1.工业4.0为中国半导体产业发展提供了契机
目前中国工业化初步完成,正在逐步从GDP高速增长切换至GDP高质量增长。随着劳动力成本的逐渐提升,廉价劳动力的比较优势逐渐消失,因此产业亟待进一步向资本密集型、技术密集型乃至知识密集型的方向升级。无论是充分性,如工业基础、资本技术和知识积累基础等,还是必要性,如产业升级压力、高质量的经济发展诉求等,两方面的条件都驱动当前中国发展半导体产业。在下游需求方面,一方面目前中国已经成为全球各类电子系统的主要生产地,下游需求得以保障,比如手机中占全球40%的市场份额,笔记本电脑占全球25%的市场份额;另一方面,中国也已经建立了完善全面的电子系统产业链体系,因此能够快速切入并把握新型应用领域的机遇。未来在工业4.0背景下,5G、人工智能、汽车电子、物联网等创新应用有望驱动全球半导体行业复苏,这将是中国半导体行业快速成长的最好时机,需求的持续提升为我国半导体产业切入全球产业价值链提供了契机。
在5G通信领域,工信部2017年印发《信息通信行业发展规划(2016—2020)》,明确5G是我国信息通信行业十三五期间重点研发和规划工程,将在十三五期间构建5G试商用网络,打造系统、芯片、终端、仪表等完整产业链。国家发改委于2018年发布“新一代信息基础设施建设工程拟支持项目名单”进一步为推进5G商用加码。中国移动、中国联通和中国电信则紧跟规划脚步,计划在上海、杭州、深圳等16城市进行试点商用。
在工业互联网领域,2017年国务院印发《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》,成为指导工业互联网发展的纲领性文件。此次专项工作组的成立,旨在贯彻落实《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》,加强对有关工作的统筹规划和政策协调,2018年,工信部印发《工业互联网发展行动计划(2018—2020年)》,计划于2020年底建成5个标识解析国家顶级节点,标识注册量超过20亿。据中国工业互联网产业联盟测算,2017年我国工业互联网直接产业规模约为5700亿元,到2020年将达到万亿元量级。芯片技术与传感器技术是工业互联网行业发展的重要支柱,有望使行业充分受益。
在物联网领域,2010年国务院发布《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,将物联网作为国家首批加快培育战略性新型产业。2011—2017年,物联网发展迅速,市场规模自2633亿元迅速增加至11605亿元。根据《信息通信行业“十三五”发展规划物联网分册》,预计2020年国内物联网总体产业规模突破1.5万亿元,公众网络M2M连接数将突破17亿元。
在人工智能领域,2017年国务院和工信部接连发布《新一代人工智能发展规划的通知》《促进新一代人工智能产业发展三年行动计划(2018—2020年)的通知》,为我国人工智能发展提供政策保障。规划表示到2020年我国人工智能核心产业规模超过1500亿元,带动相关产业规模超过一万亿元。根据信息通信研究院发布的《2017年中国人工智能产业数据报告》,2017年我国人工智能市场规模达到了216.9亿元,比2016年增长了52.8%,预计2018年市场规模达到339亿元,增速达到56.3%。国内人工智能芯片布局较早,与国际巨头差距较小。以华为为代表的通信巨头,以百度、阿里为代表的互联网巨头,以寒武纪、地平线、深鉴科技为代表的初创公司已进军人工智能芯片。
在汽车电子领域,2016年国务院印发《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》,提出重点发展新能源汽车,到2020年实现当年纯电动汽车和插电式混合动力汽车的产销量达200万辆以上,相较2017年将增加200.03%。预计到2020年,我国汽车电子市场规模年均复合增速达到20%及以上,远高于国际平均增速水平。目前我国电动汽车电机电控核心组件 IGBT芯片98%采用国外进口,在国内汽车电子化蓬勃发展的过程中,汽车芯片的国产替代将存在较大的需求。
总体来看,随着PC、手机等消费电子产品销量的逐渐放缓,半导体产业发展的下游推动力量已经开始向汽车电子、AI、物联网等新兴需求转变。我国作为全球最大的消费电子生产和消费国家以及全球第一大半导体销售市场,在芯片市场需求方面有着巨大的优势。在国内消费电子市场庞大基数的依托下和汽车电子、AI、物联网等新兴需求的驱动下,不管是从国家安全层面还是市场自发性层面考虑,国产芯片的发展动力十分充足。
2.产业政策扶持力度上升至国家战略
与传统制造业不同,半导体产业具备重资本、高技术的门槛,整体运作存在巨大风险,政府的支持和主导至关重要。纵观美国、日本、韩国等半导体产业发展历程,政策扶持在发展半导体产业上发挥着重要作用,尤其是在产业发展的初期。一般半导体产业的发展会经历产业萌芽、政府扶持和自发成长三个阶段,其中政府扶持对于产业的成长至关重要。以美国为例,美国政府多次直接或间接地对半导体产业进行关键性干预,包括政府采购、政府资金支持、相关法律政策、外交贸易等直接行为,也包括影响技术发展方向、市场需求与竞争等间接行为。在日本,政府于1976年推出的VLSI计划成为推动半导体产业快速发展的起点,而1996年推出的超大型硅技术研究开发计划则促成了日本半导体产业的复苏。韩国也推出过类似的支持半导体产业发展的计划和政策。政府扶持的前期,一般为产业政策和财政优惠政策,比如1975年韩国出台了推动半导体产业发展的六年计划。技术积累后进一步在研发上予以支持,1976—1979年日本的VLSI项目,1986年韩国以产、学、研、官联合研发的研发4M DRAM,1989年16M/64M DRAM的研发,以实现技术自主研发,缩短与世界先进研发制造水平之间的差距,逐渐形成地区产业竞争力。我们从成功国家和地区的经验中可以发现,发展半导体产业离不开国家的大力支持,政府从顶层设计出发,制定产业发展战略,并在产业及财税政策、资本上给予了扶持。
近年来国家和地方关于半导体产业扶持政策密集颁布,国家高度重视半导体产业发展,如今更是将半导体产业提升至国家战略高度。随着《国家集成电路产业发展推进纲要》《中国制造2025》等国家重大战略的深入推进,以及“国家集成电路产业投资基金”(简称“大基金”)和“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”“极大规模集成电路制造装备与成套工艺”“新一代宽带无线移动通信网”等国家重大专项的实施,以及财政部针对先进集成电路生产、装备企业的税收优惠政策,地方政策规划正在形成合力,为本土半导体产业链的投融资、研发创新、产能扩张、人才引进等方面创造良好环境,国内半导体产业发展环境进一步优化。
2011年国务院发布《进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》,从研发、财税、投融资、进出口、人才、知识产权、市场等多角度给予政策支持。2006年国务院在《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》中提出“极大规模集成电路制造技术及成套工艺”项目,并且排在国家所列16个重大专项的第二位,以专项的形式组织了一批国内半导体设备公司进行一系列重点工艺和技术的攻关,在半导体业内被称为“02专项”。通过“02专项”的扶持,国内诞生了北方华创、中微半导体、上海微电子等一批半导体设备生产领军者,并形成了先进纳米装备、材料、工艺配套能力及集成电路制造产业链。
2014年国务院发布《国家集成电路产业发展推进纲要》以及随后设立的“国家集成电路产业投资基金”(简称“大基金”),将半导体产业新技术研发提升至国家战略高度。根据《国家集成电路产业发展推进纲要》的指引,我国集成电路产业在2020年要达到企业可持续发展能力大幅增强的发展目标,到2030年,我国集成电路产业链主要环节达到国际先进水平,一批企业进入国际第一梯队,实现跨越发展。政策目标不仅要打造半导体设备、IC设计、晶圆代工、封装测试等半导体完整产业链,更要进一步延展至软件、整机、系统,乃至信息服务,打造一个从半导体到终端市场、甚至是系统平台服务的产业链。同时《国家集成电路产业发展推进纲要》明确了突破集成电路关键装备和材料等发展重点以及设立国家产业投资基金、落实税收支持政策等保障措施。在政策推进、大基金引导下,联合地方政府、金融机构、社会资本、产业公司、科研机构,再加之各地税收、土地优惠、研发奖励等传统补贴方式,国内半导体产业的发展掀起新一轮热潮。
表6-1 《国家集成电路产业发展推进纲要》规划目标
2015年国务院发布国发(2015)28号文,即《中国制造2025》,以打造具国际竞争力的制造业为重要政策目标。“中国制造2025”普遍适用于各类型制造业,其中在IC产业领域,主要着重在IC设计业知识产权(IP)与设计工具的取得、核心通用芯片的开发能力、封装测试业在高密度封装与3D IC封装技术及测试技术的掌握,整个政策目的即在于关键半导体元器件的供货能力。通过《中国制造2025》对核心基础零部件(元器件)、先进基础工艺、关键基础材料和产业技术基础(四基)的政策目标,对应到半导体产业链进一步分析,在IC设计部分,至2020年半导体国内市场自给率目标达40%,2025年将进一步提高至70%。为满足提升自给率政策目标,对IC制造产业而言,将支持晶圆代工与封装测试业者产能上的扩充;对半导体设备与材料业而言,则将以提高设备与材料供货能力为目标;至于IP与设计工具业,则以持续丰富知识产权与设计工具为政策目标。
表6-2 《中国制造2025》半导体产业政策目标
资料来源:半导体行业观察
2016年发布的《我国集成电路产业“十三五”发展规划建议》提出,到2020年,集成电路产业与国际先进水平的差距逐步缩小,全行业销售收入年复合增长率为20%,达到9300亿元;16/14纳米制造工艺实现规模量产,封装测试技术进入全球第一梯队。关键装备和材料进入国际采购体系,基本建成技术先进、安全可靠的集成电路产业体系。2018年政府工作报告也将集成电路产业列入加快制造强国建设第一位,延续了国家政策的大力支持,集成电路产业发展。
表6-3 近年来国家集成电路产业主要政策
同时,各地方政府纷纷出手布局区域内半导体产业发展及促进政策,二线城市也积极进场,各地方政府为培育增长新动能,积极抢抓半导体产业新一轮发展机遇,促进地区半导体产业实现跨越式发展,也不断出台相关政策支持半导体产业的发展。
表6-4 半导体产业部分地方政策(www.daowen.com)
3.政府及社会持续高额的投资
半导体是资金密集型行业,技术壁垒高,投资规模大,回报周期相对较长,尤其是制造环节需要大量资金投入购买设备以及研发,仅靠企业难以承担巨大风险,需要政策给予一定的资金支持。《国家集成电路产业发展推进纲要》奠定了未来集成电路的战略发展方向,同时提出了设立“国家产业投资基金”(简称“大基金”)的重要举措。大基金的设立,是我国第一次以市场化投资的方式推动半导体产业的发展,大基金引路,合力地方政府、金融机构、社会资本、产业公司、科研机构,再加之各地税收、土地优惠、研发奖励等传统补贴方式,产业投资主体沿着中央政府-地方政府-产业资本的道路滚动推进,掀起了中国半导体产业空前的投资热情。从中央到地方,这些举措既能体现国家意志,客观上也满足了战略性产业对长期投资的要求。
大基金于2014年9月24日正式成立,存续期为10年,注册资本为987.2亿人民币,财政部、国开金融、中国烟草、北京亦庄为公司前4大股东,持股比例分别为36.47%、22.29%、11.14%、10.13%。大基金分为两期进行,目前大基金一期已经投资完毕,共募集1387.2亿元,有效决策投资70个项目,基本实现了半导体全产业链布局覆盖。大基金的成立,不断将政府部门、金融机构、社会资本以及科研机构的资源集中到相关产业公司中,帮助企业更有效地结合资本手段,实现半导体设计、制造、封装、测试、核心装备各关键环节自主创新,提升企业核心技术竞争力,加速产业链垂直整合,推动半导体产业的转型升级。
大基金重点推进的有四大领域,一是重视集成电路制造业,包括推动32/28纳米芯片迅速形成规模生产力,推动22/20纳米、16/14纳米芯片量产,研发10纳米;二是推进存储器国产化,布局3D NAND Flash、DRAM、XPOINT、MRAM、PCRAM、RRAM等技术;三是建立高端芯片联盟,建立涵盖产业链重点企业、著名院校和研究院所的联盟,实现“产学研用”融合,目标是掌握CPU、FPGA、存储MEMORY、AD/DA、传感器MEMS等产品;四是理性参与国际并购,通过资本运作的手段引入国外的技术和人才,推进产业的发展。从投资领域来看,针对当前半导体产业链的短板,大基金一期重点投资了制造环节,占大基金一期总额的67%,其次是设计17%,封测10%,装备材料类6%。
在一系列国家政策、大基金一期及各地社会资本的支持下,我国半导体产业加速发展。根据中国半导体行业协会数据计算,2012—2014年我国集成电路销售额年复合增速为18.19%,而在大基金成立后,2015—2017年复合增速已达到22.44%,增长了4个百分点。制造环节受益于大基金的支持增长显著提速,在2012—2014年晶圆代工年产值复合增长率为19.21%,大基金成立后,2015—2017年晶圆代工年产值复合增长率达到26.79%,增长了7.5个百分点。
除了规模显著增长外,半导体的产业结构也得到改善,产业链中附加值较高的IC制造和设计环节销售额占集成电路产业总销售额比例稳步提高,2016年IC设计环节首次超过封测环节在产业链占比最大。半导体产业各环节的技术也取得突破,制造领域,中芯国际28纳米多晶硅栅极技术产品良率达到80%,长江存储32层3D NAND Flash存储芯片2018年实现小规模量产;设计领域,紫光展锐等已开展5G通信核心芯片的研发,先进设计水平达到16/14纳米;封测领域,长电科技已成为全球第三大封测厂,中芯长电14纳米凸块封装已经量产;设备材料领域,光刻、刻蚀、薄膜沉积等核心装备,12硅片等核心材料领域已布局。
大基金通过对国内行业领导者的投资,借力企业完成国际并购,进入全球半导体第一梯队,带动产业转型升级。以大基金成立四年以来的两桩典型并购为例,2014年12月长电科技7.8亿美元收购全球第四大封测厂新加坡星科金朋,长电借力大基金三亿美元采用“上市公司+PE”模式和三级股权架构完成蛇吞象式跨境并购,跻身全球半导体封测第一梯队。2018年11月,闻泰科技联合云南城投、格力电器、国联集团等公司以269亿鲸吞全球分立、逻辑、MOSFET器件顶尖设计公司安世半导体,加速海外优质产品、市场和客户资源整合,开启国有化替代和产业链垂直整合。
大基金二期将启动,国家延续对产业的大力支持。据了解,二期集成电路发展基金预计将募集约2000亿元。按照1∶3的撬动比,所撬动的社会资金规模在6000亿元左右。加上大基金第一期1387亿元及所撬动的5145亿元社会资金,涉及资金总额将过万亿元。投资方向上,适当扩大产业生态体系缺失环节,信息技术关键整机及重点应用领域,设计环节的投资比例有望增至20%-25%,并有望加大在物联网和人工智能领域的布局。大基金二期资金的募集传达了两个重要信号,首先国家层面的集成电路支持计划政策将会是延续性的,希望能够真正实现国产化的长远目标,其次对于产业的投资也将更加全面覆盖全产业链,显示了国家对于产业整体的重视程度。
在市场拉动和政府政策支持下,自2015年以来,全国各地也掀起了一股成立集成电路产业投资基金的热潮,包括北京、上海、广东等在内的十几个省市已成立专门扶植半导体产业发展的地方政府性基金。地方投资基金的投向行业较为分散,深圳明确地指出将投向存储IC,上海和安徽将重点投资汽车芯片等新消费芯片的建设,陕西重点投资半导体功率器件,其他地区均以芯片制造为主、分散投资到产业链设计、封测环节和装备材料环节。
表6-5 国内部分地方集成电路产业基金
资料来源:中国银河证券研究院整理
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