? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 第四次工業(yè)革命?半導(dǎo)體集成電路? ? ? ? ? ? ? ??

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2019-12-30 青野云麓

半導(dǎo)體集成電路（英文名：semiconductor integrated circuit），是指在一個(gè)半導(dǎo)體襯底上至少有一個(gè)電路塊的半導(dǎo)體集成電路裝置。

半導(dǎo)體集成電路是將晶體管，二極管等等有源元件和電阻器，電容器等無源元件，按照一定的電路互聯(lián)，“集成”在一塊半導(dǎo)體單晶片上，從而完成特定的電路或者系統(tǒng)功能。

?半導(dǎo)體是全球經(jīng)濟(jì)的重要支點(diǎn)：半導(dǎo)體及電子產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)袌?chǎng)規(guī)模逐年增加；半導(dǎo)體芯片是電子產(chǎn)業(yè)的心臟，在最新的工藝中，DRAM 4T晶體管最多80億顆處理器。

全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)已經(jīng)從上世紀(jì)70年代到2000年的快速增長(zhǎng)期，進(jìn)入2001至2016年的穩(wěn)定成熟發(fā)展期，而2017年由于市場(chǎng)新興應(yīng)用的推動(dòng)恢復(fù)活力，2017年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)首次突破4000億美元，出現(xiàn)跳躍性增長(zhǎng)。

?

解讀中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)?

2018年5月，美國針對(duì)中國手機(jī)制造商中興通訊實(shí)施制裁，禁止該公司從美國公司進(jìn)口關(guān)鍵零部件，這一事件暴露了中國科技行業(yè)的薄弱性——在供應(yīng)鏈上高度依賴外國進(jìn)口，這一問題在半導(dǎo)體行業(yè)尤為突出。經(jīng)過歷時(shí)長(zhǎng)達(dá)三個(gè)月的談判，該禁令得以取消，但有關(guān)中國自主生產(chǎn)、供給高端芯片的能力仍然備受質(zhì)疑。另外，中美貿(mào)易戰(zhàn)的升級(jí)在美國可能限制將相關(guān)設(shè)備或知識(shí)產(chǎn)權(quán)出口到中國方面造成隱憂，例如電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化 (EDA) 工具、先進(jìn)半導(dǎo)體光刻機(jī)等設(shè)備，可能面對(duì)像美國對(duì)中興禁止發(fā)出科技許可證和出口重要零部件的類似情況，如難以用其他部件取代的射頻處理部件等。

根據(jù)世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)(WSTS)的數(shù)據(jù)顯示，全球32%的半導(dǎo)體銷往中國市場(chǎng)，使之成為全球最大的半導(dǎo)體行業(yè)消費(fèi)國。WSTS預(yù)測(cè)全球半導(dǎo)體市場(chǎng)在2018年將按年上升15.7%，達(dá)到4,771億美元的規(guī)模。按此推算，中國半導(dǎo)體市場(chǎng)是一個(gè)達(dá)到1,500億美元規(guī)模的巨大市場(chǎng)。

對(duì)此，中國政府正在致力于國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金的籌建工作，該基金將用于為半導(dǎo)體研發(fā)提供資助金支持，并投資芯片制造，旨在提升中國在半導(dǎo)體行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，并為供應(yīng)鏈提供大力支持。那么，相比其他國家，中國半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展情況如何？

?

中國集成電路行業(yè)的優(yōu)劣勢(shì)分別是什么?

中國的優(yōu)勢(shì)在于巨大的國內(nèi)市場(chǎng)和豐富的人才供應(yīng)。 然而，巨大的市場(chǎng)同時(shí)也是中國半導(dǎo)體公司的一個(gè)弱點(diǎn)所在，因?yàn)樗麄兺鶗?huì)只專注于國內(nèi)市場(chǎng)，而不太關(guān)注海外市場(chǎng)。中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)需要在制造、設(shè)備和材料領(lǐng)域等追趕國際廠商，而在集成電路設(shè)計(jì)方面則情況稍好。因此，盡管有報(bào)道稱，中國擁有大約1,700家集成電路設(shè)計(jì)公司，但實(shí)際上只有大約10家公司具有一定的業(yè)務(wù)規(guī)模。

在時(shí)間和資金投入上，中國哪些領(lǐng)域可以在獲得重大投資后向國際先進(jìn)水平看齊？

集成電路設(shè)計(jì)是有機(jī)會(huì)成為國內(nèi)供應(yīng)鏈第一個(gè)超越國際同業(yè)水平的領(lǐng)域。首先，中國集成電路設(shè)計(jì)公司可以利用領(lǐng)先的晶圓代工廠生產(chǎn)先進(jìn)的芯片。其次，中國有許多集成電路設(shè)計(jì)人才。另外，一些中國集成電路設(shè)計(jì)公司已經(jīng)超越臺(tái)灣集成電路設(shè)計(jì)企業(yè)。 我認(rèn)為，未來中國集成電路設(shè)計(jì)公司甚至可能會(huì)趕超美國同業(yè)公司。目前，中國集成電路基金投資的第二階段主要集中在集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域。

?

工研院：集成電路的未來在這八個(gè)方向

今年是集成電路發(fā)明60周年，半導(dǎo)體是電子系統(tǒng)產(chǎn)品里面的一種關(guān)鍵零組件，而臺(tái)灣半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的趨勢(shì)發(fā)展至臻重要，不僅是本地定位為「科技硅島」之關(guān)鍵，臺(tái)灣半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)更在全球擁有舉足輕重的地位。

過去臺(tái)灣半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)順應(yīng)電腦電子、智能手機(jī)裝置市場(chǎng)起飛，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，然而臺(tái)灣正面臨時(shí)空背景的轉(zhuǎn)移跟技術(shù)的快速變異，未來除將持續(xù)深耕傳統(tǒng)3C電子市場(chǎng)，在政府5+2產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新計(jì)畫、以及智能物聯(lián)（AIoT）的創(chuàng)新應(yīng)用帶動(dòng)下，期許引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)再創(chuàng)高峰。

工研院IEK預(yù)測(cè)，在智能物聯(lián)趨勢(shì)的帶動(dòng)下，臺(tái)灣半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)未來有八大領(lǐng)域發(fā)展契機(jī)，包括：人工智能、5G無線通訊、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)4.0╱智能機(jī)械、車聯(lián)網(wǎng)╱自駕車、擴(kuò)增╱虛擬實(shí)境（AR╱VR）、高效能運(yùn)算（HPC）、軟件及網(wǎng)路服務(wù)。預(yù)期未來智能物聯(lián)應(yīng)用多元，可能只要90納米，甚至微納米等級(jí)，就可以拓展新應(yīng)用。在成本門檻降低的趨勢(shì)下，可望刺激小型IC設(shè)計(jì)公司崛起，以創(chuàng)新應(yīng)用服務(wù)取勝，趨動(dòng)IC設(shè)計(jì)業(yè)的多元化發(fā)展。

另外，近年全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)盛行并購風(fēng)潮，許多大廠透過整并維持成長(zhǎng)，并布局未來發(fā)展。例如聯(lián)發(fā)科2015年發(fā)動(dòng)四次并購，以強(qiáng)化在記憶體硅智財(cái)、影像處理等技術(shù)。并購有助提升臺(tái)灣半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，據(jù)研究機(jī)構(gòu)IC Insights調(diào)查顯示，2015年至2016年半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)整并規(guī)模達(dá)到千億美元。

國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)(SEMI)公布北美半導(dǎo)體設(shè)備制造商2018年3月出貨金額為24.2億美元，比2月微增，創(chuàng)17年多以來新高。2018年在記憶體及晶圓代工投資持續(xù)帶動(dòng)下，對(duì)于半導(dǎo)體設(shè)備市場(chǎng)成長(zhǎng)續(xù)航力道維持樂觀態(tài)度。

?

展望2018全年臺(tái)灣IC設(shè)計(jì)業(yè)，因2018上半年以來聯(lián)發(fā)科陸續(xù)開出手機(jī)AP新品(P60/P65…)，加上SSD/網(wǎng)通產(chǎn)品/設(shè)計(jì)服務(wù)等需求持續(xù)上升，且加上中美貿(mào)易戰(zhàn)爭(zhēng)，已陸續(xù)有陸系品牌廠商紛紛尋找美系IC的備用方案，將嘉惠到臺(tái)灣的IC設(shè)計(jì)業(yè)者，預(yù)估將在第2季后期以后的月度，市場(chǎng)開始緩慢拉貨，逐步放大IC設(shè)計(jì)產(chǎn)值，預(yù)期臺(tái)灣IC設(shè)計(jì)業(yè)在2018年產(chǎn)值為新臺(tái)幣6,455億元，較2017全年成長(zhǎng)4.6%。

展望2018全年臺(tái)灣IC制造業(yè)，來自高速運(yùn)算、物聯(lián)網(wǎng)、汽車電子等快速成長(zhǎng)，其中高速運(yùn)算涵蓋的挖礦機(jī)、人工智能、GPU等芯片對(duì)先進(jìn)制程需求有所提振，預(yù)期晶圓代工產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值成長(zhǎng)1.7%、達(dá)12,270億元。記憶體方面，受惠于人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、智能汽車、高速運(yùn)算等應(yīng)用擴(kuò)張，DRAM成為不可或缺的零組件，需求強(qiáng)勁，而NAND Flash因下游智能型手機(jī)、PC與伺服器客戶需求顯著，也帶動(dòng)價(jià)格與產(chǎn)出上揚(yáng)，預(yù)估記憶體及其他制造等相關(guān)產(chǎn)品產(chǎn)值將成長(zhǎng)25.2%、達(dá)2,030億元。綜合晶圓代工與記憶體和其他制造的成長(zhǎng)動(dòng)能，預(yù)估臺(tái)灣IC制造產(chǎn)業(yè)為14,300億元，成長(zhǎng)4.5%。

展望2018年臺(tái)灣IC封測(cè)業(yè)，因2017下半年以來全球總體經(jīng)濟(jì)不確定性增加，影響電子終端產(chǎn)品銷售不旺，加以中國大陸封測(cè)大廠幾經(jīng)整并后，先進(jìn)封測(cè)能量增加，伴以低價(jià)搶單策略影響下，預(yù)期全年產(chǎn)值為4,745億元，年減0.5%。綜合相數(shù)據(jù)，預(yù)估2018年臺(tái)灣IC產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值可達(dá)25,500億元，年增3.6%。

中國大陸已成為全球最大的電子系統(tǒng)產(chǎn)品組裝基地，2017年大陸半導(dǎo)體占全球市場(chǎng)比重上升至三成；IC設(shè)計(jì)產(chǎn)業(yè)的全球市占率達(dá)一成。

?

目前臺(tái)灣的技術(shù)及市占率領(lǐng)先，仍具優(yōu)勢(shì)競(jìng)爭(zhēng)力，但大陸在政策支持、資本密集的優(yōu)勢(shì)下，已急起直追，逐漸與臺(tái)灣形成競(jìng)爭(zhēng)的態(tài)勢(shì)。

尤其目前半導(dǎo)體已進(jìn)入5納米的競(jìng)局，除持續(xù)追求制程微縮，亦須同步往高度異質(zhì)整合芯片發(fā)展。加以未來新材料競(jìng)局已展開，例如：量子運(yùn)算所需的超導(dǎo)體、納米碳材等材料，將突破現(xiàn)今硅材料的極限。

臺(tái)灣已具備科技硅島的基礎(chǔ)優(yōu)勢(shì)，而亞洲是未來全球最重要的市場(chǎng)，臺(tái)灣地處關(guān)鍵位置，應(yīng)杠桿既有半導(dǎo)體的優(yōu)勢(shì)，打造滿足以人為本的需求，發(fā)展具有文化底蘊(yùn)的科技應(yīng)用「創(chuàng)新生態(tài)島」，在智能物聯(lián)(AIoT)時(shí)代下，科技會(huì)更貼近民眾的生活型態(tài)和消費(fèi)者需求，以促進(jìn)產(chǎn)業(yè)開放式創(chuàng)新，做為創(chuàng)新的示范場(chǎng)域，讓人才聚集、產(chǎn)業(yè)群聚、資金多元、不斷創(chuàng)新的環(huán)境。

?

集成電路未來發(fā)展趨勢(shì)如何？

中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)副理事長(zhǎng)于燮康表示，集成電路產(chǎn)業(yè)是支持經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)性、先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)，也是全球性的產(chǎn)業(yè)，需要全球上下游產(chǎn)業(yè)鏈分工合作。2018年中國集成電路領(lǐng)域銷售收入6532億元，同比增長(zhǎng)20.7%。中國集成電路市場(chǎng)在全球份額中仍在不斷增加。當(dāng)前全球人工智能快速發(fā)展，集成電路產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新不斷，國際化發(fā)展趨勢(shì)越發(fā)凸顯。

中國電子信息產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司黨組成員、副總經(jīng)理陳錫明指出，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研合作以及跨界應(yīng)用的開放協(xié)同創(chuàng)新對(duì)于推動(dòng)產(chǎn)業(yè)生態(tài)體系的建設(shè)非常重要，面向未來，國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)需要培育形成一批擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、知名品牌和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)的骨干企業(yè)群，牢牢抓住彎道超車的歷史性機(jī)遇，形成全國一盤棋的發(fā)展合力，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展，才能實(shí)現(xiàn)搶占產(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點(diǎn)、重構(gòu)全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)格局的發(fā)展目標(biāo)。

?

臺(tái)積電（南京）有限公司總經(jīng)理羅鎮(zhèn)球談到，技術(shù)和創(chuàng)新正在引發(fā)新一輪的產(chǎn)業(yè)變革，當(dāng)前全球集成電路產(chǎn)業(yè)正處于技術(shù)變革時(shí)期。計(jì)算機(jī)從發(fā)明到大量應(yīng)用經(jīng)歷了30年，從手機(jī)發(fā)明到智能機(jī)大量應(yīng)用歷時(shí)大約10年，智能汽車從出現(xiàn)到被消費(fèi)者廣泛接受僅用了1年。集成電路的技術(shù)發(fā)展路徑正逐步向多功能融合的趨勢(shì)轉(zhuǎn)變，5G通信、人工智能以及量子通信等新興領(lǐng)域的應(yīng)用正在為集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不斷提供新動(dòng)力。