2017年11月25日，在昆山舉行的2017年昆山半導體產(chǎn)業(yè)高峰論壇上，中科院微電子所所長葉甜春提出了集成電路產(chǎn)業(yè)生態(tài)樹這一概念。

如今，濃縮在芯片上的集成電路已經(jīng)成為社會經(jīng)濟和發(fā)展的重要支撐，電腦、智能手機、家電、汽車、機器人等各種各樣的產(chǎn)品都離不開集成電路的支持，可以說，沒有集成電路，現(xiàn)代工業(yè)就沒有賴以生存的“糧食”。

而在這一架構中，半導體制造、封裝測試、設備，作為集成電路生態(tài)樹的根基環(huán)節(jié)起到基礎性的作用，而存儲器、處理器、通訊/射頻產(chǎn)品、功率/模擬IC這些應用于終端產(chǎn)品的半導體產(chǎn)品則是集成電路生態(tài)樹的枝葉。

制造封裝已實現(xiàn)突破

我國作為全球最大的半導體消費市場，近年來對于集成電路產(chǎn)品的需求一直保持著快速增長。

但是隨著發(fā)達國家對出口到中國的裝備、材料以及工藝技術進行嚴格審查和限制，想要擁有自主知識產(chǎn)權的高端芯片，就必須要實現(xiàn)自身的突破，發(fā)展自己的集成電路產(chǎn)業(yè)體系。

在此基礎之上，“極大規(guī)模集成電路制造裝備及成套工藝”國家科技重大專項從2008年開始啟動實施，其目標就是開展集成電路制造設備、工藝和材料技術的攻關研究工作，實現(xiàn)基礎產(chǎn)業(yè)的自主創(chuàng)新發(fā)展。

眾所周知，在2008年之前，國內集成電路制造最先進的量產(chǎn)工藝還是130納米，研發(fā)工藝為90納米。而集成電路高端設備和材料還基本處于空白狀態(tài)，完全依賴進口，產(chǎn)業(yè)鏈出現(xiàn)嚴重缺失。

出現(xiàn)這種情況的根本原因在于，我國集成電路企業(yè)的自主創(chuàng)新發(fā)展缺乏自主知識產(chǎn)權。

葉甜春曾在今年五月份的一次講話中總結近年來專項取得的重大成果，指出，專項實施至今，我國集成電路產(chǎn)業(yè)的主流工藝已經(jīng)提升了5代，55、50、28納米三代成套工藝研發(fā)成功并實現(xiàn)量產(chǎn)，22、14納米的研發(fā)工作也取得了突破，形成了自主知識產(chǎn)權。

以專利為例，截至今年上半年，集成電路專項已申請2.3萬余項國內發(fā)明專利和2000多項國際發(fā)明專利，“所形成的知識產(chǎn)權體系使國內企業(yè)在國際競爭中的實力和地位發(fā)生了巨大的變化?！?

但是在25日舉行的高峰論壇上，葉甜春再一次強調，雖然我國在集成電路的制造、封裝測試和設備方面取得了巨大突破，但是相較于存儲器、處理器、通訊/射頻產(chǎn)品、功率/模擬IC這些產(chǎn)品市場，基礎設施的的體量有限，同時要形成我國自己的集成電路制造體系，就必須完善集成電路生態(tài)樹的概念，保證各個層級的技術和產(chǎn)品都要有。

存儲器、處理器、通訊為主

但是葉甜春也指出，中國半導體目前的產(chǎn)品市場面臨的最大問題就是“偏科”問題嚴重。

在之前提到的存儲器、處理器、通訊/射頻產(chǎn)品、功率/模擬IC四大產(chǎn)品類別中，存儲器有長江存儲等國產(chǎn)廠商的大力發(fā)展，目前已經(jīng)取得了不錯的成績，近期有消息顯示長江儲存的32層3D NAND產(chǎn)品即將實現(xiàn)量產(chǎn)，這對于中國存儲行業(yè)來說，不可為不是一劑強心針。

處理器則更不用說，隨著近年來人工智能的熱潮到來，寒武紀等國產(chǎn)處理器芯片針對這一新興市場都推出了不錯的產(chǎn)品，無論是在寒武紀的CPU還是紫光同創(chuàng)的FPGA的努力下，中國處理器產(chǎn)業(yè)對于即將到來的浪潮都有著自己獨特的認識，不在是跟隨者的角色。

此外，通訊/射頻產(chǎn)品是中國半導體產(chǎn)業(yè)近年來最大的發(fā)展領域和推動力，要知道，在2016年，中國消費的半導體產(chǎn)品占到了全球的三分之一，其中很大一部分是用在通訊、移動設備領域。

值得一提的是，全部采用國產(chǎn)CPU的“神威·太湖之光”中國超級計算機已位列全球500強首位；中國移動智能終端芯片全球市場占有率約20%；智能電視主控芯片也打破壟斷，出貨量約1000萬顆；基于國產(chǎn)密碼的標準金融IC卡芯片累計出貨已接近1億顆。

今年基帶芯片，華為海思970芯片等高端集成電路產(chǎn)品相繼出爐，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等周邊應用也加快發(fā)展，這將明顯帶動中國集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

可以說，中國集成電路市場規(guī)模的快速成長，是由技術的創(chuàng)新、下游應用的市場需要和產(chǎn)業(yè)投資共同拉動的。

功率/模擬IC是短板

但是葉甜春也指出在集成電路產(chǎn)業(yè)生態(tài)樹中，我們還存在著短板，其中尤以功率/模擬IC情況最為明顯。

首先來看看功率器件的發(fā)展情況。

近年來由于工業(yè)控制、家電、充電設備等應用不斷追求高能源效率，功率器件下游產(chǎn)品范圍的穩(wěn)步擴張、產(chǎn)量的大幅增長以及功率器件技術的快速更新，在全球范圍尤其是中國地區(qū)都保持穩(wěn)步增長。

功率半導體產(chǎn)品形態(tài)多種多樣，幾乎所有與電力能源相關的產(chǎn)品都需要用到功率半導體器件。按照年產(chǎn)值貢獻口徑，IGBT、MOSFET、二極管及整流橋是功率半導體最主要的三個產(chǎn)品類別，占據(jù)功率半導體八成左右市場。

那么市場的整體情況如何呢？

首先來看看IGBT，數(shù)據(jù)顯示，2015 年，全球 IGBT 器件及模塊銷售額 為39.44 億美金，英飛凌、semikron、三菱及富士電機基本把控了全球 IGBT 市場，前五大廠商占據(jù)了 73.2%的市場份額。

MOSFET 方面，2015 年功率市場產(chǎn)值達到 54.84 億美金，前五大廠商的市 場占有率合計達到了 60.1%，依舊是國外廠商為主導。

從廠商的角度來看，雖然中國擁有全球最大的功率半導體市場，但是中國功率半導體廠商與英飛凌等國外廠商相比依然有著較大的差距，可以說現(xiàn)有的功率元器件幾乎都是依賴進口，形勢不容樂觀。

模擬IC市場的格局更是如此。

根據(jù)IC Insights的分析報告，2014德州儀器（TI）衛(wèi)冕模擬器件老大地位，其2014年模擬IC銷售額為81億美元，占據(jù)全球模擬IC市場18%的份額。前十大模擬IC廠商份額占全球份額的57%。

而中國龐大模擬IC市場主要被這些國外知名前十大模擬IC中的歐美廠商如德州儀器、意法半導體、英飛凌、恩智浦、ADI所壟斷。

市場助力技術追趕

那么影響我國功率/模擬IC發(fā)展的原因有哪些呢？

具體來看，在功率半導體領域，我國半導體企業(yè)技術水平相對落后，優(yōu)勢產(chǎn)品種類相對單一，和國際一流半導體公司在全控型功率半導體分立器件市場上的競爭能力上有明顯差距，特別是高階產(chǎn)品領域，90%的市場占有率被美日歐等國際企業(yè)占據(jù)， 顯然大陸進口替代空間巨大。

在模擬IC市場，中國模擬IC廠商主要主要存在以下三點問題。

首先，中低端聚集。目前，中國絕大多數(shù)的模擬IC廠商能夠提供的高端模擬IC產(chǎn)品并不多，其產(chǎn)品主要集中在中低端市場。一方面這與中國企業(yè)求生存的現(xiàn)狀有關，要想在中國市場生存下去，價格戰(zhàn)是不可避免的一個問題，而價格因素往往會影響到產(chǎn)品和之后的研發(fā)投入，如此循環(huán)，產(chǎn)品只能徘徊在中低端市場。

其次，產(chǎn)品線覆蓋范圍小。中國模擬IC廠商的發(fā)展時間有限，能夠提供的產(chǎn)品也有限，與TI這些國際廠商能夠提供動輒上萬款產(chǎn)品相比，中國廠商還存在著很大的劣勢，更不要說能夠為客戶提供完整的解決方案了。

第三，經(jīng)驗缺乏。模擬IC市場更多的是偏向于一個需要長期經(jīng)驗積累的市場，需要大量的人才，但是目前中國半導體人才缺口巨大，也限制了中國廠商的發(fā)展。

三大動力助推產(chǎn)業(yè)發(fā)展

但是，我國的功率/模擬IC市場依然有著追趕的希望。

因為我們有著得天獨厚的優(yōu)勢和助力。比如說，政策上，國家意志推動半導體行業(yè)崛起，無論是功率半導體器件還是模擬IC，國家都給予了政策和資金上的支持。

資金上，功率半導體采用特色工藝，屬于超越摩爾定律范疇，不追求先進制程，資金投入僅為集成電路的1/10，國內廠商可以利用資本優(yōu)勢獲得先進工藝，快速追趕海外巨頭。模擬IC則偏向于產(chǎn)品創(chuàng)新，而輕制造，不需要在制造方面投入太多的精力，產(chǎn)品創(chuàng)新才是關鍵。

市場上，中國擁有最大的功率半導體市場和模擬IC市場，如此巨大的市場不是幾個廠商就能夠吃下的，也不是一兩家廠商的產(chǎn)品就能夠滿足的。中國廠商本身擁有著國外廠商無法比擬的主場優(yōu)勢，如何善用這種優(yōu)勢才是當務之急。

技術上，國內企業(yè)從低端功率器件起家，積累多年開始向高端器件進軍，成功了實現(xiàn)國產(chǎn)化功率半導體的應用。模擬IC設計目前還處于發(fā)展初期，還在Fabless階段，雖然目前的發(fā)展需要時間來累積經(jīng)驗和產(chǎn)品的核心技術，不是短時間內就能完成的，但是依然大有可為。

總結

無論是生態(tài)系統(tǒng)還是生態(tài)樹這一概念，對于中國集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都是尤為重要的。

但是單一領域和生態(tài)系統(tǒng)就仿佛是點和面的組合一般，既不可因噎廢食，也不可偏廢一方，這是實現(xiàn)中國集成電路產(chǎn)業(yè)自主化的必由之路！

文/半導體行業(yè)觀察 劉燚

2017-11-28  來源：半導體行業(yè)觀察 

文章關鍵詞： 韋爾股份  香港華清電子(集團)有限公司  集成電路