張輝 張明哲

【摘要】全球集成電路產(chǎn)業(yè)歷經(jīng)三次產(chǎn)業(yè)中心轉(zhuǎn)移，已形成全球分工明確及高度專業(yè)化，空間聚集，高投入、高技術(shù)、高利潤、強壟斷的產(chǎn)業(yè)特征，但是也存在寡頭企業(yè)壟斷、地理集中度過高、產(chǎn)業(yè)短期調(diào)整彈性低等安全風險。我國雖然是全球集成電路產(chǎn)業(yè)的最大消費市場，但面臨產(chǎn)業(yè)供需失衡、自主研發(fā)能力弱、人才短缺等現(xiàn)狀，應(yīng)基于集成電路產(chǎn)業(yè)特征實現(xiàn)安全可持續(xù)發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字經(jīng)濟全球化? 集成電路產(chǎn)業(yè)? 安全風險? 可持續(xù)發(fā)展

【中圖分類號】F426? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標識碼】A

【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2022.06.011

集成電路產(chǎn)業(yè)已成為數(shù)字經(jīng)濟全球化背景下國際政治經(jīng)濟競爭的焦點，世界各國集成電路產(chǎn)業(yè)均是以加大“自主可控”為發(fā)展戰(zhàn)略目標。[1]2020年8月，國務(wù)院印發(fā)的《新時期促進集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》為進一步優(yōu)化集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境、提升創(chuàng)新能力和發(fā)展質(zhì)量提供了政策保障?！笆奈濉币?guī)劃要求，要在事關(guān)國家安全和發(fā)展全局的基礎(chǔ)核心領(lǐng)域瞄準集成電路等一批具有前瞻性、戰(zhàn)略性的國家重大科技項目。因此，探討數(shù)字經(jīng)濟全球化下我國集成電路產(chǎn)業(yè)如何安全與可持續(xù)發(fā)展，對我國統(tǒng)籌發(fā)展與安全、實現(xiàn)經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。

全球集成電路產(chǎn)業(yè)特征與安全風險

歷史上集成電路產(chǎn)業(yè)已經(jīng)歷了三次產(chǎn)業(yè)中心轉(zhuǎn)移，價值鏈低附加值環(huán)節(jié)率先遷移是該產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的邏輯。隨著技術(shù)迅速提升，資本開支快速增加，以制造為代表的集成電路產(chǎn)業(yè)遷移路徑由美國至日本，再到韓國、中國臺灣地區(qū)，最后到中國大陸，商業(yè)模式由垂直整合到IDM模式（Integrated Device Manufacture，集成器件制造）再到垂直分工，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)越來越細化。[2]從價值鏈視角看，設(shè)計、制造、封裝測試等領(lǐng)域分別是集成電路全球價值鏈中高、中、低位的價值環(huán)節(jié)，產(chǎn)業(yè)中心每一次轉(zhuǎn)移均是價值鏈低增加值的環(huán)節(jié)率先轉(zhuǎn)移。[3]產(chǎn)業(yè)的三次轉(zhuǎn)移形成了如今全球集成電路產(chǎn)業(yè)特征，同時也產(chǎn)生了產(chǎn)業(yè)鏈的安全風險。

第一，集成電路產(chǎn)業(yè)具有全球分工明確和高度專業(yè)化結(jié)構(gòu)特征。從全球分工來看，集成電路產(chǎn)業(yè)鏈可細分為中游核心產(chǎn)業(yè)、上游支撐產(chǎn)業(yè)和下游需求產(chǎn)業(yè)。其中，中游核心產(chǎn)業(yè)鏈包括芯片設(shè)計、晶圓制造、封裝、測試四大環(huán)節(jié)。核心產(chǎn)業(yè)鏈中的芯片設(shè)計是知識密集型行業(yè)，需要經(jīng)驗豐富的尖端人才，處于價值鏈高端;晶圓制造是資本加技術(shù)密集型行業(yè)，通常投資規(guī)模巨大，進入門檻很高，處于價值鏈中端;傳統(tǒng)的封裝及測試環(huán)節(jié)是勞動密集型行業(yè)，通常更突出行業(yè)規(guī)模優(yōu)勢的特點，處于價值鏈低端，而近年來先進封裝技術(shù)突飛猛進，可進一步提高集成電路的集成度并且降低制造的成本，未來或成為撬動集成電路產(chǎn)業(yè)突破摩爾定律極限并繼續(xù)向前發(fā)展的重要杠桿。上游支撐產(chǎn)業(yè)鏈有軟件、材料和設(shè)備，其中軟件包括用于電路設(shè)計的集成電路電子自動設(shè)計軟件（Electronic Design Automation， EDA），通常簡稱為“EDA軟件”;材料包括硅片、光刻膠等;設(shè)備包括光刻機、封裝設(shè)備、檢測設(shè)備等。下游需求產(chǎn)業(yè)鏈為集成電路的終端應(yīng)用，包括手機、電腦、通訊基站、汽車、傳感器等。從專業(yè)化看，全球不同區(qū)域根據(jù)各自比較優(yōu)勢在產(chǎn)業(yè)鏈中發(fā)揮不同的作用，對技術(shù)的深厚積累和龐大的市場規(guī)模優(yōu)勢形成了高度專業(yè)化的全球集成電路產(chǎn)業(yè)鏈。美國在技術(shù)密集的領(lǐng)域遙遙領(lǐng)先，這得益于全球化，即來自全球客戶的收入支持了其高研發(fā)和高利潤的正向循環(huán)。日本、韓國和中國臺灣地區(qū)等東亞國家和地區(qū)在集成電路制造方面處于前沿，這需要政府激勵措施所支持的大規(guī)模資本支出，以及強大的基礎(chǔ)設(shè)施和熟練的勞動力。中國在封裝和測試領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位，封裝領(lǐng)域的技術(shù)和資本密集度相對較低，但是中國正力爭在整個產(chǎn)業(yè)鏈擴張。

因此，集成電路產(chǎn)業(yè)技術(shù)、資金和人才密集的特點決定了其發(fā)展必須遵循市場規(guī)律且須依靠全球高度專業(yè)化分工合作。但是，高度專業(yè)化的集成電路產(chǎn)業(yè)分工又造成大型企業(yè)寡頭壟斷格局，并使其在某個特定環(huán)節(jié)擁有壟斷性技術(shù)，進而對影響產(chǎn)業(yè)鏈安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)形成強有力的話語權(quán)。

第二，集成電路產(chǎn)業(yè)在地理空間上呈現(xiàn)產(chǎn)業(yè)集聚現(xiàn)象。雖然集成電路產(chǎn)業(yè)的高度分工和專業(yè)化使得其全球價值鏈的各個價值環(huán)節(jié)在全球空間上呈現(xiàn)離散分布格局，但是這些價值環(huán)節(jié)又具有高度地理集聚特征，因此產(chǎn)業(yè)地理分布特征為“整體離散，區(qū)域集聚”。在新經(jīng)濟地理學中，產(chǎn)業(yè)集聚是指在某個特定產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域或產(chǎn)業(yè)鏈條上的相關(guān)企業(yè)、資本、人才、科技等各種資源，在地理上逐漸集中而形成產(chǎn)業(yè)集群的現(xiàn)象。集成電路產(chǎn)業(yè)自2020年以來出現(xiàn)供應(yīng)短缺現(xiàn)象，集成電路制造業(yè)產(chǎn)業(yè)集聚現(xiàn)象凸顯。目前，全球大約75%的集成電路制造業(yè)都聚集在中國、日本、韓國、中國臺灣地區(qū)等東亞國家和地區(qū)，而世界上最先進的10納米以下集成電路制造產(chǎn)能都集中在韓國和中國臺灣地區(qū)，占比分別為8%和92%。

雖然產(chǎn)業(yè)聚集效應(yīng)從整體上促進集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展，但是過高的地理集中度極大可能引發(fā)全球集成電路產(chǎn)業(yè)安全風險。一方面，由于過高的地理集中度，可能因某些區(qū)域疫情、自然災(zāi)害等情況導致全球大規(guī)模的供應(yīng)中斷。例如，2020年上半年，新冠肺炎疫情全球蔓延，工廠停工停產(chǎn)對全球集成電路產(chǎn)業(yè)供給側(cè)造成重大沖擊，產(chǎn)業(yè)鏈出現(xiàn)斷鏈的安全風險。另一方面，地緣政治緊張可能導致出口控制，限制某些國家使用關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品，從而損害全球供應(yīng)商或客戶的準入，甚至影響某些國家的安全與發(fā)展。例如，中美貿(mào)易摩擦加劇持續(xù)給雙方的集成電路合作帶來很大的不確定性。2019年和2020年，美國政府對華為和其他中國實體實施了一系列出口管制，目前出口控制已涵蓋整個集成電路產(chǎn)業(yè)鏈，其中包括EDA軟件和包含美國開發(fā)技術(shù)的制造設(shè)備等，同時影響了華為從非美國供應(yīng)商處采購集成電路產(chǎn)品，對國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)核心環(huán)節(jié)的自主可控造成嚴重影響。0F2AC8A4-C435-4BC3-87CA-1DBAEE1A5CDD

第三，集成電路產(chǎn)業(yè)具有“三高一強”的特點。集成電路產(chǎn)業(yè)是科技創(chuàng)新的支柱產(chǎn)業(yè)，注重技術(shù)研發(fā)，因技術(shù)更新周期短，所以需要不斷投入大量研發(fā)資金，具有高投入、高技術(shù)、高利潤、強壟斷的特點。[4]目前，世界領(lǐng)先的集成電路企業(yè)通常以數(shù)額龐大的研發(fā)投入取得技術(shù)優(yōu)勢，再依靠全球化市場壟斷獲得高額利潤，反哺研發(fā)投入。[5]然后，通過專利保護、技術(shù)保護等手段持續(xù)加高技術(shù)和資本壁壘，維持自身強壟斷地位。集成電路產(chǎn)業(yè)“三高一強”的特點制造了極高的市場準入門檻，規(guī)模小的企業(yè)難以進入或競爭，只有規(guī)模大的企業(yè)才能實現(xiàn)巨大投入以滿足下游龐大市場對技術(shù)更新的需求。無論從技術(shù)還是資本的角度看，集成電路產(chǎn)業(yè)的后發(fā)者實現(xiàn)后發(fā)優(yōu)勢均難度較大，產(chǎn)業(yè)發(fā)展不平衡將加劇。

寡頭企業(yè)的技術(shù)鎖定和壟斷使得集成電路產(chǎn)業(yè)的短期調(diào)整彈性嚴重降低。其中，關(guān)于集成電路產(chǎn)業(yè)的設(shè)備及材料的技術(shù)鎖定和壟斷尤為突出。通常情況下，制造環(huán)節(jié)的工藝需要依賴設(shè)備，而設(shè)備在制造工廠需要經(jīng)過1～2年的驗證期。技術(shù)鎖定使得產(chǎn)業(yè)鏈下游廠商調(diào)整應(yīng)對安全沖擊的彈性大幅降低，而集中壟斷的格局使得尋找替代方案的難度加大，還須耗費大量時間進行匹配和驗證工作。

我國集成電路產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

第一，我國是全球集成電路產(chǎn)業(yè)的最大消費市場。根據(jù)美國半導體協(xié)會（SIA）的數(shù)據(jù)顯示，2020年，我國是全球最大的芯片消費市場，銷售額總計1517億美元，與2019年相比增長5.0%;美國集成電路企業(yè)在我國的市場占有率近50%，中國市場是其主要收入來源。[6]因此，我國要充分發(fā)揮巨大消費市場的優(yōu)勢，牢牢把握擴大內(nèi)需這一戰(zhàn)略基點。

第二，我國集成電路產(chǎn)業(yè)供給側(cè)和需求側(cè)結(jié)構(gòu)失衡。首先，我國集成電路產(chǎn)品對外依賴度極高，據(jù)海關(guān)總署數(shù)據(jù)，2020年，我國集成電路進口金額超過2.26萬億元，同比增長14.6%。其次，我國半導體產(chǎn)業(yè)核心技術(shù)仍存在較多“卡脖子”環(huán)節(jié)，產(chǎn)業(yè)鏈自主可控存在安全隱患。[7]集成電路國產(chǎn)化率低，國內(nèi)集成電路企業(yè)大部分集中在非先進制造、封裝、測試和低端芯片等利潤較低的領(lǐng)域，材料、EDA軟件、設(shè)備和高端芯片等產(chǎn)業(yè)上游或者高利潤產(chǎn)品嚴重依賴進口且核心技術(shù)受制于人。

第三，我國集成電路產(chǎn)業(yè)自主研發(fā)能力亟需加強。首先，過去多年來我國對基礎(chǔ)學科的重視不足。基礎(chǔ)科學研究是科技創(chuàng)新的基石，集成電路產(chǎn)業(yè)需要微電子、物理、化學、數(shù)學、信息通信、光學、材料科學等多學科協(xié)同發(fā)展。長期以來我國集成電路產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)學科薄弱，在技術(shù)上缺乏原始創(chuàng)新，導致產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)嚴重受制于人。其次，我國研發(fā)投入嚴重不足。根據(jù)美國半導體協(xié)會數(shù)據(jù)，2019年，美國集成電路產(chǎn)研發(fā)支出總額為398億美元，在1999年到2019年的20年間，其產(chǎn)研發(fā)支出保持了6.6%的年復(fù)合增速，美國集成電路產(chǎn)業(yè)研發(fā)支出在市場周期變化中持續(xù)走高，一定程度上說明了研發(fā)投入對集成電路生產(chǎn)的重要性。[8]在2019年全球集成電路研發(fā)投入前十大企業(yè)中，英特爾的研發(fā)支出遠高于其他企業(yè)，位居榜首，高達134億美元，占前十大企業(yè)總支出的31%，而中國唯一上榜的華為海思研發(fā)投入僅為英特爾的18%。

第四，我國集成電路產(chǎn)業(yè)人才短缺。集成電路產(chǎn)業(yè)不僅需要優(yōu)秀的研發(fā)人才，也需要高素質(zhì)的技術(shù)工人。目前我國集成電路人才嚴重短缺，制約產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。2020年，我國集成電路人才缺口超過40萬人。一方面，我國集成電路專業(yè)的畢業(yè)生每年不足3萬人，難以滿足產(chǎn)業(yè)需求，而且人才流向美歐企業(yè)的現(xiàn)象嚴重。另一方面，美歐嚴格限制中資并購美歐半導體企業(yè)，人才交流渠道受限。此外，為了防止技術(shù)泄露，美歐嚴格控制我國從海外引進人才，中國籍員工也幾乎難以就職于美歐集成電路企業(yè)核心層。

我國集成電路產(chǎn)業(yè)安全可持續(xù)發(fā)展路徑

在數(shù)字經(jīng)濟全球化發(fā)展的大潮下，為在新一輪科技革命中取得競爭優(yōu)勢，必須統(tǒng)籌考慮全球集成電路產(chǎn)業(yè)安全風險和我國自身存在的不足，以應(yīng)對威脅產(chǎn)業(yè)鏈安全的極端情形。

第一，引進高端人才是集成電路產(chǎn)業(yè)安全可持續(xù)發(fā)展的重中之重。數(shù)字經(jīng)濟是一個高度知識密集的經(jīng)濟形態(tài)，集成電路產(chǎn)業(yè)是典型的人才密集型產(chǎn)業(yè)。人才是集成電路企業(yè)的生存和發(fā)展根基，市場競爭的核心是人才競爭，而高端人才是企業(yè)做大做強的核心。[9]我們應(yīng)從以下幾點突破。首先，凝聚世界級人才，吸引海外人才回國創(chuàng)業(yè)，招募具備國際視野和全局性眼光的行業(yè)領(lǐng)軍人才。其次，建立人才培養(yǎng)的長效機制，以與國際相匹配的高薪留住人才，并對在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域探索創(chuàng)新的科研人員提供長期資金支持，保障其薪資待遇和研究經(jīng)費，不以短期回報為目標。再次，大力支持我國新設(shè)立的集成電路科學與工程一級學科建設(shè)，提高我國高校和科研院所集成電路專業(yè)人才的培養(yǎng)數(shù)量。

第二，發(fā)揮新型舉國體制優(yōu)勢，突破基礎(chǔ)科學研究瓶頸。通過對全球集成電路產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的研究發(fā)現(xiàn)，美歐、日韓等國家地區(qū)在發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)上均實施了國家級產(chǎn)業(yè)規(guī)劃和政策。核心技術(shù)攻關(guān)需要國家扶持。集成電路產(chǎn)業(yè)涉及安全的關(guān)鍵節(jié)點均在需要長期技術(shù)積累的領(lǐng)域，可通過“市場換技術(shù)”或者跟隨戰(zhàn)略不斷學習以實現(xiàn)突破。我國應(yīng)充分發(fā)揮舉國體制，制定集成電路產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃，建設(shè)一批集成電路科技創(chuàng)新中心，聚焦基礎(chǔ)領(lǐng)域的“卡脖子”環(huán)節(jié)予以重點攻破。與此同時，地方政府應(yīng)分析產(chǎn)業(yè)特征、尊重產(chǎn)業(yè)規(guī)律，避免盲目投資和低水平重復(fù)建設(shè)。

第三，尊重全球集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律和產(chǎn)業(yè)特征，積極維護產(chǎn)業(yè)全球化發(fā)展。集成電路產(chǎn)業(yè)具有全球分工明確和高度專業(yè)化的產(chǎn)業(yè)特征，沒有哪個國家能單獨實現(xiàn)完全的國產(chǎn)化，即使強如美國也只參與了產(chǎn)業(yè)的小部分環(huán)節(jié)。中國、中國臺灣地區(qū)、美國、歐洲、日本、韓國等國家和地區(qū)各自占據(jù)了產(chǎn)業(yè)鏈不可或缺的部分。未來我國集成電路產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)供應(yīng)鏈安全可控，可在部分關(guān)鍵領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)去美國化，通過深化第三方市場合作，加大與歐洲、日本的設(shè)備和材料企業(yè)，以及與韓國、中國臺灣地區(qū)的制造企業(yè)之間的合作力度。此外，中國應(yīng)充分釋放國內(nèi)大循環(huán)的巨大需求，吸引全世界資源要素，形成“你中有我，我中有你”的戰(zhàn)略相持格局。美國的集成電路設(shè)計、EDA軟件、先進設(shè)備等科技領(lǐng)先領(lǐng)域都需依賴龐大的中國市場以支撐其巨大投資、研發(fā)和生態(tài)發(fā)展。中國本土的集成電路企業(yè)盡管受到外部環(huán)境壓力，但自主發(fā)展的道路不會因為外部打壓而改變。

第四，在集成電路制造業(yè)的成熟工藝率先實現(xiàn)全鏈路國產(chǎn)替代。由于集成電路產(chǎn)業(yè)地理集中度高，供給側(cè)問題預(yù)計將是未來全球產(chǎn)業(yè)發(fā)展的中長期困擾。制造業(yè)可從廣義上分為先進工藝和成熟工藝。集成電路先進工藝的產(chǎn)品通常用于5G手機、高級計算、人工智能等高端領(lǐng)域，而成熟工藝的產(chǎn)品應(yīng)用范圍更廣，包括數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施、通訊基站、物聯(lián)網(wǎng)、電動汽車、軌道交通、光伏、家電、LED、LCD面板等諸多領(lǐng)域。目前，全球供給側(cè)吃緊的是集成電路成熟工藝產(chǎn)品。集成電路制造企業(yè)并不是最底層、最核心的技術(shù)生產(chǎn)者，而是設(shè)備、材料、制造工藝的集成商。設(shè)備才是制造的起點，若沒有設(shè)備的生產(chǎn)能力，設(shè)計和制造也是無根之木。目前，我國已擁有制造業(yè)成熟工藝技術(shù)，主要矛盾轉(zhuǎn)化為缺少國產(chǎn)設(shè)備和材料。因此，當務(wù)之急是在由美系廠商把控的成熟工藝相關(guān)材料、設(shè)備、EDA軟件等領(lǐng)域做好全鏈路的國產(chǎn)替代。

注釋

[1]張曉蘭、黃偉熔：《半導體產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢國家和地區(qū)資金支持的經(jīng)驗及啟示》，《經(jīng)濟縱橫》，2020年第8期。

[2]吳曉波、張馨月、沈華杰：《商業(yè)模式創(chuàng)新視角下我國半導體產(chǎn)業(yè)“突圍”之路》，《管理世界》，2021年第3期。

[3]張輝：《全球價值鏈理論與我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究》，《中國工業(yè)經(jīng)濟》，2004年第5期。

[4]辜勝阻、吳華君、吳沁沁、余賢文：《創(chuàng)新驅(qū)動與核心技術(shù)突破是高質(zhì)量發(fā)展的基石》，《中國軟科學》，2018年第10期。

[5]曾繁華、吳靜：《自主可控視角下中國半導體產(chǎn)業(yè)鏈風險及對策研究》，《科學管理研究》，2021年第1期。

[6][8]SIA， 2020 Factbook， Semiconductor Industry Association， 2020.

[7]張輝、張明哲：《數(shù)字經(jīng)濟何以助力“雙循環(huán)”新發(fā)展格局》，《人民論壇》，2021年第23期。

[9]張輝、石琳：《數(shù)字經(jīng)濟：新時代的新動力》，《北京交通大學學報（社會科學版）》，2019年第2期。

責 編/桂 琰0F2AC8A4-C435-4BC3-87CA-1DBAEE1A5CDD