2021年接近尾聲,“十四五”開局之年,中國集成電路設計乃至中國集成電路產業都取得了非凡的進步。現階段,集成電路產業已經成為國家實力競爭的戰略制高點,發展集成電路產業是國家科技重大專項的重中之重。然而,全球集成電路產業正經歷一場前所未有的變局,產業智能化持續拉動市場需求高位,從而帶動集成電路上游產業不斷轉型升級。在中美貿易摩擦日益加劇,半導體產業芯片短缺問題愈演愈烈的形勢下,自主研發儼然已經成為中國集成電路產業界的共識。在中國半導體行業協會集成電路設計分會理事長魏少軍教授看來,集成電路產業應以產品為核心,實現設計、制造聯動。
12月22日,在中國集成電路設計業2021年會暨無錫集成電路產業創新發展高峰論壇(ICCAD 2021)上,魏少軍教授發表題為《實干推動設計業不斷進步》的演講,詳細論述了中國集成電路設計產業現狀、機遇與挑戰,并為產業未來發展提出了思考和建議。
產銷上行規模擴大
集成電路設計業持續向好
據魏少軍教授介紹,今年芯片設計企業數量達到了2810家,同比增長26.7%。2021年,預計2021年全行業銷售額4586.9億元,同比增長20.1%,相比上年23.8%略微下降。其中,長三角地區增速49%,京津環渤海地區增速達到了76.7%,珠三角地區首次出現負增長,同比降低36.9%。
2021年所有進入設計業增速前十的城市增長數據第一超過了60%。濟南市以193.9%的增長成為設計業增速最高的城市,第二名天津也達到了120.0%。2021年預計有413家企業銷售超過1億元人民幣,比2020年的289家增加124家,增長42.9%。這413家銷售過億元人民幣的企業銷售總和達到3288.3億元,占全行業銷售綜合的71.7%,比去年的79.9%降低8.2個百分點。
銷售過億元企業的增長情況
今年企業分布的銷售額較2020年整體有提升,長三角地區繼2020年仍承擔今年的銷售主力。其中,南京躍升為銷售過億元企業數量第一的城市,達到52家,深圳以50家的數目緊隨其后。產品情況,多媒體、導航、模擬、功率和消費電子等領域的業績都在提升,而通信、智能卡和計算機(含人工智能)三大類的銷售出現了較大幅度的衰退。模擬電路的銷售增長了230.5%,達到541.4億元,功率電路增長152.8%,達到291.5億元。
截止本次會議開幕前,今年共有7家芯片設計企業在科創板上市,募資達到120.9億元人民幣。截止12月1日,這些企業的總市值達到2230.2億元。到目前為止,在主板、中小企業板、創業板和科創板上市的設計企業共有42家,先后募資446.6億元,2021年12月1日的總市值達到18317.6億元。
前途光明道路曲折
中國集成電路產業仍要論持久戰
從上述數據便可以看出,得益于需求飆升、經濟上行以及多重利好政策的支撐,近年來,中國集成電路產業無論在芯片設計企業數量,還是在產業銷售情況方面都有著大幅度提升。在魏少軍看來,中國集成電路產品的發展已經走過了“從無到有”的階段,正行進在“從有到好”和“從好到優”的大道上。
作為產業鏈最上游的關鍵環節,集成電路設計是最貼近市場需求的一環,需要綜合考慮系統配置、電路形式、器件結構、工藝方案和設計規則,盡量縮減芯片面積、降低成本、縮短設計周期,以期集成電路的功能和性能符合最初預期。據魏少軍介紹,經過二十余年努力攻堅,我國集成電路設計水平整體得到了巨大的提升。本土設計企業已經具備復雜模擬芯片設計能力,以及5nm等現金工藝節點數字集成電路芯片的設計能力。在中央處理器(CPU)和高性能圖形處理器(GPU)等領域也取得了不錯的成果。
在EDA工具方面,華大九天、芯華章、全芯智造、概倫電子、鴻芯微納等多家國產企業已經逐漸打破技術壁壘,為芯片創新效率提速,讓芯片設計更簡單、更普惠。芯華章科技產品與業務規劃總監楊曄曾表示,下一代集成電路設計EDA2.0將朝向開放化和標準化、自動化與智能化、平臺化與服務化方向轉變。芯耀輝科技有限公司聯席CEO,IEEE Fellow余成斌則表示,應以EDA、IP和AI協同自動設計為核心,結合Chiplet、異構集成等先進封裝技術,為芯片設計產業提供支撐點和驅動力。
另一方面,近年全球半導體市場跌宕起伏,供需嚴重失衡。這些看似不利因素卻給中國半導體產業帶來了別樣的生機。在產、學、研、用多方共促下,國內集成電路產業生態不斷改善,集成電路設計企業逐漸獲得了與國內外整機和應用單位的合作良機。在核高基國家科技重大專項的支持下,我國集成電路產品體系不斷豐富和完善,已經成為全球最為完整的芯片產品體系之一。
總體來看,中國集成電路產業前途光明,然而面對競爭激烈的國際市場,產業發展仍是道阻且躋。“要想讓中國集成電路設計業具備國際競爭力,還必須直面一些深層次問題并解決一些深層次矛盾。”對此,魏少軍指出了以下五點亟待解決的問題和矛盾。
集成電路設計整體產業規模小,尚不足1000億美元。反觀中國市場消費每年可達1500億美元,集成電路設計產業仍然存有很大成長空間;
2021年全球產能緊張、集成電路頻頻漲價,一定程度上推進了設計產業的業績增長。而一旦產能緊張情況環節,企業業績就有可能回落;
人才短缺造成企業人力成本大幅上升,嚴重擠壓產品毛利;
研發投入不足嚴重影響企業創新能力提升;
資本猶如脫韁野馬,拉動芯片企業估值飆升,集成電路設計業泡沫持續脹大。
挑戰依然嚴峻,中國集成電路產業仍需持久作戰。現階段,中國集成電路產業已經化被動為主動,不斷調整定位,夯實技術實力,以持續創新引領技術進步,積極融入集成電路產業鏈和價值鏈。
回歸產業本源
集成電路不是風口上的豬
“集成電路成不了風口上的豬,更要防止別人把你變成風口上的豬。”魏少軍反復強調,中國集成電路要回歸產業本源,更要回歸技術驅動本源。他指出,技術驅動型產業應該以技術創新為突破。對于中國集成電路企業來講,應以摩爾定律為基底,加大技術研發投入力度,大力培育技術人才,落實基礎技術的應用落地。同時,盡快提升創新能力,抓住新架構、新材料、新工藝的發展機遇。
目前,中國集成電路產業已經在中低端芯片領域擁有較強競爭力,同時也擺脫了高端芯片依賴進口的窘迫局面。然而,從2020年科創板上市企業年報數據來看,國產企業平均毛利率僅有31.69%,美國平均毛利則達到62%。在2021年北京微電子國際研討會上,魏少軍表示,國內外毛利空間差距顯著,對國產企業實則為一個警示。國產企業只有加大技術研發投入,才能讓產業進入一個良性循環。在中國集成電路設計2020年會上,魏少軍教授更是直言,中國芯片設計產業產需不平衡,仍需長期深耕,沉下心來再干十年。
此外,魏少軍還表示,如選取年均復合增長率10%,2025年設計業收入規模則有望超過1000億美元。這也意味著未來四年內,設計業年銷售規模要在擴大2000億元。基于此,本土企業應該給自己設定一個“十四五”發展目標,并始終踐行,積極拓展市場空間,優化完善產業生態,不盲目樂觀,更不能謹小慎微。