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十二五”期间集成电路产业发展回顾:市场规模年均增长率为20.4%

一、“十二五”中国集成电路产业发展综述

“十二五”期间,尽管2011—2012年欧债危机持续,世界经济增长乏力,全球半导体市场徘徊不前且小幅衰减,但中国政府继续大力支持集成电路产业发展,政策力度不断加强,先后出台了《进一步鼓励软件和集成电路产业发展的若干政策》(2011年国务院4号文)、《国家集成电路产业发展推进纲要》(2014年发布)和“国家重大科技专项”等一系列产业优惠政策和研发项目等扶持政策,使产业规模、技术创新、产业结构、企业发展等方面呈现稳步快速的发展, 产业的整体实力得到进一步的提高,取得了显著的成绩。

(一)产业发展速度较快

2015年中国集成电路产业销售额为3609.8亿元,同比增长19.7%。是2010年中国集成电路产业销售额的2.5倍。2011—2015年年均增长率为20.4%,远远高于全球半导体市场的增长。

(二)产业结构发展合理

从国内集成电路产业的发展来看,中国在封装测试业的比例一直占首位,设计和制造业相应不足,“十二五”期间随着设计业的高速增长和晶圆制造的投资加大,IC设计、晶圆制造和封装测试三业的格局也正不断优化。总体来看,IC设计业所占比重呈逐年上升的趋势。2015年,IC设计业所占比重达到36.7%,晶圆制造业比重为24.9%,封装测试业所占比重则进一步下降至38.4%。

(三)产业集聚度高

中国集成电路产业聚集度较高,主要集中在四个区域:一是北京、天津环渤海地区,二是上海、江苏、浙江长三角地区; 三是广州、深圳珠三角地区;四是中西部地区,随着集成电路领域的投资不断向中西部地区集聚,中西部地区在国内集成电路产业中的地位不断上升,所占份额也不断增加。

二、集成电路设计业保持高速增长

(一)中国IC设计业步入了“新常态”的快速发展期

中国IC设计业“十二五”规模远远超过“十一五”期间。产业的销售额从2010年的363.9亿元人民币,发展到2015年的1325亿元人民币,扩大了近4倍。“十二五”期间,年平均增长率为29.8%。

(二)企业经营规模群体结构呈现质的变化

2010—2015年间,中国IC设计企业的销售额在大于1亿元及以上、小于1亿元大于5000万元及小于5000万元大于1000万元的三大集群体中,它们的经济规模能级、经营水平有了较大改善,优势企业成绩瞩目。

1.销售额大于1亿元的企业群。2010—2015年间,这一企业集群从2010年的71家,增加到2015年的143家,扩大了2倍,占同期行业企业总数的比重从2010年的12.2%,增长到2015年的19.4%,年复合增长率(CAGR)为9.7%。其中,不仅诞生了如深圳海思、清华紫光展锐等具有世界级水准的企业,且涌现出如华大半导体、大唐半导体、深圳中兴微电子等一批销售额近20亿元及以上的骨干企业,也出现了如珠海全志科技、上海复旦微电子、上海澜起、福州瑞芯微电子、北京中电华大电子、联芯科技(上海)等一批销售额在10亿元左右的优势企业。它们的壮大,彰显了中国IC设计业的企业集群能级发生了质的变化,为2020年进入世界先进行列夯实了发展基础。

2.销售额超过5000万元小于1亿元的企业群。从2010年的75家,增加到2015年的169家,扩大了2.25倍,占同期行业企业总数的比重从2010年的12.9%,增长到2015年的22.96%,CAGR为12.2%。这一企业集群中大多数是海归和民营企业,其中不少企业具有特色技术及其产品,随着国家集成电路产业基金的建立,社会资本加大对集成电路产业的投资,部分设计企业将获得前所未有机遇,是国内外风险投资青睐的重点对象。

3.销售额小于5000万元大于1000万元的企业群。从2010年的289家,增加到2015年的204家,绝对数虽扩大了1.5倍,但是,这一企业集群占同期行业企业总数的比重,2010年是23.9%,2015年为27.7%,仅增加了3.8个百分点,CAGR仅为3.0%。

其主要缘由在于,这类企业之中的部分或被市场淘汰或被并购;那些较好成长型企业通过“技术与资本”“技术与市场”结合,已发展壮大进入前一列,所以占同期行业企业总数的比重,在总体上保持平衡。

4.销售额小于1000万元的企业群。从2010年的289家,衰减到2015年的220家,占同期行业企业总数的比重从2010年的50%,下跌到2015年的29.9%,CAGR为-0.1%。目前,这一企业集群仍是中国IC设计业存量最大的集群。企业基本属中小型民营或海归的初创IC设计企业。它们之中,除了一些基于先进技术的创新创业新秀企业,获得快速成长之外,大多数游刃于市场空隙而只能维持生计或在市场的激烈竞争中被淘汰;但是,在国家扶植中小创新企业的一系列政策支持下,还将催生、培育和发展这一类企业,助力中小企业生存发展。

(三)设计业获利能力及企业人员获得稳健发展

1.盈利企业。如表2所示,2010—2015年期间,中国IC设计业的盈利企业从2010年的293家,发展到2015年的409家,扩大了1.4倍,CAGR为6.8%;占行业企业总数的比重也从50.3%,增加到55.6%,相应的CAGR为2.0%。

其中,根据中国半导体行业协会IC设计分会统计,2015年的前十大设计公司的平均毛利率为40.25%,比2014年的37.05%提高了3.2个百分点。平均毛利率已接近国际公认的40%左右行业水平。但是,就排名前100的设计企业的平均毛利率来看,仅为29.56%,比2014年的30.9%,下降了1.3个百分点。这揭示中国IC设计业总体盈利水平及能力仍有待继续提高。

2.企业从业人员。近年来,中国IC设计业快速发展,行业的企业数从2010年的582家,发展到2015年的736家,相应CAGR为4.8%,促使人员规模扩大。其中,500—1000人及以上的企业数量比较稳定,100—500人的企业数量变化比较大,小于100人的小微企业的比例出现了明显的下降。

这从2014—2015年的变化即可看出:2015年在738家企业中,人数超过1000人的企业有7家,与2014年持平;人员规模500—1000人的企业有15家,比2014年减少1家;人员规模100—500人的有113家,比2014年增加53家;少于100人的小微企业,有601家,从2014年占总企业数的87.8%,降低到81.7%。

(四)技术进步和创新发展成果显著

在国家重大科技专项01、02和03专项支持下, “十二五”期间中国集成电路设计业的整体水平有明显提升,攻克了核心电子器件和超级计算机中央处理器(CPU)、互联网服务器CPU、系统级芯片(SoC)等高端通用芯片等关键技术,国产软硬件在航天、电力、办公应用和移动智能终端等领域实现规模应用,为保障国家信息安全提供了重要支撑。海思、展讯、联芯和炬力、瑞芯微等已进入28纳米的主流设计水平, 16纳米产品已经面市,彰显了在4G时代,中国移动智能终端产品设计从低端,向中高端发展的态势。

在DRAM领域,西安华芯半导体公司采用ODM方式设计的DRAM产品已经实现向国际厂商的转移,表明其设计技术已经达到国际先进水平,其DRAM存储器产品芯片已累计实现3000万颗销售,产业化有了重大的进步。在闪存芯片领域,如北京兆易创新在SPI NOR闪存芯片的全球市场占有率达到14%、国内市场占有率超过30%,其NAND闪存芯片销售收入已超过6500万元人民币。在DRAM缓存控制器芯片领域,上海澜起是通过Intel公司认证的2个产品之一,其全球市场占有率已达50%以上。在全球500万以下像素的CMOS图像传感器芯片市场领域,中国的格科微、思比科已成为重要供应商。

三、集成电路制造业有所突破

2015年,在全球集成电路增长乏力的情况系,中国集成电路制造业继续保持较快增长,其规模达到900.8亿元,比2010年的447.1亿元增加了453.7亿元,增长率高达到101.48%。2010年至2015年中国集成电路制造业的年复合增长率为15.4%,虽低于IC业整体的年复合增长率,却仍高于中国IT制造业11.39%的年复合增长率。

据中国半导体行业协会集成电路分会统计,截至2015年底,中国集成电路6英寸以上芯片生产线数量为48条,比2010年增加了11条。其中12英寸芯片生产线为8条、比2010年增加了2条;8英寸生产线18条,2010年增加了4条;6英寸生产线22条,2010年增加了,5条。2015年中国集成电路晶圆制造业产能为12英寸47.1万片/月,8英寸80.3万片/月,6英寸127.7万片/月。

在2015年全球代工前13位排名中,中国入围两家企业,分别是中芯国际和华虹宏力半导体。

国家前10家IC制造企业在2015年度的销售收入合计为633.20亿元,比2010年的382.32亿元增长了250.88亿元,增长率达65.62%;前十大IC制造企业的准入门槛由2010年的11亿元提升到2015年的18.10亿元人民币,增长了7.1亿元,增长率达64.55%。

2015年,中国集成电路先进制造工艺和特色工艺取得一系列显著进展,成套工艺技术实现跨代升级。例如:

中芯国际28nm POLY SION工艺已经实现量产,应用于高通骁龙410处理器的代工制造,产品已经成功加载在主流智能手机之中,实现28纳米高K介质/金属栅极(HK/MG)技术低功耗、高性能,这标志着中芯国际28纳米核心芯片在中国已经实现商业化应用。

上海华力2015年28纳米取得突破,实现量产,成为继中芯国际后的第二家具有28纳米代工实力的晶圆企业。

武汉新芯以基于SST应用方案的55纳米嵌入式闪存工艺模块验证成功为先导,在高压(HV)和单元存储(Cell)电参数符合预期,整体电路结构具备高可靠、低成本,能满足智能卡物联网产品的需求,16M存储良品率达到预期,NAND工艺技术已达到9层。

上海华虹宏力公司致力于差异化先进技术,工艺技术覆盖1微米至90纳米各节点,在标准逻辑、嵌入式非易失性存储器、电源管理、功率器件、射频、模拟和混合信号等领域形成了具有竞争力的先进工艺平台,持续开发微机电系统(MEMS)工艺解决方案。

上海先进的核心器件绝缘栅双极晶体管(IGBT)芯片工艺技术,在高压大电流IGBT晶圆制造处于国内领先地位,先后启动1200V、1700V、3300V、4500V IGBT等项目的开发,填补了国内空白,完全具有自主知识产权。该公司与国网智研院合作,完善双方产业链,加速智能电网IGBT芯片国产化;与比亚迪公司在新能源汽车领域进行合作;与中车公司在轨道交通领域合作等。

四、封装测试业平稳发展

2015年,在国内订单与海外订单双双大幅增加的带动下,国内封装测试业继续保持较快增长,其规模达到1384亿元,比2010年的629.18亿元增加了754.82亿元,增长率高达到119.97%。

到2015年底,国内有一定规模的封装测试企业由2010年的79家增加到87家,增加了8家,增长率为10.13%;其中本土企业或内资控股企业由2010年的23家增加到29家。从业员工总数由2010年的8.57万人上升到12.69万人,增加了4.12万人,增长率达到48.07%。

国内有一定规模的封装测试企业主要还是集中于长江三角洲、珠江三角洲和京津环渤海湾地区,2015年占比分别为55.17%、12.64% 和14.94%;中西部地区,特别是西安、武汉等地的区位优势在不断凸显,封测产业得到持续快速发展,厂家数和占比分别由2010年的8家、10.13%,提升到2015年的11家、12.64%。

继长电科技收购了星科金朋,天水华天收购了美国FCI公司后,2015年,通富微电收购AMD两家工厂的85%的股权,显著提升其在高端封测领域的服务能力和竞争力。紫光集团认购中国台湾两家芯片封装和测试公司——力成和南茂科技两家公司各25%股份,为完善集成电路产业链创造了有利条件,进一步提升了公司行业竞争力。

随着国内封测企业海外市场的不断拓展,产业链合作加强,中国封测企业全球排名快速上升,中国集成电路封测产业已初具国际竞争力。据国际咨询公司Tech Search统计,2015年中国长电科技 、华天科技 、通富微电公司在全球封测企业排名已分别上升至第五位、第九位、第十三位。(注:该统计还将被已收购公司单独列出,如把其收入合并至收购企业计算,则中国这三家公司在全球封测业可排名为第三位、第五位、第十位)。

中国前10家封测企业在2015年度的销售收入合计为477.5亿元,比2010年的429.2亿元增长了11.25%;前十大封装测试企业的准入门槛由2010年的22.2亿元提升到2015年的27.7亿元人民币,增长了24.32%。

在国家集成电路产业发展推进纲要系统实施和国家科技重大专项(02专项)的持续推动下,IC封装测试产业的技术工艺创新能力与水平不断提高,中高端产品的先进封装技术工艺不断与国际水平接轨,多项封装技术迈入世界先进行列,产品结构更趋优化。2015年,国内封装测试企业在BGA、CSP、WLP(WLCSP)、FC、FCBGA、FCCSP、BUMP、SiP 等先进封装产品市场可占总销售额的30%。国内部分重点的封测企业的集成电路产品中,先进封装的占比已经达到40%—50%的水平。

华进半导体、长电科技、通富微电、华天科技等单位在“2.5D TSV 硅转接板制造及系统集成技术”“超小超薄芯片高可靠性 1006/0603 封装技术”“12 英寸 28 纳米晶圆级先进封装测试制程技术”和“焊盘通孔全填充的12英寸图像传感芯片WLCSP封装技术”等领域又取得了新的突破。在中国半导体行业协会、中国电子报等联合举办的“第十届(2015年度)中国半导体创新产品和技术” 评选活动中,这几个单位的五项技术成功入选。

五、集成电路装备、材料产业获得进展

“十二五”期间,国产12英寸半导体设备实现了从无到有的突破,部分设备水平达到28纳米,多种关键设备通过大生产线验证考核。到2015年,已有16种12英寸设备进入大生产线使用,国产12英寸介质刻蚀机、硅刻蚀机、PVD、离子注入机、氧化炉、PECVD、封装光刻机、TSV封装与LED系列装备、硅片清洗机等设备已实现批量销售,Low—k清洗机、光学检测设备等产品开始用户考核。

一批8英寸、12英寸集成电路用关键材料打破国外公司垄断,实现国内批量销售。光刻胶、硅材料、靶材、引线框架等材料取得显著进展,部分产品已在大生产线上获得应用。

六、集成电路产品进出口逆差大

集成电路产品进口金额一直以来是中国第一大进口产品,由于集成电路产业涉及信息安全等重要国际民生等大问题,因此一直以来受到国家的重视。

根据海关统计,2015年进口集成电路3139.96亿块,同比增长10%;进口金额2307亿美元,同比增长6%。出口集成电路1827.66亿块,同比增长19.1%;出口金额693.1亿美元,同比增长13.9%。2015年进出口逆差1613.9亿美元。

七、集成电路企业并购、重组活跃

集成电路生产需超净环境,对生产环境的温湿度、尘埃颗粒数、所用晶圆以及加工过程中辅料的纯度有严格要求,芯片的特征尺寸超微细化,封装尺寸超微型化,属“超净、超纯、超微”生产。一个集成电路的生产过程,涉及产品设计、晶圆加工、封装测试等三个主要细分产业,覆盖设计工具开发,产品设计、掩模板制作、半导体专用设备、专用材料等行业领域,是物理学、化学、材料学、机械学、无线电电子学、计算机工程、通信工程、自动化工程等多学科、多工程门类技术综合的产物。集成电路产业链长,是资金、人才、技术高度集中的产业。

目前集成电路产业,一是研发费用高,90纳米工艺技术研发费用在3亿美元,22纳米的工艺研发费用则达到4倍,约12亿美元。二是先进工艺技术生产线的建造成本高,建造一条12英寸65纳米的规模生产线需要25亿美元,建造一条28纳米的生产线需要超过40亿美元;16/14纳米的规模生产线需要投资80亿—100亿美元。据预测,18英寸晶圆厂要在7纳米节点达到每月4万片晶圆的产量,成本将高达120亿—140亿美元,而且必须在短时间之内迅速达到高产量,否则折旧成本将带来大幅的亏损。未来业界能持续实现技术进步并提供更先进工艺芯片加工的工厂将越来越少,并且随着工艺技术的不断进步,单个晶体管的成本已很难下降。集成电路发展资金门槛会越来越高。

跨国企业通过某种程度、某种方式的兼并重组发展壮大十分普遍。经济学家史蒂格尔教授在研究中发现,世界500强企业全都是通过资产联营、兼并、收购、参股、控股等手段从小到大、一步步发展起来的,也就是说,并购已成为企业超常规发展的重要途径,尤其是在今天复杂多变的经济形势面前,并购已经成为企业加快营销转型、快速占领市场、做大做强的重要途径。

企业通过并购整合集中了资金优势、技术优势、人才优势,利于做大做强企业,又进一步推动了IT产业发展。如,格罗方德半导体股份有限公司是从美国AMD公司分拆出的半导体晶圆代工公司,成立于2009年3月2日,母公司分别为AMD及阿布达比政府下属的“先进技术投资公司”。2009年9月,又收购了新加坡特许半导体,后来又通过一系列的收购,现已成为全球第三大晶圆代工企业,扩展非常迅速。表10为协会统计的近几年国内企业并购、收购及整合重组的案例。

 

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