浅析中国集成电路发展现状及未来趋势

　　【摘要】作为国民经济和社会发展的基础性和先导性产业，集成电路产业是培育战略性新兴产业、发展信息经济的重要支持，在当今社会生活中发挥着重要的作用。它的发展关乎国家核心竞争力和国家安全，是信息社会发展的基石，在信息技术领域中处于核心地位。本文从多个角度对集成电路的发展现状进行了分析，并对其发展前景进行了科学的展望，希望能推动集成电路产业的健康发展。这是强化网络信息安全的必然手段，也是实现核心技术自主可控的必由之路。
　　【关键词】集成电路；微电子技术；产业政策；自主可控
　　当前，依托于信息技术以及软件技术的飞速发展，集成电路技术在当今信息技术领域得到了广泛的发展，逐渐成为信息技术的发展基石，也是未来人工智能技术以及计算机网络技术发展的主要方向，被美国技术界评为20世纪最伟大的工程技术之一。近年来，我国集成电路设计、制造、封测、材料、装备等产业链各部分均取得了不俗的业绩。根据中国半导体行业协会的统计数据：2016年全年产业销售4。34万亿元，同比增长20。1；其中设计业销售额为1。65万亿元，同比增长24。1。制造业销售额为1。1万亿元，同比增长25。1。封测业销售额为1。56万亿元，同比增长13。在当前我国高速发展的经济模式之下，集成电路技术已经成为现代产业和科技发展中不可或缺的基本条件之一。
　　一、集成电路设计业的特点
　　1。集成电路设计业近几年来发展非常迅速。2016年，集成电路设计业获得24。1的增速，高于全球设计业11。8个百分点。销售规模（1。6千亿元）首次超过封测业的销售额（1。5千亿元），在集成电路产业中的占比最大。超过台湾地区集成电路设计业的销售额（约1。4千亿元）。
　　2。中西部区域增长速度加快。2016年中西部地区设计业规模148。38亿元，从增长率来看，2016年中西部地区增长率达到48。1，高于全国集成电路设计业的24。1的增长率24个百分点。
　　3。新兴骨干城市突起。长三角地区合肥2016年的销售额增长率高达201。37，杭州达54。78，珠三角的珠海为71。91，香港为54。08；京津环渤海地区的济南为56。56；中西部的长沙高达431。40。反映了我国集成电路设计业的产业布局中，新興骨干城市在迅速扩大的趋势。
　　4。中国十大设计企业准入门槛提高。中国半导体行业协会统计数据显示：2015年十大设计企业的准入门槛是17。9亿元，而2016年的准入门槛提高到20。5亿元。前十家设计企业的销售额合计达693。1亿元，比2015年增长25，占整个集成电路设计业的42。15。其中，海思2016年销售达303亿元，成为我国国内首家销售额突破300亿元的集成电路设计企业。
　　5。产品开发领域分布变化可喜。2016年我国设计业的产品领域分布，从通信芯片领域一枝独秀到涉及计算机、智能卡、多媒体和消费类电子芯片。中国半导体行业协会统计数据显示：2016年计算机、智能卡、多媒体和消费类电子芯片的销售增长率普遍高于通信芯片10个百分点。
　　二、我国集成电路产业面临的机遇分析
　　技术和模式创新正在引发新一轮的产业变革。从技术角度来看，当前全球集成电路产业正处于技术变革时期。摩尔定律推进速度已大幅放缓，集成电路技术发展路径正逐步向多功能融合的趋势转变，围绕新型器件结构的探索正成为集成电路技术创新的主要焦点，物联网、云计算、大数据等迅速发展，引发CPU计算架构发生变革，由英特尔公司所构筑的X86架构垄断正逐步被突破。加之我国在计算机、移动通信等领域具有庞大的市场需求基础，这恰好为我国集成电路产业追赶国际先进水平创造了难得的机遇。随着技术和资金等门槛不断提高，集成电路跨国企业正酝酿着大规模兼并重组，为我国企业在全球范围内获取先进技术、优秀人才以及市场渠道创造了有利条件。
　　中国市场在全球的引领作用持续凸显。根据世界半导体统计组织（WSTS）的数据统计，受PC销售下降和智能手机增速放缓的影响，2015年全球半导体市场销售额为303万亿美元，同比下降了0。2。在全球市场整体萎靡的状态下，作为全球最大的集成电路应用市场，中国继续保持了稳健的增长态势。根据中国半导体行业协会数据统计，2014年随着移动互联网的爆发式增长，带来了我国集成电路市场的新高峰，集成电路市场规模首次突破1万亿元，同比增长13。4，这充分显示出中国半导体市场强健的抗风险能力和旺盛的市场需求。2015年在政策拉动和市场需求的带动下，我国集成电路市场规模进一步扩大，达到1。1万亿元，同比增长6。7，占全球市场份额的51。
　　国内龙头企业的竞争实力不断壮大。2015年在国家大众创新、万众创业政策激励下，众多的集成电路设计企业如雨后春笋般涌现，仅2015年一年新注册的集成电路设计企业就有200多家。从企业实力角度来看，中国集成电路企业实力不断增强。海思半导体已经成长为全球第6大设计企业，紫光收购展讯和锐迪科后，企业规模快速壮大，成为全球第10大设计企业。2015年6月，中芯国际、华为、比利时微电子研究中心（IMEC）与高通一同宣布共同投资中芯国际集成电路新技术研发（上海）有限公司，主要面向下一14nm先进工艺制程的研发。这一系列成果的推出将改变我国在集成电路制造的落后局面，大幅提升产业制造能力，并将进一步完善中国整体集成电路加工产业链。现阶段良好的产业发展基础为未来实现突破创造了有利条件。
　　三、未来集成电路技术和体系的主要发展趋势
　　1。器件特征尺寸减小
　　随着信息技术与材料工程技术的发展，集成电路器件的特征尺寸将逐步实现物理极限的突破，呈现出物理尺寸逐渐减小、性能和稳定性逐渐增加的发展趋势，未来将可能出现从微米到纳米再到亚纳米、超纳米的尺寸等级。这种集成器件的体积减小将使得电路的集成度更高，制造工艺更加复杂，同时对于芯片质量的需求也越来越高，将极大地推动便携式智能设备的发展和推广。据国际半导体技术发展协会估计，未来特征尺寸为22mm的CMOS电路以及实际栅长为9mm的MPU将会实现。
　　2。新材料和新器件的出现
　　未来随着集成电路芯片特征尺寸的不断减小，芯片的集成度越来越高，同时体积也越来越小，对材料的性能要求也在不断提升，这种集成芯片的性能突破将迫使新材料和新器件的不断涌现，也必将极大地提升集成芯片的技术水平，当下人们普遍认为铁电存储器将是在DRAM之后的下一代半导体存储器件。
　　3。系统集成芯片
　　系统集成芯片也叫SOC，该技术得到了国内外专家的大力支持，并且很多研究机构已经开始着手研究SOC技术的应用项目。SOC技术将微处理器、模拟IP核、数字IP核以及片外存储器控制接口等功能集于一身，使得电路系统设计兼具稳定性和低功耗的特点，解决了很多传统集成电路中面临的主要问题，在未来必将引发一场以芯片为特色的电子信息产业化革命。
　　【参考文献】
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