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中期成果上海IC产业补链强链之路

发布时间:2020-11-19 17:01:00
中期成果①上海IC产业补链强链之路 【编者按】2020年,上海集中推出26个面积在3至5平方公里的特色产业园区,定位“小而美”,瞄准科技前沿和产业高端,聚焦集成电路、人工智能、生物医药、航空航天、新材料、智能制造等六大关键领域核心环节,全力打造产业发展新高地。上海作为中国重要的节点城市,是长三角地区的枢纽,同时还是中国对外开放的窗口,在当前复杂国际形势背景下,上海的制造业产业链梳理、再造和升级,非常关键。澎湃新闻·智库报告推出“科技城”系列第一季,追踪调研上海26个特色园区,探寻上海产业创新升级的可能路径。在美国技术封锁的背景下,上海IC(集成电路,integrated circuit)产业链的本地及全球组织方式将发生重大变化,与全球的高端链接将减弱,本地生产链将产生较大的断链风险。近两年,上海IC四大特色园区(张江IC设计园、临港东方芯港、嘉定智能传感器产业园和G60电子信息国际创新产业园)利用各自发展优势,在补链过程中起到了重要作用。然而,在“估值落差、技术落差、人才落差”的现实面前,上海IC产业如何强链,仍有较长的路要走,需要充分发挥集中力量办大事的优势,借助特色园区的政策与制度优势,实现技术从0到1的突破,产品从差到优的提升,产业从有到强的涅槃。一、新国际形势下,上海IC产业断链风险加大整体上,上海已经形成国内领先、产业结构较好、产业链较为完整的IC产业集群。但在美国IC技术封锁的情形下,上海IC产业链存在非常大的断链可能性,尤其是在高端设计、高端制造、设备与材料等环节。(一)上海已初步形成全国领先的IC产业链1、上海依然是中国IC产业发展的领头羊2019年,上海IC产业实现销售收入1706.56亿元,同比增长17%,与全球半导体市场下降12.1%形成了鲜明对比。这是继2014年以来上海IC产业销售规模连续六年实现两位数增长。从2011年至2019年,上海IC产业销售收入的年均复合增长率高达13.8%。图 1 2011~2019年上海集成电路产业销售规模及增长率。数据来源:2020年上海集成电路产业发展研究报告上海占中国大陆IC产业销售收入的比重一直维持在20%左右,一直是中国IC产业发展的领头羊。虽然近年来由于国内其他地区IC产业的快速发展,上海IC产业销售收入占全国比重逐步缩小,但在2017年上海IC产业快速发展之后,上海占全国的比重进一步提升。图 2 2011~2019年上海IC产业销售规模占全国比重变化。数据来源:2020年上海集成电路产业发展研究报告2、上海IC产业结构优化成效明显上海IC产业结构优化趋势明显,实现以IC制造为主向IC设计和制造并重转变。与2011年相比,2019年上海IC设计业销售收入占上海IC产业比重由23.7%提升至41.9%,芯片制造业比重基本保持在20%以上,封装测试业的比重由45.5%下降至22.4%,设备材料业近几年维持在13%左右。2019年,上海IC设计业的销售收入继续领先于产业链各个环节,达715.31亿元。图 3 2011~2019年上海集成电路各行业销售额变化情况。数据来源:2020年上海集成电路产业发展研究报告3、上海IC产业链四大环节均达到国内领先水平2019年,上海IC设计业销售收入占中国大陆比重达到23.3%;上海共有设计企业285家,包括276家产品设计企业和9家设计服务企业。目前,上海IC设计业的主流技术为40-28-16-14nm,智能移动终端芯片先进设计技术12nm趋向成熟并正在扩展应用,但与国际最为先进的IC设计技术仍有一定差距。目前,上海IC设计产品覆盖面广,包括移动智能终芯片、物联网芯片、智能卡、传感器、电源管理芯片、通用CPU/服务器CPU、存储器芯片、汽车电子、人工智能芯片等产品。截至2019年底,上海有中芯国际、上海华力、华虹宏力、台积电(中国)、积塔半导体、上海新进芯半导体和凸版中芯彩晶电子(上海)7家IC制造企业,共有4条12英寸生产线和9条8英寸生产线,IC制造业销售收入占中国大陆比重一直维持在20%左右。中芯国际是中国大陆第一家实现14nm技术量产的晶圆代工企业,华虹集团也从14nm技术研发走向量产与良率提升阶段。虽然上海IC封测业销售收入占全国比重不断下降,但在2019年也达到了16.3%。上海IC封测领域的外资企业和本土企业齐头并进。上海32家IC封测企业不仅包括日月光、安靠、晟碟、捷敏等国际巨头的子公司和环旭电子、环维电子、紫光宏茂、上海芯哲等一批合资企业,也有上海华岭、闳康、纪元微科、伟测和旻艾等一批国内龙头企业。上海IC封测业境外和境内市场同时并举,外向型经济特点较为明显。从2013年至2019年,上海IC封测业的出口规模占销售收入的比重一直维持在70%左右。IC设备材料业是中国IC产业最为薄弱、发展较晚的环节。近年来,在国家科技重大专项02专项和各类政策的支持下,上海IC设备材料业获得快速发展,拥有36家主要的IC设备材料企业。近年来,上海设备材料制造业的平均增长率在17%左右,其中2017-2018年达到30%以上。2019年,上海设备业销售收入增长达到21.4%。(二)美国技术封锁后上海IC产业断链风险很大1、美国IC技术封锁对于上海IC产业产生重大影响截至目前,美国商务部将300多家中国企业或单位列入“实体名单”,占美国实体清单总数的20%左右,而2014年这一比例仅为8.4%(49个单位)。其中,近两年列入“实体名单”的中国企业或机构数量就接近200家(注:2018年8月,美国宣布针对中国44家中国企业或单位进行技术封锁;2019年5月,华为和其70家子公司;随后在6月、8月和10月(28家)共三批;2020年5月,33家被列入“美国实体清单”。),华为、中兴等一大批IC企业就在此清单中。这意味着中国IC龙头企业无法获得美国芯片相关企业的核心技术支持与关键零部件供应。美国对于IC龙头企业的打击,严重影响了上海IC产业的发展,尤其是对IC产业链的高端环节产生重要影响。2、高端设计、制造与设备是上海IC产业链最大风险整体上,美国技术封锁对上海IC产业链中技术难度高、附加值高的环节产生重要影响。由于中国IC产品及产业链国产化均不足20%,因此美国技术封锁对于上海IC产业链整体均将产生重要的影响。图 4 2019年我国集成电路产品及产业链国产化程度。数据来源:2020年上海集成电路产业发展研究报告高端设计与制造及设备是上海IC产业链中最容易断链的环节。第一,在高端设计环节,由于美国不允许部分IC设计领域的龙头企业使用美国EDA等软件工具设计芯片,因此上海部分IC设计企业将无法设计出功能更强、精度更高、功耗更低的芯片,也就无法与高通、苹果、三星等企业竞争。国内薄弱的核心芯片设计及软件工具难以支撑高端芯片的设计。目前,国内微处理器、存储器、软件工具及IP的国产化率不足5%。第二,在制造领域,高端与低端制造出现明显分化,上海IC制造企业的技术等级相对较低,只能满足低能级IC设计企业的要求,无法满足华为、海思等顶级芯片企业的制造需求。第三,在设备环节,美国禁止关键设备及零部件向列入实体清单的企业出口,严重影响了中国IC设备的研发与制造。上海虽然培育了若干家设备企业,在等离子刻蚀机、MOCVD、清洗剂等领域取得突破,但整体上在晶圆制造设备、测试设备、封装设备、前端相关设备四大领域中,尚不具备面向先进工艺的成套工艺能力。半导体设备一直是中国最薄弱的一个环节,主要依赖于进口,本土半导体设备厂商市占率仅占全球份额的3%左右。封装测试与材料是上海IC产业链中断链风险较小的环节。第一,在封装测试领域,上海日月光等企业已经掌握了较高的技术,并且占有较大的市场,断链风险较小。第二,在材料领域,虽然国内IC材料企业较少,但吸引了大批国际顶尖的日韩企业进入,IC产业的断链风险相对较小。3、断链之后上海IC产业链的全球链接将发生重大变化在技术封锁之前,上海占据IC产业链的低端制造与封测等环节,在设计领域逐步走向世界前沿水平,并通过进口高端IC技术、产品与服务与国际IC企业形成生产网络。如上海高端IC设计企业委托台积电等企业进行制造加工,一般的IC设计企业委托中芯国际、华虹等企业代工生产;国外设备与材料企业为国内IC制造企业供应产品,国外软件工具类企业为IC设计企业提供服务支持。技术封锁之后,国外高端的IC技术、产品与服务难以支持中国高端IC设计业,掐断了上海IC高端产业与国际的联系。如上海一批IC高端设计难以与国外设计工具类企业产生业务联系,也无法委托台积电等顶尖IC制造企业进行代工;上海的IC制造企业也无法获得最为先进的设备,一批IC设备类企业也无法获得关键零部件。二、上海四大IC特色园区将成补链关键上海IC产业基本形成“一体两翼”,张江IC设计园、临港东方芯港、嘉定智能传感器产业园和G60电子信息国际创新产业园四大特色园区支撑的空间布局。在美国IC技术封锁之下,上海IC产业链面临断链的极大风险,IC产业的空间组织从全球向地方收缩,上海IC产业高端环节嵌入全球更加困难,亟待四大IC特色园区引进、培育一批核心关键企业,弥补产业链各环节短板。(一)张江IC设计园是弥补IC高端设计环节的主阵地张江IC设计园是中国乃至全球IC设计企业最为集中的区域,也必定会成为中国打破国际IC高端设计技术封锁的核心载体。第一,园区有着良好的IC设计业发展基础。园区3平方公里的规划面积集聚了近200家IC设计企业,包括全球芯片设计10强中的6家,也包括中国最为先进的IC设计企业展锐。2019年IC设计业销售收入400多亿,占上海集成电路设计产业70%;IC销售收入达到了1045.87亿元,占上海全市比重为61.3%。第二,有全国最为完善的产业链支撑。园区地处集成电路产业链最完善的张江科学城,晶圆制造领域有19条生产线引领全国发展,封装测试集聚了包括日月光、安靠、华岭等在内的龙头企业,还包括一系列重要的设备及材料企业。第三,有一批软件工具类企业支持IC设计。园区不仅拥有美国新思等国际一流的EDA软件工具类企业,也有芯和半导体等一批国内新生的软件工具类企业。目前,园区围绕人工智能、5G、智能驾驶、物联网等重点应用领域,在国产处理器、存储器、安全芯片、FPGA、光通信、架构(RISC-V)等“卡脖子”核心技术领域进行了重点布局,拥有100余项国内领先产品。(二)临港东方芯港是弥补IC关键设备与材料环节的重要基地临港东方芯港是上海IC产业补链的关键载体,将是上海IC关键设备与材料发展的重点所在。第一,东方芯港基本形成了以设备与材料为重点的IC产业链。目前,临港东方芯港已引进积塔半导体、华大半导体、新昇半导体、图宏半导体、格科微电子、中微半导体、寒武纪信息科技、科大讯飞等40余家行业标杆企业,初步形成了覆盖芯片设计、特色工艺制造、新型存储器、第三代半导体、封装测试以及装备、材料等环节的集成电路全产业链生态体系。第二,东方芯港在设备与材料的关键领域取得初步突破。园区积极承接国家战略需求,对接“卡脖子”技术产业化落地项目,已在大硅片、光刻胶、新型存储等领域实现突破。第三,东方芯港有一批功能性强的平台。园区启动建设了一批功能平台,如上海国微EDA研发中心、上海临港电力电子研究院、上海微技术工研院化合物半导体创新研究平台等。上海临港电力电子研究院于2019年4月25日成立,是由临港集团直投基金(临港科投)与臻驱科技(上海)有限公司合资,目标是在电力电子技术与装备领域建立兼具开放性、专业性,具有国际视野,并拥有强大正向研发能力的研发转化平台。第四,东方芯港有着强有力的行业政策支持。2019年10月临港新片区接连发布了促进产业发展的16条政策和集聚发展四大重点产业的40条支持措施(简称“1+4"产业政策),其中对集成电路企业的项目建设、企业并购设备购买、研发投入、EDAP购买、企业流片、测试验证、推广应用以及生产性用电等给予全方位支持。(三)嘉定智能传感器产业园是弥补IC智能传感器环节的关键区域智能传感器产业园着眼于弥补智能传感器“中国芯”短板,重点聚焦智能硬件、智能驾驶、智能机器人、智慧医疗等应用领域,发展基于MEMS半导体工艺,涵盖力、光、声、热、磁、环境等种类智能传感器产业。第一,重点依托功能强大的智能传感器平台打造IC智能传感器产业链。园区内国家智能传感器创新中心,是上海仅有的两家国家制造业创新中心之一,致力于先进传感器技术创新,联合传感器上下游及产业链龙头企业开展共性技术研发,形成“产学研用”协同创新机制,打造世界级智能传感器创新中心。第二,完整的细分产业链支撑IC智能传感器环节突破。园区集聚上海矽睿科技有限公司、矽立科技、万物工场、上海微技术工业研究院等32家知名企业,遍布传感器芯片设计、制造、材料、系统、应用、封装、测试等产业链不同环节。其中,中电科13所MEMS项目、华进半导体等17个项目投资过亿元。第三,强有力的专项政策保障关键环节突破。嘉定区发布的《嘉定区进一步鼓励智能传感器产业发展的有关意见》,汇集了39条产业扶持政策,涵盖企业投融资、降低成本、研发创断、规模发展、人才集聚、合作交流等六个方面,企业从注册到项目落地再到后期发展的所有环节,均有优惠政策支持。(四)松江G60信息国际创新产业园着力降低IC部分产品的生产成本G60信息国际创新产业园积极依托G60科创走廊产业平台与资源,充分发挥综合保税区政策优势,打造成为IC产业国际开放与竞争的高地。第一,园区核心项目具有明显的生产成本优势。如“晶圆测试及晶圆重构生产线项目(二期)”项目投产后,豪威半导体(上海)将发展高像素图像显示芯片的晶圆测试与晶圆重构封装,大幅降低加工成本,有效优化成本结构,进一步提升CMOS图像传感器芯片的竟争优势。又如广达利用园区的低成本优势,大量组装生产各类电子产品;2019年,广达产值达1400亿元左右,占园区全部2600亿元的50%以上。第二,园区及周边企业初步形成较为完整的低成本IC产业链。目前,园区所在的松江工业园区内已集聚了十多家知名集成电路企业,其中包括豪威半导体、芯圣电子等IC设计企业,台积电等芯片制造企业,凯虹电子、尼西半导体、美维科技以及旭福电子等封装测试企业,上海新阳、上海合品、富士迈、超硅半导体等设备材料企业,美电子、六联智能、爱思创电子等下游应用企业。第三,园区重点企业弥补了上海IC光刻胶材料的空白。上海新阳研发的193nm Arf光刻胶意在填补国内空白,以实现芯片制造在关健工艺技术和材料技术的自主可控。目前,上海新阳研发的193nm Arf光刻胶的关健技术实现重大突破,已从实验室研发转向产业研发。193nmAF光刻胶是芯片制造进入90nm制程后最重要的主流光刻胶,国内一直是空白。三、上海推动四大IC特色园区强链的思路与对策举措在与全球联系减弱的情况下,上海IC产业链面临技术能级倒退的巨大风险,IC产业集群面临能级下滑的较大风险。上海IC产业链全面升级与强链还有很长的路要走。(一)上海IC产业强链要坚持国内国际两条腿走路第一,围绕“自主可控”,应加强IC产业基础研究端的要素供给,增强对于企业关键技术研发的支持力度,优化国家IC政策体系及国家IC大基金投资机制。同时,针对上海IC国企较多、机制僵化的问题,进一步创新对于IC国企的监管机制,最大限度激活企业活力,源源不断吸引高端要素进入,与中小企业共同形成有活力的产业生态。第二,围绕“全球合作”,要引进来与走出去并重。一方面,针对IC产业链薄弱环节,引进世界先进技术企业;另一方面,鼓励上海IC龙头企业走出去并购,以及与国际相关单位开展科研合作。(二)推动四大IC特色园区强链的五点对策建议为进一步提升上海IC产业链能级,上海要围绕四大IC特色园区从不同方面给予政策与制度支持,最终推动上海四大IC产业园形成良性联动、共同升级的生态体系。1、结合张江科学城建设,强化对于IC高端制造与设计的基础研究支撑第一,要强化一流高校与IC设计及制造企业的研发合作。鼓励中国科学院、中国工程院、清华大学、北京大学、复旦大学、上海交通大学、浙江大学等顶尖高校院所,与张江科学城内的IC企业联合成立面向“卡脖子”工程和颠覆性技术领域研究的科研机构,上海可给予政策补贴支持。第二,探索多种芯片技术解决方案。由于研发硅基芯片7nm及更高精度技术的费用,将呈现几何数级增长,未来必然会寻找碳基和光电等其他芯片技术解决方案。一方面,结合硅基芯片技术演进路径,鼓励张江科学城内相关单位继续加大基础科研支持。另一方面,鼓励张江科学城内的部分IC龙头企业,与国内高校及公共平台,共同成立硅基或光电芯片技术联盟,推动新的技术发展。第三,通过并购提升张江IC设计产业园的龙头企业话语权。园区有200多家IC设计企业,但龙头企业较少,总体技术水平落后深圳。上海可以通过扶植设计领域龙头企业,鼓励企业通过并购做大做强,然后带动周边企业的发展,最终占据设计领域高地。2、推动东方芯港与自贸区政策联动,强化上海IC产业链的全球链接第一,借助自贸区开放优势,吸引一批国际设备材料企业落户东方芯港。针对上海IC产业链的薄弱环节,吸引更多日韩IC设备材料企业进驻。通过引进外资企业,实现上海IC产业链部分环节从0到1的突破,进一步提升本地IC产业链的完整性。第二,借助自贸区政策优势,强化东方芯港与国际IC产业链的联系。借助上海自贸试验区政策优势和紧邻洋山综合保税区的区位优势,用好集成电路进口物料全程保税监管政策,并探索设计、制造、封测全产业链保税模式。在综合保税区支持集成电路跨国公司离岸研发中心和制造中心的同时,争取实现与综保区的产业联动。3、加快嘉定智能传感器产业园建设,强化上海智能IC芯片的行业延伸性第一,增强园区龙头企业与相关领域的互动交流。智能传感器在智能驾驶、智能机器人、智慧医疗、智慧教育等领域有着广泛的应用。园区各类行业主体应在推动技术进步的同时,加强与相关行业主体的对接,从应用着手推动技术进步。如强化智能传感器园区与国际汽车城集团、上海医疗集团、教育集团的互动联系。第二,加强园区的土地供给与环保政策支持。探索、企业、园区多方共赢的园区二次开发机制,结合特色园区提升容积率等任务,在区级层面配套相应的二次开发政策。积极与经信委、发改委、环保局等部门沟通,支持芯片企业改进技术、减少污染,同时支持专业污染治理环保企业发展。4、突出G60信息产业园的保税通关优势,强化与国际IC市场的链接第一,突出综合保税与快速通关优势,强化与全球IC产业的链接。充分利用园区的综合保税政策优势和24小时全天候快速通关优势,鼓励园区内外企业加强国际化业务。如鼓励豪威和台积电等企业为全球IC企业服务,产品出口全世界。第二,强化IC生产的低成本优势,强化IC产品的全球竞争力。应进一步通过智能工厂、“黑灯工厂”的建设,降低IC企业生产成本,弥补人工与土地成本较高的不足,从而提升园区IC产业在全球的竞争力。5、全面升级IC人才政策,强化海内外人才对上海IC产业链的支撑第一,加大上海吸引海内外IC人才的力度。在中国各地IC政策与人才争夺加码的情况下,上海IC人才势必会出现分流,需要出台更有力度的政策留住及吸引人才。对于国内IC高端人才,可在全面落实上海人才“30条”基础上,坚持“量身定制、一人一策”,实施人才高峰工程行动方案,吸引一批具有全球影响力的人才进沪。对于国际IC高端人才,可尝试在个税优惠方向进行突破,达到与国际IC人才集聚地相匹配的税收水平,吸引一批海外人才进入上海。第二,完善海外“夕阳人才”进沪的各项制度。海外一些60岁左右的人才较为全面地掌握了IC技术及组织发展规律,对于IC产业发展非常重要。根据目前的政策,60岁以上不能办理就业证,因此导致一些IC企业有时无法与专家合法地签订工作合同。日韩因为竞业限制,所以专家通常临近退休才会考虑来国内。因此,上海需要放松办理工作证的年龄限制,吸引一批IC“夕阳人才”进入,解决人才短缺对上海IC产业强链的制约。[本文执笔人:张云伟。课题负责人:张俊、李显波,课题统筹协调:田春玲,课题组成员:张云伟、柴宗盛、王琳杰、姜乾之、崔园园、戴跃华、张靓。感谢上海市经信委、上海市开发区协会和礼森(中国)产业园区智库对本次调研的帮助]海报设计:尹惠璇(本文来自澎湃新闻,更多原创资讯请下载“澎湃新闻”APP)新闻推荐上海国资服务长三角一体化发展 三年内新增投资2000亿元新华社上海10月13日电上海市国资委12日表示,上海国资国企将实施服务长三角一体化发展行动计划,三年内推进落实70个重大项目...张掖哪里能治疗白癜风
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