大规模集成电路的中国超大规模集成电路发展

核心提示“超大规模集成电路设计专项的实施和顺利进展,为我国在2010年由世界第二大集成电路消费国走向集成电路设计大国奠定坚实的基础。”这是在最近的一次会议上国家“十五”863超大规模集成电路设计专项负责人说过的一句话。对集成电路的作用,行内有四句话

“超大规模集成电路设计专项的实施和顺利进展,为我国在2010年由世界第二大集成电路消费国走向集成电路设计大国奠定坚实的基础。”这是在最近的一次会议上国家“十五”863超大规模集成电路设计专项负责人说过的一句话。

对集成电路的作用,行内有四句话形容的非常好,说是:电子信息产品和国防电子装备的核心,是信息产业核心竞争力最重要的体现,是信息技术与产业掌握发展主动权和实现跨越发展的基石,是自主发展信息产业和现代服务业并提高其附加值所必备的技术保证。

“掌握集成电路和软件的关键技术并实现产业化,对我国实现以信息化带动工业化,确保国家信息安全,具有至关重要的作用。”该负责人说。

“集成电路和软件重大专项”是我国“十五”计划期间的十二项重大科技专项之一。科技部在863计划集成电路方面,共设立了超大规模集成电路设计、100nm集成电路制造装备和集成电路配套材料三个专项,而在超大规模集成电路设计方面成果尤为显著。

全面达到预期目标

据该负责人介绍,超大规模集成电路设计专项自实施以来,在三个方面取得了重大进展,分别是在人才建设、微处理器、网络通信等方面。

“我们在7+1个国家集成电路设计产业化基地和9个国家集成电路人才培养基地建设方面取得了显著成效;而在微处理器CPU和DSP设计方面,‘众志’、‘C—Core’、‘龙芯’和‘汉芯’等都实现了由技术突破向重点推广的纵深发展。最后一个是在网络通信、信息安全、信息家电等领域的SoC系统芯片开发和应用方面,“COMIP”、“华夏网芯”和“星光多媒体”等芯片取得开发和应用的重点突破。另外,在MPW、IP核联盟、EDA工具、国际合作四项服务体系的建设也逐步完善。在实施效果中不但体现了立项的指导思想,而且除IP核应用推广联盟工作尚需进一步探索外,专项全面达到了立项的战略目标和预期成果。”该负责人说。

作为知识高度密集产业,人才是发展我国集成电路设计产业的关键,专项大规模培养的人才对解决我国集成电路人才匮乏的瓶颈问题起到了重要作用。而一批具有自主知识产权的核心芯片产品和一批具有核心技术竞争力的集成电路设计企业先后出现,为集成电路的最终产业化打下了坚实的基础。

体现国家意志,集聚一流人才,发挥后发优势,抢抓国际IT产业结构重组的难得机遇,高起点地推进具有战略前瞻意义的超大规模集成电路设计技术及产业的自主创新与跨越。这是专项实施时的初衷,而现在,专项组的科研人员们几近圆满地完成了这一任务。

为信息产业发展提供有力支撑

“‘十五’期间,我国电子信息产业保持高速持续发展,而集成电路设计是具有战略性的关键核心技术。本专项的实施对集成电路技术和产业具有显著的推动作用,集成电路设计产业产值从1999年的5亿元增长到2005年的近150亿元,为支撑我国信息技术和产业的发展发挥着越来越大的作用。”该负责人介绍道。

在专项实施过程中,建设了一大批的产业化基地,这些基地的建设有效地调动了中央和地方的资源对集成电路设计业的推动;营造了集成电路设计业在市场、政策、资金和人才等方面健康发展的氛围;形成了人才、技术和企业的集聚,为我国信息产业的发展提供强有力的支撑。

集成电路发展史

集成电路产业信息产业的核心之一,是引领新一轮科技革命和产业变革的关键力量。“十三五”以来,我国集成电路产业快速增长、龙头企业涌现、但产业的整理竞争力有待提升。“十四五”时期我国集成电路产业将如何发展,本文将从发展重点、发展目标两大方面进行分析。

1、“十三五”发展回顾

——国内市场快速增长、贸易逆差扩大

集成电路产业信息产业的核心之一,是引领新一轮科技革命和产业变革的关键力量。“十三五”以来,我国集成电路产业快速增长,2020年,集成电路产业销售额达8848亿元,平均增长率达到20%,为同期全球产业增速的3倍。但同时,我国集成电路的进出口贸易逆差总体扩大,2020年达2334.4亿美元。

——中国龙头企业涌现、整体实力待提升

在全球集成电路产业的竞争格局中,目前仍以美国“一家独大”,中国大陆、韩国快速发展,而欧洲、日本、中国台湾则有所衰退。

在国家政策和市场需求的驱动下,国内涌现出一批龙头企业,在集成电路设计环节,有海思半导体、豪威集团、智芯微电子等企业;在集成电路的研发创新方面,2020年,浪潮智能、华虹集团和长江储存科技的专利公开量排名靠前。

2、“十四五”发展重点解读

——技术、工艺、研发、宽禁带半导体

根据《“十四五”规划纲要和2035年远景目标纲要》,“十四五”期间,我国集成电路产业将围绕技术升级、工艺突破、产业发展和设备材料研发四个方面重点发展:

此外,在2021年全国“两会”期间,全国人大代表们围绕金融支持模式、第三代半导体发展、产业资源共享等内容为集成电路产业的发展建言献策:

——围绕四大环节重点发展

2014年,国务院为支持集成电路产业的发展,印发了《国家集成电路产业发展推进纲要》。《纲要》提出了我国集成电路产业在2015-2030年间的发展目标,并从集成电路设计业、制造业、封测业和关键装备、材料四个方面提出了主要任务和发展重点。

3、“十四五”发展目标解读

——2030年:产业链主要环境达到国际先进水平

根据《国家集成电路产业发展推进纲要》中提出的发展目标,至2015年,集成电路产业销售收入超过3500亿元;至2020年,全行业销售收入年均增速超过20%,截至2021年3月末,这两项目标均已完成。展望2030年,我国集成电路产业链主要环节达到国际先进水平,一批企业进入国际第一梯队,实现跨越发展。

另根据国家制造强国建设战略咨询委员会发布的《中国制造2025》重点领域技术路线图,其中针对集成电路产业的市场规模、产能规模等提出了具体的量化发展目标:

——各省市发展目标汇总

此外,全国各省市也围绕集成电路产业的产业规模、龙头企业数量等内容,提出了“十四五”时期的发展目标:

—— 更多行业相关数据请参考前瞻产业研究院《中国集成电路行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》

个人闲来无事是写的,现粘贴如下:

首先有集成电路这一想法的是英国科学家Dummer,那是在1952年,在皇家信号和雷达机构的一个电子元器件会议上他说:“随着晶体管的出现和对半导体的全面研究,现在似乎可以想象,未来电子设备是一种没有连接线的固体组件。”当然,那时还没有“集成电路”这一名词。然而,集成电路的真正发明却是在美国,是在6年之后的1958年(也有人认为是1959年,具体原因接下来解释)。

1958年9月12日,TI的Kilby发明了世界首块集成电路,这是一个相移振荡器,集成了2个晶体管、2个电容和8个电阻——共12个元器件,该发明与1959年2月6日申请专利,1964年6月26日被批准。而到了1959年,Fairchild的Noyce发明了基于硅平面工艺的集成电路,1959年7月30日,Noyce为自己的发明申请了专利,1961年4月26日被批准。虽然Noyce比Kilby发明集成电路和申请专利在后,但批准在前,而且Noyce发明的集成电路更适合于大批量生产,所以会有一些人在关于谁先发明了集成电路的问题上产生了分歧。其实Kilby和Noyce被认为是集成电路共同的发明人,问题在于1958和1959不能被认为是共同的发明时间,而必须是其中的一个,我习惯于把它说成是1958年。

而到了1968年,Noyce和Moore以及Fairchild的其他一些雇员成立了Intel,1971年便生产出了世界首枚CPU——集成了2300个晶体管的4004,紧接着,次年8008,再次年8080……尽管CPU诞生于1971年,然而它被推向市场,换句话说就是普通平民可以买到是1981年的事。那是1981年的8月12日,IBM推出型号为IBM5150的计算机,这是最早的PC,CPU采用Intel的8088(1979年发明),系统采用Microsoft的DOS,内存16K,再配一个5.25英寸的软驱,售价1565美元。但你知道,当时的1565美元跟现在的1565美元不一样,那时钱实啊,按照今天的物价指数,大约相当于现在的4000美元,在2011年8月13日这样的日子,汇率是6.3902,那就是25560.8元人民币。

早期的IC未形成独立的产业,电子系统厂商把自己生产的IC用于自己的产品,只把一小部分销往市场,而同时也会从市场购进一些。Intel和AMD开创了IC业的新纪元,他们只向市场供应通用的IC,而不使用IC去生产产品,当然也不会从市场购进IC。这种自行设计、用自己的生产线制造、自己封装和测试、最后出售IC成品的厂商被称为IDM(Integrated Device Manufacture,集成器件制造商)。尽管如此,IDM还是有严格定义的:IC的对外销售额超过IC总产值25%的企业就可以称作是IDM了(如Motorola、TI、Sony),而没有超过的叫做系统厂商(如IBM、HP)。根据这一定义,IDM并不意味着不生产系统产品,系统厂商也并不意味着不生产IC。区别仅在于它们生产的IC(或者干脆没生产)有多少用于自己的系统产品,有多少用于直接出售。

再后来,出现了一些这样的公司,它们只设计IC,并不生产,我们称之为Fabless,叫做无生产线设计公司。它们设计完成后,制造这一环节仍交给IDM完成,IDM的生产线除了生产自己设计的IC以外,还帮Fabless进行生产。1987年,TSMC(台台湾积体电路制造股份有限公司,台积电)成立,2000年,SMIC(中芯国际集成电路制造有限公司,中芯国际)成立,这些公司开创了一种新的模式,它没有自己的产品,不设计也不使用,只是单纯地提供制造服务,我们称之为Foundry。这类公司的出现,不仅Fabless的设计成果有了天经地义的归宿,而且就连IDM也把自己制造环节的一部分让给Foundry来做,就Foundry而言,有时它接到来自IDM的生产任务比Fabless的还要多。再后来呢?连封装测试也自成一家,形成独立的产业。

纵观今天的IC业,设计业、制造业、封测业三足鼎立,当然也不乏IDM这样的一条龙式的企业,但是系统厂商在IC市场上的份额越来越低,(注意!我说的是在IC市场上),濒临灭绝!(注意!我说的是市场份额濒临灭绝。公司并没有灭绝,而是他们意识到这种自己生产芯片仅供自己使用的模式不划算,转型了。)

 
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