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陸斐 劉小玲：上海提升集成電路産業鏈現代化的路徑研究

引言

産業鏈是指各個産業部門之間基于一定的技術經濟聯系和時空布局關系而客觀形成的鏈條式關聯形態。産業鏈現代化是在可實現技術突破、供給保障和服務應用基礎上的更高層次要求。¹其核心要素包括：産業基礎能力的提升，産業鏈控制力的增強，産業鏈的聯動發展。²産業基礎是指爲産業發展提供基本支撐的一切要素，其起決定性作用的是關鍵核心技術和從業人員規模。産業鏈控制力是指主導整個産業的競爭優勢和發展態勢，對更複雜的市場不確定性的應對能力，産業鏈控制力越強則産業鏈韌性越強，其核心要素是該地區的産值規模以及是否擁有産業鏈某個環節的龍頭企業。産業聯動發展是指從整個區域層面建立産業生態網絡，進而催生技術創新的集群效應、産業鏈的跨界和區域聯動發展，其核心要素是該地區的産業分工體系和創新集群。産業鏈現代化及其核心要素的關系如圖1所示。

 图1 产业链现代化的核心要素

集成電路産業作爲新一輪産業變革的核心驅動力，也是現代經濟社會發展的基礎性、先導性産業，戰略地位愈發凸顯。當前全球數字化進程正在加速，2020年全球芯片市場在面臨諸多不確定因素下依然保持了正增長，市場銷售規模達4404億美元，同比增長6.8%；展望2021年，全球芯片市場銷售規模將進一步增長8.4%，有望再創曆史新高。³与此同时，作为集成电路产业领头羊的美国，一方面持续打压我国高科技发展，另一方面也在加紧出台促进芯片发展的法案——2021 年颁布《美国芯片法案》（CHIPS for America Act）；美国国会还正在考虑通过《晶圆厂法案》（FABS Act），推动半导体投资税收抵免，预期范围会扩大到包括制造和设计的资本支出，以帮助加强整个半导体生态系统。⁴在制造设备、材料占据全球优势的日本，也在2021年6月出台了《半导体战略》。该战略认为日本应在先进工艺制造和研发、先进封装领域加大投入，并提出未来 5-10 年发展目标和项目投资计划，计划由经产省牵头，由政府投入 24000 亿日元（约 240 亿美金），撬动日本产业界、教育界以及其他国家和地区优质资源（含 IBM、ASML、台积电、IMEC 等），大力发展日本半导体产业，避免产业空心化。⁵2022年2月，欧盟委员会酝酿已久的《欧洲芯片法案》（A Chips Act for Europe）正式出台。这份从去年筹备至今的法案长达22页，计划投入超过430亿欧元（约3126亿人民币）资金，要提振欧洲芯片产业，降低欧洲对美国和亚洲企业的依赖。

上海是我國最重要的集成電路産業最重要的集聚地之一，了解上海集成電路産業鏈發展現狀及其特點和短板，有助于了解全國集成電路産業圖景，並爲我國關鍵核心技術自立自強、産業鏈現代化提供決策參考。

上海集成電路産業鏈現代化的表現及其短板

1.1 上海集成電路産業鏈的主要特点

结合上文提到的产业链现代化的核心要素，上海集成電路産業鏈主要表现出如下特点：

（1）掌握一批産業發展關鍵核心技術

集成電路産業鏈一般分爲：設計——制造——封測——裝備與材料。在設計環節，部分企業研發能力已達5納米，紫光展銳的手機基帶芯片市場份額位居世界第三;在制造環節，中芯國際(上海)已實現14納米工藝量産，産品良率已達95%，正在爭取實現12納米工藝的規模量産和7納米工藝關鍵技術突破，代表了中國大陸自主研發集成電路的最先進水平；在封測環節，上海積極引進世界先進的封裝形式和測試技術，逐步在FC-BGA、CSP、Bumping、TSV、RDL、SiP和2.5D/3D等先進封裝技術上實現了覆蓋；在設備和材料環節，上海微電子裝備公司承擔著國産光刻機設備發展的使命，可滿足集成電路前道制造90納米、110納米、280納米關鍵層和非關鍵層的光刻工藝需求。

（2）集聚一批高層次人才

根據上海市半導體行業協會統計的數據顯示，2020年上海市集成電路産業從業人員在23萬人左右，其中碩士、博士及以上技術人才占比爲18%左右，高學曆人才數量遠高于其他省市。在學曆教育方面，有複旦大學、上海交通大學和同濟大學的3所示範性微電子學院；在繼續教育方面，擁有上海市集成電路行業協會、上海矽知識交易中心等承擔著人才實訓基地建設，同時大力推動産教融合工作，持續爲集成電路産業發展提供保證。

（3）擁有影響供需平衡的産業規模

産業鏈現代化水平要求相關地區的産業必須具有一定的經濟規模和生産能力。産業規�：蜕�産能力不僅是制造業的地位和實力的體現，更能保障産業鏈的安全可控，增強産業韌性和抗風險能力。⁶根據中國半導體行業協會的數據，從2015年起我國集成電路市場規模每年上升1000億元，2020年産業銷售規模爲8848億元。上海集成電路産業銷售收入爲2071.3億元，占全國比例21%，且持續多年保持在20%以上。

图2 上海集成电路产业销售规模

資料來源：課題組根據中國半導體行業協會、上海市集成電路行業協會相關數據整理

2020年，設計業、制造業、封測業和設備材料業占上海集成電路産業總銷售額比重分別爲46%、22%、21%和11%。相比于2015年，設計業占比從32%提升到46%，強化了引領作用；封測業從36%下降到21%，制造業和設備材料業占比保持相對穩定，整體産業結構更加優化。

表1 上海2020年集成電路産業鏈各環節收入及其占比

數據來源：課題組根據中國半導體行業協會、上海市集成電路行業協會相關數據整理

（4）擁有産業鏈環節的龍頭企業和拳頭産品

产业链现代化水平要求相关地区集聚一批掌握本领域主导话语权的大型企业，以及有一批细分领域的“专精特新”隐形冠军企业。在集成电路設計環節，上海有321家企业（占全国比例14.5%），其中18家销售额超过10亿元（占全国比例6.2%）。即使在长期被国外公司所垄断、门槛较高的汽车电子芯片领域，上海也有一批企业耕耘多年，如：黑芝麻、地平线、华大半导体、博通。在制造環節，华虹宏力拥有8英寸晶圆生产线共3条，合计产能17.8万片，是目前国内产能规模最大的8英寸晶圆制造企业。在封测环节，聚集了包括日月光、安靠、晟碟半导体(SanDisk)、捷敏电子等国际国内重点封测企业。在設備材料環節，共有企业约43家，规模较大的内资或内资控股半导体设备制造和材料企业共有19家，占比接近50%，上微、中微和盛美等龙头企业的产品已经有逐步替代国际产品的能力。

（5）形成協同有效的産業分工體系

上海的集成電路産業鏈的中外資企業充分參與了全球價值鏈的分配，在多輪資源優化後，形成了産業鏈內各企業分工明確的生産要素整合，在設計、制造、設備等環節都出現了國內領先的頭部企業，對上海及國內制造業數字化轉型中産生的芯片需求形成了有效協同。同時，上海的自貿區模式，促進了生産環節間流轉效率、降低了流轉資金成本，支持了晶圓從簡易封裝到成品等多元銷售模式。

（6）在上海本土以及長三角形成了創新集群

波特（Michael Porter）认为，在一个区域的经济体系中，有竞争力的产业通常不是均衡分布的，国家的产业竞争优势趋向集群式分布。⁷由此形成了具有一定地理範圍特征的創新集群。集成電路産業在上海乃至長三角也具有明顯的集群效應。

从1996年承载着“国芯梦”的“909”工程在上海浦东立项开始，浦东已经成为我国集成电路产业链最完备、综合技术水平最先进、自主创新能力最强的地区之一。比如，在芯片設計環節，上海市集成电路设计企业超过50%来自张江，已经形成了100多项领先的产品；在晶圆制造领域，张江科学城拥有19条生产线，在全国首屈一指。2020年，浦东集成电路产业规模1471亿元，增长20.5%，占全市71%。

长三角地区集聚了全国50%的设计企业、55%的制造企业、80%的封装测试企业。2020年集成电路设计业销售额前十强城市中，长三角城市（分别为上海、杭州、无锡、南京、苏州）占50%。总体而言，上海拥有全国最完备的产业链，形成芯片设计、IC 制造、封装测试等全产业链布局；南京设计业优势明显，制造和封测相对较弱；杭州集中了浙江全省 85%以上的设计企业和 95%以上的设计业务；合肥集成电路企业起步较晚，但长鑫存储在国内的地位非同一般，承载着中国闪存芯片唯一的希望，且与世界先进水平相差无几；苏州和无锡基本上都以封测业为主。因此，长三角地区具备产业协同和创新集群高质量发展的基础。

1.2 上海集成電路産業鏈的主要短板

當前，上海要打好産業鏈現代化的攻堅戰，還面臨著諸多挑戰。

（1）從産業鏈的創新引領來看

2020年我國集成電路進口額爲3504億美元，同比增長14.6%;出口額爲1166億美元，同比增長14.8%。貿易逆差反映了兩個層面的問題：一方面彰顯了我國擁有全球增速最快、最龐大的芯片消費市場，說明“進口替代”存在巨大的空間和發展機遇。另一方面也暴露了我國信息産業的結構性缺陷，高端産品如高速光通信器件、高端CPU\GPU、大規模FPGA、高速高精度ADC/DAC等通用芯片領域幾乎是空白，只能進口。上海的集成電路産業能級代表了國內的最高水平，但高端半導體裝備、EDA工具、14納米以下制造及其矽知識産權（SIP）的技術嚴重受制于人的局面未有根本性改變，先進制造工藝落後國際領先水平1-2代。一旦被“卡脖子”，國內的集成電路産業將受到致命影響。

（2）從産業鏈的基礎支撐來看

早在1999年,時任科技部部長徐冠華曾說“中國信息産業缺芯少魂”。其中的“芯”指的是芯片,而“魂”則是指操作系統。20多年過去了，雖然我國信息技術取得了巨大進步，但以基礎零部件（元器件）、基礎材料、基礎工藝、基礎技術、基礎軟件爲核心的“五基”受制約程度仍較高。基礎的夯實程度直接決定了産業鏈現代化的質量、穩定度和可持續性，同時直接影響整個産業結構的合理性和長遠性。

作爲芯片生産關鍵裝備的光刻機，目前是典型的三分天下格局，ASML、尼康、佳能市場占有率超過90%，主流在90納米以下，最先進的5納米極紫外光刻機只有ASML能做。上海微電子裝備承擔著我國國産光刻機設備發展的使命，但目前也只能滿足IC前道制造90納米、110納米、280納米關鍵層和非關鍵層的光刻工藝需求。

另一方面，上海集成电路产业还面临比较大的人才缺口。在2019-2020年我国集成电路产业人才需求量排名前十的城市中，上海市以11.68%位居第二位。另外，集成电路行业对人才的实践经验和综合能力要求较高。据智联招聘全站大数据分析，企业对于实践经验在 3-5 年的相关技术人才的需求量最大，占比超 30%。说明我国集成电路相关行业快速发展之时，人才需求的格局已经发生转变，知识和技能储备量已是关键考核要素。

（3）從産業鏈的組織協同來看

産業鏈現代化所形成的創新集群，不僅僅從事創新活動的參與者是多元的，而且創新集群的內部結構主要是創新活動參與者之間的戰略聯盟和合作關系。

上海聚集了張江園區、漕河泾開發區、松江開發區、紫竹開發區等多個集成電路産業園區，它們是産業發展的主要載體。但實際中各園區“互挖牆腳”屢見不鮮，産業規模、企業數量總體增量不明顯，激勵政策大同小異，産業布局都想爭取高端，一體兩翼的互補效應遠未顯現。

長三角的集成電路産業集群在全國首屈一指。但調研發現，長三角地區創新合作受制行政壁壘，人才、技術、資本等要素流動不暢，缺乏系統設計。在條塊分割的背景下，大型科學裝置利用率不高，技術轉移效率不高，各地政府不斷更新引進高端人才和優質企業政策和措施，“內卷”持續上演，極大浪費了創新資源。

上海集成電路産業鏈升级的路径与建议

進入高質量發展時代的上海制造業，要以提升産業鏈現代化爲主線，在創新能力和國際競爭力上有更高的提升。⁸進入2022年，特別是上海受新一輪疫情影響，盡管有多種不確定因素，但我國經濟長期向好的基本面沒有變。上海要提升集成電路産業鏈現代化水平，仍然需要圍繞“産業基礎能力”、“産業鏈控制力”和“産業聯動發展”這三個關鍵要素發力，圍繞産業鏈供應鏈補鏈、強鏈、護鏈，不斷提升産業鏈現代化水平。具體而言：

2.1 做好前瞻布局，提升产业基础能力

（1）基于上海基礎優勢，對標國際領先技術，支持國內處于“空白”的高端芯片和具備條件的可替代芯片的研發及其産業化，包括産業鏈支撐環節的材料、裝備等關鍵技術研發。聯合國家實驗室，以大規模超導集成電路工藝爲突破點，以能體現超導處理器優勢的應用爲牽引，發展超導處理器芯片與系統技術，實現技術推動和應用牽引雙輪驅動。基于碳原子晶體和其他二維晶體的器件及集成技術，包括材料生長、原型器件和核心邏輯電路構建等。研究CMOS技術的集成生物光電子芯片、以及顛覆性傳感技術，建立良好的産學研生態，推動其在汽車電子、生物醫學、國防等領域的實際應用。形成一批原創成果，爲上海集成電路技術參與國際競爭提供技術路徑。

（2）加大對集成電路高端人才的培養，制定引人、留人的有競爭力的政策。目前，美國政府放緩集成電路公司聘用中國員工職位審批的節奏，這恰恰是中國吸引人才回流國內的絕佳機會。爲此，建議設立集成電路專項人才基金，將專項基金與用人單位待遇相配套，形成立體化人才吸引體系。做好繼續教育，加強集成電路行業協會、上海集成電路技術與産業促進中心等人才實訓基地建設。

2.2 聚焦比较优势领域，提升产业链控制力

（1）瞄准成熟制程，發揮國內市場規模優勢，增強集成電路産業的話語權。“打得一拳开，免得百拳来”的战略在科技争霸的当下，同样适用。28纳米是最后一代平面工艺，国外的限制比较少，且2017年以后，28纳米工艺的产品市场需求量呈现爆发式增长态势。建议发挥中国超大规模的市场优势和内需潜力，以28纳米成熟制程为突破口, 扩大华虹和中芯国际等企业的产能，做大规模。并以新基建、数字经济等需求为牵引，面向工业互联网、新能源汽车、智能电网、高铁、超高清视频等重点场景，以系统级行业龙头企业为主体，联动国内集成电路企业，加快建立适应国内最终需求的集成电路供给体系，打造基于国产芯片供应链体系的“内循环”生态。

（2）加強對集成電路企業的精准支持。

2.3 顶层设计与市场引导相结合，加强产业联动发展

（1）加強規劃引導，形成集成電路産業突破合力。針對投資泡沫和同質化競爭，建議加強産業容量分析和産業安全預警研究，對重點項目和重點産品在資本投入和産能擴充前進行宏觀指導和規劃研究，在項目審批、銀行貸款、土地征用等方面加強對企業投資行爲的監督和檢查，防止新的盲目投資。

（2）加強總體協調，推動長三角集成電路科技創新共同體發展。一是頂層設計政策引導長三角集成電路産業科技創新共同體發展。進一步發揮上海市集成電路行業協會牽頭承擔的國家工信部委托的集成電路集群建設作用，加強長三角三省一市地方性創新政策出台前的協調溝通工作，避免各地無序競爭、過度競爭。一方面做好“增量”工作，積極爭取中央部委在長三角地區先行先試區域一體化的創新政策和集成電路重大項目布局等；另一方面做好“減量工作”，列出不適合長三角區域整體的地方性、惡性競爭的創新政策、法規清單，逐步清減。二是發揮市場在長三角創新共同體建設中的主導作用。在長三角地區，發揮市場對技術研發方向、路線選擇、要素價格、各類創新要素配置的導向作用，建立以企業爲主體、競合有序、符合國際規範的創新經濟發展機制。

結語

當前，受新一輪疫情影響，世界經濟分工協作體系呈現方向性改變趨勢更加明顯，全球産業鏈體系布局重構。國際産業鏈不在持續遠距離拓展網絡體系，而是轉向近岸化區域性內向收縮。⁹長期來看，全球制造業布局可能呈現高端制造回流、中低端向成本更低的發展中國家轉移的趨勢。也就是說，全球集成電路供應鏈調整帶來産業鏈融合問題，中興等事件一再表明，我國提升産業鏈現代化水平，是維護産業鏈和供應鏈安全、實現科技自立自強的必要前提。

我們需要建立産業鏈現代化的思維框架，從關鍵要素和長期角度思考如何平衡産業鏈的安全和效率，增強産業鏈的黏性和韌性，培育安全、穩定、高效、有彈性、可持續的産業鏈，推動中國産業向全球價值鏈中高端躍升。

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專家介紹：陸斐，上海集成電路技術與産業促進中心項目管理部部長，高級工程師；劉小玲，博士，副研究員，上�？茖W院發展戰略部部長。