01、集成电路概述
集成电路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,使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步。
随着技术的不断发展,集成电路已经成为了现代电子工业的基石,广泛应用于计算机、通信、航空航天、医疗、工业自动化等领域。
集成电路的制造需要经过多个复杂的过程,包括晶圆准备、图形制作、掺杂、薄膜制作、光刻、刻蚀、键合封装等。在制造过程中,需要使用大量的化学试剂和精密的设备,同时需要严格的质量控制和环境控制。任何一个环节出现问题都可能导致集成电路的性能下降或失效。
02、集成电路行业发展政策
我国政策上多方位扶持集成电路行业,推动着行业规模化、国产化进程不断加速。
为了提升我国集成电路的自主研发能力,降低对外依赖性,自2014年开始,我国陆续发布了一系列政策以扶持集成电路行业的发展。
例如,国务院于2014年发布的《国家集成电路产业发展推进纲要》明确提出,到2020年要基本建成技术先进、安全可靠的集成电路产业体系,实现跨越式发展。
此外,财政部、税务总局和海关总署联合发布的《关于支持集成电路产业和软件产业发展进口税收政策的通知》则提出对相关企业实行税收优惠政策。
这些政策的出台,从全方位、多角度推动了集成电路行业的进步,彰显了国家对该行业的重视和支持。
03、集成电路行业发展现状
1.市场规模
集成电路,这一堪称信息产业心脏的关键要素,无疑在军工、电子设备、通讯等诸多领域扮演着举足轻重的角色。它对国家发展、科技进步、经济建设的影响力不言而喻,深远而重大。
近年来,随着消费电子、PC等产业的繁荣发展以及国产化进程的加速推进,国内集成电路市场规模呈现出持续扩张的态势。
从2015年到2021年,这一趋势始终未变;而在2022年,市场有所回落,此时集成电路市场规模约为2.56万亿元。
2.供需量
根据国家统计局数据,国内集成电路行业总生产量从2011年的719.52亿块上升到2021年的3594.3亿块,年均复合增长率约为17.45%。
受各种因素影响,2022年中国集成电路产量下滑至3241.9亿块,同比下降9.8%,集成电路需求量减少至5892.3亿块,同比下降1.88%。伴随着经济持续复苏,中国集成电路产量及需求量在之后有望恢复增长态势。
3.进出口数量
我国是半导体芯片需求大国,但所需芯片高度依赖进口,仅2022年,我国就进口集成电路5384亿块,2015年以来累计进口数量总额达到36233亿块。
出口方面,2022年累计出口集成电路2733.6亿块,较2021年减少373.4亿块。
04、集成电路行业发展趋势
1、国产突围势在必行
近年来,中国已成为世界规模最大、增速最快的集成电路市场,但国内需求多通过进口满足,尤其以高端芯片的需求缺口较大。为此,政府及相关部门出台了大量法规、政策推动集成电路国产化。
由于国内集成电路企业起步较晚,因此在技术、质量和规模上都与国际龙头企业存在着一定的差距。
但是近年来,随着拥有领先技术的集成电路企业的快速崛起,中国高性能集成电路水平与世界水平的差距正逐步缩小。
不仅如此,本土企业的持续发展填补了国内集成电路市场的部分空白,在一些技术领域甚至达到了国际先进水平,呈现出良好的发展势头。
预计在未来几年,我国集成电路市场将呈现出本土企业竞争力不断增强、市场份额持续扩大的态势。
2、产品集成度不断提高
集成电路产品的下游应用,特别是手机、平板、电脑和智能家居等领域,对产品重量和厚度有着极其严格的要求。为了达到这一目标,集成电路厂商必须双管齐下。
第一,他们需要从芯片结构设计入手,优化内部器件布局和制造工艺,以此来减小产品的体积。这样一来,在晶圆尺寸固定的前提下,能够产出更多的芯片,从而降低产品的单位成本。
第二,集成电路厂商还应根据终端需求来灵活选择封装形式,确保在保证产品性能的同时,尽可能减小成品芯片的体积。
3、物联网应用层不断创新
自物联网概念兴起到发展至今,受基础设施建设、工业升级和消费升级等因素的驱动,物联网等新兴市场快速发展。
物联网产业具有典型的长尾效应,应用领域广泛、发散,细分领域众多。针对更丰富的衍生场景,专用SoC、MCU芯片能够满足差异化的开发需求,在物联网应用层方面不断开拓。
4、芯片算力不断提升
近年来,得益于移动互联网、大数据、超级计算、神经网络、语音识别等新理论和新技术的飞速发展,人工智能技术得以迅猛发展。
从架构上看,人工智能可分为基础层、技术层和应用层。其中,基础层的核心是算力,技术层的核心是算法,而算力和算法的核心均在于芯片。正因如此,随着芯片算力的大幅提升,高性能AI芯片便能更好地支持大规模并行计算,成为连接万物的重要媒介。
尤为值得一提的是,边缘AI芯片的普及将在时延、功耗以及安全性等性能上发挥出巨大的优势,成为推动人工智能技术进一步发展的强大动力。
总之,集成电路是一种重要的微型电子器件,已经成为了现代电子工业的基石。未来的发展需要不断探索新的技术和解决方案以克服不断变化的挑战。随着技术的不断发展,集成电路将会继续朝着更高效、更环保、更智能化的方向发展。