近年来,中国芯片产业迎来快速发展,这得益于国内巨大的市场需求。预计2023年中国芯片市场规模将达到9千亿美元,消费量居全球第一。但是我们的芯片生产能力还跟不上需求增长,高度依赖进口,进口额度达4000亿美元,存在被「卡脖子」的风险。为实现芯片产业安全自主可控,中国正在大力发展自主芯片产业,但仍面临技术落后和全产业链不完善等挑战。
一、中国芯片市场需求旺盛,吸引国外投资关注
中国拥有全球最大的电子信息产品市场,5G、物联网、人工智能等新技术的推动,进一步刺激了对芯片的需求。仅2022年,中国芯片市场规模达7千亿美元,年增长约15%。业内预计,2023年中国芯片总需求将达到9千亿美元,占全球芯片市场近4成。
庞大的市场规模吸引全球芯片企业竞相进入中国。日本、美国、荷兰等国家的半导体设备企业,中国市场营收占比较高。例如荷兰ASML公司中国区营收近三成;美国应材公司和Lam Research,中国市场营收比重均超过4成。这说明中国已成为全球芯片产业不可或缺的重要一环。
二、高度依赖进口存在安全风险,需要提升自主化水平
尽管市场需求旺盛,但中国芯片设计和制造能力仍较为薄弱。国内芯片设计企业规模较小,高端制造能力不足。我们生产的芯片,先进工艺节点主要停留在28纳米及以下,而全球已经实现量产5纳米工艺。
由于自主创新能力有限,中国对外国芯片和制造设备的依赖度非常高。2021年,中国芯片进口额高达3568亿美元,其中约七成为芯片,三成为制造设备。这使中国存在被「卡脖子」的风险。
为实现芯片产业链自主可控,中国正大力发展自主芯片设计和制造。目前设计能力正在提升,海思、麒麟等自主设计芯片性能不断提高。在制造端,长鑫存储、中芯国际、华大半导体等企业正在大力加强投入,提升工艺水平。完善集成电路产业体系,是当前芯片产业的当务之急。
三、芯片产业链仍存在短板,亟需技术突破
尽管中国正加大科研投入力度,但从芯片设计到器件制造的全产业链,仍存在一些短板。
设计软件和IP核心技术还依赖进口。EDA设计软件主要控制在美国三大公司手中,一些先进IP核心也面临来源单一的风险。自主设计软件和IP核心技术研发,将有助于打破技术壁垒。
制造设备关键零部件依赖进口。光刻机等关键设备大多依赖从国外进口整机。即便国产设备逐渐出现,由于无法获得关键部件和材料,也存在被「卡脖子」风险。加快自主研发关键器件与材料,是摆脱外部依赖的必经之路。
封装测试领域自动化程度不高。与国外先进工厂相比,中国芯片封装测试车间自动化程度还比较低,测试仪器设备也存在差距,这影响产能提升。应加大自动化改造和测试设备研发力度。
先进制造工艺与设备研发不足。5纳米及以下工艺设备和材料研发仍有很大差距,导致中国芯片制造水平整体落后。需要持续加大超前布局研发投入,实现断代进攻。
四、培育具备国际竞争力的领军企业
我国正着力培育和引进一批高水平的芯片设计和制造企业,以提升整体实力和国际竞争力。
海思半导体是国内知名的芯片设计企业,其自主研发的骁龙处理器性能强劲;华为也在持续布局自主设计的Ascend AI芯片。这些企业在部分细分领域实现国际领先,但距离全面领先还有一定差距。
在制造端,长鑫存储、中芯国际、上海华虹集成电路等企业在提升自己的工艺水平和产能。smic已成功实现28纳米量产,正向14纳米迈进。但要实现全面突破仍需长期努力。
此外,一些新势力如比亚迪、小米等也宣布进军芯片行业,或通过自主研发或并购老企业,丰富了产业链。如果这些实力企业能取得技术突破,必将推动中国芯片实力整体提升。
五、提升关键基础材料研发与供应能力
芯片制造需要大量优质硅片等关键材料的支持。这方面中国仍然依赖进口,自给率非常低。提高关键材料的自主供应是实现产业链本土化的重要环节。
目前中国在扩大硅片产能方面取得一定进展,中芯国际、中科华芯等企业的硅片产量在稳步提升。但大尺寸硅片、特种工艺硅片等高端产品还需要提质增效。
此外,矽化硅等半导体材料也面临自给不足问题。相关企业应加快技术创新,提供可靠稳定的优质材料供应,满足产业发展需求。
六、加强基础科研与人才培养,构建创新生态
要实现芯片产业自主可控,最核心的是要掌握科研创新主动权。当前中国芯片科研投入不足,基础研究与原创性成果较少。这需要从国家层面加大科研经费投入与政策支持力度。
与此同时,应大力引育芯片高端设计和制造人才。通过校企合作等方式,建立人才培养长效机制。还需要营造良好的创新生态,充分调动科研单位、高校、企业的积极性,形成强大合力。
综上所述,当前中国芯片产业正处于重要战略机遇期,市场空间广阔,发展潜力巨大。但产业整体实力还较弱,存在高度依赖进口的风险。要实现芯片强国梦,就必须坚持自主创新,完善产业体系,培育领军企业,突破关键技术瓶颈。在科研投入、人才培养等方面下足功夫,以确保芯片产业在关键领域实现自主可控,支撑国家信息化和数字化发展。
