集成(chéng)電路是培育戰略性新興産業、發(fā)展信息經(jīng)濟的重要支撐,在信息技術領域的核心地位十分突出。改革開(kāi)放後(hòu),我國(guó)加快集成(chéng)電路産業建設,先後(hòu)啓動908工程、909工程等重大項目,集成(chéng)電路業實現高速發(fā)展。特别是黨的十八大以來,我國(guó)集成(chéng)電路産業實力得到快速提升。中國(guó)集成(chéng)電路産業銷售額從2013年的2508.5億元,增長(cháng)到2017年的5411.3億元,5年間增長(cháng)了一倍。2018年1—9月中國(guó)集成(chéng)電路産業銷售額爲4461.5億元,同比增長(cháng)22.4%。

IC設計龍頭帶動作用日趨明顯

IC設計是集成(chéng)電路産業鏈的龍頭,設計企業的發(fā)展直接影響着制造和封裝等産業鏈上下遊衆多環節。近幾年來,我國(guó)IC設計業發(fā)展非常迅速。中國(guó)半導體行業協會集成(chéng)電路設計分會的數據顯示,至2018年年底,全國(guó)共有1698家設計企業,比去年的1380家多了318家,數量增長(cháng)了23%。這(zhè)是2016年設計企業數量大增600多家後(hòu),再次出現企業數量大增的情況。

從統計數量上看,除了北京、上海、深圳等傳統設計企業聚集地外,無錫、成(chéng)都(dōu)、蘇州、合肥等城市的設計企業數量都(dōu)超過(guò)100家,西安、南京、廈門等城市的設計企業數量接近100家,天津、杭州、武漢、長(cháng)沙等地的設計企業數量也有較大幅度的增加。

IC設計企業數量增長(cháng)的同時,規模以上企業也在增加。據中國(guó)半導體行業協會集成(chéng)電路設計分會理事(shì)長(cháng)魏少軍介紹,2018年預計有208家IC設計企業的銷售額超過(guò)1億元,比2017年的191家增加17家,增長(cháng)8.9%。同時,這(zhè)208家銷售過(guò)億元的企業銷售總和達到2057.64億元,比上年的1771.49億元增加了286.15億元,占全行業銷售總和的比例爲79.85%。

銷售額是衡量一個行業發(fā)展狀況的重要指标,我國(guó)IC設計業增速近年來一直保持兩(liǎng)位數水平,且遠高于國(guó)際平均水平,2018年同樣保持這(zhè)一态勢,銷售規模預計爲2576.96億元,比2017年的1945.98億元增長(cháng)32.42%,增速比上年的28.15%提高4.27個百分點。按照美元與人民币1∶6.8的兌換率,全年銷售額達到378.96億美元,在全球集成(chéng)電路設計業的占比將(jiāng)再次提高。

從産品類型上看,我國(guó)企業在通信芯片上的實力已逐步進(jìn)入國(guó)際一線陣營。紫光展銳已開(kāi)發(fā)出5G原型pilot-v2平台,將(jiāng)在2019年推出5G芯片,實現5G芯片的商用。2018年從事(shì)通信芯片設計的企業從2017年的266家增加到307家,對(duì)應的銷售總額提升了16.34%,達到1046.75億元。

此外,計算機芯片與消費類芯片也有較強增長(cháng)。從事(shì)計算機芯片設計的企業數量從去年的85家增加到109家,銷售大幅提升了180.18%,達到359.41億元。消費類電子的企業數量從上年的610家增加到783家,銷售增長(cháng)36.46%,達617.24億元,繼續保持了2017年的快速增長(cháng)勢頭。

建立了相對(duì)完整的産業鏈

設計的發(fā)展離不開(kāi)晶圓制造、封測、裝備、材料等産業鏈支撐,以往我國(guó)晶圓制造業技術距離國(guó)際先進(jìn)水平約有二代左右的差距,裝備、材料上的差距更大,但是經(jīng)過(guò)這(zhè)些年的追趕,已經(jīng)有了較大幅度的提高。

目前中國(guó)集成(chéng)電路已形成(chéng)了适合自身的技術體系,建立了相對(duì)完整的産業鏈,産業生态和競争力得到完善和提升,形成(chéng)了長(cháng)三角、珠三角、津京環渤海以及中西部地區多極發(fā)展的格局。目前,已建成(chéng)12英寸生産線10條,并有多條12英寸生産線處于建設當中,其中既包括中芯國(guó)際、華虹集團、武漢新芯等本土資本爲主導的企業,也包括英特爾、三星、格芯、台積電外資或台資投資(獨資或參股)的企業。

在制造工藝方面(miàn),65納米、40納米、28納米工藝已經(jīng)量産,14納米技術研發(fā)取得突破,特色工藝競争力提高。存儲器是通用芯片之一,應用十分廣泛。我國(guó)在3D NAND技術研發(fā)上取得重大進(jìn)展和創新,以自主知識産權爲基礎開(kāi)展研發(fā),提出新架構Xtacking。這(zhè)也是中國(guó)企業首次在集成(chéng)電路領域提出重要的新架構和技術路徑。

封裝業一直是國(guó)内實力較強的領域,近年來積極推進(jìn)先進(jìn)封裝的發(fā)展,從中低端進(jìn)入高端領域,競争力大幅提升。根據中國(guó)半導體行業協會封裝分會統計數據,2017年國(guó)内集成(chéng)電路封測業銷售收入由2016年的1523.2億元增加至1816.6億元,同比增長(cháng)19.3%,國(guó)内IC封測業規模企業爲96家,從業人數達15.6萬。長(cháng)電科技實現了高集成(chéng)度和高精度SiP模組的大規模量産,通富微電率先實現7nm FC産品量産,華天科技開(kāi)發(fā)了0.25mm超薄指紋封裝工藝,實現了射頻産品4G PA的量産。

關鍵裝備和材料則實現了從無到有的轉變,整體水平達到28納米,部分産品進(jìn)入14納米~7納米,被國(guó)内外生産線采用。近日,中微半導體自主研制的5納米等離子體刻蝕機在通過(guò)台積電驗證,性能(néng)優良,將(jiāng)用于全球首條5納米制程生産線。中微半導體打入台積電供應鏈,證明國(guó)産半導體設備力量正在逐漸壯大。

在此之前,台積電7納米芯片生産線也用上中微的刻蝕機。目前,國(guó)内關鍵裝備品種(zhǒng)覆蓋率達到31.1%,先進(jìn)封裝裝備品種(zhǒng)覆蓋率80%。

在材料方面(miàn),200mm矽片産品品質顯著提升,高品質抛光片、外延片開(kāi)始進(jìn)入市場。300mm矽片産業化技術取得突破,90納米~65納米産品通過(guò)用戶評估,開(kāi)始批量銷售。測射耙材及超高純金屬材料取得整體性突破,形成(chéng)相對(duì)完整的耙材産品體系。銅和阻擋層抛光液國(guó)内市場占有率超過(guò)50%,并進(jìn)入國(guó)際市場。NF3、WF6等氣體産業化技術達到世界領先,國(guó)内市占率超過(guò)70%,并進(jìn)入國(guó)際市場。磷烷、砷烷和安全離子源産品形成(chéng)自主供應能(néng)力。

積極追蹤新材料技術步伐

新材料産業成(chéng)爲未來高新技術産業發(fā)展的先導和基石,其中,寬禁帶半導體材料是新材料的代表之一。黨的十八大以來,我國(guó)掀起(qǐ)了寬禁帶功率半導體材料和器件的産業化浪潮。2016年12月,國(guó)務院成(chéng)立了國(guó)家新材料産業發(fā)展領導小組。近年來,在國(guó)内企業、科研院所、高等院校等共同的努力下,建成(chéng)或正在建設十餘條4英寸~6英寸碳化矽芯片工藝線和6英寸~8英寸矽基氮化镓芯片工藝線,形成(chéng)了技術積累,縮小了與國(guó)外先進(jìn)水平的差距。

我國(guó)碳化矽外延材料的研發(fā)和産業化水平緊緊跟随國(guó)際水平,産品已打入國(guó)際市場。在産業化方面(miàn),我國(guó)20μm及以下的碳化矽外延材料産品水平接近國(guó)際先進(jìn)水平;在碳化矽功率器件上,我國(guó)具備了1200V~3300V SiC MOSFET、1200V~4500V SiC JFET等芯片的研發(fā)能(néng)力,最大單芯片電流容量25A。目前國(guó)内有多家企業建成(chéng)或正在建設多條碳化矽芯片工藝線,這(zhè)些工藝線的投産,將(jiāng)會大大提升國(guó)内碳化矽功率器件的産業化水平。

矽基氮化镓材料成(chéng)本優勢顯著,易于獲得大尺寸、導熱性好(hǎo),而且器件制備可以有效兼容傳統矽集成(chéng)電路CMOS工藝,是目前工業界普遍采用的技術路線。我國(guó)在平面(miàn)型氮化镓功率器件領域的發(fā)展緊跟國(guó)際步伐,晶圓尺寸以6英寸爲主,并開(kāi)發(fā)出了900V及以下電壓等級的矽基氮化镓器件樣品。

近年來,國(guó)内也開(kāi)始了垂直氮化镓功率器件的研發(fā),開(kāi)發(fā)了最高阻斷電壓1700V的氮化镓二極管樣品。我國(guó)氮化镓射頻器件近年來取得迅速發(fā)展,并已形成(chéng)産業化公司,器件性能(néng)達到國(guó)際先進(jìn)水平。