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我國芯片產業的發展及破局策略
2024-02-29
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高端通用芯片一直是各國前沿科技領域爭奪的制高點，其制造技術代表著世界超精密制造的最高水平。毫無疑問，關注我國芯片產業的發展，厘清該領域中面臨的關鍵問題，探索有效的突破之路，不僅響應中央經濟工作會議中對2024年經濟工作“以科技創新引領現代化產業體系建設”的部署，對于我國的經濟社會發展和國家經濟安全也具有重要意義。
保持產業競爭力：高研發投入
芯片產業的核心在于其研發環節，而市場需求是半導體關鍵核心技術發展的重要導向。由于中國芯片產業發展起步較晚，在前沿理論研究方面，相關領域內，科研院所創造的創新知識和突破性想法，往往圍繞世界前沿技術問題開展，這與相對落后的中國芯片產業當前發展所遇到的實際問題存在很大差距。
此時置身于產業發展了解市場需求的企業，其高研發投入逐漸形成技術專利、技術新知識等，并最終能將這些技術投入生產就成為了產業保持競爭力的關鍵。截至2023年12月初，A股市場半導體行業板塊共有171家上市企業。
從研發費用來看，排名前10位的上市公司，分別為中芯國際（688981.SH）、聞泰科技（600745.SH）、韋爾股份（603501.SH）、北方華創（002371.SZ）、海光信息（688041.SH）、華虹公司（688347.SH）、長電科技（600584.SH）、紫光國微（002049.SZ）、芯聯集成（688469.SH）和晶晨股份（688099.SH），這10家企業研發費用平均為15.41億元，營業收入平均為157.84億元，研發費用與營業收入的比值平均為9.76%，表明這些企業在技術創新方面的投入較大，具有較強的技術創新能力和研發管理水平，但和歐美國家相比仍有一定差距；扣非凈利潤平均為10.50億元，扣非凈利潤與營業收入的比值平均為6.65%，除芯聯集成外，其余9家企業的扣非凈利潤都為正值，說明都實現了盈利，生產經營效益較好。
研發成果方面，筆者翻閱了企業2023年的半年度報告，以中芯國際和華虹公司為例，中芯國際成功開發了0.35微米至FinFET的多種技術節點，能夠為客戶提供8英寸和12英寸“一站式”晶圓代工服務。報告期內，新增發明專利和實用新型專利申請數327件和12件，累計獲得授權專利共13124件，其中發明專利11329件，此外，還擁有集成電路布圖設計權94件。華虹公司在嵌入式非易失性存儲器、功率器件等領域的多項核心技術達到全球領先水平，并已大量應用于公司產品的批量生產中。報告期內，新增發明專利申請數357件（國內349、境外8）和實用新型專利申請數9件，累計獲得授權專利共4269件，其中發明專利4239件（國內4056、境外183）。
晶圓制造是芯片產業鏈的核心環節之一，動輒需要幾百億元的重投資，而且制造難度最大，是中國目前和世界領先技術水平差異最大的環節。當前，以中芯國際、華虹公司等為代表的晶圓代工廠持續高研發投入，積累了眾多核心技術。然而，中國在芯片制造領域仍然面臨著將實驗室研發的技術突破成功轉化為實際應用和商業產品的諸多挑戰，這就需要鼓勵技術從研究機構向工業公司轉移和商業化，基于多個研究機構與單個企業合作，重復驗證研究機構的成果使知識適應工業需求，從而推動中國芯片產業升級發展。
第三代半導體：需大力扶持
受益于下游新能源汽車、光伏發電、軌道交通等產業的擴張，第三代半導體功率器件市場規模快速增長。根據Yole預測，全球第三代半導體功率器件市場規模將從2021年的10.9億美元增長至2025年的25.6億美元，復合年均增長率超過20%。艾瑞咨詢報告指出，由于性能顯著優于Si基功率器件，未來，隨著制造成本進一步下降，第三代半導體功率器件在新能源汽車、光伏發電等領域有望實現對Si基功率器件的全面替代，市場規模將迎來持續性的高速增長。
目前，我國第三代半導體已列入2030年國家新材料重大項目七大方向之一，正處于研發及產業化發展的關鍵期。國內第三代半導體相關企業經營狀況如何？
截至2023年12月初，A股市場第三代半導體概念板塊中共有92家上市企業。筆者研究發現，這92家企業主要集中在IT設備、半導體、電氣設備、航空、火力發電、機床制造、機械基件、家用電器、礦物制品、軟件服務、食品、通信設備、小金屬、元器件、運輸設備、專用機械等領域。營業收入平均為39.90億元，扣非凈利潤平均2.26億元，扣非凈利潤與營業收入的比值平均為5.66%；營業成本平均31.44億元，營業成本與營業收入的比值平均為78.80%，凈資產平均為56.51億元，凈資產與營業收入的比值平均為141.63%；經營性現金流平均為2.75億元，總現金流平均為-0.18億元；流動負債平均33.56億元；經營性現金流與流動負債的比率平均只有8.19%；平均每家企業員工人數有3518人，員工人數最多的聞泰科技有34048人，員工人數200人以下的有5家企業。
以上數據顯示，我國第三代半導體企業盈利能力狀況尚可，經營活動現金流入良好，但大多企業投資新項目需投入大量資金、項目卻尚未產生利潤，或在籌資活動中支出了大量資金。第三代半導體產業各領域各環節都呈現快速發展狀態，但在人員、資金、技術等方面還是相對欠缺，需要國家產業政策的大力扶持，以加快國產化替代和自主創新的步伐，提升核心技術水平和產品質量，從而保障國家安全和產業鏈穩定。
產業集聚及協同：構建生態鏈
芯片產業是最能體現科技協作與進步的領域之一，但我國半導體產業集聚及協同效應并不明顯。目前，我國已匯集了珠三角、長三角、京津冀和中西部四大產業集群，但各產業集群間存在交叉，同質化競爭明顯。集成電路產業集聚區間缺乏協同，單個聚集區內的企業間還未形成有效的供應關系，企業的發展也大多未考慮地區戰略發展的需要，產業內循環尚未有效形成。
為此有業內專家認為，應加強內循環，打造半導體特色產業集群。
一是以本地資源和產業基礎為核心，統籌規劃我國半導體產業集群區，促進各集群區差異化發展。
二是構建內循環機制，促進集群區間產業協同，推動集群區間建立穩定的供應鏈關系，以實現部分領域國產化替代。
三是推動集群區內產業生態構建，實現細分領域小循環。
從產業生態鏈視角來看，產業生態鏈是由產業鏈上下游企業與高等院校、科研院所組成產學研協同創新聯盟，并依托配套服務企業和其他相關產業協同作用，形成跨地域、動態、循環可持續的現代化產業生態體系。
科技創新具有高風險、高收益的特點，在芯片產業尤為明顯，因此在進行半導體核心技術的研發時，可以調動產業生態鏈系統各方共同出資，這樣各方要素的聚集不僅能產生協同效益，提高研發成功率，還能降低一方由于單方面研發失敗所承擔的風險。此外，應注重配套服務企業在科技創新、成果轉化和知識產權保障等方面發揮積極作用，完善從研發、推廣到產業化的服務機制。
信息來源：中國工業報
