從人才、科研和成本優(yōu)勢，看陜西半導體集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展（1）

前言：半導體產(chǎn)業(yè)早期包括集成電路、分立器件、光伏發(fā)電和LED照明等產(chǎn)業(yè)，由于光伏發(fā)電和LED照明產(chǎn)業(yè)的制造業(yè)特點和規(guī)模巨大，已獨立統(tǒng)計于半導體產(chǎn)業(yè)之外?，F(xiàn)在半導體產(chǎn)業(yè)僅包括集成電路和分立器件，分立器件在半導體產(chǎn)業(yè)中占比很小，說半導體產(chǎn)業(yè)基本等同于說集成電路產(chǎn)業(yè)。本文敘述范圍是半導體產(chǎn)業(yè)，又想突出集成電路，所以采用了半導體集成電路一詞，特此說明。

陜西是我國半導體集成電路技術和產(chǎn)業(yè)的策源地，西安是設立國家集成電路設計產(chǎn)業(yè)化基地的城市，是中國半導體集成電路產(chǎn)業(yè)版圖上的重要支點。近年來，由于各級政府的高度重視和大力支持，陜西半導體集成電路產(chǎn)業(yè)增長迅猛，發(fā)展勢頭良好。西安高校云集、科研院所林立、研發(fā)成本較低，具有發(fā)展半導體集成電路產(chǎn)業(yè)的人才、科研和成本的優(yōu)勢，發(fā)展前景廣闊。本文對比深圳高科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展經(jīng)驗，就如何進一步促進陜西半導體集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展，進行一些粗淺的分析和思考。

集成電路(芯片)產(chǎn)業(yè)是信息技術產(chǎn)業(yè)的核心，是支撐經(jīng)濟社會發(fā)展和保障國家安全的戰(zhàn)略性、基礎性和先導性產(chǎn)業(yè)。長期以來，我國非常重視半導體集成電路技術的應用創(chuàng)新，系統(tǒng)整機產(chǎn)業(yè)發(fā)展很快。從固網(wǎng)通信到移動通信，從互聯(lián)網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng)，再到云計算、大數(shù)據(jù)和人工智能等，芯片技術的應用創(chuàng)新為這些高新技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了核心支撐。我國一躍成為全球高新技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展最快的國家，芯片消費量全球的占比很大，芯片成為我國最大宗的進口商品。但是，我們對半導體集成電路基礎研究和核心技術創(chuàng)新有所懈怠，逐步形成了對國外EDA軟件、制造工藝、關鍵設備和基礎材料等核心技術的依賴。

2018年中興事件開始直到今天，美國挑起的對中國半導體集成電路產(chǎn)業(yè)的科技戰(zhàn)，開啟了一個極壞的先例。從全球范圍看，首先它嚴重破壞了半導體集成電路產(chǎn)業(yè)鏈“全球化分工協(xié)作”的良好局面。其次它使集成電路產(chǎn)業(yè)的重要性在全球范圍深入人心，促使中美歐日韓和中國臺灣都更加重視了芯片關鍵核心技術的研發(fā)和管控，更加重視了“去外國化”的產(chǎn)業(yè)鏈搭建，芯片產(chǎn)業(yè)鏈以往“全球化分工協(xié)作”的好日子短期將再難出現(xiàn)，有可能一去不復返了。從中美雙方來看，它雖然“卡”了我國信息技術產(chǎn)業(yè)和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的“脖子”，但也嚴重傷害了美國及其盟友的半導體集成電路企業(yè)的利益。科技戰(zhàn)沒有贏家，它只會使我國半導體集成電路產(chǎn)業(yè)早日自強自立，逐步擺脫對國外技術的依賴。

我國已把發(fā)展自主可控的半導體集成電路產(chǎn)業(yè)提升為國家戰(zhàn)略。補短板、強弱項，發(fā)展國產(chǎn)替代已成為國家重大急需。大力加強人才培養(yǎng)，大力加強基礎研究，大力加強關鍵核心技術開發(fā)已成為我國當前和今后一段時期的重要任務。目前，全國各個半導體集成電路產(chǎn)業(yè)重點城市已形成了你追我趕的發(fā)展態(tài)勢，力爭為解決國家重大急需和促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出貢獻。

從2000年開始以來，我國芯片設計產(chǎn)業(yè)發(fā)展步入了快車道。國發(fā)18號文件發(fā)布，八個國家級集成電路設計產(chǎn)業(yè)化基地建設，“核高基”重大專項01和02專項實施，都為目前我國發(fā)展半導體集成電路產(chǎn)業(yè)打下良好基礎。二十年來，先有北京、上海和深圳等城市的集成電路設計產(chǎn)業(yè)快速壯大，后有西安、合肥、長沙、廈門、成都、南京等城市高度重視半導體集成電路產(chǎn)業(yè)，大力投入和奮起直追。目前已有20多個城市成為了半導體集成電路產(chǎn)業(yè)的重要聚集區(qū)。

西安近幾年半導體集成電路產(chǎn)業(yè)增長速度很快。僅從西安集成電路設計業(yè)的增速來看， 2016年增速為25.73%，增速全國排名第9位；2017年增速為114.57%，增速全國排名第1位；2019年增速為33.1%，增速全國排名第4位；2020年增速為49.4%，增速全國排名第5位。西安高校云集、科研院所林立、生活和研發(fā)成本較低，具有發(fā)展半導體集成電路產(chǎn)業(yè)的人才、科研和成本的獨特優(yōu)勢，陜西發(fā)展半導體集成電路產(chǎn)業(yè)的廣闊前景可以預期。

一、西安是國家“芯”版圖上的重要支點

西安是我國半導體集成電路技術的發(fā)源地。自1956年以來，西安就是我國半導體集成電路主要的教育、科研、試制基地之一。20世紀60年代，這里誕生了第一塊中小規(guī)模TTL電路；第一塊PMOS集成電路；第一臺PMOS中小規(guī)模集成電路微型計算機；第一臺單晶爐；西安交通大學、西安電子科技大學、西北大學等院校組建了半導體微電子相關專業(yè)學科。20世紀70年代，這里誕生了第一塊MOS 1K動態(tài)隨機存貯器；第一塊8/16位CPU和協(xié)處理器芯片；第一臺大規(guī)模集成電路16位微型計算機；第一套硅柵CMOS工藝、雙極電路工藝。20世紀80年代，這里誕生了第一塊N溝E/D4K靜態(tài)存貯器；率先引進建設了3英寸大規(guī)模集成電路生產(chǎn)線；西北工業(yè)大學、西安郵電學院設立了專用集成電路設計學科。20世紀90年代，這里誕生了第一塊10萬像素的CMOS芯片；西安華西IC設計中心成立。進入21世紀，這里誕生了第一塊帶浮點運算的32位RISC CPU；第一塊具有高速并行運算功能的32位RISC CPU。

西安是最早一批成立國家集成電路設計產(chǎn)業(yè)化基地和國家集成電路人才培養(yǎng)基地的城市。西安有西安電子科技大學、西安交通大學、西北工業(yè)大學三所高校獲得國家支持建設或者籌建國家示范性微電子學院。 

 圖1. 西安是國家“芯”版圖上的重要支點

2014年5月9日，三星(中國)半導體有限公司的存儲器芯片項目竣工，主要生產(chǎn)14納米以及更先進工藝的NAND閃存芯片。同時建設的封裝測試工廠搭建了完整的半導體存儲器生產(chǎn)鏈。2018年3月28日，三星(中國)半導體有限公司70億美元的存儲芯片二期項目開工建設。該項目刷新了中西部最大外商投資記錄，也是我國改革開放以來電子信息領域最大的外商投資高科技項目[4]。三星項目在西安落戶以來，已吸引了包括美國空氣化工、日本住友、韓國東進世美肯等大批國內(nèi)外企業(yè)來西安發(fā)展，估計項目將帶動100多家配套企業(yè)相繼入駐，直接或間接增加上萬個就業(yè)崗位[2]。龍頭企業(yè)帶動和產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展的優(yōu)勢明顯。

圖2.總投資70億美元的三星存儲芯片二期項目在西安開工(來源：網(wǎng)絡圖片)

大尺寸集成電路硅單晶材料是我國芯片產(chǎn)業(yè)的“卡脖子”項目，在該領域的突破對實現(xiàn)我國芯片產(chǎn)業(yè)自主可控意義重大。西安奕斯偉硅產(chǎn)業(yè)基地項目投資110億元，占地800余畝，項目致力于研發(fā)生產(chǎn)300mm(12英寸)硅片，建設月產(chǎn)能50萬片、年產(chǎn)值約45億元。項目最終目標是成為月產(chǎn)能100萬片、年產(chǎn)值超百億元的12英寸硅材料頭部企業(yè)[9]。

圖3.西安奕斯偉硅產(chǎn)業(yè)基地

(來源：陜西省半導體行業(yè)協(xié)會)

根據(jù)陜西省半導體行業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計，2020年陜西省半導體集成電路產(chǎn)業(yè)銷售額為1236.2億元，同比增長29%[6]。其中：

1.芯片設計業(yè)已有近百家設計企業(yè)，涵蓋通信、存儲器、物聯(lián)網(wǎng)、功率器件等眾多領域，最高設計水平達到7nm。全年銷售規(guī)模為140.7億元，同比增長49.4%。

2.芯片制造業(yè)已有8家晶圓制造企業(yè)，其中三星(中國)半導體有限公司在國內(nèi)十大芯片制造企業(yè)排名位居第一。晶圓制造最高水平為12吋14nm級存儲器晶圓制造。全年銷售規(guī)模為750億元，同比增長43.1%。

3.芯片封裝測試業(yè)已有13家企業(yè)，主要封裝類型包括QFN、DFN、BGA、SiP等，產(chǎn)品包括先進傳感器封裝、功率器件和智能功率模塊等，西安已成為西北地區(qū)重要的封裝測試產(chǎn)業(yè)聚集地，全年銷售規(guī)模為121億元，同比增長4.7%。

4.芯片支撐業(yè)的企業(yè)數(shù)量超過70家。包括硅材、封裝預成型焊料、電子化學品、特種氣體、清洗液、制造和封裝測試設備等。在硅材料領域，陜西已形成從多晶生產(chǎn)、拉晶、切割、研磨、拋光等環(huán)節(jié)的完整工藝鏈。全年銷售規(guī)模為156億元，同比增長1.5%。

5.分立器件業(yè)在功率器件方面，產(chǎn)品范圍從低壓功率器件、電力電子器件到激光功率器件，產(chǎn)品線完整、門類齊全。全年銷售規(guī)模為68.5億元，同比增長7.2%。

圖4.陜西省半導體和集成電路產(chǎn)業(yè)近年發(fā)展情況

(來源：參考資料6)

未來西安半導體集成電路產(chǎn)業(yè)將努力發(fā)揮集群優(yōu)勢，優(yōu)化資源，協(xié)同發(fā)展，大幅提高核心競爭力，突破關鍵技術，在功率半導體、第三代半導體和以存儲器為代表的集成電路產(chǎn)業(yè)的帶動下，推動全產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)調(diào)發(fā)展，到2025年，全市半導體集成電路產(chǎn)業(yè)規(guī)模將有望突破2000億[7]。