集成电路行业发展态势及未来发展趋势

2023-12-07 12:42:54

　　Bsports体育，是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构。其中所有元件在结构上已组成一个整体。

　　集成电路按其功能不同可分为模拟集成电路、数字集成电路和数/模混合集成三大类。其中模拟集成电路又称线性电路，用来产生、放大和处理各类模拟信号，其输入信号和输出信号成比例关系。而数字集成电路用来产生、放大和处理各类数字信号。

　　集成电路核心产业链主要包括芯片设计、晶圆制造和封装测试三大核心环节，产业链中的企业专注于各自优势细分领域，形成了深度专业化分工的格局，企业既可采用 Fabless-Foundry 模式专注于某一优势环节，也可采用 IDM 模式一体化全覆盖发展。

　　集成电路产业链的上游是为集成电路设计、晶圆制造、封装和测试环节提供所需软硬件材料及设备的支撑产业，包括技术服务、EDA 工具授权、半导体设备与半导体材料四类；下游为终端应用，包括工业、消费、计算、通讯、军工等行业客户。随着产业分工高度专业化，集成电路产业各个环节之间的关联性、协同性要求越来越高，共同支撑整个产业稳步前进。

　　经济政策环境利好、科技进步、产业升级，叠加行业下游消费电子、汽车电子、人工智能等领域对集成电路需求愈发旺盛的多重因素推动下，我国集成电路产业销售额持续增长，行业市场规模快速扩大。据中国半导体行业协会数据统计，2015 年至 2021 年，中国集成电路行业市场规模的复合增长率为 19.40%，2021年我国集成电路产业销售额为 10,458.3 亿元，同比增长 18.20%。

　　2021 年中国集成电路产业销售额为 10,458.3 亿元，其中，设计业销售额为4,519 亿元，占比为 43.21%；制造业销售额为 3,176.3 亿元，占比为 30.37%；封装测试业销售额 2,763 亿元，占比为 26.42%，可以看出，中国集成电路设计市场发展较为领先。

　　尽管近些年来我国集成电路产业迅速发展，但核心技术及高端产品领域与发达国家仍然存在一定的差距，目前集成电路仍然是我国第一大进口品类，2022年我国集成电路行业全年进口总额为 4,155.79 亿美元，出口总额仅为 1,539.18 亿美元。

　　现阶段，我国集成电路较为依赖进口市场、贸易逆差较大，高端集成电路产品不能自给已经成为影响产业转型升级乃至的潜在风险，集成电路发展自主安全的意愿及需求极为迫切。为此，国家进一步加强了对集成电路产业的重视程度，在《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要》中，集成电路被与人工智能、量子信息等一起列为“十四五”时期需要“强化国家战略科技力量”的重要领域。

　　尽管我国集成电路行业起步较晚、竞争力较弱，但在国家政策扶持带动、国内经济稳步运行、核心技术攻关逐步加强的良好环境下，我国集成电路行业在设计工具、制造工艺、封装技术、核心设备、关键材料等方面都有显著提升，仍有广阔的成长空间，并将逐步缩短和海外市场的差距。

　　摩尔定律预测的是芯片的密度会在每两年内提高一倍，同时价格将会下降一半，这是由于集成电路制造技术的不断提升所导致的。然而，随着集成电路尺寸不断缩小，技术瓶颈在制约工艺的发展，并且成本也随之提高。目前，摩尔定律已逼近极限，延续摩尔和扩展摩尔成为较容易实现突破的两大发展方向。

　　延续摩尔是指通过改变相关器件的结构和布局来实现不同功能的电子元件按设计组合成一块芯片；扩展摩尔是指通过将不同功能的芯片和元件组装拼接在一起封装，实现提升芯片功能的目的。中长期来看，以小尺寸系统芯片（SoC）为代表的延续摩尔，以及以系统级封装（SiP）为代表的扩展摩尔，将会是集成电路行业未来的发展趋势。

　　随着物联网、5G 通信、人工智能等新技术的不断成熟，消费电子、工业控制、汽车电子等集成电路主要下游制造行业的产业升级进程加快。下游市场的革新升级强劲带动了集成电路行业内企业的规模增长。同时，先进制程芯片制造对工艺精度提出了更高的要求，需要采取多重图形工艺，同样的芯片产量所需求的材料和生产流程步骤远超过去的成熟制程，由于技术难度与复杂度增加，芯片单价将进一步提升。

　　由于我国集成电路产业起步较晚，加之国际制约因素，为我国集成电路设计及制造领域的发展带来了不利影响。而集成电路产业整体愈发全球化，我国集成电路产业对发达经济体依赖度较高，国产设备及材料尚无法满足高端芯片设计及制造，导致国内企业虽有技术却无法生产或扩产，限制了我国先进制程的突破。中短期来看，在产业升级需求越发强烈的背景下，高端集成电路全产业链国产化是集成电路领域实现自主安全的重要方式。