张辉 张明哲

【摘要】全球集成电路产业历经三次产业中心转移，已形成全球分工明确及高度专业化，空间聚集，高投入、高技术、高利润、强垄断的产业特征，但是也存在寡头企业垄断、地理集中度过高、产业短期调整弹性低等安全风险。我国虽然是全球集成电路产业的最大消费市场，但面临产业供需失衡、自主研发能力弱、人才短缺等现状，应基于集成电路产业特征实现安全可持续发展。

【关键词】数字经济全球化  集成电路产业  安全风险  可持续发展

【中图分类号】F426                              【文献标识码】A

【DOI】10.16619/j.cnki.rmltxsqy.2022.06.011

集成电路产业已成为数字经济全球化背景下国际政治经济竞争的焦点，世界各国集成电路产业均是以加大“自主可控”为发展战略目标。[1]2020年8月，国务院印发的《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》为进一步优化集成电路产业发展环境、提升创新能力和发展质量提供了政策保障。“十四五”规划要求，要在事关国家安全和发展全局的基础核心领域瞄准集成电路等一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目。因此，探讨数字经济全球化下我国集成电路产业如何安全与可持续发展，对我国统筹发展与安全、实现经济高质量发展具有重要意义。

全球集成电路产业特征与安全风险

历史上集成电路产业已经历了三次产业中心转移，价值链低附加值环节率先迁移是该产业转移的逻辑。随着技术迅速提升，资本开支快速增加，以制造为代表的集成电路产业迁移路径由美国至日本，再到韩国、中国台湾地区，最后到中国大陆，商业模式由垂直整合到IDM模式（Integrated Device Manufacture，集成器件制造）再到垂直分工，产业结构越来越细化。[2]从价值链视角看，设计、制造、封装测试等领域分别是集成电路全球价值链中高、中、低位的价值环节，产业中心每一次转移均是价值链低增加值的环节率先转移。[3]产业的三次转移形成了如今全球集成电路产业特征，同时也产生了产业链的安全风险。

第一，集成电路产业具有全球分工明确和高度专业化结构特征。从全球分工来看，集成电路产业链可细分为中游核心产业、上游支撑产业和下游需求产业。其中，中游核心产业链包括芯片设计、晶圆制造、封装、测试四大环节。核心产业链中的芯片设计是知识密集型行业，需要经验丰富的尖端人才，处于价值链高端;晶圆制造是资本加技术密集型行業，通常投资规模巨大，进入门槛很高，处于价值链中端;传统的封装及测试环节是劳动密集型行业，通常更突出行业规模优势的特点，处于价值链低端，而近年来先进封装技术突飞猛进，可进一步提高集成电路的集成度并且降低制造的成本，未来或成为撬动集成电路产业突破摩尔定律极限并继续向前发展的重要杠杆。上游支撑产业链有软件、材料和设备，其中软件包括用于电路设计的集成电路电子自动设计软件（Electronic Design Automation， EDA），通常简称为“EDA软件”;材料包括硅片、光刻胶等;设备包括光刻机、封装设备、检测设备等。下游需求产业链为集成电路的终端应用，包括手机、电脑、通讯基站、汽车、传感器等。从专业化看，全球不同区域根据各自比较优势在产业链中发挥不同的作用，对技术的深厚积累和庞大的市场规模优势形成了高度专业化的全球集成电路产业链。美国在技术密集的领域遥遥领先，这得益于全球化，即来自全球客户的收入支持了其高研发和高利润的正向循环。日本、韩国和中国台湾地区等东亚国家和地区在集成电路制造方面处于前沿，这需要政府激励措施所支持的大规模资本支出，以及强大的基础设施和熟练的劳动力。中国在封装和测试领域处于领先地位，封装领域的技术和资本密集度相对较低，但是中国正力争在整个产业链扩张。

因此，集成电路产业技术、资金和人才密集的特点决定了其发展必须遵循市场规律且须依靠全球高度专业化分工合作。但是，高度专业化的集成电路产业分工又造成大型企业寡头垄断格局，并使其在某个特定环节拥有垄断性技术，进而对影响产业链安全的关键环节形成强有力的话语权。

第二，集成电路产业在地理空间上呈现产业集聚现象。虽然集成电路产业的高度分工和专业化使得其全球价值链的各个价值环节在全球空间上呈现离散分布格局，但是这些价值环节又具有高度地理集聚特征，因此产业地理分布特征为“整体离散，区域集聚”。在新经济地理学中，产业集聚是指在某个特定产业领域或产业链条上的相关企业、资本、人才、科技等各种资源，在地理上逐渐集中而形成产业集群的现象。集成电路产业自2020年以来出现供应短缺现象，集成电路制造业产业集聚现象凸显。目前，全球大约75%的集成电路制造业都聚集在中国、日本、韩国、中国台湾地区等东亚国家和地区，而世界上最先进的10纳米以下集成电路制造产能都集中在韩国和中国台湾地区，占比分别为8%和92%。

虽然产业聚集效应从整体上促进集成电路产业发展，但是过高的地理集中度极大可能引发全球集成电路产业安全风险。一方面，由于过高的地理集中度，可能因某些区域疫情、自然灾害等情况导致全球大规模的供应中断。例如，2020年上半年，新冠肺炎疫情全球蔓延，工厂停工停产对全球集成电路产业供给侧造成重大冲击，产业链出现断链的安全风险。另一方面，地缘政治紧张可能导致出口控制，限制某些国家使用关键技术和产品，从而损害全球供应商或客户的准入，甚至影响某些国家的安全与发展。例如，中美贸易摩擦加剧持续给双方的集成电路合作带来很大的不确定性。2019年和2020年，美国政府对华为和其他中国实体实施了一系列出口管制，目前出口控制已涵盖整个集成电路产业链，其中包括EDA软件和包含美国开发技术的制造设备等，同时影响了华为从非美国供应商处采购集成电路产品，对国内集成电路产业核心环节的自主可控造成严重影响。0F2AC8A4-C435-4BC3-87CA-1DBAEE1A5CDD

第三，集成电路产业具有“三高一强”的特点。集成电路产业是科技创新的支柱产业，注重技术研发，因技术更新周期短，所以需要不断投入大量研发资金，具有高投入、高技术、高利润、强垄断的特点。[4]目前，世界领先的集成电路企业通常以数额庞大的研发投入取得技术优势，再依靠全球化市场垄断获得高额利润，反哺研发投入。[5]然后，通过专利保护、技术保护等手段持续加高技术和资本壁垒，维持自身强垄断地位。集成电路产业“三高一强”的特点制造了极高的市场准入门槛，规模小的企业难以进入或竞争，只有规模大的企业才能实现巨大投入以满足下游庞大市场对技术更新的需求。无论从技术还是资本的角度看，集成电路产业的后发者实现后发优势均难度较大，产业发展不平衡将加剧。

寡头企业的技术锁定和垄断使得集成电路产业的短期调整弹性严重降低。其中，关于集成电路产业的设备及材料的技术锁定和垄断尤为突出。通常情况下，制造环节的工艺需要依赖设备，而设备在制造工厂需要经过1～2年的验证期。技术锁定使得产业链下游厂商调整应对安全冲击的弹性大幅降低，而集中垄断的格局使得寻找替代方案的难度加大，还须耗费大量时间进行匹配和验证工作。

我国集成电路产业现状

第一，我国是全球集成电路产业的最大消费市场。根据美国半导体协会（SIA）的数据显示，2020年，我国是全球最大的芯片消费市场，销售额总计1517亿美元，与2019年相比增长5.0%;美国集成电路企业在我国的市场占有率近50%，中国市场是其主要收入来源。[6]因此，我国要充分发挥巨大消费市场的优势，牢牢把握扩大内需这一战略基点。

第二，我国集成电路产业供给侧和需求侧结构失衡。首先，我国集成电路产品对外依赖度极高，据海关总署数据，2020年，我国集成电路进口金额超过2.26万亿元，同比增长14.6%。其次，我国半导体产业核心技术仍存在较多“卡脖子”环节，产业链自主可控存在安全隐患。[7]集成电路国产化率低，国内集成电路企业大部分集中在非先进制造、封装、测试和低端芯片等利润较低的领域，材料、EDA软件、设备和高端芯片等产业上游或者高利润产品严重依赖进口且核心技术受制于人。

第三，我国集成电路产业自主研发能力亟需加强。首先，过去多年来我国对基础学科的重视不足。基础科学研究是科技创新的基石，集成电路产业需要微电子、物理、化学、数学、信息通信、光学、材料科学等多学科协同发展。长期以来我国集成电路产业基础学科薄弱，在技术上缺乏原始创新，导致产业链的关键环节严重受制于人。其次，我国研发投入严重不足。根据美国半导体协会数据，2019年，美国集成电路产研发支出总额为398亿美元，在1999年到2019年的20年间，其产研发支出保持了6.6%的年复合增速，美国集成电路产业研发支出在市场周期变化中持续走高，一定程度上说明了研发投入对集成电路生产的重要性。[8]在2019年全球集成电路研发投入前十大企业中，英特尔的研发支出远高于其他企业，位居榜首，高达134亿美元，占前十大企业总支出的31%，而中国唯一上榜的华为海思研发投入仅为英特尔的18%。

第四，我国集成电路产业人才短缺。集成电路产业不仅需要优秀的研发人才，也需要高素质的技术工人。目前我国集成电路人才严重短缺，制约产业的可持续发展。2020年，我国集成电路人才缺口超过40万人。一方面，我国集成电路专业的毕业生每年不足3万人，难以满足产业需求，而且人才流向美欧企业的现象严重。另一方面，美欧严格限制中资并购美欧半导体企业，人才交流渠道受限。此外，为了防止技术泄露，美欧严格控制我国从海外引进人才，中国籍员工也几乎难以就职于美欧集成电路企业核心层。

我国集成电路产业安全可持续发展路径

在数字经济全球化发展的大潮下，为在新一轮科技革命中取得竞争优势，必须统筹考虑全球集成电路产业安全风险和我国自身存在的不足，以应对威胁产业链安全的极端情形。

第一，引进高端人才是集成电路产业安全可持续发展的重中之重。数字经济是一个高度知识密集的经济形态，集成电路产业是典型的人才密集型产业。人才是集成电路企业的生存和发展根基，市场竞争的核心是人才竞争，而高端人才是企业做大做强的核心。[9]我们应从以下几点突破。首先，凝聚世界级人才，吸引海外人才回国创业，招募具备国际视野和全局性眼光的行业领军人才。其次，建立人才培养的长效机制，以与国际相匹配的高薪留住人才，并对在基础研究领域探索创新的科研人员提供长期资金支持，保障其薪资待遇和研究经费，不以短期回报为目标。再次，大力支持我国新设立的集成电路科学与工程一级学科建设，提高我国高校和科研院所集成电路专业人才的培养数量。

第二，发揮新型举国体制优势，突破基础科学研究瓶颈。通过对全球集成电路产业转移的研究发现，美欧、日韩等国家地区在发展集成电路产业上均实施了国家级产业规划和政策。核心技术攻关需要国家扶持。集成电路产业涉及安全的关键节点均在需要长期技术积累的领域，可通过“市场换技术”或者跟随战略不断学习以实现突破。我国应充分发挥举国体制，制定集成电路产业中长期发展规划，建设一批集成电路科技创新中心，聚焦基础领域的“卡脖子”环节予以重点攻破。与此同时，地方政府应分析产业特征、尊重产业规律，避免盲目投资和低水平重复建设。

第三，尊重全球集成电路产业发展规律和产业特征，积极维护产业全球化发展。集成电路产业具有全球分工明确和高度专业化的产业特征，没有哪个国家能单独实现完全的国产化，即使强如美国也只参与了产业的小部分环节。中国、中国台湾地区、美国、欧洲、日本、韩国等国家和地区各自占据了产业链不可或缺的部分。未来我国集成电路产业实现供应链安全可控，可在部分关键领域实现去美国化，通过深化第三方市场合作，加大与欧洲、日本的设备和材料企业，以及与韩国、中国台湾地区的制造企业之间的合作力度。此外，中国应充分释放国内大循环的巨大需求，吸引全世界资源要素，形成“你中有我，我中有你”的战略相持格局。美国的集成电路设计、EDA软件、先进设备等科技领先领域都需依赖庞大的中国市场以支撑其巨大投资、研发和生态发展。中国本土的集成电路企业尽管受到外部环境压力，但自主发展的道路不会因为外部打压而改变。

第四，在集成电路制造业的成熟工艺率先实现全链路国产替代。由于集成电路产业地理集中度高，供给侧问题预计将是未来全球产业发展的中长期困扰。制造业可从广义上分为先进工艺和成熟工艺。集成电路先进工艺的产品通常用于5G手机、高级计算、人工智能等高端领域，而成熟工艺的产品应用范围更广，包括数字基础设施、通讯基站、物联网、电动汽车、轨道交通、光伏、家电、LED、LCD面板等诸多领域。目前，全球供给侧吃紧的是集成电路成熟工艺产品。集成电路制造企业并不是最底层、最核心的技术生产者，而是设备、材料、制造工艺的集成商。设备才是制造的起点，若没有设备的生产能力，设计和制造也是无根之木。目前，我国已拥有制造业成熟工艺技术，主要矛盾转化为缺少国产设备和材料。因此，当务之急是在由美系厂商把控的成熟工艺相关材料、设备、EDA软件等领域做好全链路的国产替代。

注释

[1]张晓兰、黄伟熔：《半导体产业优势国家和地区资金支持的经验及启示》，《经济纵横》，2020年第8期。

[2]吴晓波、张馨月、沈华杰：《商业模式创新视角下我国半导体产业“突围”之路》，《管理世界》，2021年第3期。

[3]张辉：《全球价值链理论与我国产业发展研究》，《中国工业经济》，2004年第5期。

[4]辜胜阻、吴华君、吴沁沁、余贤文：《创新驱动与核心技术突破是高质量发展的基石》，《中国软科学》，2018年第10期。

[5]曾繁华、吴静：《自主可控视角下中国半导体产业链风险及对策研究》，《科学管理研究》，2021年第1期。

[6][8]SIA， 2020 Factbook， Semiconductor Industry Association， 2020.

[7]张辉、张明哲：《数字经济何以助力“双循环”新发展格局》，《人民论坛》，2021年第23期。

[9]张辉、石琳：《数字经济：新时代的新动力》，《北京交通大学学报（社会科学版）》，2019年第2期。

责 编/桂 琰0F2AC8A4-C435-4BC3-87CA-1DBAEE1A5CDD