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魏少军教授解读中国半导体产业20年发展的思考

8月17日,中国半导体行业协会IC设计分会理事长,清华大学集成电路学院魏少军教授在2022年中国IC领袖峰会上提出了三点关于中国半导体行业20年的思考。

第一点思考:半导体是一个需要长期投入的行业

信息技术是近20年全球GDP增长的主要动力。1987年-2002年的16年里,全球GPD累计为445.5万亿美元,平均每年为27.8万亿美元。2003年-2021年的19年间,全球GDP累计达到1315.3万亿美元,平均每年69.2万亿美元,是前面的2.5倍。

2000年后,以互联网技术、移动通信技术、尤其是二者的结合——移动互联网技术为代表的信息技术产业的崛起,促进了全球经济的高速发展。

1987年-2002年的16年里,全球半导体产业的累计收入为16431亿美元,平均到每年为1027亿美元。2003-2021的19年间,全球半导体产业的累计收入达到60696亿美元,平均到每年为3195亿美元,是前面16年的3.1倍。

这就很容易让人联想,前面的2.5倍和这里的3.1倍之间存在着某种特定关系。事实上,全球GDP的增长和半导体的增长之间呈现一种相关性。而且进入本世纪第二个十年后,这种相关性应该说是越来越强。

中国经济的增长也呈现出相应的增长方式。

1987年-2002年的16年间,中国GDP从1.22万亿元人民币增长到12.2万亿元,累计91.8万亿元,平均每年5.7万亿元。2003-2021的19年间,中国GDP从13.7万亿元人民币增长到114.4万亿元人民币,累计1063.1万亿元,平均每年56万亿元。是前面18年的9.7倍。

显然,除了房地产和高铁,中国的高速发展得益于搭上了信息技术快速发展的快车,这也与日常感觉是一致的,中国的信息技术发展十分迅速,中国生产了世界上大部分的手机、电脑及家电产品。

同样,如果观察2004年-2021年中国集成电路产业的发展,就会发现它的年均复合增长率达到20.3%。这两者之间也呈现出一种很强的相关性。而且进入新世纪以后,和世界半导体和GDP的情况一样,这种相关性也毫无悬念的表现的越来越强。

因此,我的第一个思考就是——半导体是一个需要长期投入的行业,需要谋万世。中国的发展正处在中国高层领导人谋全局与谋万世的结果。

中国已经成为新兴的集成电路产业大国,在过去的几十年间,国内已经在京津环渤海、长江三角洲、珠江三角洲和中西部地区打造了若干个集成电路产业中心。目前中国已经形成多个具有特色的集成电路产业园。

中国集成电路是世界上少有的五大板块齐整的产业:设计、制造、封测、设备和材料。在细分领域已有很多企业冲进相应领域的前十,包括曾经缺失的半导体存储器也正在逐步崛起。

在中国长效的半导体投资机制下,大基金一期和二期,两期投入3400多亿,如果按照1:3来带动产业发展的话,可在2025年之前投入超过1万亿人民币,对整个半导体产业的发展,起到巨大的推动作用。

中国集成电路产业发展情况

去年,整个设计、制造、封测行业的总收入首次突破1万亿元,达到10458亿元,增长18.2%。

魏少军教授分析,在2004年时封测是半导体行业的最大领域,紧随其后的是制造业和设计业。而2020年制造业又超过封测业。因此现在形成了设计、制造、封测这样的一种产业顺序,产业结构日趋合理。

设计业是增长最快的产业,从2004年到2020年的CAGR来看,设计是一个难得的高速发展的产业,年均复合增长率达到了26.5%

制造业成为中国集成电路产业的重要力量,虽然其规模还不够大,但是已经超过封测业,这是一个战略性的转变。

封测业长期居于中国集成电路的龙头地位,产业增速也还不错,但是产业结构很多是外资企业或者合资企业,这在中国集成电路产业内生动力发展的过程中,逐渐被超越是一种必然。

中国是最大的单一国家半导体市场。作为最大的电子产品生产国,中国半导体市场也逐渐增大。2013-2021年,中国的市场份额从28.9%增长到34.6%,2019年曾经达到35.1%,是全球最大的单一国家半导体市场。2016年起,在北美、欧洲、日本和亚太地区和国家层面上,中国市场规模仍然位居第一。

中国是最大的芯片进口国。按照中国海关的数据,2021年进口集成电路6354.8亿块,价值4325.5亿美元,比上年增长16.9%,首次超过4000亿美元;出口集成电路3107块,价值1537.9亿美元,贸易逆差为2787.3亿美元,2021年中国进口集成电路占全球销售的77.8%,比2020年下降了1.9个百分点。魏少军教授说到,这里可以看到,中国进口了78.8%的集成电路,其中将近35%用在了本地,而有40%又在装机当中出口。这就是中国这就是中国作为世界市场的一个重要表象。

中国自己的集成电路产品,从从2004年中国集成电路产品的全球占比不到5%,到2021年的12.5%,中国集成电路的进步还是很明显的。尽管主要还是在中低端,但已经建立了比较完整的产品体系。去年,中国的产品占全球的比例大约在百分之十二点几,这个数值与国内消耗的35%相比还有很大差距。

中国在过去的几十年中不断进步,特别是在高端通用芯片领域市场占有率在稳步提升。如果说2019年以前,中国还有一些高端芯片在国内市场几乎看不见,但2019年以后国产高端芯片的比例在大幅提升。今天,随着市场竞争力的不断提升,我们还可以看到更多的表现。

第二个思考:半导体是一个需要长期坚持、不断努力的行业

魏少军教授引用梁启超所言:“逆水行舟不进则退”,提出了要坚定信心、下定决心、走科技自立自强之路。

中国正处于非常有利的发展阶段,所从事的是产业升级。从低附加值到高附加值转移,从低技术向高技术迁移,从低生产率向高生产率迈进,从产业链的低端向高端移动,因此这符合人类发展的基本特性。所以我们应该有决心,有信心能够把这项工作做好。

魏少军教授表示,中国作为世界工厂的现状短期内不会改变。这也为发展半导体创造了重要条件。中国现在有几百种产品是世界上高度依赖的。

为什么中国能够成为世界工厂?有两个因素。一个是新中国建立以后,老一代的领导的人以大力度在短时间内重工业大笔投入,因此中国拥有强大的工业基础。另外一个是,中国既是世界工厂,也是世界市场。世界工厂可以生产很多东西,但世界市场可以消化更多的东西。所以当世界工厂生产的产品,由于各种原因滞销的时候,中国的世界市场就会发挥重要的调控作用。因此,这些年家电下乡、汽车下乡等,使得中国作为世界工厂的竞争力越来越强。

魏少军教授指出,中国的发展虽然很快,但存在问题。例如,国内产业长期以来是以制造业为中心来部署的,但现在应该转向以产品为中心的产业模式。在美日欧韩等国家,他们的产业结构中IDM企业占有巨大比例,而中国、中国台湾、新加坡等地更多的是以加工为他人服务,作为产业发展模式。这样一种发展模式,在中国台湾、新加坡这样的小国家和地区是可行的,但是在中国具有14亿的消费人口的国家,显然是不适合的。

此外,要提升企业的竞争力。企业是竞争的主体,所以企业的竞争能力和创新能力是重要的,可以分析22家在科创板上市的芯片设计企业2021年的年报。这些企业的平均毛利率大概在47%,比起美国的62%的毛利率,低了15个百分点。虽然过国内的平均研发投入达到了25.5%,比起美国半导体企业的17%的研发投入,高了8.5个百分点。但是22家科创板上市的芯片企业,总研发投入额度只有10.8亿美元,这个数字是非常小的。

从这些数字可以看出,国内的企业由于受到规模、规格、盈利能力的限制,实际上创新能力还是非常弱的,需要采取其他的方式促进创新能力的提升。

中国也要遵循产业发展的客观规律。国内的产业是从系统公司到IDM到设计加代工等等,这样逐步发展。这些年,也有人探索把互联网的发展模式引入到集成电路。从商业模式的创新,通过资本运作把市场创造出来,并定义产品,最终知道到管理团队来运营。在前期,这种努力和尝试是有益的,但是这样的运行模式并不适应中国集成电路产业的发展,其实也不适应国际集成电路产业的发展,因此,无一获得成果。

魏少军教授指出,要着力锻长板。第五代通讯移动领域对中国来说是占有优势的一个产业,也预示着未来发展的重要驱动力。按照国际电联的设想,国内目前还只是完成了增强宽带的发展,也就是eMBB,通俗来讲就是大家上网的网速可以高一点,仅此一点已经足以拉动VR/AR产业的发展,使他们成为另外一个万亿级规模的市场空间。而更重要的,是5G发展中的超可靠低延时通信和海量机器类通信。这两者目前还处在发展的过程中,所以第五代通讯的发展,目前还只是非常初步。

超可靠低延时通信和海量机器类通信的发展将有力推动工业的改造,比如说自动驾驶、产业自动化。而海量机器类通信更是工业互联网和智能社会发展的重要依托。这个长板在全球是独一无二的。因为中国在过去的几年中通过努力,使中国的5G基站占了全球的60%,5G用户也达到了全球的60%。这一优势是中国应该着力去发挥的。

叠加5G的应用,智能化正在走来。如果说人类前面的工业化更多解决的是我们的体力的延伸,那么过去将近70-80年,在信息化上的努力,延伸了人类的感知,也就是把我们的眼睛、耳朵、嘴巴延伸了。

正在进行的是智能化,它的目标是要延伸人类的大脑,也就是提升人类对问题的认知能力,这样的发展在国外称为第四次工业革命,这里我们更愿意称之为智能化发展。这样一个发展显然对中国的发展是有百利而无一害,而且这个发展将会叠加和5G共同的优势,来成为中国下一步发展最重要的竞争力。

第三个思考:我们要做好准备

魏少军教授分享第三个思考,就是我们要做好准备。

《礼记中庸》中曾说凡是预则立,不预则废。集成电路产业发展不会一蹴而就需要长时间的坚持,不断的努力,要做好各类准备。

当前中国面临很大的挑战,这些挑战有外部的也有内部的,内部的我们可以通过自身去消除它,而外部的发生,很可能不以个人的意志为转移,因此需要更多的思考,在发展中会碰到什么问题应该如何去解决。做好相应的准备,就不会出现遇到事情手忙脚乱。

中国的发展不会因为某些人和某些事受影响,也不会因为外界打压而停滞不前,因此我们必须要做好各种各样的准备的同时,努力的向前奔跑,我相信依托中国的庞大市场,有勤劳的中国人民,有我们日夜奋斗的同仁们,中国的发展指日可待,一定可以到达成功的彼岸。

       原文标题 : 最新!完整原文:魏少军教授解读中国半导体产业20年发展的思考

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