在美國(guó)采取非常規(guī)手段對(duì)中國(guó)集成電路企業(yè)進(jìn)行圍堵之際，中國(guó)加快芯片自主研發(fā)和提高核心技術(shù)和關(guān)鍵裝備的自給率具有重要的戰(zhàn)略意義?？傮w而言，美國(guó)依然在集成電路產(chǎn)業(yè)鏈中居于統(tǒng)治地位，中國(guó)與其存在較顯著的差距。芯片設(shè)計(jì)及相關(guān)的軟件工具領(lǐng)域，中國(guó)已有了點(diǎn)上的突破；芯片的制造、封測(cè)環(huán)節(jié)正在加速向中國(guó)轉(zhuǎn)移，尤其是封測(cè)及相關(guān)設(shè)備制造，是中國(guó)最接近世界先進(jìn)水平的領(lǐng)域；硅晶圓材料方面，中國(guó)目前解決了“從無(wú)到有”的問(wèn)題，但國(guó)產(chǎn)化率還非常低。從整體來(lái)看，中國(guó)集成電路的自主產(chǎn)業(yè)鏈正在形成，一些局部的創(chuàng)新已經(jīng)達(dá)到世界領(lǐng)先水平，但在一些關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵材料及設(shè)備方面仍然受制于人，如高端光刻機(jī)、芯片設(shè)計(jì)的工具軟件以及高純硅的供應(yīng)方面，中國(guó)存在明顯短板。

　　一、中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況

　?。ㄒ唬┤蚣呻娐樊a(chǎn)業(yè)發(fā)展概況

　　全球半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)組織（WSTS）數(shù)據(jù)顯示，2018年，全球集成電路產(chǎn)業(yè)總銷售額為4688億美元，同比增長(zhǎng)13.7%；全球集成電路行業(yè)增速為全球GDP平均增速的三倍以上，成為驅(qū)動(dòng)全球經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要力量來(lái)源，預(yù)計(jì)未來(lái)依然保持高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。

　　從區(qū)域市場(chǎng)來(lái)看，中國(guó)、韓國(guó)、美國(guó)、歐洲、日本等成為全球半導(dǎo)體行業(yè)的主要市場(chǎng)。根據(jù)WSTS統(tǒng)計(jì)，2018年，中國(guó)大陸市場(chǎng)銷售額達(dá)1584億美元，同比增長(zhǎng)6.1%；韓國(guó)市場(chǎng)銷售額達(dá)到1147億美元，增速達(dá)到24.3%；美國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)銷售額為1030億美元，同比增長(zhǎng)16.4%；歐洲半導(dǎo)體市場(chǎng)銷售額達(dá)430億美元，同比增長(zhǎng)12.1%；日本半導(dǎo)體市場(chǎng)銷售額達(dá)400億美元，同比增長(zhǎng)9.2%，韓國(guó)市場(chǎng)銷售額達(dá)到1147億元，增速達(dá)到24.3%。

　　從貿(mào)易情況來(lái)看，由于技術(shù)優(yōu)勢(shì)和各國(guó)市場(chǎng)容量的差異，全球半導(dǎo)體行業(yè)市場(chǎng)貿(mào)易分化顯著，而中國(guó)的貿(mào)易逆差問(wèn)題尤甚。據(jù)WTO統(tǒng)計(jì)，2017年全球集成電路產(chǎn)品進(jìn)口總額約為9600億美元，約占全球貨物貿(mào)易進(jìn)口總額的5.3%；集成電路出口總額約為8088億美元，約占全球貨物貿(mào)易出口總額的4.0%。集成電路產(chǎn)品已成為全球多個(gè)國(guó)家或地區(qū)的進(jìn)出口最大宗商品，如中國(guó)大陸、中國(guó)香港、中國(guó)臺(tái)灣、韓國(guó)等。從凈出口情況來(lái)看，中國(guó)大陸是全球半導(dǎo)體行業(yè)貿(mào)易逆差最大的地區(qū)，2017年半導(dǎo)體行業(yè)貿(mào)易逆差為2010億美元，美國(guó)、歐盟和中國(guó)香港地區(qū)為少量的貿(mào)易逆差，而韓國(guó)、馬來(lái)西亞、中國(guó)臺(tái)灣、日本、新加坡等為貿(mào)易順差。

　　圖1 2017年全球半導(dǎo)體行業(yè)主要貿(mào)易國(guó)家進(jìn)出口情況

　　數(shù)據(jù)來(lái)源：世界貿(mào)易組織

　　設(shè)備對(duì)于集成電路行業(yè)發(fā)展極為關(guān)鍵，據(jù)SEMI統(tǒng)計(jì)，2018年全球半導(dǎo)體設(shè)備銷售額達(dá)621億美元，較2017年的566億美元增長(zhǎng)9.7%。美國(guó)作為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)源地，依然是集成電路行業(yè)設(shè)備的全球領(lǐng)導(dǎo)者，其占據(jù)全球約47%的市場(chǎng)份額。且從美國(guó)集成電路行業(yè)設(shè)備的供需情況來(lái)看，其主要設(shè)備供出口，據(jù)美國(guó)商務(wù)部統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，84%的半導(dǎo)體制造設(shè)備銷往美國(guó)以外的地方。

　?。ǘ┲袊?guó)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況

　　據(jù)工信部研究報(bào)告顯示，中國(guó)已成為全球規(guī)模最大、增速最快的集成電路市場(chǎng)，市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，保持年均20%以上的增長(zhǎng)率。另?yè)?jù)中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2018年，中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)銷售額6532億元，同比增長(zhǎng)20.7%。從進(jìn)出口情況來(lái)看，盡管增長(zhǎng)率短期內(nèi)有所波動(dòng)，但總體保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，且貿(mào)易逆差不斷擴(kuò)大。

　　2018年，中國(guó)大陸進(jìn)口金額達(dá)到3120.6億美元，同比增長(zhǎng)19.8%；出口額達(dá)到846.46億美元，增長(zhǎng)26.6%，集成電路貿(mào)易逆差進(jìn)一步擴(kuò)大到2274億美元，比2017年增長(zhǎng)了17.7%。

　　圖2 2013-2018年中國(guó)集成電路市場(chǎng)增長(zhǎng)情況及進(jìn)出口情況

　　數(shù)據(jù)來(lái)源：中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)。

　　從中國(guó)集成電路行業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)來(lái)看，設(shè)計(jì)業(yè)、制造業(yè)和封裝業(yè)均保持較高的增速，其中設(shè)計(jì)業(yè)和制造業(yè)增速超過(guò)封裝業(yè)。2018年，設(shè)計(jì)業(yè)銷售額為2519.3億元，較2013年的808.8億元增長(zhǎng)211.49%；制造業(yè)銷售額從600.86億元增長(zhǎng)到1818.2億元，增長(zhǎng)了202.60%；封裝業(yè)從1098.85億元增長(zhǎng)到2093.9億元，增長(zhǎng)了99.65%。然而，這種情況并不能表明中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)在設(shè)計(jì)和制造環(huán)節(jié)競(jìng)爭(zhēng)力的提升，這兩個(gè)環(huán)節(jié)外資企業(yè)比重較高，2017年，中國(guó)大陸芯片設(shè)計(jì)制造企業(yè)中TOP10中有四家為外資企業(yè)，這四家企業(yè)市場(chǎng)份額達(dá)到40%。

　　圖3 2013-2018年中國(guó)集成電路細(xì)分行業(yè)的銷售額變化情況

　　數(shù)據(jù)來(lái)源：中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)。

　　從中國(guó)集成電路產(chǎn)品的總體競(jìng)爭(zhēng)力來(lái)看，中國(guó)產(chǎn)品的市場(chǎng)份額持續(xù)增長(zhǎng)，但價(jià)值鏈增值能力有待進(jìn)一步提升。2013—2018年，集成電路行業(yè)進(jìn)口量從2663.1億塊增長(zhǎng)到4175.7億塊，均價(jià)從0.869美元/塊降至0.747美元/塊，降幅為14%；出口量從1426.7億塊增長(zhǎng)至2171億塊，均價(jià)從0.651美元/塊降至0.390美元/塊，降幅為36.6%；進(jìn)出口單價(jià)差（出口單價(jià)減去進(jìn)口單價(jià)）從0.254美元/塊增加至0.357美元/塊。盡管進(jìn)口量和出口量都保持較快增長(zhǎng)，但在芯片持續(xù)降價(jià)的背景下，進(jìn)出口價(jià)差不斷擴(kuò)大，反映了中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)總體競(jìng)爭(zhēng)力的現(xiàn)實(shí)困境。

　　圖4 2013-2018年中國(guó)集成電路產(chǎn)品進(jìn)出口單價(jià)比較

　　數(shù)據(jù)來(lái)源：中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)。

　　二、中國(guó)在集成電路產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的競(jìng)爭(zhēng)地位

　　集成電路產(chǎn)業(yè)鏈包括縱向的設(shè)計(jì)技術(shù)授權(quán)、芯片設(shè)計(jì)、芯片制造和封裝測(cè)試以及作為重要支撐的材料和設(shè)備供應(yīng)。美國(guó)在產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)占據(jù)主導(dǎo)權(quán)，即使有些技術(shù)轉(zhuǎn)移、擴(kuò)散到日韓和中國(guó)臺(tái)灣，美國(guó)也仍然具有技術(shù)話語(yǔ)權(quán)和控制力，預(yù)計(jì)今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)美國(guó)講依然保持芯片產(chǎn)業(yè)鏈的霸主地位。

　　但也應(yīng)該看到，在國(guó)家科技重大專項(xiàng)和國(guó)家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金的支持下，中國(guó)芯片產(chǎn)業(yè)取得了一些重大成就，集成電路產(chǎn)業(yè)正在加速向中國(guó)轉(zhuǎn)移。然而，由于集成電路產(chǎn)業(yè)高技術(shù)密集性和高資本密集性特征，決定了中國(guó)在該領(lǐng)域的技術(shù)追趕不可能一蹴而就，除了踏踏實(shí)實(shí)推動(dòng)自主技術(shù)研發(fā)之外，沒(méi)有捷徑可走。

　　由于技術(shù)壁壘和投資壁壘的存在，集成電路產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的市場(chǎng)集中度都比較高，各國(guó)關(guān)鍵企業(yè)之間的規(guī)模和技術(shù)水平差距直接反映各國(guó)在集成電路產(chǎn)業(yè)特定環(huán)節(jié)的競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)。通過(guò)分析集成電路產(chǎn)業(yè)鏈上中國(guó)企業(yè)與世界先進(jìn)水平的差距，我們可以了解中國(guó)在集成電路產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的競(jìng)爭(zhēng)地位（如圖5所示）。

　　圖5世界高端芯片產(chǎn)業(yè)鏈主要廠商

　　注：為產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，上端綠色框?yàn)槌袊?guó)大陸之外世界主要廠商，下端藍(lán)色框?yàn)橹袊?guó)大陸主要廠商。

　　資料來(lái)源：作者整理

　　（一）源頭技術(shù)和基礎(chǔ)

　　架構(gòu)短期內(nèi)難以打破固有生態(tài)系統(tǒng)

　　主導(dǎo)的技術(shù)范式會(huì)對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展形成強(qiáng)有力的技術(shù)鎖定和技術(shù)路徑依賴（Soh，2010）效應(yīng)，這也是制約產(chǎn)業(yè)后進(jìn)入者的有效壁壘。

　　集成電路產(chǎn)業(yè)的源頭技術(shù)目前掌握在英特爾、AMD和ARM手中，其中英特爾和AMD在個(gè)人電腦領(lǐng)域居于統(tǒng)治地位，ARM則幾乎壟斷了移動(dòng)端芯片的底層技術(shù)。源頭技術(shù)架構(gòu)決定了芯片產(chǎn)業(yè)的通用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，既有標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)與芯片相關(guān)的硬件、軟件和操作系統(tǒng)形成穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)，單一企業(yè)想通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新打破這一生態(tài)系統(tǒng)幾乎不可能。

　　華為已經(jīng)獲得了ARM8的永久架構(gòu)授權(quán)，并基于該架構(gòu)研發(fā)了Taishan核，完全有能力獨(dú)立開(kāi)發(fā)高性能處理器，確保整體芯片開(kāi)發(fā)能力。各芯片開(kāi)發(fā)廠商為了避免受制于人，都積極推動(dòng)源頭技術(shù)開(kāi)源和新架構(gòu)。

　　（二）移動(dòng)端芯片設(shè)計(jì)自主技術(shù)能力逐步形成，但開(kāi)發(fā)平臺(tái)仍受制于人

　　在基層架構(gòu)和底層技術(shù)的基礎(chǔ)上，芯片產(chǎn)業(yè)“掐脖子”的技術(shù)環(huán)節(jié)在于芯片設(shè)計(jì)階段。隨著臺(tái)積電這樣專業(yè)晶圓代工廠商的出現(xiàn)，芯片設(shè)計(jì)和制造得以分開(kāi)。

　　目前，國(guó)際上知名的芯片設(shè)計(jì)廠商如高通、英特爾、博通和AMD，除了英特爾有自主制造之外，其他基本都是專攻芯片設(shè)計(jì)。在個(gè)人電腦端，由于技術(shù)授權(quán)的封鎖，我國(guó)大陸芯片企業(yè)雖也取得了不俗的進(jìn)步，但與美國(guó)巨頭之間仍然存在較大的差距。在移動(dòng)端，中國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的聯(lián)發(fā)科在中低端芯片方面具有一定的市場(chǎng)地位，大陸的華為海思、展訊等企業(yè)在手機(jī)芯片設(shè)計(jì)領(lǐng)域已具備相當(dāng)實(shí)力。人工智能芯片是中國(guó)最容易實(shí)現(xiàn)彎道超車(chē)的領(lǐng)域，目前已經(jīng)有大量產(chǎn)業(yè)資本投入研發(fā)，已經(jīng)取得一些具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的世界領(lǐng)先技術(shù)。

　　大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)離不開(kāi)軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，也就是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）工具軟件。應(yīng)該說(shuō)，國(guó)產(chǎn)軟件與美國(guó)巨頭之間還有10年左右的差距。在工具軟件方面，我國(guó)芯片設(shè)計(jì)企業(yè)仍然處于受制于人的境地，在中興事件中，美國(guó)廠商就曾停止向中興進(jìn)行軟件授權(quán)。但也應(yīng)該看到，國(guó)產(chǎn)軟件如華大九天等在局部領(lǐng)域已經(jīng)達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

　　（三）全球芯片制造一家獨(dú)大，關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備依賴于國(guó)際采購(gòu)

　　在芯片制造環(huán)節(jié)，臺(tái)積電包攬了全球晶圓代工業(yè)務(wù)的一半以上，是芯片制造業(yè)首屈一指的巨鱷。我國(guó)大陸晶圓代工廠有中芯國(guó)際、華虹宏力等，但規(guī)模和技術(shù)遠(yuǎn)不及臺(tái)灣同行。之前受先進(jìn)設(shè)備和人才短缺限制，在12nm以下高精度晶圓加工技術(shù)方面，大陸企業(yè)仍然處于空白。當(dāng)前，中芯國(guó)際如能突破設(shè)備限制，有望將與世界先進(jìn)制程的差距縮小到兩代以內(nèi)。

　　芯片生產(chǎn)設(shè)備是芯片大規(guī)模制造的基礎(chǔ)，設(shè)備制造在芯片產(chǎn)業(yè)中處于舉足輕重的地位。芯片加工工藝繁雜，需要各種不同的設(shè)備。等離子刻蝕設(shè)備、離子注入機(jī)、薄膜沉積設(shè)備、熱處理成膜設(shè)備、涂膠機(jī)、晶圓測(cè)試設(shè)備等不同環(huán)節(jié)的關(guān)鍵設(shè)備由美國(guó)應(yīng)用材料公司和日本東京電子等企業(yè)壟斷。而核心設(shè)備光刻機(jī)被譽(yù)為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)皇冠上的明珠。世界上目前能生產(chǎn)高端光刻機(jī)的廠商只有一家——荷蘭的ASML，這是技術(shù)路線演化的自然選擇結(jié)果。

　?。ㄋ模┬酒牧蠈?shí)現(xiàn)了“從無(wú)到有”的跨越，亟需推進(jìn)大規(guī)模量產(chǎn)

　　設(shè)計(jì)和制造雖然關(guān)鍵，但巧婦難為無(wú)米之炊，缺少芯片材料，芯片設(shè)計(jì)和制造都無(wú)法實(shí)現(xiàn)。芯片材料中最主要的是高純硅，我國(guó)企業(yè)雖然在太陽(yáng)級(jí)高純硅中占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，但芯片級(jí)高純硅則幾乎完全依賴進(jìn)口，德國(guó)、美國(guó)和日本在該領(lǐng)域處于技術(shù)領(lǐng)先地位。2018年江蘇鑫華公司實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，并開(kāi)始出口韓國(guó)，有望逐步提高我國(guó)高純硅的自給率。芯片級(jí)高純硅還要經(jīng)過(guò)一系列加工，才能生成集成電路所需的基本材料硅晶圓片，加工硅晶圓片的企業(yè)就是芯片代工廠的直接供應(yīng)商。隨著美國(guó)技術(shù)轉(zhuǎn)移和企業(yè)之間的兼并收購(gòu)，目前，硅片生產(chǎn)被日本信越、日本勝高SUMCO和臺(tái)灣的環(huán)球晶圓等巨頭壟斷，前五大供應(yīng)商囊括了全球90%以上的市場(chǎng)份額。我國(guó)大陸新興的硅片企業(yè)上海新昇、浙江金瑞泓通過(guò)吸引全球優(yōu)秀人才、引進(jìn)國(guó)際先進(jìn)技術(shù)，形成了一定產(chǎn)能，完善了國(guó)內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)的自主供應(yīng)鏈。

　?。ㄎ澹┓庋b測(cè)試環(huán)節(jié)已具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力

　　在集成電路的三大產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，封裝測(cè)試階段是我國(guó)企業(yè)最容易突破、也是目前發(fā)展最迅速的一個(gè)領(lǐng)域。

　　當(dāng)前，芯片封測(cè)產(chǎn)業(yè)正在從人力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向資本和技術(shù)驅(qū)動(dòng)，行業(yè)門(mén)檻將越來(lái)越高。我國(guó)相關(guān)龍頭企業(yè)在前期技術(shù)積累和產(chǎn)業(yè)政策推動(dòng)下，加速了全球趕超的步伐。隨著長(zhǎng)電科技(18.480, 0.20, 1.09%)收購(gòu)新加坡封測(cè)巨頭星科金鵬，清華紫光入股臺(tái)資企業(yè)南茂、力成和全球行業(yè)龍頭日月光，加之臺(tái)資和美資封測(cè)企業(yè)也都已在中國(guó)大陸投資建廠，中國(guó)大陸成為芯片封測(cè)廠商最主要的集聚地。

　　從技術(shù)和市場(chǎng)地位來(lái)看，中國(guó)芯片封測(cè)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為與美資和臺(tái)資企業(yè)相抗衡的重要一極，形成了一批具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的企業(yè)。在國(guó)家科技重大專項(xiàng)“極大規(guī)模集成電路制造裝備及成套工藝”的支持下，封裝測(cè)試設(shè)備國(guó)產(chǎn)化也獲得快速推進(jìn)。北方華創(chuàng)(68.540, 0.56, 0.82%)、長(zhǎng)川科技(23.600,-0.20, -0.84%)等企業(yè)已經(jīng)對(duì)國(guó)內(nèi)封測(cè)企業(yè)形成了強(qiáng)力支撐。在芯片后道封裝設(shè)備方面，上海微電子公司的500系列步進(jìn)投影光刻機(jī)已經(jīng)占到了國(guó)內(nèi)80%以上的市場(chǎng)份額。

　　總體而言，通過(guò)對(duì)集成電路產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行梳理可以發(fā)現(xiàn)，美國(guó)仍然在產(chǎn)業(yè)鏈中居于統(tǒng)治地位。芯片設(shè)計(jì)及相關(guān)的軟件工具領(lǐng)域，中國(guó)已經(jīng)形成了一些點(diǎn)上的突破，但面上追趕尚待時(shí)日。芯片的制造、封測(cè)環(huán)節(jié)正在加速向中國(guó)轉(zhuǎn)移，尤其是封測(cè)及相關(guān)設(shè)備制造，是中國(guó)最接近世界先進(jìn)水平的領(lǐng)域。在硅晶圓材料方面，中國(guó)目前解決了從無(wú)到有的問(wèn)題，但國(guó)產(chǎn)化率還非常低。從整體來(lái)看，中國(guó)集成電路的自主產(chǎn)業(yè)鏈正在形成，一些局部的創(chuàng)新已經(jīng)達(dá)到世界領(lǐng)先，但在一些關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵材料及設(shè)備方面仍然受制于人，如高端光刻機(jī)、芯片設(shè)計(jì)的工具軟件以及高純硅的供應(yīng)方面，中國(guó)存在明顯短板。

　　受瓦森納協(xié)議的影響，中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)在追趕世界先進(jìn)水平的過(guò)程中遭遇不小的困難。從現(xiàn)實(shí)情況來(lái)看，短期內(nèi)任何一個(gè)國(guó)家要形成完全獨(dú)立、完整的集成電路產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)遣豢赡艿?，但美?guó)的技術(shù)封鎖和技術(shù)打壓又讓我們不得不重新審視全球價(jià)值鏈的風(fēng)險(xiǎn)，在自由貿(mào)易和自主創(chuàng)新之間尋求新的平衡點(diǎn)。在此背景下，研究集成電路產(chǎn)業(yè)的技術(shù)突圍路徑具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。