中兴事件的爆发暴露出中国芯片产业的短板,芯片产业从来没有像今天这样,受到媒体、公众甚至国家高层如此迫切的重视。

 

 

2017 年下半年,由于全球 NAND 产能的增加,以及国内出现国产 NAND 的浪潮,国内 NAND 的价格出现下滑。2017 年,中国集成电路进口额达到了 2601.4 亿美元,同比增长 14.6%。有分析资料显示,在存储芯片、服务器、个人电脑、可编程逻辑设备等领域,中国芯片占有率竟然为 0。

 

▲当前中国核心集成电路的国产芯片占用率

 

除了移动通信终端和核心网络设备有部分集成电路产品占有率超过 10%外,计算机系统中的 MPU、通用电子系统中的 FPGA/EPLD 和 DSP、通信装备中的 Embedded MPU 和 DSP、存储设备中的 DRAM (DynamicRandom Access Memory 即动态随机存取存储器)和 Nand Flash、显示及视频系统中的 Display Driver,国产芯片占有率都是 0。


中国芯片产业瓶颈

资金不仅要充足还要有效率。2014 年国家成立大基金后,截至 2017 年底,共投资 49 家企业,累计有效决策投资 67 个项目,累计项目实际出资 818 亿元。根据 IC Insights 的研究报告,2017 年全球半导体公司研发投入连续两年都在前十的公司有英特尔、高通、海力士等。其中英特尔投入最多,2017 年研发费用达 130 亿美金,排名第十的海力士也有 17 亿美金。这么看,我们资金投入体量还需要进一步提升。

 

效率主要指资金投入对产出的贡献。近几年,各地积极响应国家战略,纷纷建起自己的集成电路产业基地,其中不乏重复建设、低端投资、小而散等问题。据统计,2017 年集成电路设计企业有 1380 多家,数量还在继续增长。还有太多的企业在研发过程中因为得不到持续投入而失败。

 

高端人才稀缺

人才是关键。中星微、展讯通信、澜起科技等都是海外技术人才回国创办的企业。中芯国际、紫光集团的发展也离不开技术专家的作用。但现状是,无论是初级人才还是高端人才我们都处于严重缺乏状态。

 

一方面是人才总量严重不足。《中国集成电路产业人才白皮书(2016-2017)》显示,目前我国集成电路从业人员总数不足 30 万人。按总产值计算,人才培养总量严重不足,有 40 万的人才缺口急需补上。和欧美发达国家相比,我们的集成电路企业拥有 10 年以上工作年限的人员更少。

 

另一方面是受薪酬低等因素影响,集成电路人才转行多。《白皮书》显示,集成电路企业的研发岗专业人才年薪近 30 万元,生产制造专业人才近 20 万元。有人说,“中国集成电路行业的薪酬竞争力不强是人才缺乏的根本原因。人才不是没有,但清华、北大等一流大学的微电子专业毕业生大都加入人工智能、金融和互联网等更有竞争力的行业了。”

 

人才培养需要时间。当下为了解决问题,需要大力引入海外高端人才,让企业在管理和技术上更快向世界领先企业靠近;同时要激活国内集成电路人才从业的激情。最近,厦门、无锡、芜湖等多个地方都出台了集成电路专业人员的具体引进办法和初步规划等,在提高人才待遇方面做出了努力。长期看,还是要加快本土集成电路人才培养步伐。在高校、科研院所的课程设置、研究方向上,结合集成电路实际需要,培养更多电子信息工程、通信工程、电气工程及其自动化等复合型人才。


半导体行业的现状

根据国际半导体产业协会 SEMI 的统计,2016 年全球半导体设备出货额 412 亿美元,全球半导体材料出货额 443 亿美元,共计 800 多亿美元。受益于中国市场需求增加猛增,2017 年半导体设备热度不减,全年出货金额达 560 亿美元,同比大幅增长 40%,目前该领域中国仍然主要依靠进口。


中兴事件的警钟下,政策层面已经开始落实,各地方政府及社会资本也在积极推进,中国半导体产业迎来了爆发式发展的前夜。一批优秀的半导体企业脱颖而出,IC 设计、晶圆代工、封装测试、半导体材料、半导体专用设备等细分领域涌现出领头企业,部分企业甚至成为细分领域的世界翘楚。这些企业代表了中国集成电路产业崛起的雄心。

 

 

中国 2016 年营收最高的半导体设备公司收入 9.08 亿元(约 1.36 亿美元),2017 年半导体设备板块实现营收 52.47 亿元(约 7.83 亿美元),同比增长 56.05%,2018 年一季度实现营收 13.60 亿元,同比增长 46.08%,继续保持高速增长趋势。

 

中国半导体制造设备增速很快,前十强的增速快于整体水平,市场集中度不断提高。

 

存储芯片,零的突破

在主流存储芯片领域,中国仍然是一片空白,这一形容前面不用“基本”二字做掩饰。全球 DRAM、NAND 存储芯片基本由美日韩企业垄断,三星、SK 海力士、美光、东芝等巨头顺势赚得盆满钵满。

 

目前,在存储芯片领域,中国企业开始后起发力,形成三足鼎立的局面——投入 NAND Flash 市场的长江存储、专注于移动存储芯片 DRAM 的合肥长鑫以及致力于普通存储芯片的晋华。

 

中国芯片的机遇与挑战

目前,国内的集成电路产业设计、制造、封装三业并举,制造可以去代工,封装测试与美国的差距也不是很大。差距最大的地方在于设计,现在国内芯片设计主要还是依赖国外。一位北京某高校研究所专家告诉新智元,其实不是中国设计不了芯片,是因为当下没有芯片迭代的条件。

 

“英特尔、ARM 这种大公司,它们设计的第一代芯片都很难用,但是可以去迭代,最后才会出现好用的芯片。”

 

反观之下,国产芯片生存比较困难,主要是业界不会给迭代的机会。这是因为,一方面,市场已经存在性能优越的芯片,甚至成本也低。另一方面,人们没有耐心去等国产的芯片去迭代,这直接限制了中国的芯片设计能力的提升。

 

“本来有很多人其实可以设计出很好的芯片来,但是由于市场的生态不给你国产芯片迭代的机会,选择性忽视国产,所以国内公司也就不能、也不给工程师去’牺牲’的机会,这就是我们的问题所在。”

 

另一方面,研发投入不足也是产不出高端通用芯片的原因。除了国家科技重大专项外,国家其他科技计划基本上没有集成电路相关的项目和经费投入。2008 年启动的“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”及“极大规模集成电路装备及成套工艺”两个国家科技重大专项平均每年在集成电路领域的研发投入不过 40-50 亿元,不及英特尔一家研发费用的 5.2%~7.7%。

 


行业发展趋势

针对中国半导体设计产业的发展现状,半导体设计行业的发展重点是面向国家信息和社会安全,发展自主的 CPU 和安防产品; 面向移动通信和智能电视,发展高端集成电路产品; 面向安防行业、汽车、智能电网等特定领域,开发特色产品及 IP。

 


芯片设计位于半导体产业的最上游,是半导体产业最核心的基础,拥有极高的技术壁垒,需要大量的人力、物力投入,需要较长时间的技术积累和经验沉淀。目前,国内企业在 CPU 等关键领域与国外企业仍有较大的技术差距,短时间内实现赶超具有很大难度。但从近几年的产业发展来看,技术差距正在逐步缩小。同时,在国家大力倡导发展半导体的背景下,逐步实现芯片国产化可期。