江苏半导体产业创新要素分析及对策研究
2024-06-19章立唐余康仇松杏韩佩
章立 唐余康 仇松杏 韩佩
摘要:文章在产业创新、创新要素理论研究基础上,通过对江苏半导体产业领域相关企业、金融机构、科研院所等创新主体实地调查研究,提炼江苏半导体产业发展特点及其创新要素发展特征,从技术研发、人才引进及培养、产业政策、金融支持等方面分析江苏半导体产业创新要素存在的问题及实际需求,提出加强关键核心技术攻关、强化科技创新平台建设、加强人才引进培育、推进产学研用金深度融合等对策建议。
关键词:半导体产业;创新要素;对策
中图分类号:F27文献标志码:A
0引言
作为现代信息产业的基础与核心之一,半导体产业在推动社会进步、经济发展,提高国民生活质量和保障国家安全等方面发挥着至关重要的作用,是全球主要国家的竞争焦点,也是衡量一国综合实力和现代化程度的重要标志。同时,半导体产业具有技术密集程度高,研发活动强度大,创新链条长,创新要素聚集等产业特点,是涉及“卡脖子”关键核心技术最多的领域之一。地缘政治冲突的不断发生,进一步加剧了全球半导体产业供应链的脆弱性,也激发了我国加速半导体产业创新发展的决心。
江苏半导体产业发展十分迅速,已经成为全国芯片产量最大的省份,但是缺乏高端精尖芯片,大多只拥有加工职能,没有核心技术和自主品牌。因此,研究分析半导体产业创新要素,如何更好地配置半导体产业创新要素资源,推动江苏半导体产业的创新活动,为半导体产业应对当前存在的问题提供解决路径,对江苏建设自主可控的现代产业体系,实现科技自立自强具有重要现实意义。
1产业创新、创新要素理论研究
产业创新是一个系统的过程,是一系列因素相互作用的结果,是一个企业群体的创新集合。克利斯·弗里曼首次系统的提出产业创新理论,他认为产业创新应包括5个方面,以技术与技能创新为核心,与产品创新、流程创新、管理创新(组织创新)和营销创新等诸多因素共同形成的网络系统。马克·道格森和罗艾·劳斯韦尔对产业创新进行了深刻分析,研究了产业创新的来源和产出、本质以及影响的关键因素。2005年,马勒尔巴提出产业创新系统概念,他认为产业创新系统由知识和技术体系、各个行为主体以及他们之间的联系网络与制度3部分组成,这3部分共同进化从而引发产业创新。国内学者主要集中产业创新的实证研究,刘蕾探讨了我国产业的技术创新、制度创新和环境创新等基本模式和实现途径。段沛佑和董冲基于供应链探讨了产业创新体系的构建。文玉春将中国产业创新的模式进行划分,包括自主研发、协同创新和技术引进,认为高技术产业应选择蛙跳式发展路径[1]。
创新要素是影响创新活动最基本、最重要、最直接的因素,通过创新要素的协同、支持、反馈等作用能够提升创新能力。从现有研究来看,创新要素的构成还没有统一的界定。不过熊彼特在《经济发展理论》中提出,创新是生产要素和生产条件的一种新结合,具体包括新产品的引入、新生产方法的开发、新市场的开辟、新的供应来源、企业新组织的出现5个部分。凌峰等[2]认为创新主体是指与产生创新相关的机构,包括直接产生创新的企业、科研院所以及各种服务于创新的机构;创新资源是指推动创新过程所必要的客体,如技术、人才和资金等;创新环境主要包括支撑创新活动开展的市场、文化氛围、 制度政策等。冯南平等[3]将创新要素分为创新环境、创新投入和创新效率,认为创新环境是支撑创新要素流动的基础。苏屹等[4]根据创新要素的功能,认为创新的关键要素为人、财、物3个方面。
本文通过调查研究江苏半导体产业上下游涵盖设计、材料、设备、封测、应用等细分领域代表性的15家企业、从事半导体产业投资及研发的金融机构、科研院所等不同创新主体,根据上述理论研究,从产业链、技术、人才、资金、政策等关键创新要素角度,调研分析半导体产业的龙头企业及中小企业,揭示半导体产业企业以创新为核心竞争力的产业本质,提出支持半导体企业创新发展的对策建议。
2江苏半导体产业创新要素发展特征
半导体产业是人才、技术、资本密集型产业。江苏作为我国集成电路产业起步早、基础好、发展快的地区,与其他地区相比,具有产业链较为完整、封装测试业优势明显、商业协同及产业链分工合理等特征,半导体产业的各类创新要素获得了一定的发展。
2.1半导体产业链较为完整
苏南地区半导体产业较为完备,无锡、苏州、南京等地半导体产业发展较早,技术导向性企业集聚,龙头企业带动产业链完整性发展的特点凸显。比如,无锡以华晶为代表,催生了中芯国际、华虹宏力、长电科技等多个领域的知名企业,一批华晶培养的高层次技术人才发起创立或参与管理半导体设计、材料、封测等领域新兴企业。南京江北新区2015年引入台积电,通过分类引进企业、形成产业链上下游配套,集聚地区又形成制造端、设计端各有侧重的分布特点,使其成为江苏半导体产业发展的又一重镇。徐州以邳州经开区、经开区半导体产业园为载体,抢抓半导体产业化窗口期,前瞻布局,集聚了光刻胶、集成电路装备、半导体外延片、碳化硅衬底、先进封测等领域特色企业,形成地区性较为完整的产业链。
2.2国际合作显著推动企业技术提升
半导体行业核心技术壁垒较高,国内企业面临诸多关键技术风险,关键性的装备和材料基本源自国外。头部企业的关键技术也多源自与海外供应商的共同研发。比如,部分调研企业的大部分技术创新是响应供应商需求,需要技术进步带动产量扩大;关键核心技术方面,海外供应商研发团队也会常驻企业,共同研发解决封测端的技术难题,攻克技术难关。相较于国内头部企业,国外头部企业在产业链中的联动更加活跃,往往将配套企业看成产业发展不可缺少的一部分,有内驱力带动配套企业共同发展,形成较为稳定的集成关系,从而实现技术进步、打造技术壁垒。
2.3技术储备及自主研发促进企业跨越发展
半导体企业实现跨越发展关键在核心技术储备及自主研发。调研企业成立初期选准细分赛道,通过设立海外研究中心,招聘当地专家开展技术研发,逐步形成公司核心技术壁垒,面对国内半导体产业发展浪潮,有足够实力积极应对市场导向和需求,专业领域内高效实现从技术开发到量产。企业在前瞻吸取国际领先技术,通过长期积累后内化成企业自身的技术实力,或能成为企业科技自立自强的有效途径。
2.4材料及设备国产化替代获得一定发展
经过近几年的发展,半导体设备国产率有较大提升,国产设备及材料的市场潜力较大。龙头企业逐渐打通细分领域设备自主化,晶圆级封装基本实现国产化。封装领域涌现的培育独角兽企业,也多使用国产检测设备,国产设备能力达到一线水准,具有通线能力。国产设备及国产材料的市场潜力很大,地区产业规划布局及投资等应选准产品线和技术团队。面对疫情、市场、国外限制等原因造成的原材料进口受限,企业提前布局制定替代方案,以自主研发为主,采用国产材料替代,验证通过后可进入正常量产,部分上游材料的国产替代存在较大的发展空间。
2.5集成式服务平台推进科技成果转化
重大项目攻关、公共云平台建设、公共测试平台建设等方式有利于推进半导体领域科技成果产业化。以长三角集成电路应用技术创新中心为代表的新型研发机构采用多种重大项目攻关方式,包括自上而下地响应集成电路领域的国家战略规划跟技术发展趋势,通过设计项目组织企业进行联合攻关;自下而上地挖掘应用企业的共性需求,组织针对性的技术攻关。公共云平台建设方面,针对集成电路设计领域的行业特点,采购关键共性工具,开放给企业使用。测试平台建设方面,引进与产业匹配度相当的关键核心设备,为芯片企业提供晶圆测试、创新测试、应用验证等第三方服务。
2.6人才合理流动促进产业发展
制约国内半导体发展的最大瓶颈是人才,虽然一些半导体企业已与高校院所联合培养人才,但是优秀人才仍是产业稀缺资源。人才和技术是产业发展过程不可或缺的关键因素。人才需求上面临着复合型人才缺失、人才培养与产业需求脱节等问题。目前,半导体人才来源主要有内部培养、国外引进等方式。半导体企业间人才合理流动,进一步优化配置,创新人才培养模式,促进一批新兴企业发展,也能够为地区产业发展提供足够的产业人才。
2.7各类资本助推半导体产业发展
目前,江苏多地政府专门成立了集成电路产业投资基金,投资项目涵盖芯片产业链上、中、下游的各个环节,如南京浦口成立设立总盘子超200亿元的产业引导基金,以“基金+产业+园区”合作模式重点支持集成电路等主导产业发展。无锡锡创投对存量集成电路投资进行优化整合,牵头设立总规模50亿元的无锡市集成电路产业基金,引导金融赋能产业。苏州工业园区及苏州高新区均成立50亿元规模的集成电路基金,重点孵化引导产业落地及支持产业链上各成长期项目,通过产业协同扶持相关企业快速成长。徐州成立臻芯半导体基金,专项投资半导体产业,进一步推动鑫华半导体等企业提升产能,助推企业成长为国内细分领域标杆。
2.8省地持续出台政策专项支持半导体产业发展
省级层面,江苏相继出台《江苏省“十四五”制造业高质量发展规划》《关于进一步促进集成电路产业高质量发展的若干政策》等产业政策,围绕高端芯片设计、先进工艺及特色工艺、先进封装测试、检验检测以及化合物半导体等重点领域,稳步推动22/20nm、16/14nm、高端封装等先进生产线引进和建设,推动江苏省集成电路产业高质量发展。地方层面,无锡自2016年以来,连续3次发布集成电路专项政策,有力支撑无锡建设具有国际影响力和核心竞争力的集成电路地标产业集群。南京发布《加快推进集成电路产业链高质量发展三年行动计划(2023—2025)》,从提升产业链竞争力、建设产业平台、培育优质企业、营造良好产业生态、提升产业集聚水平等方面提出了具体措施。苏州发布《促进集成电路产业高质量发展的若干措施》,着力维护苏州集成电路产业链安全性、稳定性,大力提升苏州产业链完整度、竞争力。
3江苏半导体产业创新要素存在的问题
半导体产业发展迅猛,激进的创新模式促进了部分技术跨越发展,但通过实地调研发现,半导体产业科技创新进程中,技术、人才、金融、政策等创新要素还存在“风头”过后的瓶颈或不足。
3.1技术研发方面
一是头部企业研发重点支持不够。由于半导体产业高技术、高投入的特点,国内外头部企业因技术、资金、人才等优势显著,其研发能力及技术成效都明显占据主导地位。江苏相关职能部门在研发中心、研发平台、重点实验室等研发机构的考核评审中对头部企业的重点支持程度还不明显,对头部企业申报的数量还有一定的限制,需围绕企业重点技术突破给予更大支持。二是产业链技术攻关的合作程度不紧密。从设备来看,国内的设备在稳定性、可靠性上还有差距。工艺方面,产品良率还比较低,仅仅依靠设备厂商自己摸索不太可行,需要产业链各相关方系统化合作,找准具体问题点,进行具体地改造升级。三是产学研合作路径及对接程度有待深化。当前,企业与高校的合作方式较多体现在联合申报科技计划项目层面,通过政府支持,建立与高校、科研院所更为直接的横向合作关系,可以进一步调整支持方式,由企业直接提技术需求,相关资金支持也直接给予企业,产学研项目攻关适时从高校为主体转变到企业为主体。四是储备项目转正的市场化验证路径不清晰。为应对半导体产业某些领域被国外限制的风险,部分地区招引建设了一批储备项目。特别是在财政吃紧的情况下,仍对储备项目提供支持,固定资产补贴过多,形成过高的杠杆,有的储备项目还是低端的产业转移项目。
3.2人才引进及培养方面
一是专业型复合型人才引进及培养有待加强。半导体企业需要专业人才、跨领域人才支撑研发工作的深度发展,但普遍面临人才短缺问题,特别是复合型人才引进及培养还比较困难,造血功能有待改善。部分设备类企业亟须专业软件搭建热场模型,极度缺乏既懂软件研发又了解产业流程的模拟技术专业人员。二是“互害式”“内卷化”招商引才普遍存在,这对企业技术研发连贯性及技术积累造成了很大破坏。部分技术人才被其他地区招引会造成无序的同质化竞争,重复建设现象突出。甚至出现新企业借助政府补贴,极端压缩成本,用低价抢占市场的恶性竞争行为,不利于国内市场健康发展。三是核心技术知识产权保护有待加强。部分大企业的技术骨干辞职创业,但新企业技术来源仍是原企业或者仅对原技术作微调。从法律层面保护原有企业的知识产权还有局限。
3.3产业政策方面
一是基础性工具、测试类公共服务平台较为缺乏。半导体设计类初创企业资金有限、资源匮乏,而必备的EDA工具软件年租费用高达千万,大厂商不支持初创企业小量流片订单,因此,初创企业在EDA软件应用及芯片流片等方面面临诸多困难。普遍缺乏政府牵头搭建的公共应用及测试类平台,向早期初创企业开放使用权限。二是部分政策不利于行业健康发展。2022年以来,下游产业链景气度开始下降,消费电子需求疲软,市场需求低于预期。而部分地区没有根据市场变化及时调整扶持政策,造成行业内部存在明显过剩的情况,对企业经营业绩造成较大影响。三是地方政府推动上下游产业链协调发展的力度不够。部分地区的半导体产业链上下游联系还不够紧密,有的企业对本地区上下游企业还不了解,导致其在信息不对称的情况下,倾向于采购其他国家/地区的产品、技术或服务。
3.4金融支持方面
一是政府投资基金退出机制有待进一步完善。政府投资基金一般不以营利为主要目的,主要用于支持创新创业、扶持中小企业发展、支持企业转型升级等。新时期的政府投资基金已经基本具备产业引导、市场化股权投资运作、基金中的基金(FOF)结构、委托管理、注重让利等特征。对具有战略发展意义的相关产业的投资行为中,政府投资基金退出机制还需要进一步完善。二是半导体产业风险投资需要遵循市场发展规律。近年来,半导体产业风险投资过热,存在一定泡沫,特别是新建立的设计类企业轻资产,融资估值偏高。比如EDA赛道的企业,国内有40多家,但全球龙头就2~3家,资本市场仍需要回归理性,遵循市场发展规律,整合大的龙头企业,并购小的企业,尤其是政府背景的投资机构不能纯粹为了支持该领域而不顾风险地投资,应该使资金匹配得更有质量。三是对投资机构持续性财政投入及考核机制有待优化。半导体产业发展需要集中力量办大事,在省市财政吃紧的情况下,鉴于国有资金的合规程度更高,资金配置可倾向于国有创投机构,财政投入要有持续性,不能暂停。考核机制方面,对半导体等技术领域企业投资不可避免地存在较大风险,对创投机构的考核不能紧盯失败项目,要通盘考核绩效,要有容错机制,紧盯失败项目容易束缚手脚。
4对策建议
4.1促进产业链布局更加合理
进一步优化资源配置,引导社会资源更多向创新要求高、核心技术壁垒厚、附加值大的半导体细分领域集聚,补齐产业链短板,巩固提升产业链优势环节,提升半导体产业创新活力。加强地区之间产业布局的互补性,推动产业链上下游合作,促进芯片设计、制造和封测业的协同发展,强化产业链各方深度融合。
4.2打造细分核心领域优势企业
针对当前半导体产业链强链补链的迫切需求,不断构建完善省级层面科技政策支持该领域关键核心技术攻关与自主产品研发的协调推进机制。进一步探索明晰江苏大有可为的半导体核心细分领域,通过支持建立研发机构、申报科技计划项目、放宽政策支持年限等方式,集中力量优先培育链主型企业、龙头企业等产业集聚优势明显的科技企业,打造具有江苏特色的半导体企业品牌。
4.3发挥企业技术攻关集成作用
鼓励支持行业龙头企业以更加开放、共享的姿态,聚焦及响应国内外市场需求,牵头整合高校院所、新型研发机构、产业链上下游中小企业等各类创新主体,进一步加大对科研院所原创、基础性研究及技术的支持力度,促进各主体加强与海外供应商的国际合作,组建跨区域、跨领域的创新联合体,强化设计、设备、材料、制造、应用等领域企业间的多样化协同创新,推动关键技术及工艺的国产化进程,内驱式促进产业链集群发展。
4.4统筹省级创新平台协同联动
围绕半导体产业对EDA软件工具、产线流片测试、光刻胶原材料及性能测试、热场环境模拟开发等反馈较为集中的技术创新需求,加快集聚优质科技创新资源,合力打造省级或区域级公共服务平台,打破一地一建的碎片化模式,建设覆盖全省的半导体产业服务平台,支持有核心竞争力的企业创新发展,不断推动江苏半导体应用生态走在前列。
4.5打造国产化软件工具应用生态
以拥有政府背景的新型研发机构为主力,整合产业链各类软硬件资源,推动政府采购侧重国产化产品或服务,鼓励企业使用国内软件工具,以应用需求为导向,不断发现、分析及修复问题,强化试错、开放式的应用生态;通过制定及推广相关标准,缩小与国外工具类产品或服务在指标、性能等方面的差距,不断升级换代,凝练核心应用解决方案,建立较为稳固的国产化应用生态。
4.6强化科技人才引进与稳定培养
优秀的半导体人才需要经历产品周期,5年能够小成,10年有可能大成,立足半导体产业技术密集、人才密集的特点,进一步加强紧缺人才、专业人才、复合型人才的引进与培养。严格防止部分地区对半导体产业发展规律认识不够,盲目招商挖才,搞同质化竞争、低水平重复建设。围绕产业重点领域,加大对高层次人才和团队的引进和补贴。支持科研院所基础学科建设,优化高校产学研考核指标,以回归教育本质的初心鼓励高校更多发挥培育人才的职能。
4.7引导科技金融理性支持产业发展
半导体产业发展面临较大的资金需求,借鉴半导体产业优势国家和地区的经验做法,逐步完善产业投资基金的运行机制,持续加大对国有投资机构的财政投入,引导风险投资遵循市场理性,增强对有核心技术企业的支持力度。围绕集群效应显著的细分产业,遴选培育竞争能力较强、具有发展潜力的科技企业,联合证监部门、证券交易所、券商等,畅通企业上市融资渠道,扶持企业做大做强。
4.8营造有利于产业发展的创新环境
半导体产业的突出特点是高集成度和低功耗,创新点并非集中在产品外在结构和形状上,不能通过专利权得到全面保护。要进一步提升半导体产业知识产权服务水平,优化知识产权保护制度,结合半导体产业特点,积极引入赔偿制度,构建多维度知识产权保护体系。鼓励支持行业协会、智库单位、集群促进机构等行业组织加强能力建设,为半导体产业发展提供专业化服务。
5结语
加强关键核心技术攻关、强化重大科技创新平台建设、加强高层次人才引进和培育、加快科技成果转化和产业化、营造优良创新生态、推进产学研用金深度融合,是推动半导体产业高质量发展的必经之路,以此不断扩大产业规模、不断优化产业布局、不断改善产业结构及显著提升产业效益。
参考文献
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[2]凌峰,戚湧,朱婷婷. 战略性新兴产业创新要素供给体系与协同机制[J].科技进步与对策,2016(22):56-63.
[3]冯南平,魏芬芬.创新要素区域流动的影响因素及其时间差异分析[J].中国科技论坛,2017(2):114-120.
[4]苏屹,王洪彬,林周周.东三省现代化经济体系创新要素结构优化策略研究[J].科技进步与对策,2019(1):44-50.
(编辑 何琳)
Research on innovation factors and countermeasures of Jiangsu semiconductor industry
Zhang Li, Tang Yukang, Qiu Songxing, Han Pei
(Jiangsu Hightech Innovation Service Center, Nanjing 210000,China)
Abstract: Based on the theoretical research on industrial innovation and innovation factors, this paper refines the development characteristics of Jiangsu semiconductor industry and its innovation factors through field investigation and research on innovation subjects such as relevant enterprises, financial institutions and research institutes in Jiangsu semiconductor industry. From the aspects of technology research and development, talent introduction and training, industrial policy, financial support, the existing problems and actual needs of Jiangsu semiconductor industry innovation factors are analyzed, and countermeasures and suggestions are put forward to strengthen the key core technology research, strengthen the construction of scientific and technological innovation platform, strengthen the introduction and cultivation of talents, and promote the deep integration of industry, university and research funds.
Key words: semiconductor industry; elements of innovation; strategies
基金项目:江苏省高新技术创业服务中心自立课题;项目名称:“四科”标准科技型中小企业培育路径与案例研究;项目编号:20230003。
作者简介:章立(1972—),男,研究员,博士;研究方向:科技创新、科研管理。