北京集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究 2022

北京集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究一、概述(一)集成電路產(chǎn)業(yè)概述1、集成電路的概念集成電路(IntegratedCircuit，IC),是指通過一系列特定的加工工藝，將晶體管、二極管等有源器件和電阻器、電容器等無源元件，按照一定的電路互連，“集成”在半導體(如硅或砷化鎵等化合物)晶片上，封裝在一個外殼內(nèi)，執(zhí)行特定功能的電路或系統(tǒng)。集成電路被譽為“工業(yè)糧食”，是現(xiàn)代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的核心。集成電路產(chǎn)品種類眾多，集成電路產(chǎn)業(yè)更是經(jīng)濟和社會發(fā)展的先導性產(chǎn)業(yè)，是推動信息化和工業(yè)化深度融合的基礎(chǔ)。集成電路科學技術(shù)與產(chǎn)業(yè)不僅成為加速經(jīng)濟增長、改變?nèi)祟惿a(chǎn)和生活方式的推動力，而且成為關(guān)系到現(xiàn)代戰(zhàn)爭勝負的重要因素。集成電路產(chǎn)業(yè)的規(guī)模、科學技術(shù)水平和創(chuàng)新能力正在成為衡量一個國家綜合國力的重要標志。2、集成電路產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模據(jù)WSTS(世界半導體貿(mào)易統(tǒng)計組織)統(tǒng)計，全球集成電震蕩上行。2019年，全球集成電路產(chǎn)業(yè)迎來低谷，該年全球集成電路產(chǎn)業(yè)銷售額較上一年下滑12%，集成電路設(shè)計、制造、封裝三大產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)均受到較大影響。2020年，由于新冠疫情在全球范圍內(nèi)的爆發(fā)，造成人們對消費電子產(chǎn)品需求的G速提升、算力需求提升背景下的大規(guī)模數(shù)據(jù)中心建設(shè)、以及芯片設(shè)計公司因預測未來產(chǎn)能不足提前下單等多重因素影響之下，全球集成電路制造企業(yè)產(chǎn)能被充分開發(fā)和利用，也帶動了設(shè)計和封測兩大環(huán)節(jié)，最終造成全球集成電路產(chǎn)業(yè)的快速復蘇和增長。2021年，全球集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展延續(xù)了2020年的增長趨勢。美國知名研究公司Gartner于2022年初發(fā)布的數(shù)據(jù)億美元，首次突破了5000億美元。而根據(jù)國際貨幣基金組算集成電路產(chǎn)業(yè)在全球經(jīng)濟中所占的比例約為0.6%。圖1.2015-2021年全球集成電路產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模3、集成電路產(chǎn)業(yè)的全球化集成電路產(chǎn)業(yè)包括設(shè)計、生產(chǎn)、封裝、材料、設(shè)備等多個方面，自誕生至今已發(fā)展為一個全球化產(chǎn)業(yè)，世界各主要國家和地區(qū)均參與其中并發(fā)揮著重要作用。生產(chǎn)方面，美國在設(shè)計業(yè)領(lǐng)域獨占鰲頭,全球主要純晶圓代工企業(yè)集聚亞太,封測業(yè)中國領(lǐng)跑,設(shè)備業(yè)美日荷三分天下,材料業(yè)日本實力市場方面，根據(jù)WSTS公布的數(shù)據(jù)，1986年之前，全球集成電路產(chǎn)業(yè)市場主要集中在美洲、歐洲和日本這三個國家/地區(qū)。1986-2000年，日本市場占比呈現(xiàn)出了顯著的下降趨勢，與此同時，美洲和歐洲地區(qū)市場占比變化相對平穩(wěn)，而亞太地區(qū)(除日本外)市場則快速發(fā)展起來，2000年亞太地區(qū)(除日本外)市場已占全球市場的25.1%，成為僅次于美日本外)市場持續(xù)保持快速增長，美洲、歐洲、日本市場則均呈現(xiàn)出下滑趨勢。中國是目前全球最大的集成電路市場，(二)集成電路企業(yè)分類集成電路最初的生產(chǎn)商基本是“自產(chǎn)自銷”的系統(tǒng)廠商。其后，出現(xiàn)了一種獨立生產(chǎn)集成電路、面向所有系統(tǒng)廠商的測試，并自行銷售成品芯片的集成電路制造商被稱為IDM (IntergratedDeviceManufacture，整合器件制造商或集成器件制造商)。隨著集成電路技術(shù)的演進，集成電路設(shè)計、制造、封裝等環(huán)節(jié)也出現(xiàn)了獨立的企業(yè)，形成了由“無工藝yCore,IP核)并不生產(chǎn)集成電路(Chipless)的多種企業(yè)組成的集成電路產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。此外，集成電路全產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)還包括了電子設(shè)計自動化(ElectronicDesignAutomation,EDA)工具提供商、集成電路生產(chǎn)材料廠商和集成電路制造設(shè)備廠商，以及人才培養(yǎng)、人才培訓、產(chǎn)業(yè)投資、中介服務(wù)等多種形式的企業(yè)。根據(jù)各集成電路產(chǎn)業(yè)運作模式在整個集成電路產(chǎn)業(yè)中所占的份額來看，其中最為重要的三種運作模式分別是IDM、在IDM模式生產(chǎn)中，集成電路企業(yè)涵蓋了從集成電路設(shè)計，集成電路制造到集成電路封裝測試的整個產(chǎn)業(yè)鏈的生產(chǎn)過程。IDM模式以英特爾、三星、SK海力士、德州儀器、士蘭微等企業(yè)為代表。Fabless(無晶圓制造的設(shè)計公司)，也就是集成電路設(shè)計公司，只負責芯片的電路設(shè)計與銷售；將生產(chǎn)、測試、封裝等環(huán)節(jié)外包。該模式的代表性企業(yè)有AMD、博通、高通、英偉達、聯(lián)發(fā)科、海思等。Foundry(晶圓代工廠)，只負責制造、封裝或測試的其中一個環(huán)節(jié)；不負責芯片設(shè)計；可以同時為多家設(shè)計公司提供服務(wù)。此模式的代表企業(yè)主要有：臺積電、三星、聯(lián)電、中芯國際等。(三)集成電路產(chǎn)品分類集成電路(芯片)應(yīng)用十分廣泛，種類很多，型號十分繁雜，只要出現(xiàn)新的應(yīng)用需求，就會產(chǎn)生新的芯片。集成電路的分類方法可以有許多種，例如按晶體管工作狀態(tài)、制造工藝、適用性、集成規(guī)模、功率大小、封裝形式、應(yīng)用環(huán)境、功能用途等不同角度來進行分類。本報告以集成電路中晶體管工作狀態(tài)和電信號種類進行區(qū)分，將集成電路家族粗略劃分為數(shù)字電路芯片、模擬電路芯片、數(shù)?；旌想娐沸酒约疤胤N電路芯片四大類。圖2.集成電路產(chǎn)品的簡要分類1、數(shù)字電路芯片數(shù)字電路芯片主要用于計算機和邏輯控制領(lǐng)域，它的工作原理是通過晶體管控制電流的“開”和“關(guān)”，來表達數(shù)所以數(shù)字電路也稱為開關(guān)電路或者邏輯電路。數(shù)字電路主要是由工作在開關(guān)狀態(tài)的晶體管組成的。因此，數(shù)字電路的規(guī)模大小由其中的晶體管多少來分類。數(shù)字電路芯片主要包括(1)邏輯電路：包括與門、或門、非門、鎖存器、移位器、計數(shù)器、編碼器、譯碼器、選擇器、比較器、運算器等。理論上，數(shù)量龐大的邏輯電路芯片可以實現(xiàn)目前所有復雜芯片的功能，例如中央處理器(CPU)、微控制器(MCU)、片上系統(tǒng)(SoC)等，甚至可以實現(xiàn)一個復雜系統(tǒng)的功能，例如電腦、交換機等。(2)通用處理器：CPU、GPU、DSP、APU等。通用處理器是由海量邏輯電路組成的，它包含了控制、存儲、運算、輸入輸出等部分，形成了一個完整的數(shù)據(jù)和信息處理系統(tǒng)。它是規(guī)模最大、結(jié)構(gòu)最復雜的一類數(shù)字電路芯片。因此，通用處理器被歸類為巨大規(guī)模集成電路。(3)存儲器：SRAM、DRAM、PROM、Flash等。存儲器是用于存儲數(shù)據(jù)和信息的芯片。其中，可細分為靜態(tài)存儲器(SRAM)、動態(tài)存儲器(DRAM、LPDDRX)、可編程只讀存儲器Memory)等。(4)單片系統(tǒng)(SoC)：單片系統(tǒng)就是把一個電子系統(tǒng)全部集成到一顆芯片中。只要給SoC芯片加上電源和少量外部電路，就可以實現(xiàn)一個完整的電子產(chǎn)品或系統(tǒng)的功能。例如音視頻播放器(MP4)、汽車導航儀、手機等都可以用一個SoC芯片加少量外部元器件來實現(xiàn)。SoC芯片是面向具體應(yīng)用領(lǐng)域而設(shè)計的專用系統(tǒng)級芯片，例如用在醫(yī)療設(shè)備、汽車電子、抄表系統(tǒng)、智能手機、智慧電視等領(lǐng)域，都有適合該領(lǐng)域應(yīng)(5)微控制器(MCU)：微控制器通常也稱為單板機或單片機，它是簡化版的通用處理器(CPU)。簡化體現(xiàn)在幾個方面，包括處理字寬、處理器和指令架構(gòu)、內(nèi)存大小、時鐘速度等。MCU一般用在較簡單的、小型的電子產(chǎn)品或系統(tǒng)中，實現(xiàn)簡單的控制和數(shù)據(jù)處理任務(wù)，但在大型系統(tǒng)中，也可以用許多MCU完成復雜的控制任務(wù)。(6)定制電路(ASIC)：如果用戶不想使用通用芯片，而是按自己的應(yīng)用要求定制一款芯片，這種芯片就稱為全定制芯片。二代身份證芯片就是典型的ASIC。有些整機廠商為品的技術(shù)細節(jié)和訣竅，二是ASIC會更加適合自己產(chǎn)品的需要，三是只要產(chǎn)品能上量，就可以攤薄ASIC高昂的定制費(7)可編程邏輯器件(PLD)(包括PLD、PAL、GAL、FPGA等)：上述6類芯片被稱固定邏輯電路芯片，它們從代工廠生產(chǎn)出來后，功能就被固定下來，不能再進行任何大的改變。而需求數(shù)量少、有更新和升級可能的芯片，需要按照可編程邏輯器件的模式進行開發(fā)。可編程邏輯器件(PLD)由工廠生產(chǎn)出來后，其功能還沒有確定，需要設(shè)計人員按需求進行編程后，芯片才能表現(xiàn)出想要的功能。而且某些種類的PLD芯片還可以進行多次編程，十分適合要對芯片的功能進行完善和升級的應(yīng)用場合，例如通信設(shè)備、移動通信基站等。目前應(yīng)用最廣的是現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)。2、模擬電路芯片模擬電路是指用來對模擬信號進行檢測、傳輸、變換、處理、放大等工作的電路。模擬電路中的元件除了晶體管外，還包括二極管、電阻、電容和電感等。其中，晶體管大多數(shù)不是像數(shù)字電路一樣工作在開關(guān)狀態(tài)，而是工作在線性狀態(tài)。模擬電路芯片功能很多，種類也很多，很難成系列。與數(shù)字電路相比，模擬電路芯片的設(shè)計難度更大，需要更長時間的技術(shù)積累，對設(shè)計人員的要求更高。模擬電路芯片主要包括(1)分立器件和模組：二極管、三極管、MOSFET、IGBT等。這些器件和模組也是采用集成電路平面工藝制作而成，雖然封裝成器件和模組的形式，外觀不像一般的芯片，但它們也屬于集成電路的范疇。分立器件內(nèi)部的元件數(shù)量極少，但在設(shè)計和制造時，對其中元件參數(shù)的把控極其講究。(2)電源電路：電源電路用于把200V50Hz交流電轉(zhuǎn)換成不同輸出電壓和電流的直流電，作為各種電子產(chǎn)品和系統(tǒng)的電源。(3)信號檢測電路：用于檢測微弱的電信號，經(jīng)過濾波、放大等多種前端處理后，變成便于處理的大信號、或者數(shù)字信號。(4)濾波器：濾波電路用于信號的提取、變換或抗干擾。它是一種選頻電路，可以使信號中特定的頻率成分通過，同時極大地衰減其他頻率成分。因此有低通、帶通和高通濾波器之分，也有無源和有源濾波器之分，濾波器芯片一般是有源濾波器。(5)轉(zhuǎn)換電路：轉(zhuǎn)換電路用于把電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號或?qū)㈦妷盒盘栟D(zhuǎn)換為電流信號；或者將直流信號轉(zhuǎn)換為交流信號或?qū)⒔涣餍盘栟D(zhuǎn)換為直流信號；或者將直流電壓轉(zhuǎn)換成與之成正比的頻率等。開關(guān)電源、穩(wěn)壓電路、電平轉(zhuǎn)換、模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電路(ADC/DAC)等也是轉(zhuǎn)換電路。(6)信號發(fā)生器：信號發(fā)生電路用于產(chǎn)生正弦波、矩形波、三角波、鋸齒波等。它主要包括各種函數(shù)信號發(fā)生器，特殊頻率、波形和脈沖信號發(fā)生器等。根據(jù)應(yīng)用需要，信號發(fā)生器產(chǎn)生的信號種類也在不斷增加中。(7)放大器：放大電路用于對信號的電壓、電流或功率進行放大，主要包括前置放大器、運算放大器和功率放大器(PA)等十多種放大器。根據(jù)信號頻率高低，放大器可分為3、數(shù)模混合電路顧名思義，數(shù)?；旌想娐肪褪羌劝瑪?shù)字電路，又包含模擬電路的芯片。數(shù)?；旌想娐分饕ㄒ韵?大類。(1)模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC、DAC)：模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)和數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)芯片是現(xiàn)實世界與數(shù)字世界的電路接口，沒有這些芯片就沒有今天的數(shù)字化世界。這類芯片從通道數(shù)量、轉(zhuǎn)換位寬、轉(zhuǎn)換速率、精度等方面，可以有許多細分品種，芯片型號非常多。(2)光電轉(zhuǎn)換電路：光電轉(zhuǎn)換芯片是實現(xiàn)光通信和光電系統(tǒng)不可或缺的芯片種類。包括光電耦合器件、光電探測器二極管、光敏三極管、光敏電阻器等。(3)基帶電路：手機基帶芯片主要由微處理器、信道編碼器、數(shù)字信號處理器、調(diào)制解調(diào)器和接口模塊組成，用來合成即將發(fā)射的基帶信號，或?qū)邮盏降幕鶐盘栠M行解碼。目前，基帶芯片只有高通、英特爾、三星、華為、聯(lián)發(fā)科、展訊、中興等少數(shù)公司可以設(shè)計生產(chǎn)。(4)調(diào)制解調(diào)器：調(diào)制解調(diào)芯片是實現(xiàn)調(diào)制、解調(diào)、或者二者兼而有之功能的芯片。調(diào)制解調(diào)芯片在無線電收發(fā)報機、無線廣播電視、無線通信、寬帶網(wǎng)絡(luò)和光纖網(wǎng)絡(luò)等方面廣泛應(yīng)用。之轉(zhuǎn)換的電路，它承擔著系統(tǒng)的搭建任務(wù)，起著承上啟下的重要作用。(6)傳感器：傳感器用來測量和感知現(xiàn)實世界中的各種物理量，例如磁力、運動、壓力、溫度、濕度、圖像、聲音等。傳感器的細分種類非常多，一般是以器件而不是芯片的形式存在，即使有芯片也是封裝在器件之內(nèi)。(7)驅(qū)動器：驅(qū)動器芯片和器件的細分種類很多，從明驅(qū)動，大到電力開關(guān)驅(qū)動、電動汽車和機車動力驅(qū)動，細分種類很雜，數(shù)量很多。4、特種電路芯片特種集成電路，即主要應(yīng)用于航空、航天及其他一些對產(chǎn)品穩(wěn)定性、可靠性有極高要求應(yīng)用領(lǐng)域的芯片，主要分類(1)抗輻射軍工宇航級電路：宇航級芯片不但要在工作溫度上超過軍品級芯片(-55℃~125℃)，而且要有抗輻射等方面的要求。軍工宇航級芯片一般采用陶瓷封裝和帶保護屏蔽殼的封裝方式，這些芯片在功能、性能、溫度、抗輻射、可靠性等方面的要求都非常高。(2)射頻功率電路：人們不斷追求無線通信速度和質(zhì)量，對無線傳輸?shù)纳漕l功率電路芯片和器件提出了嚴苛的要求。而且這些芯片和器件屬于模擬電路，可以說它們是芯片皇冠上的明珠，只有靠長期研發(fā)投入和技術(shù)積累才能摘取，沒有捷徑可走。(3)超高壓大功率電路：硅功率器件由于價格較便宜，目前仍然廣泛應(yīng)用在600V以下的場合，但如果電壓要求進一步提高，特別是對效率、溫度有較高要求的場合，只能選擇使用SiC等寬禁帶材料制作的芯片和器件。二、全球主要國家或地區(qū)集成電路產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀(一)美國美國是全球集成電路的起源地，發(fā)展歷史悠久，經(jīng)過多年的發(fā)展涌現(xiàn)了一批如英特爾、AMD、英偉達、高通、博通、德州儀器、美光、格羅方德等優(yōu)秀的集成電路企業(yè)，且這些企業(yè)普遍具有一定的實力進行尖端集成電路技術(shù)的研發(fā)。根的三星電子、SK海力士、中國臺灣的聯(lián)發(fā)科和日本鎧俠外，其余6家企業(yè)均為美國企業(yè)，且美國本土企業(yè)英特爾的營業(yè)美國憑借先發(fā)優(yōu)勢一直保持著在全球集成電路產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。與此同時，美國科技產(chǎn)業(yè)發(fā)達，拉動了對集成電路的需求，從而進一步促進了美國集成電路行業(yè)的發(fā)展。僅在美國舊金山灣區(qū)南面的硅谷就坐落著美國乃至全球的科技巨頭蘋果、亞馬遜、Facebook和谷歌。這些科技企業(yè)所從事的都是對集成電路需求量較大的行業(yè)，其中有些企業(yè)自身也已經(jīng)涉足集成電路產(chǎn)業(yè)并取得了不俗的成績，比如蘋果公司設(shè)計Graviton系列Arm服務(wù)器芯片。綜合來看，美國本土科技公司對集成電路的巨大需求量為其國內(nèi)集成電路行業(yè)的發(fā)展提供了充足的動力。政策方面，美國政府歷來重視集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2017年，美國發(fā)布的《確保美國半導體的領(lǐng)先地位》中明確了集成電路之于美國是戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性、先導性的產(chǎn)業(yè)，美國應(yīng)在人才，投資等稅收方面為集成電路的發(fā)展營造一個良好的產(chǎn)業(yè)環(huán)境。2020年以來，美國半導體協(xié)會(SIA)為了提醒美國重視本土半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展，發(fā)表了多篇半導體相關(guān)的報告。當前，美國企業(yè)雖然在EDA、核心IP、集成電路設(shè)計、制造、設(shè)備等領(lǐng)域的市場份額仍超50%，依舊保持著領(lǐng)先地位，但晶圓制造份額卻在這幾十年里持續(xù)下跌。根據(jù)SIA《在不確定的時代加強全球半導體供應(yīng)鏈》的數(shù)據(jù)顯示，美國半導體制造產(chǎn)業(yè)在全球的份額從1990年的作為汽車制造大國，此次全球“缺芯”危機使美國汽車企業(yè)損失慘重，由于汽車芯片產(chǎn)能嚴重吃緊，福特汽車、通用汽車等車企接連因缺芯關(guān)閉工廠，這使美國在半導體產(chǎn)業(yè)方面的“危機感”更加強烈。為了緩解這種半導體“焦慮”，美國迅速制定計劃展開2021財年國防授權(quán)法案的一部分獲得通過，其內(nèi)容包括：購買半導體制造設(shè)備與相關(guān)投資可獲得稅務(wù)減免，并要求聯(lián)邦撥款100億美元鼓勵半導體美國制造等；5月，美國參議院民主黨領(lǐng)袖ChuckSchumer公布了一項獲得兩黨一致通過的大幅提高美國半導體芯片的生產(chǎn)和研發(fā)；6月，美國參院通(二)日韓日本集成電路產(chǎn)業(yè)始于冷戰(zhàn)期間，1962年,美國對日本司從美國仙童半導體公司獲得了集成電路批量制造的技術(shù)授權(quán)。在日本政府主導下，NEC又將技術(shù)開放給了三菱、京都電氣等公司，由此形成了日本半導體產(chǎn)業(yè)雛形。日本早期國產(chǎn)化。I多項專利，后期技術(shù)研發(fā)已快于美國，在此階段日本半導體設(shè)備國產(chǎn)化進程同時加快。20世紀80年代初，隨著美國等發(fā)達國家計算機行業(yè)的發(fā)展，對DRAM的需求快速增長。由于日制DRAM在設(shè)計和工藝技術(shù)方面領(lǐng)先，在產(chǎn)品質(zhì)量、價格和交貨時間方面均具有優(yōu)勢，許多美國電腦制造商也開始額不斷上升，1982年超過美國，1987年達到頂峰(80%)。于1986年達成第一次半導體協(xié)議，要求日本擴大外國半導體企業(yè)進入日本市場，并監(jiān)控日本半導體價格情況。1987年美國再次指責日本向第三國傾銷并征收100%懲罰性關(guān)稅，于1991達成簽訂第二次半導體協(xié)議，要求日本承諾使美國在日本半導體市場份額提升至20%。兩次日美半導體協(xié)定的簽訂使得日本半導體廠商原來具有的價格優(yōu)勢喪失，市場份額逐漸受到韓國及中國臺灣新興廠商的侵蝕。20世紀90年代，日本DRAM競爭力下滑，相關(guān)設(shè)備開始轉(zhuǎn)賣給韓國、中國臺體雖然遭遇了大幅度衰退，但日本在投資收益相對穩(wěn)定的半導體設(shè)備、半導體材料領(lǐng)域卻仍牢牢把握著主動權(quán)，在全球半導體設(shè)備市場的占比接近四成，在半導體材料市場的占比約為六成。此外，在一些特定芯片領(lǐng)域，日本半導體廠商仍占據(jù)優(yōu)勢。比如，索尼公司在圖像傳感器芯片方面位居世C成的瑞薩電子在車載半導體方面也具有全球領(lǐng)先優(yōu)勢。韓國半導體從上世紀60年代外國廠商進韓建廠開始，當時，不少美資企業(yè)感受到來自日本半導體行業(yè)的第一輪競爭壓力，開始在國外投資低成本的裝配生產(chǎn)線，其中就包括韓國。當外商在韓國踴躍開設(shè)半導體工廠的同時，韓國政府和企業(yè)也沒有放棄自主研發(fā)半導體技術(shù)的努力。1975年，韓國政府公布了扶持半導體產(chǎn)業(yè)的六年計劃，強調(diào)實現(xiàn)電子配件及半導體生產(chǎn)的本土化，而非通過跨國公司的投資發(fā)展半導體產(chǎn)業(yè)。該計劃的實施為未來韓國半導體產(chǎn)業(yè)的自主發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。上世紀80年代，開始茁壯成長的韓國半導體企業(yè)抓住了一個良好的發(fā)展契機——動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)芯片此時正式投入使用。這種內(nèi)存芯片構(gòu)成了每臺電腦不可或缺的“內(nèi)存條”，其使用廣泛，技術(shù)要求相對較低，適合大批量生產(chǎn)。這些特性立刻吸引了當時發(fā)展程度還比較低的韓國企業(yè)的目光。在此階段，韓國企業(yè)開始從仿制、研發(fā)走向當時其研發(fā)速度還落后于美國數(shù)年；1988年，三星宣布完成1992年，三星開發(fā)出了64MDRAM芯片，隨后開始向惠普、IBM等美國大型企業(yè)提供產(chǎn)品，實現(xiàn)了在技術(shù)和市場上趕超美日的目標。此后，韓國政府仍持續(xù)推出多個半導體開發(fā)計劃。直到2016年，韓國政府在其半導體產(chǎn)業(yè)已占據(jù)世界前列的背景下，依舊在執(zhí)行名為“系統(tǒng)集成半導體基礎(chǔ)技術(shù)開發(fā)事業(yè)”的計劃，力圖補齊韓國半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的短板。目前，韓國持續(xù)在內(nèi)存芯片領(lǐng)域發(fā)力，長期保持著世界第一內(nèi)存芯片生產(chǎn)韓國晶圓代工份額躍居世界前列，也使三星在2021年超越英特爾成為銷售額排名第一的集成電路廠商。(三)歐盟歐洲是全球集成電路產(chǎn)業(yè)高度發(fā)達地區(qū)之一，一直以來，英飛凌、意法半導體和飛利浦等是歐洲半導體知名企業(yè)。雖然期間經(jīng)歷過多輪產(chǎn)業(yè)整合和重組，但這幾家骨干企業(yè)一直保持著在全球集成電路產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)先地位。近些年來，由于歐洲信息產(chǎn)業(yè)在全球市場中的萎縮，這種狀態(tài)也影響到歐洲集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展。即便如此，憑借其雄厚的底蘊，歐洲集成電路產(chǎn)業(yè)仍然在多個領(lǐng)域占據(jù)著領(lǐng)先的地位，產(chǎn)業(yè)主要集中在德國、荷蘭和比利時，其代表公司是FraunhoferGroup，ASML和IMEC，此外英國在設(shè)計領(lǐng)域具有領(lǐng)先優(yōu)勢，其代表歐盟地區(qū)每年會消耗數(shù)億個不同類型的芯片，不過芯片制造總量卻并不多，盡管德國等國家鼓勵晶圓制造商興建新廠房擴充產(chǎn)能，但產(chǎn)能依然有限。在過去的一年里，德國的支柱產(chǎn)業(yè)汽車業(yè)因缺乏芯片，導致工廠減產(chǎn)或臨時停產(chǎn)，可見供需之間存在巨大的落差。長期以來困擾全球的半導體短缺，也使歐盟高度依賴亞歐盟委員會宣布將推出一項“歐洲芯片法案”(European歐盟的競爭力并做到自給自足?！稓W洲芯片法案》旨在整合歐盟的半導體研究、設(shè)計和測試能力，并呼吁歐盟與各國在該領(lǐng)域的投資“協(xié)調(diào)”，以幫助提高歐盟的自給自足能力。根據(jù)歐盟委員會3月提出的路線圖，歐盟希望在未來十年能夠占據(jù)全球半導體產(chǎn)量份額的20%。該芯片法案將包括半導體研究戰(zhàn)略。它建立在比利時的行的工作之上。另外還將包括一個集體計劃，以提高歐洲的芯片制造能力。計劃中的立法將旨在支持設(shè)計、生產(chǎn)、包裝、設(shè)備和供應(yīng)商(如晶圓生產(chǎn)商)之間的芯片供應(yīng)鏈能力。目標將是支持歐洲芯片工廠發(fā)展，這些工廠能夠大量生產(chǎn)最先進和最節(jié)能的半導體。(四)中國大陸由于巨大的市場需求、豐富的人口紅利、穩(wěn)定的經(jīng)濟增長以及有利的產(chǎn)業(yè)政策環(huán)境等眾多優(yōu)勢條件，中國目前已成為全球最大的集成電路市場，成為帶動全球集成電路市場的主要動力。多年來，以中國為核心的亞太地區(qū)在全球集成電路市場中所占比重快速提升。根據(jù)中國半導體協(xié)會公布的數(shù)據(jù)來看，2020年中國大陸集成電路銷售額為8848.0億元，同比增長17.0%。受益于新興產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的需求激增，近年來我國集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模呈現(xiàn)逐年增長態(tài)勢，2012-2020年九年間集成電路產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模復合盡管我國集成電路行業(yè)發(fā)展迅速，但是由于我國集成電路產(chǎn)業(yè)起步較晚，目前我國在集成電路領(lǐng)域受制于人的情況集成電路行業(yè)對國民經(jīng)濟及社會發(fā)展的戰(zhàn)略性支柱作用，相關(guān)領(lǐng)域的國產(chǎn)化需求更具緊迫性?！耙允袌鰮Q技術(shù)”不再可行，先進技術(shù)封鎖倒逼國內(nèi)自主創(chuàng)新。近年以來，我國以吸引先進技術(shù)為目的的對西方發(fā)達國家的直接投資受到限制，“以資金、市場換技術(shù)”的發(fā)展戰(zhàn)略受到阻礙。西方國家的技術(shù)封鎖政策限制了我國通過海外并購獲得先進技術(shù)，同時倒逼我國走自主創(chuàng)新之路。隨著政策扶持力度持續(xù)加碼，未來國內(nèi)企業(yè)在國家政策與市場需求推動下加大研發(fā)力度，我國有望加快集成電路國產(chǎn)化進度，逐步實現(xiàn)從低端向高端替代轉(zhuǎn)變，從而減少對集成電路對于芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展，我國政府歷來都是大力支持，2020年發(fā)布的《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)鼓勵軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)片分別給予不同程度的減免企業(yè)所得稅優(yōu)惠，此外還給予設(shè)備和材料等關(guān)稅減免、投融資政策、人才發(fā)展、知識產(chǎn)權(quán)保護等方面的支持。(五)中國臺灣中國臺灣的半導體產(chǎn)業(yè)非常發(fā)達，總產(chǎn)值位居全球第二，僅次于美國。據(jù)臺灣工研院和臺灣半導體產(chǎn)業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2021年，在全球缺芯、供不應(yīng)求的大環(huán)境下，臺灣半導體產(chǎn)完整的半導體產(chǎn)業(yè)鏈，明星企業(yè)眾多，從芯片設(shè)計、生產(chǎn)制造到封裝測試，都有自己的代表性企業(yè)。表1.中國臺灣主要集成電路企業(yè)序號企業(yè)類型企業(yè)名稱成立時間12司3限公司4路股份有限公司567司8司9司有限公司公司限公司中國臺灣半導體發(fā)展歷史，初期起步階段政府支持與研發(fā)主導是主要因素，隨后市場化開辟代工新商業(yè)模式促進了臺灣半導體產(chǎn)業(yè)的騰飛。發(fā)展至今臺灣地區(qū)的半導體產(chǎn)業(yè)具有以下三個明顯的特征：1.代工模式。臺灣地區(qū)半導體產(chǎn)業(yè)的實力排在世界前列，而其中最強的板塊即晶圓代工。從1987年起臺積電介入專業(yè)代工制造，如今在這一領(lǐng)域，能排進全球十強的中國臺灣企業(yè)就有4家之多，除了臺積電，還有聯(lián)電、力晶、世界先進等，成為全球半導體的重要一極。2.全產(chǎn)業(yè)鏈。代工產(chǎn)業(yè)實力名列前茅，并不意味著其他產(chǎn)業(yè)板塊沒有實力，實際上，臺灣地區(qū)半導體企業(yè)從上游的IC設(shè)計、中游的晶圓生產(chǎn)、下游的封裝和測試以及設(shè)備、材料全領(lǐng)域都有布局，聯(lián)發(fā)科、臺積電、聯(lián)電、日月光、聯(lián)詠、瑞昱等企業(yè)迅速發(fā)展，也帶動了整個電子工業(yè)的興盛，被稱為臺灣地區(qū)的“稻米產(chǎn)業(yè)”。3.政企協(xié)作。臺灣經(jīng)濟以中小企業(yè)為主，抵抗投資風險的能力偏弱，由此形成了臺灣地區(qū)官僚與民間企業(yè)之間特殊的合作方式。集成電路產(chǎn)業(yè)概不例外，在經(jīng)濟轉(zhuǎn)型時強力推動，堅持民營化，促進企業(yè)在競爭中發(fā)展，才使得臺灣地區(qū)后來居上，成為全球IC產(chǎn)業(yè)最發(fā)達的地區(qū)之一。三、北京市集成電路產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀(一)北京市集成電路產(chǎn)業(yè)支持政策集成電路產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值呈現(xiàn)了爆發(fā)性地成長，這是一次由中國政府大力主導推動的整體性產(chǎn)業(yè)發(fā)展，先后頒布了《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)進一步鼓勵軟件產(chǎn)業(yè)和集家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》等多項支持政策。各地方政府為培育增長新動能，積極搶抓集成電路新一輪發(fā)展機遇，促進地區(qū)集成電路產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)跨越式發(fā)展，也不斷出臺相關(guān)政策支持集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。北京市政府一直將集成電路產(chǎn)業(yè)視為需要大力發(fā)展的京市進一步促進軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策》的通知，通知明確闡述推進集成電路產(chǎn)業(yè)聚集發(fā)展，在中關(guān)村科學城建設(shè)國家級集成電路設(shè)計產(chǎn)業(yè)基地，在南部高技術(shù)制造業(yè)和國家級新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶建設(shè)集成電路產(chǎn)業(yè)園。2017年，《北京市加快科技創(chuàng)新發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)的指導意見》，對北京市集成電路設(shè)計產(chǎn)業(yè)規(guī)模和水平、骨干企業(yè)芯片設(shè)計能力、培養(yǎng)國際先進企業(yè)或國內(nèi)龍頭企業(yè)數(shù)量等指標均設(shè)定了具體發(fā)展目標。發(fā)展規(guī)劃》中，集成電路產(chǎn)業(yè)被納入重點特色優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)之一，推動北京市打造具有國際競爭力的集成電路產(chǎn)業(yè)集群，從政策層面大力支持北京市集成電路的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2021年12月，北京市教育委員會發(fā)布《北京高校科研創(chuàng)新發(fā)展行動計劃(2022—2024年)》，提現(xiàn)了北京市對集成電路人才培養(yǎng)的重視。布了《2022年北京市高精尖產(chǎn)業(yè)發(fā)展資金實施指南》，提出提高產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力，為集成電路設(shè)計產(chǎn)品首輪流片獎勵。支持集成電路設(shè)計企業(yè)開展多項目晶圓(MPW)或工程產(chǎn)品首輪流片(全掩膜)，對符合條件的企業(yè)按照流片費用一定比例予以獎勵。例如，對在京代工的工程產(chǎn)品首輪流片(全掩膜)的企業(yè)，按產(chǎn)品流片費用的50%予以獎勵，單個企業(yè)年度獎勵額最高不超過2000萬元，支持力度不可謂不大。(二)北京市集成電路產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模從產(chǎn)業(yè)規(guī)模來看，“十三五”時期，北京集成電路產(chǎn)業(yè)年均復合增長率為8.4%。據(jù)統(tǒng)計，2020年北京集成電路產(chǎn)業(yè)銷售規(guī)模約占全國集成電路產(chǎn)業(yè)總規(guī)模的10%。值得注意的是，對比全國集成電路產(chǎn)業(yè)的數(shù)據(jù)表現(xiàn)，北同時在此期間，全國集成電路產(chǎn)業(yè)復合增長率為19.4%，遠高于同期北京復合增長率。事實上，就近五年的表現(xiàn)來看，在全國各地的產(chǎn)業(yè)競爭中，北京集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是要落后于全國的。(三)北京市集成電路企業(yè)主要類型歷經(jīng)多年的積累和沉淀，北京市基本形成了完整的集成電路產(chǎn)業(yè)鏈布局，當前北京在集成電路上的產(chǎn)業(yè)布局可以粗略視為“海淀設(shè)計、亦莊制造、順義第三代半導體”的發(fā)展格局。北京“十四五”規(guī)劃提出的集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑將重點發(fā)展以設(shè)計為龍頭，以裝備為依托，以通用芯片、特色芯片制造為基礎(chǔ)，打造集成電路產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)。這個發(fā)展路徑的規(guī)劃，與北京市目前集成電路產(chǎn)業(yè)的布局現(xiàn)狀有著無可分割的關(guān)系。北京市海淀區(qū)集中了北京地區(qū)絕大部分集成電路設(shè)計企業(yè)，已形成由中芯國際、大唐微電子、曙光、龍芯中科、北大眾志、君正、中星微電子、圣邦微電子等老牌集成電路企業(yè)與寒武紀、比特大陸、地平線、嘉楠科技等新型集成電路企業(yè)在內(nèi)的產(chǎn)業(yè)集群，形成了具有鮮明國際化特征的集成電路設(shè)計基地。海淀區(qū)集成電路設(shè)計產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)和帶動了我國高端通用芯片、專用芯片、系統(tǒng)級芯片等關(guān)鍵芯片的自主設(shè)計開發(fā)。北京經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)為代表的產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)是北京乃至全國集成電路產(chǎn)業(yè)聚集度較高、技術(shù)水平先進的區(qū)域，現(xiàn)已聚集了中芯國際、紫光股份、北方華創(chuàng)等行業(yè)龍頭企業(yè)，構(gòu)建了包括設(shè)計、晶圓制造、封裝測試、裝備、零部件及材料等完備的集成電路產(chǎn)業(yè)鏈和“芯片-軟件-整機-系統(tǒng)-信息服務(wù)”大集成電路生態(tài)系統(tǒng)。另外，北京經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)擁有國內(nèi)首條12英寸集成電路晶圓生產(chǎn)線，一批代表企業(yè)及研究機構(gòu)承接了系列國家重大科技專項任務(wù)，在關(guān)鍵裝備及材料、先進工藝的開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化等方面取得一批代表國家最高水平的成果。第三代半導體是代表未來發(fā)展方向的新一代半導體技術(shù)，也是有望引發(fā)產(chǎn)業(yè)變革的顛覆性技術(shù)。北京市順義區(qū)在第三代半導體領(lǐng)域，正著力構(gòu)建開放的國際化的公共研發(fā)、技術(shù)創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化科技服務(wù)平臺，加快布局襯底、外延、芯片、器件、模塊以及龍頭應(yīng)用企業(yè)的全產(chǎn)業(yè)鏈。順義區(qū)已經(jīng)建成建筑面積達7.1萬平方米第三代半導體材料及應(yīng)用聯(lián)合創(chuàng)新基地，并將設(shè)立總規(guī)模100億元的第三代半導體專項基金，以便更好地解決企業(yè)落地難、落地貴、落地慢問題。目前中關(guān)村順義園已聚集第三代半導體企業(yè)一百余家，其中數(shù)十個重點產(chǎn)業(yè)化項目面向5G通訊、新能源汽車、國家電網(wǎng)、軌道交通、人工智能等應(yīng)用領(lǐng)域。(四)北京市集成電路重點領(lǐng)域主要企業(yè)如本章第三節(jié)所述，北京市作為全國集成電路產(chǎn)業(yè)聚集度最高的區(qū)域之一，擁有眾多不同類型的集成電路企業(yè)，其中既有傳統(tǒng)集成電路企業(yè)，也有新興集成電路企業(yè)，且不乏全國龍頭企業(yè)。根據(jù)企業(yè)產(chǎn)品類型的不同，下表列出了北京市主要的集成電路企業(yè)及其主要產(chǎn)品類型(不完全統(tǒng)計)?？梢钥闯觯@些企業(yè)中有EDA軟件企業(yè)、生產(chǎn)設(shè)備企業(yè)、半導體材料企業(yè)、設(shè)計企業(yè)、以及晶圓代工企業(yè)，基本上形成了集成電路全產(chǎn)業(yè)鏈。表2.北京市主要集成電路企業(yè)列表序號企業(yè)名稱產(chǎn)品類型1限公司MCU儲芯片2限公司CU3司CU4CU5杰發(fā)科技(合肥)有限公司(四維圖新全資子CU6司CU7有限公司CU8司CU9司CU限公司MCUCPUCU體(北京)有限公司)股份有限公司司有限公司司芯片限公司、指司北京漢王智遠科技有限公司人臉識別芯片限公司有限公司技集團有限公司任公司換芯片司京)有限公司公司司司限公司限公司有限責任公司限公司司司有限公司司司司司司限公司有限公司四、北京市集成電路產(chǎn)業(yè)面臨的需求與機遇(一)北京市集成電路產(chǎn)業(yè)面臨的需求1、北京集成電路產(chǎn)業(yè)要服務(wù)國家自主創(chuàng)新和科技自立當今世界正經(jīng)歷百年未有之大變局,中華民族偉大復興正處于關(guān)鍵時期,首都北京與黨和國家的歷史使命聯(lián)系更加緊密,應(yīng)該服務(wù)好國家自主創(chuàng)新戰(zhàn)略,加強國家戰(zhàn)略科技力量,加快形成一批具有全球影響力的原創(chuàng)成果,打造全球原始創(chuàng)新策源地,努力實現(xiàn)關(guān)鍵核心技術(shù)自主可控。目前集成電路領(lǐng)域少數(shù)“卡脖子”的核心技術(shù)很難通過各區(qū)域分散的科技創(chuàng)新來實現(xiàn),而是要舉全國之力,探索建立新型舉國體制,政產(chǎn)學研用一體化,在社會主義市場經(jīng)濟條件下開展“卡脖子”領(lǐng)域攻關(guān)提供有力保障,而北京在政產(chǎn)學研用各方面要素齊全,具備發(fā)展基礎(chǔ),最有能力也最應(yīng)該擔負起如此重2、北京集成電路產(chǎn)業(yè)要符合北京“國際科技創(chuàng)新中心”北京、上海以及粵港澳大灣區(qū)是近年來由國務(wù)院發(fā)文明確發(fā)展方案或規(guī)劃的三大科技創(chuàng)新中心,在定位上充分考慮了各自資源稟賦優(yōu)勢,體現(xiàn)了科創(chuàng)中心差異化協(xié)同發(fā)展的特征。其中,北京是“國際科技創(chuàng)新中心”,主要的定位是“原強全球開放合作”,重點任務(wù)是“在基礎(chǔ)研究、原始創(chuàng)新和合”。而相比之下,上海、深圳的科技創(chuàng)新中心定位則和北京有比較大的區(qū)分度,例如上海更加強調(diào)“推進全面創(chuàng)新改革試驗,開展以企業(yè)為主體、市場為導向的體制機制創(chuàng)新系統(tǒng)性探索”,粵港澳大灣區(qū)更加注重“深化粵港澳創(chuàng)新合作,構(gòu)建開放型區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新共同體”。因此“十四五”時期北京發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)的定位也應(yīng)該符合國務(wù)院對北京建設(shè)“國際科技創(chuàng)新中心”的基本要求,即北京應(yīng)該在集成電路產(chǎn)業(yè)的原始創(chuàng)新上下足功夫,超前部署集成電路應(yīng)用基礎(chǔ)技術(shù)及國際前沿技術(shù)研究,加強集成電路領(lǐng)域基礎(chǔ)研究人才隊伍培養(yǎng),加快形成一批具有全球影響力的原創(chuàng)成果,形成領(lǐng)跑世界的原始創(chuàng)新策源地。同時北京還應(yīng)該將集成電路產(chǎn)業(yè)充分和民生經(jīng)濟、軍民融合應(yīng)用相結(jié)合,充分做好央地協(xié)同,積極服務(wù)好國家重大戰(zhàn)略需求和民生經(jīng)濟需求。3、北京集成電路產(chǎn)業(yè)要發(fā)揮北京創(chuàng)新資源和產(chǎn)業(yè)協(xié)同勢集成電路產(chǎn)業(yè)鏈長,細分領(lǐng)域眾多,如果面面俱到的發(fā)展是不現(xiàn)實的。因此要堅持“有所為,有所不為”。要充分思考在新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的重大機遇面前,北京的資源稟賦與特色優(yōu)勢如何更好的與產(chǎn)業(yè)相結(jié)合,如何面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康去找準北京的著力點和突破點,如何在國家應(yīng)對全球性挑戰(zhàn)中貢獻更多“北京智慧”。北京智力資源眾多,具備科研優(yōu)勢,就要前瞻布局下一代可能改變“競爭賽道”和“游戲規(guī)則”的顛覆性前沿領(lǐng)域,去搶抓制高點和話語權(quán);北京是全球新經(jīng)濟企業(yè)最多的城市,具備場景優(yōu)勢,可以充分發(fā)揮“場景定義芯片”的作用,積極推動集成電路與場景創(chuàng)新的結(jié)合,將創(chuàng)新的集成電路技術(shù)率先在重大項目、通州副中心的建設(shè)中廣泛應(yīng)用;北京央企國企集中,具備“集中力量辦大事”的制度優(yōu)勢,就要在構(gòu)建新型舉國體制突破集成電路“卡脖子”技術(shù)方面做出積極表率,突破更多國家重大技術(shù)短板,為保障產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全穩(wěn)定提供有力支撐。(二)北京市集成電路產(chǎn)業(yè)面臨的機遇人工智能(ArtificialIntelligence，AI)作為計算機科學最前沿的發(fā)展方向，同時也是新一輪產(chǎn)業(yè)變革的核心驅(qū)動力，具有巨大的市場前景。面向人工智能應(yīng)用的AI算法，除具有傳統(tǒng)算法一般的性能特征，還具備處理大量非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、處理過程計算量大、參數(shù)量大等新特質(zhì)，亟須強大的運算能力和高效的訪存能力支撐,因此需要設(shè)計專門的AI芯片。隨著人工智能技術(shù)日趨成熟，數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善，人工智能商業(yè)化應(yīng)用將加速落地，推動AI芯片市場成為集成電路產(chǎn)業(yè)新的增長點。目前AI芯片主要分為三個類型。第一種類型是以英偉第二種是FPGA方案，作為專用集成電路(ASIC)領(lǐng)域中的一種半定制電路而出現(xiàn)；第三種是自研集成電路，比如像深鑒、寒武紀、地平線這些公司正在研發(fā)和生產(chǎn)的人工智能芯片，用來做深度學習的訓練或運算。在實際應(yīng)用中，GPU的運算架構(gòu)恰好適合于深度學習所在于和硬件結(jié)合比較緊密，底層配置和構(gòu)建比較靈活，但從開發(fā)難度、架構(gòu)難度到功耗、成本和運算成本等角度，這兩種方式都存在弊端，最理想的方式就是自研一種真正適合人智能運算的專有芯片，即第三類AI芯片。由于新興技術(shù)領(lǐng)域中國并未落后，尤其是近幾年興起的人工智能、無人駕駛、VR/AR等新興技術(shù)領(lǐng)域，中美之間的差距不是特別大，就市場規(guī)模來講中國很可能處于領(lǐng)先地位，在AI芯片產(chǎn)業(yè)方面形成了我國趕超西方的機會。北京是我國AI芯片創(chuàng)新最活躍的地區(qū)。北京具備全國最密集的人工智能和微電子領(lǐng)域的智力資源，清華大學，微等全國過半數(shù)人工智能骨干研究單位都聚集在北京，企業(yè)方面有百度、小米、京東、滴滴等國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)巨頭在人工智能領(lǐng)域的全力投入，以及活躍的投資機構(gòu)和行業(yè)媒體的助推催化，讓北京成為最適宜AI芯片初創(chuàng)企業(yè)成長的沃土。北京在企業(yè)規(guī)模、政策基礎(chǔ)、學術(shù)基礎(chǔ)等方面的領(lǐng)先地位，使北京在發(fā)展AI芯片產(chǎn)業(yè)具備得天獨厚的優(yōu)勢。2、汽車芯片隨著全球新能源汽車產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，汽車芯片正在全球范圍內(nèi)形成一個巨大的市場。一方面，新能源汽車銷量正不斷創(chuàng)下新高，全球知名車企悉數(shù)跨入這條新賽道；另一方面，卻是汽車廠商因缺芯問題陷入不得不減產(chǎn)的窘境。國際知名汽車產(chǎn)業(yè)研究公司AutoForecastSolutions(AFS)在量縮減約52.74萬輛，而在2021年全年，缺芯導致的汽車根據(jù)工信部發(fā)布的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2021年全年，我國新能源7年位居全球第一。其中，國產(chǎn)品牌銷售新能源汽車247.6萬輛，占比高達74.3%?？梢?，隨著汽車向新能源、電子化、智能化方向發(fā)展，汽車市場的局面已經(jīng)發(fā)生明顯扭轉(zhuǎn)，也帶動了汽車芯片產(chǎn)業(yè)的巨大變化。據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)顯示，每輛傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車平均需要500-600顆芯片，而到了新能源汽車時代，單車芯片用量升至1000-2000顆。同時，隨著新能源汽車銷量的快速提升，對于半導體芯片的需求也與日俱增，2020年，車用這些數(shù)據(jù)無一例外都表明了汽車芯片市場正在呈現(xiàn)出“爆發(fā)式增長”的態(tài)勢。北京市新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)良好，已經(jīng)建成國內(nèi)最大的新能源汽車研發(fā)、應(yīng)用中心，總體達到國際領(lǐng)先水平。同時，積極部署燃料電池汽車和智能汽車開發(fā)及示范重點區(qū)域，布局電動汽車研發(fā)、設(shè)計、試驗、試制、驗證等環(huán)節(jié)的全產(chǎn)業(yè)鏈集群，打造具有全球影響力的智能汽車創(chuàng)新中心。企業(yè)方面，擁有北汽新能源、理想汽車、小米汽車等重點新能源汽車企業(yè)。這些因素都為北京市發(fā)展汽車芯片產(chǎn)業(yè)提供了優(yōu)越的條件。3、第三代半導體相比第一代和第二代半導體材料而言，第三代半導體材料具有較大禁帶寬度，能夠顯著提升半導體器件的性能。第化鎵(GaN)、金剛石等，適合應(yīng)用于高溫、抗輻射的場合。當前第三代半導體產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用市場呈現(xiàn)高速增長的態(tài)勢，國際競爭也十分激烈，美國、歐洲、日本等發(fā)達國家都在積極進行戰(zhàn)略部署，通過建立創(chuàng)新中心、聯(lián)合研發(fā)等方式，將產(chǎn)學研及政府部門聯(lián)合起來協(xié)同組織和投入，加快第三代半導體的技術(shù)進步，以應(yīng)用端的需求促進技術(shù)研發(fā)，資金更多投向產(chǎn)品級開發(fā)和終端應(yīng)用，從而全面占領(lǐng)全球第三代半導體市場。中國在第三代半導體市場需求和產(chǎn)業(yè)化水平方面處于領(lǐng)跑狀態(tài)。在光電子材料和器件領(lǐng)域與國際先進水平相比處成為我國第三代半導體產(chǎn)業(yè)的首個突破口。但在電力電子半導體材料和器件、射頻材料和器件方面與國際先進水平相比，尚處于跟跑狀態(tài)。隨著全球半導體產(chǎn)業(yè)逐步向亞洲轉(zhuǎn)移，我國發(fā)展半導體產(chǎn)業(yè)的決心和支持力度空前加大，5G、新能源汽車、AI等新興產(chǎn)業(yè)帶來的廣闊市場空間，為我國發(fā)展第三代半導體產(chǎn)業(yè)帶來了機遇。北京聚集了中科院半導體所、微電子所、物理所等有關(guān)院所，北京大學、清華大學等相關(guān)高校，擁有國內(nèi)第三代半導體領(lǐng)域三分之一以上的科技資源，研發(fā)實力居于國內(nèi)領(lǐng)先，研發(fā)水平整體與國外發(fā)達國家同步，大功率LED外延片、超低熱阻LED芯片等器件的多項技術(shù)指標處于國際一流水平。同時，北京聚集了世紀金光、天科合達、泰科天潤等相精進電動科技公司等下游用戶單位，在國內(nèi)率先實現(xiàn)了6英寸碳化硅晶圓的小批量制備和二極管等碳化硅相關(guān)器件的規(guī)?；a(chǎn)，初步形成碳化硅材料及器件的研發(fā)、生產(chǎn)，應(yīng)用等各環(huán)節(jié)相對完整的產(chǎn)業(yè)鏈，為未來大力發(fā)展第三代半導體技術(shù)和產(chǎn)業(yè)、建設(shè)國家第三代半導體重大創(chuàng)新基地建設(shè)奠定了較好的基礎(chǔ)。五、北京市集成電路產(chǎn)業(yè)的挑戰(zhàn)和發(fā)展建議(一)北京市集成電路產(chǎn)業(yè)的挑戰(zhàn)1、產(chǎn)業(yè)發(fā)展增速放緩,國內(nèi)占比大幅下滑“十三五”時期北京集成電路產(chǎn)業(yè)總量和增長率經(jīng)歷了先漲后跌的動蕩發(fā)展局面,但整體規(guī)模依然從2015年的8．4%。如果不考慮設(shè)備、材料等支撐業(yè),北京集成電路產(chǎn)業(yè)年均復合增長率為5．7%。對比全國集成電路產(chǎn)業(yè)的同期數(shù)據(jù),從總量上看,北京集成電路產(chǎn)業(yè)“十三五”時期占全國的比重從16%下降到8%,從增速上看,北京增速5．7%不到全國增速19．4%的三分之一。因此無論是產(chǎn)業(yè)規(guī)模還是增速,北京集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展情況都不容樂觀,與北京國際創(chuàng)新中心的定位和長期以來國內(nèi)領(lǐng)先的集成電路產(chǎn)業(yè)地位極不表3.2015-2020年北京與全國集成電路產(chǎn)業(yè)復合增長率對比(數(shù)據(jù)來源：中國半導體行業(yè)協(xié)會)速全行業(yè)(不含設(shè)備全行業(yè)(不含設(shè)備2、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不夠均衡,支柱環(huán)節(jié)下滑嚴重集成電路設(shè)計業(yè)一直是北京集成電路產(chǎn)業(yè)的支柱環(huán)節(jié),長期以來在全行業(yè)的占比超過50%?！笆濉睍r期盡管集成電路設(shè)計業(yè)對北京集成電路全產(chǎn)業(yè)的貢獻度仍然超過50%,但是發(fā)展增速卻嚴重放緩,年均復合增長率遠低于全國同期數(shù)據(jù)。同時,北京和深圳、上海在國內(nèi)集成電路設(shè)計領(lǐng)域三分天下的格局也被打破,北京在國內(nèi)設(shè)計業(yè)的規(guī)模占有率從32%下降到13%。而得益于中芯國際(北京)、中芯北方的產(chǎn)能放量和快速發(fā)展,北京集成電路制造業(yè)在五年內(nèi)保持了快速增長,高于全國同期平均水平。在封測領(lǐng)域,由于該領(lǐng)域?qū)χ械投藙趧恿π枨蟠蟛⑶页杀究刂戚^設(shè)計、制造業(yè)而言更為敏感,因此受限于北京的勞動力和成本條件約束,封測企業(yè)近年來產(chǎn)值快速下降。表4.2015年和2020年北京集成電路產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)占全國比重對比(數(shù)據(jù)來源：中國半導體行業(yè)協(xié)會)3、對大企業(yè)依賴嚴重,中小企業(yè)增長乏力“十三五”時期,北京集成電路產(chǎn)業(yè)極度依賴幾家重點大型企業(yè)的發(fā)展情況,如2017年-2018年年均增速超過50%加;2020年設(shè)計業(yè)快速下滑主要緣于紫光展銳、豪威科技兩家規(guī)模超百億的頭部企業(yè)總部遷到上海;制造業(yè)和設(shè)備材料業(yè)的增長也主要依托于中芯國際及北方華創(chuàng)等上市公司的表現(xiàn)。北京集成電路產(chǎn)業(yè)收入對大企業(yè)的依賴也反映出目前百余家中小企業(yè)的增長乏力,接近50%的北京集成電路中小上。北京集成電路中小企業(yè)創(chuàng)新不活躍的緣由,一方面有大企業(yè)較多,造成對產(chǎn)業(yè)鏈上下游中小微企業(yè)在政策和融資上或存在擠出效應(yīng);另一方面也有北京集成電路創(chuàng)業(yè)環(huán)境受商務(wù)成本高、人才落戶難等現(xiàn)實約束條件影響中小企業(yè)在京發(fā)展的積極性。4、重大前沿創(chuàng)新活躍,本地轉(zhuǎn)化效率不