近年來,中國芯片產業迎來快速發展,這得益於國內巨大的市場需求。預計2023年中國芯片市場規模將達到9千億美元,消費量居全球第一。但是我們的芯片生產能力還跟不上需求增長,高度依賴進口,進口額度達4000億美元,存在被「卡脖子」的風險。為實作芯片產業安全自主可控,中國正在大力發展自主芯片產業,但仍面臨技術落後和全產業鏈不完善等挑戰。
一、中國芯片市場需求旺盛,吸引國外投資關註
中國擁有全球最大的電子資訊產品市場,5G、物聯網、人工智能等新技術的推動,進一步刺激了對芯片的需求。僅2022年,中國芯片市場規模達7千億美元,年增長約15%。業內預計,2023年中國芯片總需求將達到9千億美元,占全球芯片市場近4成。
龐大的市場規模吸引全球芯片企業競相進入中國。日本、美國、荷蘭等國家的半導體器材企業,中國市場營收占比較高。例如荷蘭ASML公司中國區營收近三成;美國應材公司和Lam Research,中國市場營收比重均超過4成。這說明中國已成為全球芯片產業不可或缺的重要一環。
二、高度依賴進口存在安全風險,需要提升自主化水平
盡管市場需求旺盛,但中國芯片設計和制造能力仍較為薄弱。國內芯片設計企業規模較小,高端制造能力不足。我們生產的芯片,先進工藝節點主要停留在28納米及以下,而全球已經實作量產5納米工藝。
由於自主創新能力有限,中國對外國芯片和制造器材的依賴度非常高。2021年,中國芯片進口額高達3568億美元,其中約七成為芯片,三成為制造器材。這使中國存在被「卡脖子」的風險。
為實作芯片產業鏈自主可控,中國正大力發展自主芯片設計和制造。目前設計能力正在提升,海思、麒麟等自主設計芯片效能不斷提高。在制造端,長鑫儲存、中芯國際、華大半導體等企業正在大力加強投入,提升工藝水平。完善集成電路產業體系,是當前芯片產業的當務之急。
三、芯片產業鏈仍存在短板,亟需技術突破
盡管中國正加大科研投入力度,但從芯片設計到器件制造的全產業鏈,仍存在一些短板。
設計軟件和IP核心技術還依賴進口。EDA設計軟件主要控制在美國三大公司手中,一些先進IP核心也面臨來源單一的風險。自主設計軟件和IP核心技術研發,將有助於打破技術壁壘。
制造器材關鍵零部件依賴進口。光刻機等關鍵器材大多依賴從國外進口整機。即便國產器材逐漸出現,由於無法獲得關鍵部件和材料,也存在被「卡脖子」風險。加快自主研發關鍵器件與材料,是擺脫外部依賴的必經之路。
封裝測試領域自動化程度不高。與國外先進工廠相比,中國芯片封裝測試車間自動化程度還比較低,測試儀器器材也存在差距,這影響產能提升。應加大自動化改造和測試器材研發力度。
先進制造工藝與器材研發不足。5納米及以下工藝器材和材料研發仍有很大差距,導致中國芯片制造水平整體落後。需要持續加大超前布局研發投入,實作斷代進攻。
四、培育具備國際競爭力的領軍企業
中國正著力培育和引進一批高水平的芯片設計和制造企業,以提升整體實力和國際競爭力。
海思半導體是國內知名的芯片設計企業,其自主研發的驍龍處理器效能強勁;華為也在持續布局自主設計的Ascend AI芯片。這些企業在部份細分領域實作國際領先,但距離全面領先還有一定差距。
在制造端,長鑫儲存、中芯國際、上海華虹集成電路等企業在提升自己的工藝水平糊產能。smic已成功實作28納米量產,正向14納米邁進。但要實作全面突破仍需長期努力。
此外,一些新勢力如比亞迪、小米等也宣布進軍芯片行業,或透過自主研發或並購老企業,豐富了產業鏈。如果這些實力企業能取得技術突破,必將推動中國芯片實力整體提升。
五、提升關鍵基礎材料研發與供應能力
芯片制造需要大量優質矽片等關鍵材料的支持。這方面中國仍然依賴進口,自給率非常低。提高關鍵材料的自主供應是實作產業鏈本土化的重要環節。
目前中國在擴大矽片產能方面取得一定進展,中芯國際、中科華芯等企業的矽片產量在穩步提升。但大尺寸矽片、特種工藝矽片等高端產品還需要提質增效。
此外,矽化矽等半導體材料也面臨自給不足問題。相關企業應加快技術創新,提供可靠穩定的優質材料供應,滿足產業發展需求。
六、加強基礎科研與人才培養,構建創新生態
要實作芯片產業自主可控,最核心的是要掌握科研創新主動權。當前中國芯片科研投入不足,基礎研究與原創性成果較少。這需要從國家層面加大科研經費投入與政策支持力度。
與此同時,應大力引育芯片高端設計和制造人才。透過校企合作等方式,建立人才培養長效機制。還需要營造良好的創新生態,充分調動科研單位、高校、企業的積極性,形成強大合力。
綜上所述,當前中國芯片產業正處於重要戰略機遇期,市場空間廣闊,發展潛力巨大。但產業整體實力還較弱,存在高度依賴進口的風險。要實作芯片強國夢,就必須堅持自主創新,完善產業體系,培育領軍企業,突破關鍵技術瓶頸。在科研投入、人才培養等方面下足功夫,以確保芯片產業在關鍵領域實作自主可控,支撐國家資訊化和數碼化發展。
