8月17日,中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)IC設(shè)計(jì)分會(huì)理事長(zhǎng),清華大學(xué)集成電路學(xué)院魏少軍教授在2022年中國(guó)IC領(lǐng)袖峰會(huì)上提出了三點(diǎn)關(guān)于中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)20年的思考。
第一點(diǎn)思考:半導(dǎo)體是一個(gè)需要長(zhǎng)期投入的行業(yè)
信息技術(shù)是近20年全球GDP增長(zhǎng)的主要?jiǎng)恿Α?987年-2002年的16年里,全球GPD累計(jì)為445.5萬(wàn)億美元,平均每年為27.8萬(wàn)億美元。2003年-2021年的19年間,全球GDP累計(jì)達(dá)到1315.3萬(wàn)億美元,平均每年69.2萬(wàn)億美元,是前面的2.5倍。
2000年后,以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù)、尤其是二者的結(jié)合——移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為代表的信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的崛起,促進(jìn)了全球經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展。
1987年-2002年的16年里,全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的累計(jì)收入為16431億美元,平均到每年為1027億美元。2003-2021的19年間,全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的累計(jì)收入達(dá)到60696億美元,平均到每年為3195億美元,是前面16年的3.1倍。
這就很容易讓人聯(lián)想,前面的2.5倍和這里的3.1倍之間存在著某種特定關(guān)系。事實(shí)上,全球GDP的增長(zhǎng)和半導(dǎo)體的增長(zhǎng)之間呈現(xiàn)一種相關(guān)性。而且進(jìn)入本世紀(jì)第二個(gè)十年后,這種相關(guān)性應(yīng)該說(shuō)是越來(lái)越強(qiáng)。
中國(guó)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)也呈現(xiàn)出相應(yīng)的增長(zhǎng)方式。
1987年-2002年的16年間,中國(guó)GDP從1.22萬(wàn)億元人民幣增長(zhǎng)到12.2萬(wàn)億元,累計(jì)91.8萬(wàn)億元,平均每年5.7萬(wàn)億元。2003-2021的19年間,中國(guó)GDP從13.7萬(wàn)億元人民幣增長(zhǎng)到114.4萬(wàn)億元人民幣,累計(jì)1063.1萬(wàn)億元,平均每年56萬(wàn)億元。是前面18年的9.7倍。
顯然,除了房地產(chǎn)和高鐵,中國(guó)的高速發(fā)展得益于搭上了信息技術(shù)快速發(fā)展的快車,這也與日常感覺(jué)是一致的,中國(guó)的信息技術(shù)發(fā)展十分迅速,中國(guó)生產(chǎn)了世界上大部分的手機(jī)、電腦及家電產(chǎn)品。
同樣,如果觀察2004年-2021年中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,就會(huì)發(fā)現(xiàn)它的年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到20.3%。這兩者之間也呈現(xiàn)出一種很強(qiáng)的相關(guān)性。而且進(jìn)入新世紀(jì)以后,和世界半導(dǎo)體和GDP的情況一樣,這種相關(guān)性也毫無(wú)懸念的表現(xiàn)的越來(lái)越強(qiáng)。
因此,我的第一個(gè)思考就是——半導(dǎo)體是一個(gè)需要長(zhǎng)期投入的行業(yè),需要謀萬(wàn)世。中國(guó)的發(fā)展正處在中國(guó)高層領(lǐng)導(dǎo)人謀全局與謀萬(wàn)世的結(jié)果。
中國(guó)已經(jīng)成為新興的集成電路產(chǎn)業(yè)大國(guó),在過(guò)去的幾十年間,國(guó)內(nèi)已經(jīng)在京津環(huán)渤海、長(zhǎng)江三角洲、珠江三角洲和中西部地區(qū)打造了若干個(gè)集成電路產(chǎn)業(yè)中心。目前中國(guó)已經(jīng)形成多個(gè)具有特色的集成電路產(chǎn)業(yè)園。
中國(guó)集成電路是世界上少有的五大板塊齊整的產(chǎn)業(yè):設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)、設(shè)備和材料。在細(xì)分領(lǐng)域已有很多企業(yè)沖進(jìn)相應(yīng)領(lǐng)域的前十,包括曾經(jīng)缺失的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器也正在逐步崛起。
在中國(guó)長(zhǎng)效的半導(dǎo)體投資機(jī)制下,大基金一期和二期,兩期投入3400多億,如果按照1:3來(lái)帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的話,可在2025年之前投入超過(guò)1萬(wàn)億人民幣,對(duì)整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,起到巨大的推動(dòng)作用。
中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況
去年,整個(gè)設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)行業(yè)的總收入首次突破1萬(wàn)億元,達(dá)到10458億元,增長(zhǎng)18.2%。
魏少軍教授分析,在2004年時(shí)封測(cè)是半導(dǎo)體行業(yè)的最大領(lǐng)域,緊隨其后的是制造業(yè)和設(shè)計(jì)業(yè)。而2020年制造業(yè)又超過(guò)封測(cè)業(yè)。因此現(xiàn)在形成了設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)這樣的一種產(chǎn)業(yè)順序,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)日趨合理。
設(shè)計(jì)業(yè)是增長(zhǎng)最快的產(chǎn)業(yè),從2004年到2020年的CAGR來(lái)看,設(shè)計(jì)是一個(gè)難得的高速發(fā)展的產(chǎn)業(yè),年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到了26.5%
制造業(yè)成為中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)的重要力量,雖然其規(guī)模還不夠大,但是已經(jīng)超過(guò)封測(cè)業(yè),這是一個(gè)戰(zhàn)略性的轉(zhuǎn)變。
封測(cè)業(yè)長(zhǎng)期居于中國(guó)集成電路的龍頭地位,產(chǎn)業(yè)增速也還不錯(cuò),但是產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)很多是外資企業(yè)或者合資企業(yè),這在中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)內(nèi)生動(dòng)力發(fā)展的過(guò)程中,逐漸被超越是一種必然。
中國(guó)是最大的單一國(guó)家半導(dǎo)體市場(chǎng)。作為最大的電子產(chǎn)品生產(chǎn)國(guó),中國(guó)半導(dǎo)體市場(chǎng)也逐漸增大。2013-2021年,中國(guó)的市場(chǎng)份額從28.9%增長(zhǎng)到34.6%,2019年曾經(jīng)達(dá)到35.1%,是全球最大的單一國(guó)家半導(dǎo)體市場(chǎng)。2016年起,在北美、歐洲、日本和亞太地區(qū)和國(guó)家層面上,中國(guó)市場(chǎng)規(guī)模仍然位居第一。
中國(guó)是最大的芯片進(jìn)口國(guó)。按照中國(guó)海關(guān)的數(shù)據(jù),2021年進(jìn)口集成電路6354.8億塊,價(jià)值4325.5億美元,比上年增長(zhǎng)16.9%,首次超過(guò)4000億美元;出口集成電路3107塊,價(jià)值1537.9億美元,貿(mào)易逆差為2787.3億美元,2021年中國(guó)進(jìn)口集成電路占全球銷售的77.8%,比2020年下降了1.9個(gè)百分點(diǎn)。魏少軍教授說(shuō)到,這里可以看到,中國(guó)進(jìn)口了78.8%的集成電路,其中將近35%用在了本地,而有40%又在裝機(jī)當(dāng)中出口。這就是中國(guó)這就是中國(guó)作為世界市場(chǎng)的一個(gè)重要表象。
中國(guó)自己的集成電路產(chǎn)品,從從2004年中國(guó)集成電路產(chǎn)品的全球占比不到5%,到2021年的12.5%,中國(guó)集成電路的進(jìn)步還是很明顯的。盡管主要還是在中低端,但已經(jīng)建立了比較完整的產(chǎn)品體系。去年,中國(guó)的產(chǎn)品占全球的比例大約在百分之十二點(diǎn)幾,這個(gè)數(shù)值與國(guó)內(nèi)消耗的35%相比還有很大差距。
中國(guó)在過(guò)去的幾十年中不斷進(jìn)步,特別是在高端通用芯片領(lǐng)域市場(chǎng)占有率在穩(wěn)步提升。如果說(shuō)2019年以前,中國(guó)還有一些高端芯片在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)幾乎看不見(jiàn),但2019年以后國(guó)產(chǎn)高端芯片的比例在大幅提升。今天,隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的不斷提升,我們還可以看到更多的表現(xiàn)。
第二個(gè)思考:半導(dǎo)體是一個(gè)需要長(zhǎng)期堅(jiān)持、不斷努力的行業(yè)
魏少軍教授引用梁?jiǎn)⒊裕骸澳嫠兄鄄贿M(jìn)則退”,提出了要堅(jiān)定信心、下定決心、走科技自立自強(qiáng)之路。
中國(guó)正處于非常有利的發(fā)展階段,所從事的是產(chǎn)業(yè)升級(jí)。從低附加值到高附加值轉(zhuǎn)移,從低技術(shù)向高技術(shù)遷移,從低生產(chǎn)率向高生產(chǎn)率邁進(jìn),從產(chǎn)業(yè)鏈的低端向高端移動(dòng),因此這符合人類發(fā)展的基本特性。所以我們應(yīng)該有決心,有信心能夠把這項(xiàng)工作做好。
魏少軍教授表示,中國(guó)作為世界工廠的現(xiàn)狀短期內(nèi)不會(huì)改變。這也為發(fā)展半導(dǎo)體創(chuàng)造了重要條件。中國(guó)現(xiàn)在有幾百種產(chǎn)品是世界上高度依賴的。
為什么中國(guó)能夠成為世界工廠?有兩個(gè)因素。一個(gè)是新中國(guó)建立以后,老一代的領(lǐng)導(dǎo)的人以大力度在短時(shí)間內(nèi)重工業(yè)大筆投入,因此中國(guó)擁有強(qiáng)大的工業(yè)基礎(chǔ)。另外一個(gè)是,中國(guó)既是世界工廠,也是世界市場(chǎng)。世界工廠可以生產(chǎn)很多東西,但世界市場(chǎng)可以消化更多的東西。所以當(dāng)世界工廠生產(chǎn)的產(chǎn)品,由于各種原因滯銷的時(shí)候,中國(guó)的世界市場(chǎng)就會(huì)發(fā)揮重要的調(diào)控作用。因此,這些年家電下鄉(xiāng)、汽車下鄉(xiāng)等,使得中國(guó)作為世界工廠的競(jìng)爭(zhēng)力越來(lái)越強(qiáng)。
魏少軍教授指出,中國(guó)的發(fā)展雖然很快,但存在問(wèn)題。例如,國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)是以制造業(yè)為中心來(lái)部署的,但現(xiàn)在應(yīng)該轉(zhuǎn)向以產(chǎn)品為中心的產(chǎn)業(yè)模式。在美日歐韓等國(guó)家,他們的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中IDM企業(yè)占有巨大比例,而中國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣、新加坡等地更多的是以加工為他人服務(wù),作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式。這樣一種發(fā)展模式,在中國(guó)臺(tái)灣、新加坡這樣的小國(guó)家和地區(qū)是可行的,但是在中國(guó)具有14億的消費(fèi)人口的國(guó)家,顯然是不適合的。
此外,要提升企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。企業(yè)是競(jìng)爭(zhēng)的主體,所以企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力和創(chuàng)新能力是重要的,可以分析22家在科創(chuàng)板上市的芯片設(shè)計(jì)企業(yè)2021年的年報(bào)。這些企業(yè)的平均毛利率大概在47%,比起美國(guó)的62%的毛利率,低了15個(gè)百分點(diǎn)。雖然過(guò)國(guó)內(nèi)的平均研發(fā)投入達(dá)到了25.5%,比起美國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)的17%的研發(fā)投入,高了8.5個(gè)百分點(diǎn)。但是22家科創(chuàng)板上市的芯片企業(yè),總研發(fā)投入額度只有10.8億美元,這個(gè)數(shù)字是非常小的。
從這些數(shù)字可以看出,國(guó)內(nèi)的企業(yè)由于受到規(guī)模、規(guī)格、盈利能力的限制,實(shí)際上創(chuàng)新能力還是非常弱的,需要采取其他的方式促進(jìn)創(chuàng)新能力的提升。
中國(guó)也要遵循產(chǎn)業(yè)發(fā)展的客觀規(guī)律。國(guó)內(nèi)的產(chǎn)業(yè)是從系統(tǒng)公司到IDM到設(shè)計(jì)加代工等等,這樣逐步發(fā)展。這些年,也有人探索把互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展模式引入到集成電路。從商業(yè)模式的創(chuàng)新,通過(guò)資本運(yùn)作把市場(chǎng)創(chuàng)造出來(lái),并定義產(chǎn)品,最終知道到管理團(tuán)隊(duì)來(lái)運(yùn)營(yíng)。在前期,這種努力和嘗試是有益的,但是這樣的運(yùn)行模式并不適應(yīng)中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,其實(shí)也不適應(yīng)國(guó)際集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,因此,無(wú)一獲得成果。
魏少軍教授指出,要著力鍛長(zhǎng)板。第五代通訊移動(dòng)領(lǐng)域?qū)χ袊?guó)來(lái)說(shuō)是占有優(yōu)勢(shì)的一個(gè)產(chǎn)業(yè),也預(yù)示著未來(lái)發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力。按照國(guó)際電聯(lián)的設(shè)想,國(guó)內(nèi)目前還只是完成了增強(qiáng)寬帶的發(fā)展,也就是eMBB,通俗來(lái)講就是大家上網(wǎng)的網(wǎng)速可以高一點(diǎn),僅此一點(diǎn)已經(jīng)足以拉動(dòng)VR/AR產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,使他們成為另外一個(gè)萬(wàn)億級(jí)規(guī)模的市場(chǎng)空間。而更重要的,是5G發(fā)展中的超可靠低延時(shí)通信和海量機(jī)器類通信。這兩者目前還處在發(fā)展的過(guò)程中,所以第五代通訊的發(fā)展,目前還只是非常初步。
超可靠低延時(shí)通信和海量機(jī)器類通信的發(fā)展將有力推動(dòng)工業(yè)的改造,比如說(shuō)自動(dòng)駕駛、產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化。而海量機(jī)器類通信更是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智能社會(huì)發(fā)展的重要依托。這個(gè)長(zhǎng)板在全球是獨(dú)一無(wú)二的。因?yàn)橹袊?guó)在過(guò)去的幾年中通過(guò)努力,使中國(guó)的5G基站占了全球的60%,5G用戶也達(dá)到了全球的60%。這一優(yōu)勢(shì)是中國(guó)應(yīng)該著力去發(fā)揮的。
疊加5G的應(yīng)用,智能化正在走來(lái)。如果說(shuō)人類前面的工業(yè)化更多解決的是我們的體力的延伸,那么過(guò)去將近70-80年,在信息化上的努力,延伸了人類的感知,也就是把我們的眼睛、耳朵、嘴巴延伸了。
正在進(jìn)行的是智能化,它的目標(biāo)是要延伸人類的大腦,也就是提升人類對(duì)問(wèn)題的認(rèn)知能力,這樣的發(fā)展在國(guó)外稱為第四次工業(yè)革命,這里我們更愿意稱之為智能化發(fā)展。這樣一個(gè)發(fā)展顯然對(duì)中國(guó)的發(fā)展是有百利而無(wú)一害,而且這個(gè)發(fā)展將會(huì)疊加和5G共同的優(yōu)勢(shì),來(lái)成為中國(guó)下一步發(fā)展最重要的競(jìng)爭(zhēng)力。
第三個(gè)思考:我們要做好準(zhǔn)備
魏少軍教授分享第三個(gè)思考,就是我們要做好準(zhǔn)備。
《禮記中庸》中曾說(shuō)凡是預(yù)則立,不預(yù)則廢。集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展不會(huì)一蹴而就需要長(zhǎng)時(shí)間的堅(jiān)持,不斷的努力,要做好各類準(zhǔn)備。
當(dāng)前中國(guó)面臨很大的挑戰(zhàn),這些挑戰(zhàn)有外部的也有內(nèi)部的,內(nèi)部的我們可以通過(guò)自身去消除它,而外部的發(fā)生,很可能不以個(gè)人的意志為轉(zhuǎn)移,因此需要更多的思考,在發(fā)展中會(huì)碰到什么問(wèn)題應(yīng)該如何去解決。做好相應(yīng)的準(zhǔn)備,就不會(huì)出現(xiàn)遇到事情手忙腳亂。
中國(guó)的發(fā)展不會(huì)因?yàn)槟承┤撕湍承┦率苡绊?,也不?huì)因?yàn)橥饨绱驂憾磺?,因此我們必須要做好各種各樣的準(zhǔn)備的同時(shí),努力的向前奔跑,我相信依托中國(guó)的龐大市場(chǎng),有勤勞的中國(guó)人民,有我們?nèi)找箠^斗的同仁們,中國(guó)的發(fā)展指日可待,一定可以到達(dá)成功的彼岸。
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