從人才、科研和成本優勢，看陜西半導體集成電路產業的發展（1）

前言：半導體產業早期包括集成電路、分立器件、光伏發電和LED照明等產業，由于光伏發電和LED照明產業的制造業特點和規模巨大，已獨立統計于半導體產業之外。現在半導體產業僅包括集成電路和分立器件，分立器件在半導體產業中占比很小，說半導體產業基本等同于說集成電路產業。本文敘述范圍是半導體產業，又想突出集成電路，所以采用了半導體集成電路一詞，特此說明。

陜西是我國半導體集成電路技術和產業的策源地，西安是設立國家集成電路設計產業化基地的城市，是中國半導體集成電路產業版圖上的重要支點。近年來，由于各級政府的高度重視和大力支持，陜西半導體集成電路產業增長迅猛，發展勢頭良好。西安高校云集、科研院所林立、研發成本較低，具有發展半導體集成電路產業的人才、科研和成本的優勢，發展前景廣闊。本文對比深圳高科技產業的發展經驗，就如何進一步促進陜西半導體集成電路產業發展，進行一些粗淺的分析和思考。

集成電路(芯片)產業是信息技術產業的核心，是支撐經濟社會發展和保障國家安全的戰略性、基礎性和先導性產業。長期以來，我國非常重視半導體集成電路技術的應用創新，系統整機產業發展很快。從固網通信到移動通信，從互聯網到物聯網，再到云計算、大數據和人工智能等，芯片技術的應用創新為這些高新技術產業發展提供了核心支撐。我國一躍成為全球高新技術產業發展最快的國家，芯片消費量全球的占比很大，芯片成為我國最大宗的進口商品。但是，我們對半導體集成電路基礎研究和核心技術創新有所懈怠，逐步形成了對國外EDA軟件、制造工藝、關鍵設備和基礎材料等核心技術的依賴。

2018年中興事件開始直到今天，美國挑起的對中國半導體集成電路產業的科技戰，開啟了一個極壞的先例。從全球范圍看，首先它嚴重破壞了半導體集成電路產業鏈“全球化分工協作”的良好局面。其次它使集成電路產業的重要性在全球范圍深入人心，促使中美歐日韓和中國臺灣都更加重視了芯片關鍵核心技術的研發和管控，更加重視了“去外國化”的產業鏈搭建，芯片產業鏈以往“全球化分工協作”的好日子短期將再難出現，有可能一去不復返了。從中美雙方來看，它雖然“卡”了我國信息技術產業和戰略性新興產業的“脖子”，但也嚴重傷害了美國及其盟友的半導體集成電路企業的利益。科技戰沒有贏家，它只會使我國半導體集成電路產業早日自強自立，逐步擺脫對國外技術的依賴。

我國已把發展自主可控的半導體集成電路產業提升為國家戰略。補短板、強弱項，發展國產替代已成為國家重大急需。大力加強人才培養，大力加強基礎研究，大力加強關鍵核心技術開發已成為我國當前和今后一段時期的重要任務。目前，全國各個半導體集成電路產業重點城市已形成了你追我趕的發展態勢，力爭為解決國家重大急需和促進產業發展做出貢獻。

從2000年開始以來，我國芯片設計產業發展步入了快車道。國發18號文件發布，八個國家級集成電路設計產業化基地建設，“核高基”重大專項01和02專項實施，都為目前我國發展半導體集成電路產業打下良好基礎。二十年來，先有北京、上海和深圳等城市的集成電路設計產業快速壯大，后有西安、合肥、長沙、廈門、成都、南京等城市高度重視半導體集成電路產業，大力投入和奮起直追。目前已有20多個城市成為了半導體集成電路產業的重要聚集區。

西安近幾年半導體集成電路產業增長速度很快。僅從西安集成電路設計業的增速來看， 2016年增速為25.73%，增速全國排名第9位；2017年增速為114.57%，增速全國排名第1位；2019年增速為33.1%，增速全國排名第4位；2020年增速為49.4%，增速全國排名第5位。西安高校云集、科研院所林立、生活和研發成本較低，具有發展半導體集成電路產業的人才、科研和成本的獨特優勢，陜西發展半導體集成電路產業的廣闊前景可以預期。

一、西安是國家“芯”版圖上的重要支點

西安是我國半導體集成電路技術的發源地。自1956年以來，西安就是我國半導體集成電路主要的教育、科研、試制基地之一。20世紀60年代，這里誕生了第一塊中小規模TTL電路；第一塊PMOS集成電路；第一臺PMOS中小規模集成電路微型計算機；第一臺單晶爐；西安交通大學、西安電子科技大學、西北大學等院校組建了半導體微電子相關專業學科。20世紀70年代，這里誕生了第一塊MOS 1K動態隨機存貯器；第一塊8/16位CPU和協處理器芯片；第一臺大規模集成電路16位微型計算機；第一套硅柵CMOS工藝、雙極電路工藝。20世紀80年代，這里誕生了第一塊N溝E/D4K靜態存貯器；率先引進建設了3英寸大規模集成電路生產線；西北工業大學、西安郵電學院設立了專用集成電路設計學科。20世紀90年代，這里誕生了第一塊10萬像素的CMOS芯片；西安華西IC設計中心成立。進入21世紀，這里誕生了第一塊帶浮點運算的32位RISC CPU；第一塊具有高速并行運算功能的32位RISC CPU。

西安是最早一批成立國家集成電路設計產業化基地和國家集成電路人才培養基地的城市。西安有西安電子科技大學、西安交通大學、西北工業大學三所高校獲得國家支持建設或者籌建國家示范性微電子學院。 

 圖1. 西安是國家“芯”版圖上的重要支點

2014年5月9日，三星(中國)半導體有限公司的存儲器芯片項目竣工，主要生產14納米以及更先進工藝的NAND閃存芯片。同時建設的封裝測試工廠搭建了完整的半導體存儲器生產鏈。2018年3月28日，三星(中國)半導體有限公司70億美元的存儲芯片二期項目開工建設。該項目刷新了中西部最大外商投資記錄，也是我國改革開放以來電子信息領域最大的外商投資高科技項目[4]。三星項目在西安落戶以來，已吸引了包括美國空氣化工、日本住友、韓國東進世美肯等大批國內外企業來西安發展，估計項目將帶動100多家配套企業相繼入駐，直接或間接增加上萬個就業崗位[2]。龍頭企業帶動和產業集群發展的優勢明顯。

圖2.總投資70億美元的三星存儲芯片二期項目在西安開工(來源：網絡圖片)

大尺寸集成電路硅單晶材料是我國芯片產業的“卡脖子”項目，在該領域的突破對實現我國芯片產業自主可控意義重大。西安奕斯偉硅產業基地項目投資110億元，占地800余畝，項目致力于研發生產300mm(12英寸)硅片，建設月產能50萬片、年產值約45億元。項目最終目標是成為月產能100萬片、年產值超百億元的12英寸硅材料頭部企業[9]。

圖3.西安奕斯偉硅產業基地

(來源：陜西省半導體行業協會)

根據陜西省半導體行業協會的統計，2020年陜西省半導體集成電路產業銷售額為1236.2億元，同比增長29%[6]。其中：

1.芯片設計業已有近百家設計企業，涵蓋通信、存儲器、物聯網、功率器件等眾多領域，最高設計水平達到7nm。全年銷售規模為140.7億元，同比增長49.4%。

2.芯片制造業已有8家晶圓制造企業，其中三星(中國)半導體有限公司在國內十大芯片制造企業排名位居第一。晶圓制造最高水平為12吋14nm級存儲器晶圓制造。全年銷售規模為750億元，同比增長43.1%。

3.芯片封裝測試業已有13家企業，主要封裝類型包括QFN、DFN、BGA、SiP等，產品包括先進傳感器封裝、功率器件和智能功率模塊等，西安已成為西北地區重要的封裝測試產業聚集地，全年銷售規模為121億元，同比增長4.7%。

4.芯片支撐業的企業數量超過70家。包括硅材、封裝預成型焊料、電子化學品、特種氣體、清洗液、制造和封裝測試設備等。在硅材料領域，陜西已形成從多晶生產、拉晶、切割、研磨、拋光等環節的完整工藝鏈。全年銷售規模為156億元，同比增長1.5%。

5.分立器件業在功率器件方面，產品范圍從低壓功率器件、電力電子器件到激光功率器件，產品線完整、門類齊全。全年銷售規模為68.5億元，同比增長7.2%。

圖4.陜西省半導體和集成電路產業近年發展情況

(來源：參考資料6)

未來西安半導體集成電路產業將努力發揮集群優勢，優化資源，協同發展，大幅提高核心競爭力，突破關鍵技術，在功率半導體、第三代半導體和以存儲器為代表的集成電路產業的帶動下，推動全產業鏈的協調發展，到2025年，全市半導體集成電路產業規模將有望突破2000億[7]。