全球半导体进行时 行业拐点将至 迈向集成系统时代

作为信息产业的核心，半导体芯片在国际竞争中具备愈发重要的战略意义。

“近几年，我国集成电路产业得到快速发展，以人工智能、智能制造、汽车电子物联网、5G为代表的新兴产业正在快速崛起。”8月18日，在2022世界半导体大会暨南京国际半导体博览会上发表演讲时，中国半导体行业协会副理事长于燮康指出。

于燮康同时表示，自从国家重大科技专项、国家集成电路产业发展推进纲要等一系列利好政策推出以来，极大推动了我国集成电路产业跨越式发展，促进社会民间资本向集成电路产业逐步推进，我国集成电路产业发展取得较为积极的成效。

不过，随着摩尔定律面临极限挑战，半导体技术或将面临新的转折点。“过去60年是集成电路的时代，未来60年是集成系统的时代。”在大会上，中科院院士、深圳大学校长毛军发指出，未来半导体技术将从电路集成走向系统集成的发展新路径，这将为我国变道超车发展提供历史机遇。

在重庆平创半导体研究院有限责任公司，工作人员利用设备对芯片进行贴片作业。-新华社

行业拐点将至

近年来，我国集成电路产业正在快速发展。

据中国半导体行业协会发布的统计数据，国内集成电路产业继续过去几年的快速、平稳增长态势，产业总营收在2021年更是首次突破万亿元达10458.3亿元，同比增长18.2%。其中，设计业销售额为4519亿元，同比增长19.6%；制造业销售额为3176.3亿元，同比增长24.1%；封装测试业销售额2763亿元，同比增长10.1%。

于燮康表示，我国集成电路产业规模逐年增长，去年首次突破万亿元大关。其中，部分核心技术有所突破，骨干企业的实力也有所增强，逐步涌现出一批在芯片设计、芯片制造、封装测试、装备和材料等方面支撑产业链健康发展的规模化链产企业。

不过，于燮康也提到，我国集成电路产业仍存在质量不高的现象，“体现在中国集成电路研发技术工艺相对落后、自主创新能力和研创技术不足、核心技术专利和市场占有率不高、技术水平与国际先进水平仍然有较大的差距。”

除了质量不高之外，从行业角度而言，半导体产业呈现出强烈的周期性，并且从最新的数字来看，拐点可能已经到来，这也构成了对行业内入局者的挑战。

根据半导体行业协会（SIA）报告显示，2022年6月全球半导体行业销售额为508亿美元，同比去年增长13.3%。整体而言，全球半导体销售额增速在6月继续放缓，这也是自2021年2月之后首次增速低于15%。今年1-4月，全球半导体销售额增速分别为26.8%、32.4%、23.0%、21.1%，整体呈现放缓趋势。

“我们行业内的每一位同仁都深深感受到周期给我们带来的深刻烙印。”华润微电子有限公司副总裁马卫清表示，“尽管今年6月半导体销售额仍在增长，但出货量环比有所下降，这是非常值得我们警惕重视的拐点。下一步行业可能会进入新的调整期，出现量价齐跌的现象。”

寻找中国机会

面对当前国内行业发展现状，于燮康表示，我国集成电路产业应该继续与全球半导体产业界创造合作的机会。

他认为，要坚持抓好政策落实与营商环境的优化，建议政府继续加大重大科技专项的力度，支持全产业链技术创新体系以及产业的技术体系。“实事求是地讲，经过前面三个五年计划重大科技专项支持，已经形成了基本的生态体系。（下一步）应大力培养集成电路各细分领域领军企业，推动产业链集聚发展，规范产业市场秩序的各项配套政策能够落实到位。”于燮康指出。

与此同时，于燮康认为，我国应坚持对外合作与自主攻关相结合，一方面加强集成电路高端芯片、高端装备、材料以及设计工艺的研发，另一方面应始终坚持对外合作开放，（利用）全球分布的各个环节的半导体制造能力，捕捉本土较弱产业链细分环节，通过技术与市场的共享，不断提高中国半导体产业的整体水平。

此外，于燮康表示，我国应坚持以市场应用系统为发展方向，避免在最关键应用场景对国产芯片苛求，给国产芯片更多的机会，建立一定的容错机制，才能培养出技术工艺先进、质量性能更加可靠的国产芯片。

马卫清则认为，随着产品应用结构变化，半导体应用转型势在必行，汽车细分市场是功率半导体IDM核心赛道。“国外大厂依靠其产品领先和应用高端，保持着较好的增长和规模领先。而国内功率器件相关企业是谁先推动市场应用升级与产品优化，谁的资源获得更多，则增长越好。去年我们重点布局了车用的空调和低速电动车产品，预计在2022至2024年重点布局车身及新能源车，争取2025年在安全及动力系统方面实现突破。”

从集成电路到集成系统

从长远的产业发展角度而言，集成电路还有新的想象空间。

毛军发指出，当前集成电路行业的发展方向包括延续摩尔定律（More Moore）和绕道摩尔定律（More than Moore），前者面临物理原理极限、技术手段极限、经济成本极限等挑战，后者的主流趋势有Chiplet、异质异构、集成系统等。

就此，毛军发判断，过去60年是集成电路（IC）的时代，而未来60年是集成系统（IS）的时代，“集成电路只是一个手段，系统才是目的。”

他表示，集成系统从系统角度进行一体化设计制作，将各种芯片、传感器、元器件、天线、互连线等制作集成在一个基板上，形成具有预期功能的系统，所有芯片和元器件在结构上组成一个整体，使系统高密度、小型化、强功能、低功耗、低成本、高可靠、易设计、易制作。该思路能够进一步提高系统的设计效率和综合性能，减少系统的成本，增加其可靠性，并降低对芯片设计以及设备的要求。

在毛军发看来，当前集成系统的集成度、工作速度正不断提高，与此同时也面临多物理调控、多性能协同、多材质融合三大主要挑战。“在综合因素考量下，一个电子系统所能够集成的芯片和元器件数量，也是每隔一段时间翻一番，这就如同摩尔时代一样。”