SEMICON 2017魏少軍教授：中國集成電路過熱了嗎？|半導體行業觀察

01-26

本文內容來源： SEMICON 2017魏少軍教授演講現場速記

2017年3月15日，在SEMICON CHINA 2017的產業與技術投資論壇上，清華大學微電子學研究所所長魏少軍教授發布了以《中國集成電路過熱了嗎？》為主題的精彩演講。魏教授針對近年來中國大力投入集成電路建設，眾多設計公司和晶圓廠、封測廠拔地而起，從而引發業界廣泛討論的情況進行了深入的剖析與講解。下面就是此次演講的主要內容：

一、高歌猛進：中國集成電路產業發展狀況

據魏少軍教授介紹，2016年中國集成電路產業繼續高速增長的勢頭，從中國半導體行業協議的2017年最新統計， 2016年中國集成電路產業銷售額高達4335.5億元，比上年增長20.1%。

而從各大產業鏈上看，2016年中國集成電路產業各環節再次實現快速增長，各個環節銷售額第一次均超過1000億元。產業結構上，晶元設計業與晶元製造業所佔比重呈逐漸上升的趨勢。晶元製造業繼續保持高速增長態勢，增速位列三業最高。 設計業總規模第一次超過封裝測試業，位列第一。 據中半協數據，2015-2016年，中國集成電路晶元設計業年增長率24.1%，封裝測試業年增長率13.03%，晶元製造業年增長率25.1%。

晶元設計業繼續高速增長 ，2016年全行業銷售收入為1644.3億元，比2015年的1325.0億元，增長24.1%，中國集成電路設計業的全球銷售達到247.3億美元（按1:6.65美元匯率折算），佔全球集成電路設計業的比重提升至27.82%。（IC Insights: 2016年全球Fabless公司銷售889億美元）。 1999年到2016年，中國集成電路設計的複合年均增長率(CAGR)為44.91%，可謂蓬勃發展。

中國大陸集成電路封測業保持平穩增長 ， 2008-2016年8年間的年均複合增長率為12.31%（據2017中半協數據）。未來幾年，封測業的增長勢頭也將繼續保持，但總體規模被晶元設計業超越。

二、長期矛盾：需求持續旺盛，供給長期不足

魏教授表示，中國電子產業佔全球的比重持續增加。作為製造大國，中國電子工業生產量，相對全球電子工業產量的佔比，持續增長：以手機製造為例，從2009年的47%增至2014年的84% (數據來源：IBS，2015年6月)。

從全球市場分布格局來看，亞太地區是全球電子工業產品最大的消費市場。2015年，全球電子工業產品銷售總額為3352億美元，亞太地區的全球市場份額為60%， 其中，中國佔比25.4%，那就是大約835億美元的巨大市場。

在巨大的中國本土市場中，進一步做結構分析：

2013年本土集成電路市場中，全部晶元價值最大的產品分類是個人電腦，為259.2億美元；其次為行動電話，全部晶元價值150億美元；第三位為快閃記憶體，全部晶元價值為80億美元（數據來源：中國半導體行業協會，2014）

但是從整體上看，中國集成電路產品全球佔比很小。 按照國際通行的準則（為避免重複計算），僅設計業的產值可以計入產品的銷售。 因此，2016年中國集成電路產品銷售規模的全球佔比僅為7.3%。

集成電路的進口持續維持高位。2016年，集成電路進口額達到2270.7億美元，比上年下降了1.2%，但是也 連續四年超過了2000億美元 ，是價值最高的進口商品。 同期出口集成電路613.8億美元，下降11.1%， 貿易逆差高達1657億美元。 預計未來幾年，集成電路進口額仍將維持高位。

從進口集成電路產品的類別來看， 微處理器/控制器進口額位列榜首 ，2014年價值高達1052.2億美元，佔比48.33%； 緊接著是半導體存儲器 ，2014年價值達542.8億美元，佔比24.93%，之後是放大器，佔比4.13%。（編者按：進口集成電路產品分析清晰指出了我國市場亟待自助研發的產品類別，這確實也是近年來中國政府、企業、資本所大力支持和發展的方向）

三、客觀存在：供給側結構分析

但我們需要注意的是， 產業結構與需求之間失配，核心集成電路的國產晶元佔有率低。 例如計算機系統中的MPU、通用電子系統中的FPGA/EPLD和DSP、通信裝備中的Embedded MPU和DSP、存儲設備中的DRAM和Nand Flash、顯示及視頻系統中的Display Driver，國產晶元佔有率都是零。

這就指出了一個嚴峻的問題，我國所需核心晶元主要依賴進口。 半導體產業關係國家經濟和安全命脈，中國半導體從業者身肩重責，必須為核心晶元國產化不斷努力。

資源錯配造成了「兩頭在外」的困局。 儘管晶元製造業快速發展，但主要為海外客戶加工；儘管晶元設計業高速增長，但主要使用海外資源；晶元封測業平穩增長，但主要為海外客戶服務；中國電子工業生產規模可觀，但主要為全球客戶服務。

製造能力與設計能力失配。 國內製造大廠近年來在不斷進步，高速發展，但是距離全球最領先的晶圓代工廠的先進工藝製程水平，還有一段距離。

另外，值得一提的是， 我國的製造產能嚴重不足 。現在中國的實際產能（高估）約為每月20萬片， 產能缺口達到73萬片/月。

設計業能力不足。 具體表現在：國內代工廠IP核供給不足；設計業缺少關鍵IP核的設計能力；SoC設計嚴重依賴第三方IP核；嚴重依賴具備成熟IP核的工藝資源；缺乏自主定義設計流程的能力；還不具備COT設計能力；主要依靠工藝技術的進步和EDA工具的進步。

產品面臨挑戰。

魏教授指出， 目前集成電路的投資略顯凌亂 。在《綱要》的指導下，大基金和地方基金投資積極性高漲，但是歷史的欠賬太多，短期內難以彌補。未來五年，大陸在集成電路領域的直接投資需求預計將累計到1000億美元。

國產集成電路投資過熱了嗎？

結合近年來的各類集成電路基金投入， 魏少軍教授提出了「中國集成電路投資是否過熱」這一被業界熱議的問題。 雖然縱觀近年的基金投資給人一種範圍大，投資大的表象，但是在魏少軍教授看來，基金投資中的很多資金有很多並沒有落到實處。除了大基金和部分地方投資以外，很多投資都嚴重縮水。 所以儘管國產集成電路投資看上去很熱，但是實際上並沒有達到過熱的程度。

整體而言， 國內除了中央政府的1300多億基金和幾個重點城市半導體基金已經落實之外，很多地方投資落實的金額能夠達到對外宣傳金額的兩成就不錯了。 可以說，從基金的投資到落實，國內集成電路產業與國外都還有著很大的差距，更不要說過熱了。

魏教授還指出， 生產線建設缺少統籌 。 中國國內目前已有產能總量14.9萬片/月，仍嚴重不足，大部分產能都是新增還在建設中的（61.5萬片/月） ，目前規劃的產能總量都是合理的，但是 工藝節點的分布不均 ，主要集中在40-90nm，預計建成後可能出現部分節點產能過剩，但先進工藝節點產能仍然不足的失衡情況。

國內各類在建及擬建十二英寸生產線如下：新建12英寸生產線共 26條 ，佔全球計劃建設的12英寸生產線的 42% 。全部建成後，中國大陸的全部產能將達到 111.4萬片/月 。本地企業的總產能將達到 76.4萬片/月 。從設計業的需求看， 代工產能尚未達到所需產能的50%。存儲器布局有意外，但尚在情理之中，有望打破國際壟斷。

從國內集成電路產業現狀看，尚未實現技術和投資平衡驅動。 投資到位，但研發投入嚴重不足。

魏教授指出， 技術研發投入不足 。全國每年用於集成電路研發總投入約45億美元，即少於300億元人民幣，僅佔全行業銷售額的6.7%，不到Intel公司一家年研發投入的50%。

產業模式亟待釐清。

人才團隊嚴重短缺。 人才作為集成電路領域的第一資源，目前我國集成電路從業人員總數不足30萬人，但是按總產值計算需要70萬人，面臨著人才嚴重不足的情況。

四、深入思考：不斷優化發展之路

全球GDP增長與全球半導體市場增長非常同步，在過去的20年基本是一致的， 因此展望未來，對中國經濟增長有信心。

2015年-2017年，中國的GDP年增長率高於6.5%；中國的經濟總量超過10萬億美元，佔全球GDP的13.5%；中國具有完整的工業體系，是全球最大的電子信息產品生產基地。 未來若干年，中國將一直是全球最大的半導體市場。

2015年，摩爾定律迎來了50周年的生日，根據迪納德定律，工藝節點的縮小帶來更小的單位面積，更低的成本，更高的性能，更低的功耗，在過去的50年里，摩爾定律實現了技術的指數級進步，從根本上驅動了整個人類世界的發展， 我們要對摩爾定律未來的發展有信心。

正如 胡正明教授 在演講中提到：尺寸縮小（摩爾定律）會減慢；成本-速度-功耗會隨著不斷地創新改進；世界需要更多的智能工具；IC產業有長遠前景； 集成電路產業可再成長100年。

同時，對中國集成電路產業有信心。 IC Insights總裁Bill McClean曾這樣評價中國IC產業戰略的三個階段：第一階段 (1990年代末到2000年)，希望建立強大的本土集成電路製造產業，但並未成功；第二階段(2000年代早期到2000年代中期)，希望建立強大的IC設計業但也未完全成功；第三階段（2010年代中期到2020年之前）希望藉助創業公司、整合併購來建立強大的中國集成電路供應/製造基地，這是否成功了呢？Bill留下了多個問號，這是我們要給出答案的發展階段。

半導體存儲器的總體布局雖然意外不斷，但總體情況尚可。

晶圓生產廠建設沒有超出預期。 12寸晶圓廠建設，從產能總量上看還未超出預期，但布局分散；局部技術節點有可能出現產能過剩。

五、總結

全球集成電路產業已經邁入成熟期，但集成電路技術還會繼續演進，集成電路還將長期扮演核心關鍵角色。事實上，到現在為止還沒有出現集成電路的替代技術。
中國已經成為全球最大的集成電路市場。產業布局基本合理，各領域進步明顯。但集成電路的自給率不高，在很長一段時間內，對外依存度會維持在高位。
中國的集成電路產業的結構性缺陷已經逐漸顯現，「代工」模式一直主導著中國集成電路發展，但未來10-15年的發展是否還由著這一模式主導值得探索。是時候研究中國集成電路供給側的結構性變革這一課題了。
中國集成電路產業發展需要 戰略的判斷力、實現路徑的預見力，發展中的戰略定力，以及具體實施的執行力。 創新能力是中國集成電路產業實現自主可控和可持續發展的核心， 人才是根本 。

編者按：再次感謝魏教授的精彩、真誠、無私的分享，希望所有的讀者能夠有所思考、有所收穫，一起為中國集成電路事業而奮鬥。

推薦閱讀（點擊文章標題，直接閱讀）

傳MTK明年砍掉Helio X系列產品線

摩爾定律也許會死，但提升晶元性能還有方法

了不起的中芯國際

【關於轉載】：轉載僅限全文轉載並完整保留文章標題及內容，不得刪改、添加內容繞開原創保護，且文章開頭必須註明：轉自「半導體行業觀察icbank」微信公眾號。謝謝合作！

【關於徵稿】：歡迎半導體精英投稿（包括翻譯、整理），一經錄用將署名刊登，紅包重謝！簽約成為專欄專家更有千元稿費！來稿郵件請在標題標明「投稿」，並在稿件中註明姓名、電話、單位和職務。歡迎添加我的個人微信號 MooreRen001或發郵件到 jyzhang@moore.ren