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我国芯片产业的发展及破局策略
2024-02-29
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高端通用芯片一直是各国前沿科技领域争夺的制高点,其制造技术代表着世界超精密制造的最高水平。毫无疑问,关注我国芯片产业的发展,厘清该领域中面临的关键问题,探索有效的突破之路,不仅响应中央经济工作会议中对2024年经济工作“以科技创新引领现代化产业体系建设”的部署,对于我国的经济社会发展和国家经济安全也具有重要意义。

保持产业竞争力:高研发投入

芯片产业的核心在于其研发环节,而市场需求是半导体关键核心技术发展的重要导向。由于中国芯片产业发展起步较晚,在前沿理论研究方面,相关领域内,科研院所创造的创新知识和突破性想法,往往围绕世界前沿技术问题开展,这与相对落后的中国芯片产业当前发展所遇到的实际问题存在很大差距。

此时置身于产业发展了解市场需求的企业,其高研发投入逐渐形成技术专利、技术新知识等,并最终能将这些技术投入生产就成为了产业保持竞争力的关键。截至202312月初,A股市场半导体行业板块共有171家上市企业。

从研发费用来看,排名前10位的上市公司,分别为中芯国际(688981.SH)、闻泰科技(600745.SH)、韦尔股份(603501.SH)、北方华创(002371.SZ)、海光信息(688041.SH)、华虹公司(688347.SH)、长电科技(600584.SH)、紫光国微(002049.SZ)、芯联集成(688469.SH)和晶晨股份(688099.SH),这10家企业研发费用平均为15.41亿元,营业收入平均为157.84亿元,研发费用与营业收入的比值平均为9.76%,表明这些企业在技术创新方面的投入较大,具有较强的技术创新能力和研发管理水平,但和欧美国家相比仍有一定差距;扣非净利润平均为10.50亿元,扣非净利润与营业收入的比值平均为6.65%,除芯联集成外,其余9家企业的扣非净利润都为正值,说明都实现了盈利,生产经营效益较好。

研发成果方面,笔者翻阅了企业2023年的半年度报告,以中芯国际和华虹公司为例,中芯国际成功开发了0.35微米至FinFET的多种技术节点,能够为客户提供8英寸和12英寸“一站式”晶圆代工服务。报告期内,新增发明专利和实用新型专利申请数327件和12件,累计获得授权专利共13124件,其中发明专利11329件,此外,还拥有集成电路布图设计权94件。华虹公司在嵌入式非易失性存储器、功率器件等领域的多项核心技术达到全球领先水平,并已大量应用于公司产品的批量生产中。报告期内,新增发明专利申请数357件(国内349、境外8)和实用新型专利申请数9件,累计获得授权专利共4269件,其中发明专利4239件(国内4056、境外183)。

晶圆制造是芯片产业链的核心环节之一,动辄需要几百亿元的重投资,而且制造难度最大,是中国目前和世界领先技术水平差异最大的环节。当前,以中芯国际、华虹公司等为代表的晶圆代工厂持续高研发投入,积累了众多核心技术。然而,中国在芯片制造领域仍然面临着将实验室研发的技术突破成功转化为实际应用和商业产品的诸多挑战,这就需要鼓励技术从研究机构向工业公司转移和商业化,基于多个研究机构与单个企业合作,重复验证研究机构的成果使知识适应工业需求,从而推动中国芯片产业升级发展。

第三代半导体:需大力扶持

受益于下游新能源汽车、光伏发电、轨道交通等产业的扩张,第三代半导体功率器件市场规模快速增长。根据Yole预测,全球第三代半导体功率器件市场规模将从2021年的10.9亿美元增长至2025年的25.6亿美元,复合年均增长率超过20%。艾瑞咨询报告指出,由于性能显著优于Si基功率器件,未来,随着制造成本进一步下降,第三代半导体功率器件在新能源汽车、光伏发电等领域有望实现对Si基功率器件的全面替代,市场规模将迎来持续性的高速增长。

 

目前,我国第三代半导体已列入2030年国家新材料重大项目七大方向之一,正处于研发及产业化发展的关键期。国内第三代半导体相关企业经营状况如何?

截至202312月初,A股市场第三代半导体概念板块中共有92家上市企业。笔者研究发现,92家企业主要集中在IT设备、半导体、电气设备、航空、火力发电、机床制造、机械基件、家用电器、矿物制品、软件服务、食品、通信设备、小金属、元器件、运输设备、专用机械等领域。营业收入平均为39.90亿元,扣非净利润平均2.26亿元,扣非净利润与营业收入的比值平均为5.66%;营业成本平均31.44亿元,营业成本与营业收入的比值平均为78.80%,净资产平均为56.51亿元,净资产与营业收入的比值平均为141.63%;经营性现金流平均为2.75亿元,总现金流平均为-0.18亿元;流动负债平均33.56亿元;经营性现金流与流动负债的比率平均只有8.19%;平均每家企业员工人数有3518人,员工人数最多的闻泰科技有34048人,员工人数200人以下的有5家企业。

以上数据显示,我国第三代半导体企业盈利能力状况尚可,经营活动现金流入良好,但大多企业投资新项目需投入大量资金、项目却尚未产生利润,或在筹资活动中支出了大量资金。第三代半导体产业各领域各环节都呈现快速发展状态,但在人员、资金、技术等方面还是相对欠缺,需要国家产业政策的大力扶持,以加快国产化替代和自主创新的步伐,提升核心技术水平和产品质量,从而保障国家安全和产业链稳定。

产业集聚及协同:构建生态链

芯片产业是最能体现科技协作与进步的领域之一,但我国半导体产业集聚及协同效应并不明显。目前,我国已汇集了珠三角、长三角、京津冀和中西部四大产业集群,但各产业集群间存在交叉,同质化竞争明显。集成电路产业集聚区间缺乏协同,单个聚集区内的企业间还未形成有效的供应关系,企业的发展也大多未考虑地区战略发展的需要,产业内循环尚未有效形成。

为此有业内专家认为,应加强内循环,打造半导体特色产业集群。

一是以本地资源和产业基础为核心,统筹规划我国半导体产业集群区,促进各集群区差异化发展。

二是构建内循环机制,促进集群区间产业协同,推动集群区间建立稳定的供应链关系,以实现部分领域国产化替代。

三是推动集群区内产业生态构建,实现细分领域小循环。

从产业生态链视角来看,产业生态链是由产业链上下游企业与高等院校、科研院所组成产学研协同创新联盟,并依托配套服务企业和其他相关产业协同作用,形成跨地域、动态、循环可持续的现代化产业生态体系。

科技创新具有高风险、高收益的特点,在芯片产业尤为明显,因此在进行半导体核心技术的研发时,可以调动产业生态链系统各方共同出资,这样各方要素的聚集不仅能产生协同效益,提高研发成功率,还能降低一方由于单方面研发失败所承担的风险。此外,应注重配套服务企业在科技创新、成果转化和知识产权保障等方面发挥积极作用,完善从研发、推广到产业化的服务机制。

信息来源:中国工业报


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