我国集成电路制造企业面临的困难与挑战

2022-03-21 08:24:58 | 浏览次数:

全球集成电路产业正处于技术变革时期,我国集成电路产业面临前所未有的挑战和机遇。2019年5月21日,习近平总书记在南昌主持召开的推动中部地区崛起工作座谈会上,提出了提高关键领域自主创新能力、积极承接新兴产业布局和转移等意见。近期,在湖北省调研期间,对长江存储科技公司的武汉新芯集成电路工厂进行了实地调研。

一、基本情况

(一)企业现状

武汉新芯公司成立于2006年4月,是湖北省、武汉市、东湖区三级政府共同投资的12英寸集成电路生产线项目,是国家认定的首批重点集成电路生产企业。2018年武汉新芯实现销售收入26亿元,同比增长17.6%;营业利润0.9亿元,同比增长28.6%;连续两年主营业务盈利。主营业务为代码型闪存存储芯片的设计制造和背照式影像传感器芯片制造,目前代码型闪存产能达到1.2万片/月,背照式影像传感器产能达到1.5万片/月。代码型闪存技术已达至45纳米技术节点,居于国内领先、国际先进水平,市场占有率接近15%;背照式影像传感器处于世界领先水平,市场占有率约10%。三维晶圆堆叠特种工艺技术上具有国内领先、国际先进水平,掌握最先进的混合式晶圆键合技术。

(二)市场前景

武汉新芯是我国以存储器为主的大型集成电路制造企业,2018年启动二期扩产项目,规划建设自主代码型闪存(Nor Flash)、微控制器(MCU)和三维特种工艺(3D IC)三大项目。武汉新芯未来的发展定位是世界领先的代码型闪存IDM公司和半导体物联网行业龙头企业。全球存储器销售总额占集成电路市场总额的1/3(见表1),三星、美光、SK海力士、东芝、闪迪这五家公司占据95%的市场份额,市场集中度非常高。武汉新芯由于央地政府产业投资基金支持和研发制造方面的后发优势,很有可能在市场竞争中成功,成为全球存储器市场的重要供应商。

(三)发展形势

习近平总书记2018年4月26日视察武汉新芯工厂时指出,要实现“两个一百年”奋斗目标,一些重大核心技术必须靠自己攻坚克难。根据统计数据,2018年我国集成电路进口额3120.58亿美元,集成电路出口额846.36亿美元,逆差达2274.22亿美元。我国作为全球最大的集成电路应用市场,必须尽快转变大量集成电路依靠进口的现状,加快提高关键技术自给率。武汉新芯2018年已实现32层三维闪存芯片量产;预计2023年实现达产30万片/月,将大幅提高我国存储器市场的国产化率。

二、主要问题

(一)集成电路专业技术人才短缺

目前,我国集成电路先进设计水平达12英寸7nm,12英寸14nm逻辑工艺即将量产,但与世界先进技术水平相比仍有较大差距,关键是人才问题。一是集成电路专业技术人才短缺,尤其缺乏行业领军人才。目前我国集成电路技术人才存量约 40万人,按照2020年70万的人才需求量估算,缺口达30万人。而国内微电子专业基础人才培养规模不足,高校相关专业的毕业生大部分流向了互联网、计算机软件、IT服务、通信、房地产等行业。二是集成电路人才竞争无序化。集成电路制造企业自主创新需要整套的高质量管理体系,不仅需要领军人物,还需要素质过硬的研发团队和管理团队。国内集成电路人才供给明显不足,高薪挖人和团队拆分经常出现。比如,西安三星、大连英特尔等外资企业不断尝试从长江存储、武汉新芯等国家战略承担企业高薪挖人,因此稳定核心人才队伍存在一定压力。

(二)集成电路生产设备和材料仍处于依赖进口阶段

新形势下,亟待加快产业链各环节国产化产品替代。目前,全球芯片设计必备的EDA工具被美欧企业长期垄断,最先进的制程工艺被台积电、三星垄断,最先进的光刻机被荷兰ASML垄断,而ASML光刻机的光源、激光发生器等核心部件则被美国公司垄断。近年来,武汉新芯与国产设备、原材料厂商密切合作,联合研发,强化国产设备、原材料在量产线上应用验证。然而国内设备和材料处于起步阶段,需经过大规模生产实践验证,芯片制造企业在使用国产设备和材料上存在较大风险。同时,武汉新芯、长江存储的产品进入市场与处于垄断地位的跨国企业竞争,面临恶意价格战的风险。

(三)集成电路设备企业长期研发,资金压力大

未来,提高集成电路国产设备和材料的创新水平,形成较为完善的自主可控生产体系,是我国集成电路产业必须解决的重要课题。全球半导体设备主要由美日欧垄断,美国、日本、荷兰分别占据了全球市场份额的37%、20.6%、13.55%。2018年世界集成电路设备研发水平处于12 英寸7nm,生产水平达到12 英寸14nm;而我国集成电路设备研发水平处于12 英寸14nm,生产水平为12 英寸65—28nm,其中,65/55/40/28nm 光刻机、40/28nm 化学机械抛光机的国产化率为零。集成电路生产设备具有高投入、高风险、长周期的特性,需要从样机开始,在量产实践中反复改型,验证周期长,需要连续数年投入大量研发资金,并且随着制程技术的发展,所需投入的资金规模越发巨大,比如,荷兰ASML在2016年的研发投入为11.06亿欧元。对于处于起步阶段的我国集成电路制造企业,固定资产投入巨大,短期内很难获得高效益,难以长期支撑巨额研发经费。目前,武汉新芯遇到了贷款难、融资难等问题,实现量产预期目标面临挑战,亟待政策扶持。

三、政策建议

(一)实施集成电路人才专项政策

国内集成电路人才缺口大,領军人物不足,高质量的创新团队尤其紧缺,人才团队和企业管理的短板问题凸显,必须大力应对集成电路人才供给不足问题。一是规范国内集成电路人才流动机制,保障重大项目人才队伍稳定;二是制定并实施针对集成电路从业人员的个人所得税优惠减免政策;三是加强微电子学科建设,把微电子学科提升为一级学科,鼓励龙头企业与相关高校、科研院所共建微电子人才培养学院;四是加大高校人才培养力度,加快建设集成电路产学研融合协同育人实践平台;五是明确集成电路行业人才培养培训标准,探索建立统一的职业能力培训认证体系并与国际接轨,开展大规模职业教育培训;六是制定并实施集成电路人才引进培育专项计划,完善高端人才引进机制,加大海外高层次人才引进力度,鼓励企业多渠道、多途径引进海外领军人才和优秀团队;七是大力发展职业培训并开展继续教育,政府、企业通力合作,打造相应联盟或平台,共同开展高校培训和在职培训,采取多种形式大力培养和培训集成电路领域高层次、骨干级专业技术人才;八是优化人才配置,改善人才供给结构,缓解产业高速增长而人才供给严重不足的问题;九是加快高校、研究机构与企业形成有效的合作路径,推动企业资源与教育资源深度融合,创造有利于人才发展的宽松环境,构建产业创新创业促进平台。

(二)完善集成电路企业创新发展的市场环境

我国集成电路产业需要从设备材料、芯片设计、制造及封测等环节重点突破,要建立健全、有利于加快集成电路产业创新发展的市场环境。一是建立“供应链安全评估机制”,引导企业使用国产芯片,对进口元器件加强审核;二是是实施“安芯”工程,在党政应用中推进芯片与设备的国产化替代;三是加强国产设备、材料验证试用风险补偿机制,推广“首台(套)重大技术装备保险补偿机制”,探索建立“新材料应用保险补偿机制”,利用风险基金、科技保险等手段对使用新材料的风险进行补偿,促进国产设备和原材料等自主创新。

(三)加大集成电路重点企业、重点技术、重点项目的投资和政策激励

一是我国集成电路行业仍处于中低端水平,可靠性和质量仍远远落后于国外,要实现集成电路产业自主可控,必须加大重大产业技术创新和投资。二是聚焦关键技术、高端环节、重点企业,在加大投资力度的同时,避免跟风抢进与重复投资,集中力量实现我国集成电路产业自主创新的实质性突破。三是加大重点企业的设备进口环节增值税减免力度,加快留抵退还和出口退税进度,对投入大的集成电路重点企业及时退还账面留抵税额,加快实现留抵税额退还常态化及出口退税加速化。四是对技术密集型、创新密集型的集成电路行业领军企业,加大研发费用加计扣除比例。

(四)做好长期持久准备,着力解决领军企业成长中的关键短板问题

一是必须遵从集成电路产业发展规律,不可急功近利。集成电路研发周期长,我国集成电路制造业与国际水平存在较大差距,追赶可能需要十年或更长时间;因此要结合当前局面,从资金投入、技术研发、人才培养等方面长远布局,长期持续投入重点项目,加强产业基础类产品投资。二是大力提高产业投资质量。我国集成电路产业发展进入新阶段,依靠资本收购实现产业扩张的模式告一段落,要更加注重集成电路产业投资精准度,着力解决领军企业成长中的关键短板问题。三是建议国家产业基金持续投资武汉新芯国家存储器基地项目,各类资本齐心合力,确保项目按期建成达产,推动产业链协同发展。

(五)发挥开放式协同创新优势,加强集成电路产业集智攻关创新

我国集成电路产业既要借鉴国外先进技术和经验,又要坚持自主创新。一是大力加强我国集成电路工厂与集成电路设备研制企业的政策协调与配合,齐心合力应对关键设备依赖进口的不利状况。二是依托集成电路产业集群优势,以重大集智攻关项目为载体,加快形成企业与项目之间的联动反应,形成政府、企業、科研单位之间的高效互动机制。三是加强产业资本和金融资本的有效合作,推动国家基金、地方基金和国家开放性、政策性金融机构与社会资金的合作互动。四是将创新能力作为集成电路企业的主要评价指标,激发企业的核心创新力,打造协同发展的创新产业链。五是促进集成电路企业建立开放式协同创新理念,建立健全产业技术创新联合体,整合技术、人才、资金和设备等优势创新资源,充分发挥联合创新优势,集中力量攻克难关。

(作者单位:中国国际经济交流中心)

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