集成电路产业链技术水平与国际先进水平仍然有较大的差距,在关键领域和环节的自我保障能力较弱,尤其在制造以及设备和材料领域“短板”突出。第一,生产设备难以突破。先进的芯片制造工艺高度依赖尖端的芯片制造设备,我国在最重要的光刻机上与世界领先的EUV、DUV机器都有不小的差距。除了光刻机之外,我国企业生产的用于薄膜沉积和离子注入的设备与世界水平差距也较大。第二,设计工具自主水平低。芯片设计主要需要使用EDA仿真软件等设计工具,EDA工具的国产化替代率在10%左右。世界顶尖的EDA设计软件公司Synopsys、Cadence和Mentor都是美国公司,我国的华大九天、芯远景、芯禾科技、广利微电子等企业也能够提供部分环节的EDA软件,但在技术成熟度和完整性上与顶尖企业还存在差距,在高端芯片设计中,我国企业还没有非常好的本土化软件可以替代。第三,材料发展水平有待提升。在芯片材料方面,我国的大尺寸硅片、光刻胶、掩膜板制造技术与目前的芯片设计水平还存在差距,许多门类的材料依赖进口。在设计软件、制造设备、核心材料,部分封测设备上都存在短板,导致我国集成电路行业发展受到国外限制的领域较多。由于高端设备和材料国产化水平较低,加之行业整体技术壁垒深厚,美欧等对我国的限制持续加强,导致先进制程国产化受阻。

另外,我国集成电路产品自给率偏低。据中国海关数据统计,2021年1—9月我国集成电路进口4784.2亿块,进口金额为3126.1亿美元;集成电路出口2329.8亿块,出口金额为1086.2亿美元。进出口逆差的绝对金额仍然处于较高水平,国内集成电路产品的自给率偏低的情况仍然没有得到明显改观。例如,在通用处理器CPU、GPU等高端芯片领域,我国还存在着巨大空白,90%以上的高端芯片都依赖进口,关键智能芯片未来的需求量会越来越大,但瓶颈也越来越高。从进口集成电路的产品结构来看,除去进口大量单位价值很高的CPU以外,我们每年进口的集成电路中有相当一部分属于中低端产品,对于这部分市场,中国大陆本土的集成电路企业完全能够在短时间内实现替找,减少对境外市场的依赖。

(三)各个环节联系不畅,产业链协同有待提高

我国具有完整的集成电路产业链,但是过去一段时期,受到“造不如租、租不如买”的观念的影响,在集成电路产业链发展上更注重对短期的质量和效益的追求,而对自主创新的扶持和重视不够,导致我国集成电路产业链上的企业之间缺乏供应和需求上的较强联系,产业链不通畅。虽然产业链各个环节都有我国企业,但是这些企业都是外国企业的供应商,参与的都是外企的循环,对接的是外国的标准,这些企业采购设备、上游供应品时,都认为国产产品不适合自己,彼此之间没有形成有效联系,没有真正形成我国自己的集成电路产业链。随着近年来我国集成电路产业链的发展和完善,集成电路国产化取得一定进展,制造工艺、封装技术、关键设备材料都有明显大幅提升,在集成电路设计和封测领域已涌现出一批科技型企业,这些企业在局部形成了领先优势,但是,光刻胶、光刻机等关键材料、设备依然被国外企业垄断,还没有一条完全自主可控的集成电路生产线。因此,虽然我国集成电路产业链在局部形成了一定竞争能力,但产业链协同创新和系统创新不足,距离自主可控仍有较大差距。同时,从全球规模的角度来看,中国大陆地区集成电路行业市场集中度偏低,企业体量仍然比较小,企业的创新能力受到规模、盈利能力等限制,现实还很是弱,集成电路产业链还缺乏领军企业来带动整个行业的发展。

(四)外部压力依然严峻,产业内竞争更加激烈

集成电路是一个高度全球化的产业链,我国集成电路产业也必然需要融入全球供应链和价值链之中,例如我国的电子元器件、电动汽车、消费电子和互联网设备、人工智能等,有超过80%的技术采用了全球化的技术标准。随着集成电路成为中美竞争的焦点,我国集成电路产业也面临更加复杂的全球竞争环境。一方面,美国及其盟友对我国出口半导体制造设备实施严格的出口管制,试图遏制我国在集成电路等高科技产业领域的发展,全球在半导体领域的全面竞争已经启动,包括美国计划在五年内投资1100亿美元,推行“无尽边界”法案。欧盟则推出了《欧洲处理器和半导体科技计划联合声明》,对此的投资预算在1450亿欧元,要在两三年内发挥作用。韩国也发布了“K半导体”计划,目标是建设全球最大的半导体制造基地,三星、SK海力士等153家企业将在未来10年投资约4500亿美元,政府提供租税减免等多项政策。另一方面,随着中美贸易摩擦和芯片竞争的升级,当前集成电路产业链的全球化分工模式面临很大的挑战,未来一段时期,主要经济体可能会在产业链布局过程中寻求更广泛的全球布局和引导产业回流,对我国集成电路产业链的发展和布局带来或多或少的负面影响。

在国内,随着国家和各地区支持促进集成电路产业发展的一系列政策的出台,各地都在加大集成电路产业链布局,大量资本和企业进入集成电路行业,导致行业竞争更加激烈,行业内和跨行业的并购将成为未来集成电路产业发展的常态,在大量进入者之后必然也会面临市场的重新洗牌。同时,由于集成电路行业对产业链配套尤其是科技人才的配套需求迫切,集成电路产业的布局和集聚态势将进一步优化调整,趋于向拥有大量顶级高校、科研机构的大城市及其周边集中,向营商环境更好的地区转移。随着链上核心企业的发展壮大,不同领域和环节的中小企业也将围绕核心企业布局,形成各具特色的集成电路产业集聚区。

四、促进我国集成电路产业链布局优化的对策建议

我国集成电路在全球产业格局中的位置不断上升、产业链条不断完善,但在关键领域和环节存在突出的“卡脖子”问题,加上发达国家对我国集成电路产业技术的限制和封锁,对产业链各个环节核心能力的突破造成了严重的制约,优化集成电路产业链布局,形成更加有效的产业链协同发展机制,对实现我国集成电路产业链突围具有重要意义。集成电路产业链知识密集、资金密集等特点导致后发者的发展面临极高的风险和压力,但是,超长产业链以及技术的快速迭代也为后发者提供了新的机会,国内的超大规模市场优势也为集成电路产业链在多个领域和环节的发展提供了可能。

本文从产业链布局与产业安全的角度,提出以下促进我国集成电路产业链赶超与发展的对策建议。

(一)坚持对外开放合作,融入全球供应链和价值链分工体系

集成电路产业链复杂,国际化分工合作强度高,世界上没有哪个国家能够依靠自己研发所有技术,也没有哪个国家能垄断集成电路的全产业链,例如,高通、博通等美国企业的芯片是由中国台湾和大陆的企业制造的,代工企业所使用的生产设备、技术大部分又来自美欧等国家。人为的阻断、割裂和相互隔离不符合产业链上任何国家或企业的根本利益,因此,我国集成电路产业链的发展必须积极主动融入全球供应链和价值链之中,坚持走开放与合作的道路,加强与世界各国的沟通与合作,拓展集成电路产业链上下游的国际市场,坚定维护全球集成电路产业链供应链的稳定和发展。在全球集成电路产业重新布局和调整的背景下,随着中美贸易摩擦的常态化以及美国及其盟友打压不断增强,我国集成电路产业将面临更加复杂的全球竞争环境。坚持对外开放合作的同时,又必须注重产业技术的自主攻关,将集成电路产业链供应链安全放在更高的位置。充分利用庞大应用市场、低成本制造能力以及某些技术领域(如5G)的领先优势,一方面,要加强集成电路高端芯片、高端装备、材料以及设计工艺的研发;另一方面,加强与世界各国的沟通和合作,捕捉产业链细分领域较弱的环节,通过技术与市场的共享,不断提高我国集成电路产业链的整体水平。

(二)发挥举国体制优势,加强对产业链各环节规划布局引导

集成电路是需要实现重大突破的领域,要实现核心技术、核心产品突破,打通集成电路产业链的堵点、断点,尤其需要国家政策对产业链关键环节加大扶持力度。一是树立集成电路产业链的整体安全观,特别是在产业链布局上,政府有关部门要强化顶层设计,做好统筹协调发挥好规划引导作用,不仅要强化集成电路产业链“长板”的锻造,更是要加速补齐产业链“短板”,实现集成电路全产业链的贯通能力。二是发挥好国家对突破性技术攻关的资金支持作用,在市场失灵的领域发挥好支持和组织作用,引导专项基金注重长远发展。例如,涉及从“0到1”重大突破的领域,非常重要但是试错性成本很高,需要财政资金的支持,而涉及技术推广应用等方面,则可以主要依靠市场力量。三是发挥好国家在基础平台建设方面的主体作用,充分发挥国家级集成电路创新中心等平台的作用,做好技术孵化服务、知识产权保护与服务等工作,促进研发成果向生产力的转换。推动集成电路领域相关制造业创新中心的建设,加快关键共性技术的研发,推动产学研用深度融合发展。四是要营造公平竞争氛围,打造区域特色产业集群,针对集成电路产业链特点,围绕技术、人才、资金、市场、产业环境等要素指标,引导产业链各个环节合理布局,防止一哄而上、无序竞争。培育一批空间集聚、功能关联的集成电路产业集群,例如,支持北京、上海、深圳提升基础研究和战略前沿技术研发能力,打造具有国际竞争力的集成电路产业创新高地,支持各地区根据自身条件,培育形成各具特色的集成电路产业集群。

(三)建立产业协同机制,打通自主可控的集成电路全产业链

由于产业链各个环节上的企业之间缺乏供应和需求上的较强联系,我国没有真正形成自己的集成电路产业链,打通自主可控的集成电路产业链是当前的重要目标之一。要充分发挥超大规模市场优势,促进产业链上不同环节的国内企业之间形成需求和供应关系,引导产业链的上下游协同创新,带动全产业链发展,打造以本土化创新为主的集成电路产业链供应链体系。不仅要利用全球大分工进一步提升效率和经济效益,也要注重增强产业链的安全备份能力,关键原材料、设备、产品、技术等方面的国产替代需要重点关注,同时要强化产业链体系内非对称竞争优势的构建,确保产业链安全可控。一方面,要打通自主可控的产业链条。依靠产业链上的领军企业和顶尖科研机构做好科技创新和成果转化,鼓励支持国内厂商使用国产芯片,例如,建立容错机制,在非关键应用场景给予国产芯片更多进场机会,在实践中逐步提升产品性能,逐步建立自主可控的完整产业链。另一方面,要建立领军企业带动产业链上下游协同发展的机制。集成电路产业链条长、产业集中度高,各个环节一般是少数企业占据支配地位,要实现产业突围,必须围绕龙头企业的发展特征和发展需求,建立产业链上下游企业配套的产业生态和合作机制,实现产业链上的企业之间的对接,保障龙头企业供应链稳定可靠的同时,配套企业也随之成长壮大,真正畅通集成电路产业发展内循环。

(四)提升细分领域能力,兼顾关键环节重点突破和多点布局

在提升产业链总体发展水平、在关键环节追赶和破解“卡脖子”问题的同时,也要注重产业链细分领域竞争力的提升,保障我国集成电路产业链的完善和持续发展(13)曲永义、李先军:《创新链赶超:中国集成电路产业的创新与发展》,《经济管理》2022第9期,第5 -26页。。第一,在精密设备制造领域,需要高度关注光刻机、刻蚀机,集中力量快速突破,另外,镀膜、量测、清洗、离子注入、化学机械研磨等细分领域的设备也需要相关企业进入和配套。第二,在精密材料制造领域,需要集中力量突破大尺寸硅片、掩膜版生产技术以及制造工艺,与此同时,光刻胶、电子气体、湿化学品、溅射靶材、化学机械抛光材料等方面也应积极布局突破,一方面,要通过工艺创新推动精密材料的产业化,形成成本和质量优势;另一方面,也要布局第二代、第三代先进半导体材料,进行研发和产业化试验。第三,在配套服务企业方面,需要围绕集成电路产业链,培育一批专业化生产性服务企业,通过专业化分工和有效的市场协作,提高集成电路产业链配套服务能力。第四,在应用领域方面,通过把握行业最新的发展态势和动向,通过“多点布局”形成差异化优势,避免大量投资集中在热点环节造成的产能过剩风险,支撑我国集成电路产业链的长期可持续发展。

(五)塑造良好产业生态,发挥市场在资源配置中的主导作用

集成电路产业的高投资、长周期和高风险特征决定了其发展离不开有效的外部支持,以日本、韩国和中国台湾地区为代表的后发国家和地区集成电路产业的超越发展,都得到了政策的强力支持,为产业发展创造了发展环境。同时,集成电路产业链超长、主体多、创新方向多元,我国有成功经验的“两弹一星”模式和高铁模式都不适用于集成电路产业链创新和突围,集成电路产业链布局优化政策的着力点应该放在塑造产业生态方面。首先,要积极营造集成电路全产业链融入和适应国际竞争规则、尊重和加强知识产权保护、重视和加强合规管理的环境与氛围。其次,加强对基础研究的支持和投入力度,整合技术创新力量集中攻克技术难关,引导集成电路产业投资基金和国有投资基金发挥创新引领作用、提高投资效能,增强对产业链关键环节和薄弱环节的投入和激励。在支持和引导社会资本在关键环节和领域积极支持头部企业的同时,也要积极投资布局一些专精细分领域和专精特新中小企业,以推动集成电路产业基础高级化和产业链现代化。第三,建立大企业牵引,中小微企业围绕其布局的全链条产业生态。集成电路产业是典型的技术密集度极高的“硬科技”产业,国家应统筹规划、集中目标,扶持打造具有国际竞争力的领军型龙头企业,避免押宝式的盲目投入和低水平的同质无序竞争,构建兼顾效率与安全的产业链生态。