理论教育 工业4.0驱动下的半导体产业转型升级内涵

工业4.0驱动下的半导体产业转型升级内涵

时间:2023-06-11 理论教育 版权反馈
【摘要】:在工业4.0背景下,结合《中国制造2025》中对制造业升级的要求,半导体产业转型升级的方向将更加聚集,更加突出技术和产业本质的升级问题,具体可包含以下几个方面的含义:一是突破产业核心关键技术。

工业4.0驱动下的半导体产业转型升级内涵

1.产业转型升级内涵的重新诠释

产业经济学对产业升级定义为从低层次向高层次的转换过程,包括使产品附加值提高的生产要素改进、结构改变、生产效率与产品质量提高、产业链升级等。产业升级可以分为两种资源配置过程,一种是资源在不同产业间的重新配置,另一种是资源在产业内低效率企业向高效率企业的重新配置。通常来讲,产业转型升级可以从两个层面来理解,一是产业结构角度,在整个产业结构中由第一产业占优势比重逐级向第二、第三产业占优势比重演进,或是主导产业由劳动密集型产业向资本密集型产业、技术知识密集型产业依次演进;二是从价值链角度,产业转型升级主要表现为从价值链低端向价值链高端延伸的过程,由低附加值的劳动密集型环节向高附加值的资本密集型和技术密集型环节的升级转换。

工业4.0背景下,新一轮技术革命和产业变革以数字化、网络化、智能化的技术发展为基础,以现代制造技术对大规模流水线柔性制造系统的改造为主体,以基于可重构生产系统的个性化制造与快速市场反应为特点,是一场嵌入在企业管理模式、产业组织方式与宏观制度系统中的技术经济范式的深刻变革。新一轮产业变革源于先进制造技术的突破,而从先进制造技术发展到一国的产业生产组织方式、产业竞争力的根本变化,却是内化于生产设备中的制造技术与人力资本的能力结构、微观企业的管理模式、中观产业组织方式和宏观制度框架相互匹配、协同演进的复杂过程。这场变革不仅改变了制造业的要素投入结构,还将改变制造业的产业组织形态与国际产业竞争的范式,改变国家间的比较优势条件,从而重塑全球制造业分工格局,最终改变中国制造业的超越路径。一系列的新变化促使制造业转型升级内涵有了不同的新变化,需要结合制造技术和产业变革的新趋势、新模式作出新的诠释。

《中国制造2025》明确了新背景下制造业转型升级的方向,即智能化、精致化、绿色化、服务化。智能化就是促进工业化和信息化深度融合,落实创新驱动理念,并用新技术改造和提升传统产业,加快推动新一代信息技术与制造技术融合发展,把智能制造作为主攻方向,着力发展智能产品和智能装备,推进生产过程数字化、网络化、智能化,培育新型生产方式和产业模式,全面提升企业研发、生产、管理和服务的智能化水平。精致化体现了制造业质量为先的发展方针,要求通过发扬工匠精神,全面强化质量意识,提高质量控制技术,完善质量管理机制,强化和推进先进制造业标准,实现工业产品质量大幅提升,推进品牌建设,形成具有知识产权的名牌产品,不断提升企业品牌价值和中国制造品牌良好形象。绿色化就是加大先进节能环保技术和工艺装备的研发推广,加快制造业资源利用效率,强化产品全生命周期绿色管理,努力构建高效、清洁、低碳、循环的绿色制造体系。服务化是制造业内部结构优化的最佳选择,加快制造与服务的深度融合,推动产业模式创新和企业形态创新,促进生产型制造向服务型制造转变,大力发展与制造业紧密相关的生产性服务业,推动我国制造业向价值链高端攀升。

2.新背景下全球价值链附加值曲线的重新构建

“微笑曲线”是企业家施振荣于1992年提出的全球价值链分工图谱,是对自己二十多年电子行业经验的总结。在“微笑曲线”上,曲线左右两侧的研发设计、零部件采购和品牌、分销、物流、金融、服务等环节的附加价值更高,利润空间大;而处在曲线中间弧底位置的加工、组装、制造等环节,技术含量不高,附加价值低,利润微薄。国内一些制造业处于全球价值链分工的“微笑曲线”中利润率最低的加工制造环节,被认为是中国制造业的隐忧。相应的解决办法是加快实现转型升级,从战略上向上游研发设计和下游分销、服务和品牌等全球价值链两端延伸,提高国际分工地位。

“武藏曲线”是2004年日本索尼中村研究所所长中村末广在对日本制造企业调查时发现,很多日本制造企业在加工组装环节相较于其他业务而言创造了最高的利润率,装配、制造的环节附加值较高,而零件、材料以及销售、服务环节的附加值较低,在坐标系中表现为一条倒U型曲线,这被命名为“武藏曲线”。在2005年6月发布的《2004年度日本制造业白皮书》中,日本经济产业省对日本400家制造业企业进行了调查,如果根据企业经营的业务类型划分为产业链上的研究、开发、设计、试制、制造、组装、加工、销售、渠道、营销及售后服务等不同阶段,则其中组装、销售部分的利润即产业附加值最高,有力地佐证了“武藏曲线”的存在。这一现象与我们所熟知的“微笑曲线”有所不同。

工业4.0背景下,U型“微笑曲线”可能被倒U型“武藏曲线”取代,进而是“数字化曲线”的倒U型反转,即制造业可能成为利润率最高的环节,关键在于是否能够深度挖掘和提升数据价值链,从而更大限度地提升潜在经济增长率,产生巨大的价值空间。这也正是美国、德国、日本等发达经济体近年来大力复兴制造业的重要原因。在数据字和智能化背景下,生产过程中的数据挖掘、传输、分析、处理和分享活动会给企业带来更高的利润率。中国制造业借助于智能制造、工业互联网、大数据、云服务等新一代信息网络技术,完成可以实现“微笑曲线”的倒U型反转,而且使生产制造和加工组装环节的利润率提高。根据2013年5月麦肯锡全球研究所(MGI)对未来可能对世界经济产生颠覆性影响的12项技术所做的预测,到2025年,这些技术将创造14万亿美元-33万亿美元的市场价值。其中,与数字化网络化技术紧密相关的移动互联网、物联网、云计算、自动驾驶汽车的影响最为显著。(www.daowen.com)

图3-1 全球价值链分工曲线

3.工业4.0下半导体产业转型升级的含义

半导体产业的转型升级,指产业由劳动密集型转为资本密集型和技术密集型产业,环节的升级转换,由下游低附加值的封装试测环节向中上游高附加值的制造和设计环节以及设备材料等环节转型升级,不断向半导体全球价值链的高端攀升,实现半导体产业结构合理优化。在工业4.0背景下,结合《中国制造2025》中对制造业升级的要求,半导体产业转型升级的方向将更加聚集,更加突出技术和产业本质的升级问题,具体可包含以下几个方面的含义:

一是突破产业核心关键技术。尤其是对半导体产业领域关键环节和重点领域的突破,解决产业发展受制于人的问题。既包括高端核心的集成电路芯片、高端存储设备、智能传感器等具有全局影响力、带动性强的关键核心环节的突破,也包括核心基础元器件、先进基础工艺、关键电子材料和专业设备等工业制造基础能力的突破,还包括面向技术前沿的新型计算、人工智能虚拟现实量子通信、生物智能传感等领域的突破。

二是提升产业的生态化发展水平。目前半导体行业已经步入多元化且全面的商业竞争时代,从单纯的产品竞争扩大到产业生态系统间的竞争。半导体产业竞争的不仅仅是技术,产业生态系统的建设也成了竞争焦点,众多企业共同支撑与共享的平台质量决定了产业升级潜力。要推动半导体产业转型升级,应推进国产基础软硬件协同发展,提高适配能力、面向整机和系统的集成实施能力,实现群体式创新突破;要推动产业链各环节配套发展和产业链横向整合,形成产业链上中下游联动机制,增强体系化产业创新能力;尤其要以平台型骨干企业为引领,以掌握操作系统等核心技术为基础,围绕服务器、移动终端、工业控制等重点领域构建产业生态,打造自主可控的产业生态体系。

三是提升产业的智能化发展水平。智能化是由现代通信与信息技术、计算机网络技术、行业技术、智能控制技术汇集而成的针对某一个方面的应用。智能化能够大幅提高产品功能和附加值,增加产品的“智慧”,增加消费者体验效用,提升企业竞争力。尤其是在消费型电子领域,各类智能移动终端、智能硬件、智慧家庭应用终端、行业应用终端层出不穷,代表了半导体产业发展的趋势和方向。在工业制造业领域,随着软件、硬件、网络、计算等多种技术和制造技术的融合依靠软件的定义、编码和封装,各类智能传感器、智能设备不断涌现,不断为制造业发展“赋能”“赋智”,工业的智能化发展程度不断提高。

四是提高产业的安全可靠层级。半导体产业作为国家基础性和先导性的产业,是信息技术安全的保障。但我国半导体产业核心关键领域受限于人,集成电路设计、制造企业持续创新能力薄弱,核心技术缺失需要大量依赖进口,与国际先进水平有显著差异,尚不能完全满足党政信息系统和重点行业的核心业务需要。从国家安全角度来看,只有实现了底层半导体的国产化,我国的信息安全才能得以有效保证,因此《中国制造2025》中集成电路在发展新一代信息技术产业的首位。虽然目前实现对国外产品的全面替代尚需时日,但我们应始终将半导体领域的安全可靠作为转型升级的重点方向来突破。

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