“十四五”時期是北京落實首都城市戰略定位、推進以科技創新為核心的全面創新,加快建設全球數字經濟標桿城市的關鍵時期。北京集成電路產業在對國家科技創新服務,以及北京數字經濟建設的戰略承載和基礎支撐上,應責無旁貸地發揮急先鋒和排頭兵的作用。但“十四五”時期北京集成電路產業也面臨著宏觀環境日趨復雜,產業下行壓力加大,協同創新動力不足等諸多挑戰和問題。本文將從產業特點、產業定位、重點舉措等多個角度對“十四五”時期北京集成電路產業的發展提出相關建議和展望:1)戰略聚焦,實施重點集成電路產品攻關工程;2)出臺政策,加大對人才和企業研發的支持力度;3)強化協同,加速推進央地合作和京津冀聯動發展;4)營造環境,進一步提升北京集成電路產業發展質量。
1、引言
集成電路產業是支撐經濟社會發展的戰略性、基礎性、先導性產業,也是引領數字經濟和新基建發展的新動能。當前,中美經貿摩擦和科技博弈加劇了全球局勢的不確定性,集成電路產業的戰略地位逐步提升,已經成為國際競爭的主戰場和全球關注的核心焦點[1]。在《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標的建議》中,集成電路被寫入其中,并與人工智能、量子信息等一起作為“十四五”時期需要“強化國家戰略科技力量”的重點領域[2]。北京一直是我國集成電路技術創新、科技資源集聚、產業發展樞紐的中心城市,當前更是北京落實首都城市戰略定位、加快建設國際科技創新中心,打造全球原始創新策源地的關鍵時期,理應要發揮集成電路產業的引領作用,推進以科技創新為核心的全面創新。但近年來北京集成電路產業仍存在產業發展動力不強、中小企業創新不活躍、機制創新乏力、區域協同進展不力等多方面問題。因此,深刻認識和分析近年來北京集成電路產業發展的現實情況,認清當前北京集成電路產業面臨的形勢與挑戰,做好“十四五”時期的產業發展定位,具有重要意義。本文根據北京半導體行業協會的相關數據統計,重點對北京集成電路產業近年來發展現狀和問題進行研究,并基于區域發展的差異化定位,對“十四五”時期北京集成電路產業的發展重點和舉措提出建議。
2、“十三五”時期北京集成電路產業的主要進展
(1)產業發展增速放緩,國內占比大幅下滑。“十三五”時期北京集成電路產業總量和增長率經歷了先漲后跌的動蕩發展局面,但整體規模依然從2015年的606．4億元增加到2020年超過900億元,年均復合增長率為8．4%。如果不考慮設備、材料等支撐業,北京集成電路產業年均復合增長率為5．7%。對比全國集成電路產業的同期數據[3],從總量上看,北京集成電路產業“十三五”時期占全國的比重從16%下降到8%,從增速上看,北京增速5．7%不到全國增速19．4%的1/3,具體參見表1。因此無論是產業規模還是增速,北京集成電路產業的發展情況都不容樂觀,與北京科創中心的定位和長期以來國內領先的集成電路產業地位極不相符。
(2)產業結構不夠均衡,支柱環節下滑嚴重。集成電路設計業一直是北京集成電路產業的支柱環節,長期以來在全行業的占比超過50%。“十三五”時期盡管集成電路設計業對北京集成電路全產業的貢獻度仍然超過50%,但是發展增速卻嚴重放緩,年均復合增長率僅為2．6%,對比全國集成電路產業的同期數據[3],國內設計業增速則為22．7%,相差10倍。同時,北京和深圳、上海在國內集成電路設計領域三分天下的格局也被打破,北京在國內設計業的規模占有率從32%下降到13%。而得益于中芯國際(北京)、中芯北方的產能放量和快速發展,北京集成電路制造業在五年內保持了年均復合增長率28．1%快速增長,高于全國同期平均水平。在封測領域,由于該領域對中低端勞動力需求大并且成本控制較設計、制造業而言更為敏感,因此受限于北京的勞動力和成本條件約束,封測企業近年來產值快速下降,在五年內平均復合增長率僅為-2．6%。
(3)對大企業依賴嚴重,中小企業增長乏力。“十三五”時期,北京集成電路產業極度依賴幾家重點大型企業的發展情況,如2017年-2018年年均增速超過50%是由于比特幣價格高漲導致比特大陸當年營收快速增加;2020年設計業快速下滑主要緣于紫光展銳、豪威科技兩家規模超百億的頭部企業總部遷到上海;制造業和設備材料業的增長也主要依托于中芯國際及北方華創等上市公司的表現。北京集成電路產業收入對大企業的依賴也反映出目前百余家中小企業的增長乏力,接近50%的北京集成電路中小企業2015-2020年增速在10%以下,五年來登錄科創板、創業板的北京市集成電路企業不超過5家,而上海則超過15家以上[4]。北京集成電路中小企業創新不活躍的緣由,一方面有大企業較多,造成對產業鏈上下游中小微企業在政策和融資上或存在擠出效應;另一方面也有北京集成電路創業環境受商務成本、人才落戶等現實條件約束較大,加之有力度的政策較少,影響中小企業在京發展的積極性。
(4)積極服務國家戰略,工藝裝備國產擔當。“十三五”時期北京積極推進國家自主可控發展戰略,在集成電路關鍵產品、集成電路工藝設備等方面的自主自研能力不斷提升。龍芯高性能處理器產品全面服務于黨政軍用市場,兆易創新的存儲器和32位控制器產品進入到和國際巨頭廠商同臺競爭的階段。在02專項的實施帶動下,中芯國際(北京)、中芯北方將面向主流工藝節點的關鍵集成電路設備國產化驗證效率提升四倍,北方華創、屹唐半導體的介質刻蝕設備、清洗機、退火/RTP等主要設備進入到先進工藝節點驗證階段,北京目前已經實現除光刻機整機以外的其余所有關鍵集成電路設備國產化布局,為“十四五”時期繼續增強集成電路產業鏈供應鏈自主可控能力打下堅實基礎。
(5)重大前沿創新活躍,本地轉化效率不高。“十三五”時期北京集成電路產業在前沿技術創新上不斷出現新成果和新突破。在架構方面,清華大學在可重構計算架構、類腦計算架構和存算一體的創新研究上都位居全球領先水平[5],并正在快速進行產業化探索。在存儲器方面,清華大學、北航、中科院微電子所在RRAM、SOT-MRAM器件與集成技術方面不斷取得突破,瞄準國家重大戰略需求與國際科技前沿,為我國存儲器行業征戰新的技術革命提供了新方法與新思路。此外、腦機接口芯片、碳基集成電路、量子芯片等原始創新與顛覆性前沿技術的重大成果也不斷涌現。盡管科研創新活躍,但這些成果在京轉化效率卻不高,一方面是科研主體和市場主體結合度低,另一方面隨著北京各高校與外省市逐步開展“校地共建”,一些高校創新成果傾向在政策條件更為優厚的外地進行轉化。
(6)區域協同阻力較大,應用協同逐漸強化。京津冀協同發展是一項國家重大區域發展戰略,“十三五”時期在交通一體化、生態環境協同治理等重點領域取得明顯的階段成效,但在集成電路產業區域協同上進展相對緩慢。主要由于京津冀三地在集成電路產業方面存在明顯的發展水平差距,包括政策、基礎設施、配套條件、公共服務等多方面的差異和障礙而導致京津冀三地集成電路人才流動和產業轉移也因此遇到較大的阻力。在產業鏈協同方面,由于北京具有大量央企國企以及小米、聯想、百度等總部企業,具備場景輸出能力的同時也對集成電路有巨大的需求,具備推進集成電路產業上下游聯動合作的基礎。北京市出臺了《加快應用場景建設推進首都高質量發展的工作方案》,統籌推進全市應用場景建設工作,積極引導推動大量央企國企、總部企業與北京集成電路企業合作,加大本市集成電路技術和產品在企業供應鏈中應用替代。
3、“十四五”時期北京集成電路產業發展的主要挑戰
(1)區域競爭。新一輪的區域競爭、城市競爭,越來越體現在高精尖產業的競爭中。在《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和二〇三五年遠景目標的建議》把“科技自立自強”作為國家發展的戰略支撐擺在各項規劃任務的首位后,各地政府紛紛把集成電路產業作為高質量發展和彎道超車的最佳選擇,開始積極爭搶企業資源與高素質人才。從2017年開始,北京重點集成電路企業向外省市外遷的趨勢愈加明顯,其中有三家遷出企業位于全國前十大設計企業。因此在國家打造戰略科技力量的攻堅期,北京面臨外埠對集成電路產業資源的爭奪將愈加激烈。
(2)人才供給。由于落戶難、生活成本高、薪酬沒有競爭力等因素,越來越多的集成電路產業人才不選擇在北京發展。根據《中國集成電路產業人才白皮書》對從業者的擇業城市統計,僅有17．3%的從業人員將北京作為首選城市,遠低于上海的39%[6]。而在集成電路應屆生供給方面,北京也面臨著儲備不足的局面。由于產教融合不到位,學生在高校里缺乏工程實踐導致對產業認識不深,畢業后很容易因高薪誘惑流向其他行業。據北京半導體行業協會統計,北京集成電路相關專業畢業生畢業后從事集成電路相關工作的比例不到20%,并且有連年下滑的趨勢,由此可見北京已經面臨產業人才和智力資源供給與產業發展需求嚴重不匹配的挑戰。
(3)機制創新。當今世界正經歷百年未有之大變局,新冠肺炎疫情全球蔓延為集成電路產業的全球化合作帶來諸多不確定性。同時我國正推動形成以國內大循環為主體、國內國際雙循環相互促進的新發展格局,集成電路作為國內科技創新的基礎產業,要突破關鍵核心技術瓶頸制約,提供足以支撐我國新基建和數字經濟建設的創新供給,推動新技術快速大規模應用和迭代升級,迫切需要建立與此相適應的創新體制機制[7]。目前北京集成電路產業還面臨著整體創新效率需要提高,政產學研用一體化的有效機制還不明確,亟待加快形成適應新時代集成電路產業發展需要的實踐載體、制度安排和良好環境,力求在新一輪全球科技競爭中為國家承載擔當,贏得優勢。
(4)資本融通。設立科創板是我國推進金融供給側結構性改革、促進科技與資本深度融合、引領經濟發展向創新驅動轉型的重大舉措。尤其對于集成電路產業而言,具有極強的帶動作用和示范效應。根據集微網統計,截止2020年12月底,33家科創板已上市集成電路企業首發募集資金合計970．52億元,占科創板上市企業總募資規模的35．34%,這些企業中超過50%取得了2020年前三季度營收增速超過20%的高成長業績[8]。而上海也充分抓住科創板設立契機,加速推動形成“政府性基金引導撬動-股權投資基金市場化投資運作-推進知識產權質押融資等金融創新業務-科創板上市”這樣一個比較完整的金融支持體系[9],真正打通集成電路初創企業起步階段融資的“最初一公里”,也借此集聚了一大批優質的集成電路精英創業團隊。相比之下,北京在金融服務與集成電路產業融通方面的創新性手段不多,難以支撐產業在未來進一步發展壯大。
4、“十四五”時期北京集成電路產業定位的思考
(1)北京集成電路產業要服務國家自主創新和科技自立自強重大戰略。當今世界正經歷百年未有之大變局,中華民族偉大復興正處于關鍵時期,首都北京與黨和國家的歷史使命聯系更加緊密,應該服務好國家自主創新戰略,加強國家戰略科技力量,加快形成一批具有全球影響力的原創成果,打造全球原始創新策源地,努力實現關鍵核心技術自主可控。目前集成電路領域少數“卡脖子”的核心技術很難通過各區域分散的科技創新來實現,而是要舉全國之力,探索建立新型舉國體制,政產學研用一體化,在社會主義市場經濟條件下開展“卡脖子”領域攻關提供有力保障,而北京在政產學研用各方面要素齊全,具備發展基礎,最有能力也最應該擔負起如此重任。
(2)北京集成電路產業要符合北京“國際科技創新中心”的要求。北京、上海以及粵港澳大灣區是近年來由國務院發文明確發展方案或規劃的三大科技創新中心,在定位上充分考慮了各自資源稟賦優勢,體現了科創中心差異化協同發展的特征[10]。其中,北京是“國際科技創新中心”,主要的定位是“原始創新”、“推動科技和經濟結合”、“引領京津冀協同”和“加強全球開放合作”,重點任務是“在基礎研究、原始創新和國家急需的領域取得突破”、“協同央地科技”、“實施軍民融合”。而相比之下,上海、深圳的科技創新中心定位則和北京有比較大的區分度,例如上海更加強調“推進全面創新改革試驗,開展以企業為主體、市場為導向的體制機制創新系統性探索”,粵港澳大灣區更加注重“深化粵港澳創新合作,構建開放型區域協同創新共同體”。因此“十四五”時期北京發展集成電路產業的定位也應該符合國務院對北京建設“國際科技創新中心”的基本要求,即北京應該在集成電路產業的原始創新上下足功夫,超前部署集成電路應用基礎技術及國際前沿技術研究,加強集成電路領域基礎研究人才隊伍培養,加快形成一批具有全球影響力的原創成果,形成領跑世界的原始創新策源地。同時北京還應該將集成電路產業充分和民生經濟、軍民融合應用相結合,充分做好央地協同,積極服務好國家重大戰略需求和民生經濟需求。
(3)北京集成電路產業要發揮北京創新資源和產業協同優勢。集成電路產業鏈長,細分領域眾多,如果面面俱到的發展是不現實的。因此要堅持“有所為,有所不為”。要充分思考在新一輪科技革命和產業變革的重大機遇面前,北京的資源稟賦與特色優勢如何更好的與產業相結合,如何面向世界科技前沿、面向經濟主戰場、面向國家重大需求、面向人民生命健康去找準北京的著力點和突破點,如何在國家應對全球性挑戰中貢獻更多“北京智慧”。北京智力資源眾多,具備科研優勢,就要前瞻布局下一代可能改變“競爭賽道”和“游戲規則”的顛覆性前沿領域,去搶抓制高點和話語權;北京是全球新經濟企業最多的城市,具備場景優勢,可以充分發揮“場景定義芯片”的作用,積極推動集成電路與場景創新的結合,將創新的集成電路技術率先在冬奧會籌備、通州副中心的建設中廣泛應用;北京央企國企集中,具備“集中力量辦大事”的制度優勢,就要在構建新型舉國體制突破集成電路“卡脖子”技術方面做出積極表率,突破更多國家重大技術短板,為保障產業鏈供應鏈安全穩定提供有力支撐。
5、“十四五”時期北京集成電路產業發展的主要方向和建議
(1)戰略聚焦,實施重點集成電路產品攻關工程。
一是充分結合北京現有產業基礎和資源,選擇能調動或協調相關領域的國家和北京優勢力量,梳理制約當前集成電路產業發展的難點,面向半導體裝備、關鍵零部件、存儲器、EDA、先進封裝五大“卡脖子”領域組織實施關鍵核心技術攻關重點項目,進行集中支持。并通過加快推進國家實驗室的建設培育、實施重大科技項目和開展關鍵核心技術攻關帶動相關科學基礎理論探索,實現基礎研究和技術創新的雙向促進。
二是圍繞汽車、工業、超高清視頻、5G等改善民生和促進可持續發展的迫切需求培育和發展戰略性新興產業,采取“賽馬”和“揭榜”機制,做強做優汽車半導體、工業芯片、功率半導體、新型顯示芯片、5G核心芯片五大場景類“新基建”產品,充分運用北京的場景資源,創造有利于新技術快速大規模應用和迭代升級的獨特優勢,釋放潛在的市場需求,提升北京集成電路產業高端化突破和對基礎工業的支撐保障能力和產業鏈協同能力。
三是敏銳把握世界科技創新發展趨勢,更高效整合和利用北京市集成電路領域智力科教資源聚集優勢,搶先加強布局量子芯片、類腦及神經形態計算、區塊鏈芯片、腦機接口芯片、碳基芯片五大前沿類“顛覆性”領域,推動一批在京高校院所積極承擔國家科技創新重大項目,探索長效穩定的產學研結合機制,使更多集成電路前沿創新成果轉化為現實生產力。
(2)出臺政策,加大對人才和企業研發的支持力度。
一是籌劃制定北京市集成電路人才專項支持政策。對北京集成電路產業每年給予其一定數額的進京指標,用于集成電路企業急需緊缺人才和優秀畢業生的引進。研究在北京市特定區域實施境外高端和緊缺集成電路人才個人所得稅優惠政策。加快推動在京高校集成電路一級學科建設,會同北京市教委對北京市六所國家級示范性微電子學院提供經費支持和專項研究生名額支持,鼓勵高校聯合企業開展集成電路人才培養專項資源庫建設。
二是加大對企業及重大創新平臺在關鍵研發性支出方面的補貼。重點支持北京集成電路設計企業流片和掩膜版制作,對具有重大戰略意義、擁有自主知識產權、處于國際先進水平的重大產業化項目,優先給予資金支持。支持在京領軍企業聯合高校院所、新型研發機構等創新主體開展重大集成電路技術創新平臺和共性技術服務平臺建設,構建核心技術攻關體系,集中攻克國內集成電路關鍵“卡脖子”產品及重大短板領域,建議通過政府股權投資、貸款貼息、政府補貼等多種方式予以支持。
(3)強化協同,加速推進央地合作和京津冀聯動發展。
一是推動央企應用場景與在京集成電路企業合作。深入對接在京央企,圍繞能源、電力、通信、高鐵、航空等領域的技術需求,共同組織凝練一批具有較大量級和較強示范帶動作用的國產芯片應用示范項目,推動北京集成電路企業積極參與央企應用場景建設,打造完善的國產化產業鏈條以及生態鏈條。
二是加速推進京津冀三地在重點集成電路領域的聯動合作。探索在第三代半導體產業領域推動北京順義與河北、天津產業鏈的多方位合作,建立三地化合物半導體產業支持政策聯動機制,優先支持協同合作的重點項目,共同培育扶植區域龍頭企業和配套產業鏈,促進區域化合物半導體產業鏈上下游協同和產業布局優化[2,11]。
(4)營造環境,進一步提升北京集成電路產業發展質量。
一是探索金融創新助力北京集成電路產業發展。擴大北京市集成電路產業發展股權投資基金規模,加大對集成電路領域重大科研成果轉化、創新創業、并購重組等方面的金融支持。支持通過給予風險補償等方式,推進融資方式創新,支持企業通過融資租賃、信用貸款、股權質押貸款等多元化方式融資。深化與上海證券交易所、上海股權托管交易中心、深圳證券交易所等合作,加大對集成電路類科創企業掛牌、上市的培育輔導和財政獎勵,加快培育一批新興集成電路企業登陸境內外資本市場。
二是全力打造國際一流營商環境。發揮北京半導體行業協會等行業組織作用,聚焦產業發展的痛點、堵點、關鍵點,提升產業服務的便利性、標準性,為產業發展創造良好的產業環境,增強企業獲得感和滿意度,充分激發市場主體活力,構建具有全球競爭優勢的集成電路產業生態高地,為北京高質量建設國際科技創新中心提供強大的軟環境競爭力。
