2019年上半年集成電路行業(yè)解析

2019年5月，我國(guó)集成電路行業(yè)有所升溫。5月，集成電路產(chǎn)量一改年初以來(lái)同比下降趨勢(shì)，環(huán)比增長(zhǎng)24.1億塊，同比增長(zhǎng)6.7%，1-5月累計(jì)產(chǎn)量降幅縮小至1.2%；5月，我國(guó)集成電路行業(yè)進(jìn)口數(shù)量同比略減，進(jìn)口金額同比大幅下降，5月，我國(guó)集成電路行業(yè)出口數(shù)量同比減少，出口金額繼續(xù)保持高增長(zhǎng)趨勢(shì)。

一、集成電路產(chǎn)量情況

2019年1-5月，我國(guó)集成電路累計(jì)產(chǎn)量為659.6億塊，同比下降1.2%，降幅有所回落。其中5月當(dāng)月，集成電路產(chǎn)量為165.2億塊，同比增長(zhǎng)6.7%。2019年5月，集成電路產(chǎn)量提升幅度較大，處于2018年以來(lái)單月生產(chǎn)最高值。

表1 2018年3月-2019年5月中國(guó)集成電路產(chǎn)量分月數(shù)據(jù)

數(shù)據(jù)來(lái)源：國(guó)家統(tǒng)計(jì)局

數(shù)據(jù)來(lái)源：國(guó)家統(tǒng)計(jì)局 |圖1 2018年3月-2019年5月中國(guó)集成電路產(chǎn)量分月變動(dòng)圖

二、集成電路進(jìn)出口情況

（一）進(jìn)口情況

從數(shù)量來(lái)看，2019年5月，我國(guó)集成電路進(jìn)口數(shù)量環(huán)比有所增長(zhǎng)。2019年5月，我國(guó)集成電路進(jìn)口數(shù)量355.4億塊，較2018年同期減少0.5%。

從金額來(lái)看，2019年5月，我國(guó)集成電路進(jìn)口金額繼續(xù)保持縮減態(tài)勢(shì)。2019年5月，我國(guó)集成電路進(jìn)口金額為23957.3百萬(wàn)美元，較上年同期下降10.8%，降幅較上月有所擴(kuò)大。

數(shù)據(jù)來(lái)源：海關(guān)總署 |圖2 2018年3月-2019年5月集成電路進(jìn)口數(shù)量統(tǒng)計(jì)

數(shù)據(jù)來(lái)源：海關(guān)總署 |圖3 2018年3月-2019年5月集成電路進(jìn)口金額統(tǒng)計(jì)

（二）出口情況

從數(shù)量來(lái)看，2019年5月，我國(guó)集成電路出口數(shù)量環(huán)比回升。2019年5月，我國(guó)集成電路出口數(shù)量為167.3億塊，較上月有小幅增長(zhǎng)，出口數(shù)量同比減少2.1%。

從金額來(lái)看，2019年5月，我國(guó)集成電路出口金額保持環(huán)比增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。2019年5月，我國(guó)集成電路出口金額為7596.4百萬(wàn)美元，較上年同期增長(zhǎng)12.3%，增幅環(huán)比回落。

數(shù)據(jù)來(lái)源：海關(guān)總署 |圖4 2018年3月-2019年5月集成電路出口數(shù)量統(tǒng)計(jì)

數(shù)據(jù)來(lái)源：海關(guān)總署 |圖5 2018年3月-2019年5月集成電路出口金額統(tǒng)計(jì)

三、集成電路行業(yè)未來(lái)展望

全球半導(dǎo)體市場(chǎng)在2018年增長(zhǎng)13.7%至4688億美元，創(chuàng)歷史新高。預(yù)計(jì)2019年將下降3.0%，為4545億美元，預(yù)計(jì)到2020年將回歸適度增長(zhǎng)。

預(yù)計(jì)2019年，美國(guó)、歐洲和亞太地區(qū)市場(chǎng)規(guī)模經(jīng)過(guò)連續(xù)兩年的強(qiáng)勁增長(zhǎng)后將出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)。存儲(chǔ)器市場(chǎng)規(guī)模將下降14.2%，其他產(chǎn)品市場(chǎng)增速將放緩。

（一）半導(dǎo)體市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)因素

驅(qū)動(dòng)全球半導(dǎo)體市場(chǎng)未來(lái)發(fā)展的主要因素包括器件創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新。

器件創(chuàng)新?；诮胶鈶B(tài)物理的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成熟，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)逼近極限。盡管目前依賴于特征尺寸不斷縮小的硅基CMOS技術(shù)發(fā)展遇到越來(lái)越多的挑戰(zhàn)，但不依賴于特征尺寸的器件創(chuàng)新此起彼伏。特別是MEMS器件和系統(tǒng)級(jí)封裝技術(shù)（SIP）的發(fā)展促使集成電路的“集成”涵義更為廣泛。2004年石墨烯的發(fā)現(xiàn)，對(duì)于下一代工作速度更快、規(guī)模更大、成本更低、功耗更小的集成電路提供了可能的路徑。雖然目前利用石墨烯制備FET（場(chǎng)效應(yīng)晶體管）還有許多困難，但從石墨烯固有的卓越本征電學(xué)特性以及近年來(lái)對(duì)石墨烯FET開發(fā)的進(jìn)展程度來(lái)看，碳基集成電路可能會(huì)成為一個(gè)重要的發(fā)展路徑。

技術(shù)創(chuàng)新。與以往相比，當(dāng)前硅基CMOS技術(shù)面臨著許多前所未有的重大挑戰(zhàn)。從28nm向22nm，甚至更小特征尺寸過(guò)渡時(shí)，平面MOSFET被立體的FinFET所替代。為加工更細(xì)的線寬，EUV（極紫外）光刻技術(shù)或電子束光刻技術(shù)將替代目前的193nm浸沒式光刻技術(shù)。從經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)規(guī)模出發(fā)，采用18英寸（450nm）晶圓和建設(shè)單片晶圓全自動(dòng)生產(chǎn)線或?qū)⑹切碌慕鉀Q方案。可以想象到5/3nm及以下特征尺寸時(shí)，半導(dǎo)體芯片工藝又將進(jìn)入一個(gè)全新的時(shí)代。

產(chǎn)品創(chuàng)新。產(chǎn)品創(chuàng)新是推動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的永恒動(dòng)力。即使摩爾定律趨于失效，但產(chǎn)品創(chuàng)新仍是引領(lǐng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)維持高速發(fā)展的主導(dǎo)因素。目前世界集成電路產(chǎn)品在經(jīng)歷了Tr（晶體管）、ASSP（標(biāo)準(zhǔn)通用產(chǎn)品）、MPU（微處理器）、ASIC（專用IC）、FPGA（現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列）、SoC（系統(tǒng)級(jí)芯片）的產(chǎn)品特征循環(huán)周期，目前正在向U-SoC（超系統(tǒng)級(jí)芯片）過(guò)渡。新一代信息技術(shù)的每一個(gè)需求都可能激發(fā)半導(dǎo)體新一代產(chǎn)品的誕生。

（二）半導(dǎo)體市場(chǎng)發(fā)展趨勢(shì)

全球半導(dǎo)體市場(chǎng)未來(lái)發(fā)展將呈現(xiàn)出以下五方面的主要趨勢(shì)。

一是5G、AI等新興應(yīng)用成為市場(chǎng)增長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)力。隨著傳統(tǒng)PC市場(chǎng)進(jìn)一步萎縮和移動(dòng)智能終端需求的下降，5G、AI、汽車電子、IoT等新興應(yīng)用成為半導(dǎo)體市場(chǎng)新的重要增長(zhǎng)點(diǎn)。5G方面，5G網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和終端發(fā)展將為芯片帶來(lái)巨大的市場(chǎng)需求，業(yè)界認(rèn)為2020年5G將會(huì)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商用，將帶動(dòng)千億美元的半導(dǎo)體市場(chǎng)。在5G商用初期，運(yùn)營(yíng)商大規(guī)模開展網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資帶來(lái)的設(shè)備制造收入將成為5G直接經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出的主要來(lái)源。預(yù)計(jì)2020年，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和終端設(shè)備收入將超過(guò)5000億元，大幅拉動(dòng)半導(dǎo)體市場(chǎng)需求。人工智能方面，人工智能計(jì)算任務(wù)可借助GPU、FPGA、ASIC等芯片結(jié)合軟件算法庫(kù)實(shí)現(xiàn)加速，為集成電路領(lǐng)域帶來(lái)新的市場(chǎng)增長(zhǎng)空間。同時(shí)，人工智能芯片與深度學(xué)習(xí)算法和特定場(chǎng)景融合，為全球芯片初創(chuàng)企業(yè)提供新的發(fā)展機(jī)遇。

二是摩爾定律持續(xù)成為技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力。雖然摩爾定律在過(guò)去兩年有放緩的趨勢(shì)，但很多物理極限仍被不斷打破和刷新，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)依然沿著摩爾定律不斷推進(jìn)。目前最先進(jìn)的量產(chǎn)工藝已經(jīng)達(dá)到7nm、5nm，并有望繼續(xù)推進(jìn)至3nm工藝。英特爾、臺(tái)積電、三星等領(lǐng)軍企業(yè)在先進(jìn)工藝方面持續(xù)推進(jìn)。英特爾2018年量產(chǎn)10nm，2020年以后預(yù)計(jì)推出7nm。臺(tái)積電和三星都宣布采用深紫外（EUV）光刻技術(shù)，臺(tái)積電已經(jīng)投資新建5nm生產(chǎn)線，2020年后將啟動(dòng)建設(shè)3nm制程工廠。

三是圍繞超越摩爾定律的產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新活躍。在半導(dǎo)體技術(shù)繼續(xù)延續(xù)摩爾定律發(fā)展的同時(shí)，以新材料、新結(jié)構(gòu)、新器件為特點(diǎn)的超越摩爾定律為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)提供了新的發(fā)展方向。一方面，三維異質(zhì)器件系統(tǒng)集成成為發(fā)展趨勢(shì)，英特爾、三星、臺(tái)積電等企業(yè)在三維器件制造與封裝領(lǐng)域發(fā)展迅速。英特爾聯(lián)合鎂光推出革命性的3D Xpoint新技術(shù)；三星實(shí)現(xiàn)多層3D NAND閃存，成為存儲(chǔ)領(lǐng)域的顛覆性產(chǎn)品；臺(tái)積電的整合扇出晶圓級(jí)封裝技術(shù)（InFowlp）應(yīng)用于蘋果公司最新的處理器中。另一方面，微電子學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等多學(xué)科與信息技術(shù)的交叉滲透日益深入，促使新型微機(jī)電系統(tǒng)工藝、寬禁帶半導(dǎo)體材料器件、二維材料與神經(jīng)計(jì)算、量子信息器件等創(chuàng)新技術(shù)的集中涌現(xiàn)，拓展了半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展方向。超越摩爾產(chǎn)業(yè)不追求器件的尺寸，而是通過(guò)研究新原理、新工藝、新材料、新器件以及新裝備加速促進(jìn)處理器、存儲(chǔ)器、模擬器件、功率器件等實(shí)現(xiàn)變革，推動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)持續(xù)快速發(fā)展。

四是產(chǎn)業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)能力向體系化、生態(tài)化演進(jìn)。隨著產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)日益加劇，產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)模式正在向體系化、生態(tài)化方向演進(jìn)變革。一方面，圍繞新興領(lǐng)域生態(tài)布局的兼并重組活躍。軟銀收購(gòu)ARM布局物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，三星收購(gòu)汽車電子零部件供應(yīng)商哈曼公司進(jìn)入汽車電子行業(yè)，英特爾收購(gòu)以色列公司Mobileye打造無(wú)人駕駛領(lǐng)域的整體解決方案。另一方面，整機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)等應(yīng)用企業(yè)涉足上游芯片領(lǐng)域成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展新特征。終端企業(yè)為了維持綜合競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，通過(guò)使用定制化芯片產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)整機(jī)產(chǎn)品具備差異化與系統(tǒng)化優(yōu)勢(shì)。繼蘋果公司后，谷歌、亞馬遜、Facebook、特斯拉等應(yīng)用企業(yè)紛紛進(jìn)入半導(dǎo)體領(lǐng)域，自研或者聯(lián)合開發(fā)芯片產(chǎn)品。

五是全球主要國(guó)家和地區(qū)圍繞芯片競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)加劇。美、歐、日、韓等半導(dǎo)體發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)發(fā)布相關(guān)政策，加快半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的布局，進(jìn)一步強(qiáng)化政府對(duì)產(chǎn)業(yè)的支撐力度，鞏固先發(fā)優(yōu)勢(shì)和競(jìng)爭(zhēng)地位。2016年7月，創(chuàng)新英國(guó)技術(shù)戰(zhàn)略委員會(huì)成立“化合物半導(dǎo)體應(yīng)用創(chuàng)新研究中心”；2016年，由韓國(guó)三星、海力士聯(lián)合成立總規(guī)模超過(guò)2000億韓元“半導(dǎo)體希望基金”；2017年美國(guó)發(fā)布《持續(xù)鞏固美國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)領(lǐng)導(dǎo)地位》報(bào)告。2018年美國(guó)DARPA提出了“電子復(fù)興計(jì)劃”，計(jì)劃未來(lái)5年投入超過(guò)20億美元，組織開發(fā)用于電子設(shè)備的新材料，開發(fā)將電子設(shè)備集成到復(fù)雜電路中的新體系結(jié)構(gòu)。