芯片国产化背景下无锡集成电路产业发展路径研究
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摘 要：集成电路在“中国制造2025”“互联网+”等行动计划中起着举足轻重的作用，中兴、华为事件也使国民感知“无芯之痛”，无锡作为国家微电子创新发展高地之一，在集成电路设计、晶圆制造、芯片封装测试等领域整体发展态势良好，但在发展中也遇到一些问题，例如在比重上设计产业偏低、项目资金不足、集成电路人才短缺。该文从加强集成电路产业链协同创新、集成电路产业投资取向、专业人才培养和创新产业发展等方面开展研究，以促进无锡集成电路产业有效发展。
关键词：集成电路 协同创新 投资取向 人才培养
中图分类号：F426 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）04（c）-0029-02
芯片有国家的“工业粮食”之美誉，是信息时代的“基石”，在整机设备中起“心脏”作用，广泛应用于电脑、医疗、物联网、工业控制、汽车电子[1]等重大领域，是衡量综合国力的重要标志之一。
2010年我国重回世界第一制造业大国，从制造大国向制造强国转变，建设战略分3个十年部署，《中国制造2025》是第一个十年目标，实现这个目标的短板之一是缺少芯片，尤其是高端集成电路，而且又受到部分西方国家的出口限制，国务院制订出台了相关集成电路产业发展实施纲要，工业和信息化部积极采取措施解决集成电路产业发展的融资，投资了1200亿产业基金。无锡集成电路产业与全国集成电路发达地区相比，缺乏开发高端核心芯片的关键技术，部分企业规模较小，缺少企业资金自主投入研发等迫切需要解决的问题。
1 无锡集成电路传统产业的发展对策
1.1 加强集成电路产业链协同创新
集成电路产业分上中下游，包括硅晶圆制造、IC设计、IC制造、封装和测试几个主要环节，无锡集成电路产业历史悠久，产业链相对健全，在设计方面如SK海力士已达到10nm级，在国内处于一流水平，但主流设计水平偏低，模拟电路350～180nm，数字电路180～60nm。无锡集成电路产业真实情况如下。
（1）设计。
无锡共有规模以上集成电路芯片设计企业48家，具有代表性的如华润上华半导体公司，拥有设计公司4家，主要设计功率半导体器件、智能传感器与智能控制芯片。无锡新洁能股份有限公司从事半导体功率器件的研发。江苏东晨电子科技有限公司拥有5家子公司，公司最早从事放电管生产，目前集芯片设计、封装检测和销售为一体，研发IGBT、VDMOS、防护器件、晶闸管、GDT等功率类半导体分立器件系列产品。江苏卓胜微电子有限公司专注于射频领域集成电路的研发。无锡芯朋微电子有限公司从事模拟及数模混合集成电路设计。无锡国家集成电路设计产业园于2018年5月在无锡揭牌，将有效提升无锡市集成电路设计产业水平。
（2）制造。
无锡SK海力士和华润上华分别代表了国内12英寸和8英寸[2]生产线的最高水平，无锡SK海力士主要生产12英寸存储器芯片，应用范围涉及PC机、笔记本电脑、服务器、移动存储等领域。华润上华半导体公司为国内唯一拥有全产业链一体化的企业，业务包括设计、掩模制造、晶圆制造、封装测试，6～8inch晶圆生产线4条、封装生产线2条、掩模生产线1条。
（3）封测。
江阴长电科技于2000年9月改制为股份公司，主营集成电路的封装测试，2010年末总资产超过70亿元，连续多年获评“中国电子百强企业”。海太半导体（无锡）有限公司2010年封装产线投产，2011年模组工厂全线运营。最新技术可以对16nm级晶圆进行封装。与SK hynix、HP、IBM、DELL、MOTOROLA、Canon等世界知名企业保持长期良好的合作，开发多种产品。无锡英飞凌科技有限公司于1996年开始运作，是德国英飞凌科技公司在华的第一家独资企业，总投资额为1.5亿美元，主要从事半导体后道封装和智能卡芯片封装。
近年来无锡依托本市半导体行业协会和集成电路产业领导小组，定期举办高质量的集成电路产业论坛、市场分析研讨会、行业年会等协作交流活动形式，大力开展针对国内外知名微电子企業的招引。2017年8月，无锡签约引进上海华虹项目，总投资超过100亿美元，主要从事12英寸集成电路研发和制造，弥补了无锡集成电路设计和自主知识产权方面的短板;2017年10月，无锡签约引进天津中环集成电路项目，总投资30亿美元，研发上游材料——大尺寸、高质量硅片。2017年7月到2019年4月SK海力士总投资9500亿韩元，生产先进的10nm级DRAM，每月生产18万片晶圆。通过政企互动以及行业协会等中介服务机构，加强集成电路全产业链涉及的基础材料、芯片设计、制造设备、封装测试、耗材和下游应用产业联动，注重产业链协同创新发展，预防产业生态链中任何一块短板发生，实现集成电路产业的跨越式发展。
1.2 集成电路产业投资取向
集成电路产业投资的取向，一方面指资金支持，更多的是指半导体厂商之间的协同和联动。
（1）政府资金支持。
集成电路产业的发展需要大量的资金，国家集成电路产业投资基金股分有限公司2016年对封测领域江阴长电科技进行了投资，并支持其开展跨国并购。无锡市政府在2017年1月为集成电路产业投了200亿。
（2）投资布局。
集成电路产业正在从“面”向“点”转变，应加大对设计业重点领域和优势企业的投资。我国正逐渐成为世界光学元件组价制造基地，条码扫描仪、车载镜头、高端相机镜头、运动光学及投影镜头等光学元件应用量巨大，扩大现代光学加工企业投资是明智之举;另外，中国每年进口的集成电路芯片中存储器占1/4，在服务器、电脑及消费领域的应用呈快速增长，需求量大，所以该把存储器的设计、制造作为国家战略进行推动;半导体行业正逐步从智能手机驱动时代过渡到物联网驱动时代，人工智能、5G驱动的物联网产业已进入快速成长期，OLED、人脸识别应用带动AP、MCU、传感器等热门芯片产量持续提升，投资这些芯片产业能带来更高的收益。 （3）并购整合碎片化投资企业。
无锡整机系统开发、芯片的设计制造、封装测试等各产业间仍处于独立脱节的状态。并购整合设计、制造和封测领域碎片化投资的半导体企业资源，能带动整机与芯片联动机制，有效培育产业链齐全的龙头企业，促进芯片的市场化和产业化，进一步提高国产芯片自给率，扩大Flash、微控制器芯片的产业投资，在核心领域打破国际垄断，逐步提升集成电路的国产化替代水平。
1.3 引进和培养集成电路专业人才
随着无锡集成电路产业园的创建，上海华虹、SK海力士二期和天津中环集成电路等超百亿项目落地无锡，急需集成电路设计、制造以及封装等高水平的人才，要解决无锡集成电路产业人才短缺问题[3]，可以从引进与培养人才两方面着手：一方面依托全市落实的“太湖人才”政策，大力招引国内外微电子技术人才来锡创业、鼓励企业自主招聘高层次设计、制造、封测和管理人才;另一方面激励北大软微学院、东南大学无锡分校、江南大学等本地本科学校和高职院校与无锡集成电路设计与制造企业开展紧密合作，通过真实项目及产线提高教师的综合能力，捐助设备给高校，及提供实习岗位给学生，增强学生实践能力和創新创业能力。本地高校和科研单位应进一步完善集成电路领域学科建设，加强产学研融合的人才培养体系，对接企业的人才需求，培育更多本地IC产业精英，使无锡成为集成电路产业的“人才强区和特区”。
2 无锡集成电路创新产业发展
随着机器学习和Web服务规模的指数级增长，常规CPU处理器使用定制硬件来加速常见的计算任务有些力不从心，定制的硬件可被重新编程就灵活多了，FPGA是硬件可重构的，采用并行模式工作，速度为ns级，以前被用作ASIC专用芯片的小批量替代品，但近年来微软、百度等公司将它作为数据处理器，以提供快速的计算能力和足够的灵活性。无锡部分集成电路设计业可向FPGA开发应用转移。
嵌入式系统应用已经渗透到日常生活的多个领域，嵌入式处理器已占分散处理器市场份额的94%，ARM处理器作为嵌入式处理器已取得很大成功，实现了IP核的商业化和市场化，ARM处理器是英国Acorn有限公司设计的低功耗、低成本的第一款简接指令32位微处理器，它把软件直接烧录硬件，而不需外挂存储器，方便设计师操控。目前ARM与中国合作的设计公司已超过230家，其中96%的合作公司设计出了基于ARM架构的芯片，出货量也超过了118亿颗，无锡部分集成电路设计业也可选择和ARM公司合作，设计出高质量的嵌入式处理器，提升本地集成电路设计业水平。
3 结语
集成电路产业的发展影响现代信息社会发展的各个环节，它承载着促进社会进步与经济发展的使命。无锡集成电路产业也迎来了重大机遇和转型，国家和市政府给予了大量的资金支持和政策支持，正逐步形成创新设计、纳米制造和封测领域全产业链，并获得突破性发展。
参考文献
[1] 丁文武.集成电路行业面临的重大变革和机遇[J].集成电路应用，2017，34（5）：9-11.
[2] 朱玲燕.构筑产业新高地 打造中国新硅谷[J].统计科学与实践，2018（9）：40-42.
[3] 马磊.集成电路（IC）产业发展战略研究[J].企业论坛，2017（3）：175-176.
基金项目：无锡市软科学《芯片国产化背景下无锡集成电路产业发展对策研究》（项目编号：KX—19—C76）。
作者简介：史萍（1972—），女，汉族，江苏溧阳人，本科，副教授，研究方向：集成电路设计。
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