作者 魏少军 中国半导体行业协会IC设计分会理事长、清华大学集成电路学院教授
信息技术是近20年全球GDP增长的主要动力。2000年后,以互联网技术、移动通信技术、尤其是二者的结合——移动互联网技术为代表的信息技术产业的崛起,促进了全球经济高速发展。
根据我们统计,1987年—2002年的16年里,全球半导体产业的累计收入为16431亿美元,平均每年为1027亿美元。2003—2021的19年间,全球半导体产业的累计收入达到60696亿美元,平均每年为3195亿美元,年均为前面16年的3.1倍。
事实上,自二十世纪九十年代以来,全球GDP的增长和半导体的增长之间呈现一种相关性;进入二十一世纪第二个十年后,这种相关性越来越强。
中国经济的增长也呈现出相应的增长方式。1987年至2002年的16年间,中国GDP从近1.22万亿元增长到近12.2万亿元;2003年至2021的19年间,中国GDP从13.7万亿元增长到114.4万亿元人民币,年均增速远高出之前16年。
如果观察2004年至2021年中国集成电路产业发展,就会发现其年均复合增长率达到20.3%。这两者之间也呈现出一种强相关性。而且进入21世纪以后,和世界半导体和GDP的情况一样,这种相关性也毫无悬念地越来越强。
半导体是一个需要长期投入的行业,中国已经成为新兴的集成电路产业大国。在过去的几十年间,国内已经在京津环渤海、长江三角洲、珠江三角洲和中西部地区打造了若干个集成电路产业中心。目前中国已经形成多个具有特色的集成电路产业园。
中国集成电路是世界上少有的五大板块齐整的产业:设计、制造、封测、设备和材料。在细分领域已有很多企业冲进相应领域的前十,包括曾经缺失的半导体存储器也正在逐步崛起。
在中国长效的半导体投资机制下,大基金一期和二期,两期投入3400多亿元,如果按照1:3来带动产业发展的线万亿元,对整个半导体产业的发展将起到巨大推动作用。
2021年,中国整个设计、制造、封测行业的总收入首次突破1万亿元,达到10458亿元,增长18.2%。
回溯产业发展,2004年时,封测是半导体行业的最大领域,紧随其后的是制造业和设计业;而2020年制造业又超过封测业。因此现在形成了设计、制造、封测的产业顺序,产业结构日趋合理。
设计业是增长最快的产业,从2004年到2020年的CAGR( Compound Annual Growth Rate,复合年均增长率)来看,设计是一个难得的高速发展的产业,年均复合增长率达到了26.5%。
制造业成为中国集成电路产业的重要力量,虽然其规模还不够大,但是已经超过封测业,这是一个战略性的转变。
封测业长期居于中国集成电路的龙头地位,产业增速也还不错,但是产业结构很多是外资企业或者合资企业,这使得中国集成电路产业在内生动力发展的过程中,逐渐被超越是一种必然。
作为最大的电子产品生产国,中国半导体市场也逐渐增大。2013年至2021年,中国的市场份额从28.9%增长到34.6%,2019年曾经达到35.1%,是全球最大的单一国家半导体市场。2016年起,在北美、欧洲、日本和亚太地区和国家层面上,中国市场规模仍然位居第一。
同时,中国是最大的芯片进口国。按照中国海关的数据,2021年进口集成电路6354.8亿块,价值4325.5亿美元,比上年增长16.9%,首次超过4000亿美元;出口集成电路3107亿块,价值1537.9亿美元,贸易逆差为2787.3亿美元,2021年中国进口集成电路占全球销售的77.8%,比2020年下降了1.9个百分点。
可以看到,中国进口了78.8%的集成电路,其中将近35%用在了本地,而有40%又在装机当中出口。这就是中国作为世界市场的一个重要表象。
与此同时,中国集成电路产品从2004年全球占比不到5%,到2021年的12.5%,进步亦非常明显。尽管主要还是在中低端,但已经建立了比较完整的产品体系。2022年,中国产品占全球的比例超过12%,但这个数值与国内消耗的35%相比,还有很大差距。
中国在过去几十年中不断进步,特别是在高端通用芯片领域市场占有率在稳步提升。如果说2019年以前,中国还有一些高端芯片在国内市场几乎看不见,但2019年以后国产高端芯片的比例在大幅提升。
当前,中国正处于非常有利的发展阶段,所从事的是产业升级。从低附加值到高附加值转移,从低技术向高技术迁移,从低生产率向高生产率迈进,从产业链的低端向高端移动。这符合人类发展的基本特性,所以我们应该有决心,有信心能够把这项工作做好。
中国作为世界工厂的现状短期内不会改变,这也为发展半导体创造了重要条件。中国现在有几百种产品是世界上高度依赖的。
为什么中国能够成为世界工厂?有两个因素。一个是新中国建立以后,以大力度在短时间内对重工业大笔投入,因此中国拥有强大的工业基础;另外一个是,中国既是世界工厂,也是世界市场。世界工厂可以生产很多东西,但世界市场可以消化更多东西。所以当世界工厂生产的产品,由于各种原因滞销的时候,中国的世界市场就会发挥重要的调控作用。因此,这些年家电下乡、汽车下乡等,使得中国作为世界工厂的竞争力越来越强。
中国的发展虽然很快,但依然存在问题。例如,国内产业长期以来以制造业为中心进行产业部署的,现在应该转向以产品为中心的产业模式。
在美日欧韩等国家,其产业结构中IDM企业(Integrated Device Manufacture,是从设计、制造、封装测试到销售自有品牌IC都独揽了的半导体垂直整合型公司)占有巨大比例,而中国、新加坡等地更多是以加工为他人服务,作为产业发展模式。这样的发展模式,在新加坡这样较小的地区是可行的,但是从中国全国来看,具有14亿消费人口的市场来看,显然是不适合的。
因此,我们要提升企业竞争力。分析22家在科创板上市的芯片设计企业2021年年报可以看出,其平均毛利率大概在47%,比起美国的62%的毛利率,低了15个百分点。虽然过国内平均研发投入达到了25.5%,比起美国半导体企业的17%的研发投入,高了8.5个百分点。但是22家科创板上市的芯片企业,总研发投入额度只有10.8亿美元,这个数字是非常小的。
因此,中国企业由于受到规模、规格、盈利能力的限制,实际上创新能力还是非常弱的,需要采取更多方式促进创新能力提升。
在此过程中,中国也要遵循产业发展的客观规律。国内产业是从系统公司到IDM到设计加代工逐步发展。这些年,也有人探索把互联网的发展模式引入到集成电路。从商业模式创新,通过资本运作把市场创造出来,并定义产品,最终到管理团队运营。在前期,这种努力和尝试是有益的,但是这样的运行模式并不适应中国集成电路产业的发展亚新体育app免费下载,其实也不适应国际集成电路产业的发展,因此,无一获得成果。
因此,中国要着力锻长板。5G(第五代移动通信技术)对中国来说是占有优势的一个产业,也预示着未来发展的重要驱动力。按照国际电联的设想,国内目前还只是完成了eMBB(增强移动宽带)的发展,通俗来讲就是大家上网的网速可以高一点,仅此一点已经足以拉动VR/AR产业的发展,使其形成一个万亿级规模的市场空间。
而更重要的是5G发展中的mMTC(海量机器类通信)和uRLLC(超可靠低延时通信),这两者目前还处在发展的过程中,所以第五代通讯的发展,目前还非常初步。mMTC和uRLLC的发展将有力推动工业的改造,比如自动驾驶、产业自动化。其中mMTC更是工业互联网和智能社会发展的重要依托。
中国过去的几年中通过努力,使中国5G基站占了全球60%,5G用户也达到了全球的60%,这一优势是中国应该着力去发挥的,这个长板在全球是独一无二的。
正在进行的智能化,它的目标是要延伸人类的大脑,提升人类对问题的认知能力,这被称为第四次工业革命,中国更愿意称之为智能化发展。显然其对中国发展百利而无一害,而且将会叠加5G优势,成为中国下一步发展最重要的竞争力。
“凡事豫(预)则立,不豫(预)则废。”集成电路产业发展不会一蹴而就,需要长时间坚持,不断努力,要做好各类准备。
中国的发展不会因为某些人和某些事受影响,也不会因为外界打压而停滞不前,因此我们必须要做好各种各样的准备的同时,努力向前奔跑。我相信,依托中国的庞大市场,有勤劳的中国人民,有我们日夜奋斗的同仁们,中国的发展指日可待,一定可以到达成功的彼岸。(中新经纬APP)