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激光能够非常好的适应空间,并且具有良好的空间适应性以及时间适应性。尤其是能够针对不同的材质、形状尺寸等加工适应度非常高,非常适合自动化加工体验。激光微加工技术能够将加工手段与计算机数控进行完美的结合,并且进一步成为现代化制造业优质、高效、低成本、适应性强的关键技术。一般情况下,激光微加工技术主要适用于电子产品,因为电子产品对于加工技术的要求比较严格,利用激光微加工技术进行各种高科技的应用,能够进一步提高电子产品的质量。
1 激光微加工技术的主要特点
1.1 激光微加工速度快
由于激光的能量束密度非常高,所以热影响区域小,这样一来加工的速度也就会进一步提高,从而实现对于微电子产业中各种高硬度、高脆性以及高熔点的材料进行加工。
1.2 无需机械接触
激光束不需要针对加工材料进行传统的机械挤压或者机械应力,这样对于加工材料的损害就会相应减少,也不至于损坏被加工的物体。由于这样的特性,也不会由于加工而引起有毒气体、废液、废料的产生,对于环境也不会造成影响,代表着未来电子制造业的最先进的加工工艺。
1.3 激光直写
激光直写技术能够突破传统的模板限制,并且根据加成法和减成法的制造方式都能够统一完成,可以说激光微加工技术的工艺集成度非常的高,也尤为符合集成电路制造的小批量、快速试制的要求。
1.4 激光技术与计算机集成系统相结合
通过激光微加工技术与计算机集成制造系统相结合的方式,能够保证计算加工的内容和方式变得更为精确,也能够保证激光微加工技术易于导向、聚焦,从而针对经常变换不同加工模式的用户非常的方便。
2 激光微加工技术的应用
2.1 激光微调
所谓的激光微调,就是利用激光束聚焦点的光斑来达到要求的能量密度,并且尽可能的选择汽化一部分材料,进一步保证电子元器件的精密调解。通过激光未加工技术来针对电阻、电容、石英晶体、集成电路等进行调解,能够保证以集中的能量来进行加工材料,并且对于附近的元器件影响非常小,也不会产生一定的污染,与其他加工方式相比,激光微调具有速度快、成本低、效率高的有点,并且能够精确到每秒中调解200个电阻。从目前激光微调技术发展的方向来看,激光微调技术融合了激光、光学、精密机械、电子学、计算机等一系列高科技项目,而且激光微调技术未来的发展方式也在朝向多功能、高速高自动化的发展方向。
2.2 激光打孔
目前我们使用的各种银行卡中IC芯片封装都是利用激光打孔技术嵌入的,目前最常用的多层电路板过孔加工的方法主要包括了光辅助化学刻蚀、等离子体蚀孔、机械打孔、激光打孔等方式,但是由于其他方法的使用成本太高、设备前期投资巨大,工艺要求无法满足,所以激光打孔已经逐渐发展成为主要的打孔方式,而且激光打孔更加的便宜、高柔性、低成本、适应材料丰富。
2.3 激光清洗
从目前来看,激光清洗的机理主要包括两种方式。一种是激光的能量被周围的微粒和清洗剂吸收,这样造成清洗剂快速升温,并且出现爆炸性汽化,这样就能够直接将材料表面的微粒冲出,从而达到清洗的目的。另一种方式并不需要清洗剂,而只需要激光照射在材料的表面,通过激光吸收的能量产生热能量,将微粒冲出表面,这样的方式需要激光的精度够高,被称为干式激光清洗法。
而且,随着集成电路的密封等级不断提高,制造过程中如果被微粒等污染,会导致材料出现严重不足,传统的化学清洗法、机械清洗法、超声波清洗法等对于材料表面的微粒处理非常的困难,但是激光清洗法能够通过无研磨、非接触、无热效应的方式针对各种材料进行清洗,从而有效的去除材料表面的微小颗粒,而且又不会使得模板出现碎裂或者其他污染,所以说激光清洗法师目前最有效、最安全的方法。
2.4 激光柔性布线
激光柔性布线技术是最近兴起的电路板布线技术,通过激光束的扫描光、热的作用来直接在集成路表面进行预涂层、溶液或者气体等,从而发生物理化学法宁,进一步形成金属导线的柔性不限技术。利用激光柔性不限技术能够针对集成电路板中封装结构的导线布线或者及时修复。激光柔性布线技术具有多样化的生产方式,适用于小批量生产。
2.5 激光微焊
激光微焊技术能够在集成电路中进行封装处理,对于引线和印刷电路板的焊接、引线和硅板之间的焊接、细导线和薄膜的焊接、集成电路的焊接等用途。激光微焊与其他的焊接技术相比较来说具有很明显的特点,比如激光强度更高、对周围加工产生热影响较小,而且激光可以达到其他方式无法进入的区域,从而保证激光与不同材料之间进行相同组合,这样也能够增强激光焊点的高精度。
3 结论
对于激光微加工技术来说,激光微加工技术的好与坏直接影响到产品的质量,所以激光是整个激光微加工技术过程中的重要环节。但是在目前的技术条件和水平之下,对于激光微加工技术无法实现全面的检验,对焊缝的无损检测技术也无法保证激光微加工技术。所以要对于激光环节的各个步骤进行严格的控制与管理,强化激光微加工技术过程中的激光微加工技术。本文通过对于激光微加工技术过程激光微加工技术保证的重要意义进行全面的分析,并且结合笔者在从事集成电路制造的多年经验进行深入的分析,从激光微加工技术不足入手,并且针对性的提出解决办法,促进集成电路制造的质量得到提升。
参考文献
[1]蔡志祥,曾晓雁.激光微熔覆技术的发展及应用[J].中国光学与应用光学,2010(05):405-414.
[2]曹宇,李祥友,蔡志祥,曾晓雁.激光微加工技术在集成电路制造中的应用[J].光学与光电技术,2006(04):25-28.
关键词:山地风电;山区道路;造价控制;质量控制
中图分类号:O213.1 文献标识码:A 文章编号:
1.山区风电进场道路工程工特征
1.1地形地质条件复杂。山区地形大多高差较大,地势陡峭,连续起伏变化较多,直线距离较短,且多有伴随河流、谷地,须螺旋展线升降坡并借助修建桥梁、隧道等构造物才能解决问题。
1.2地质条件复杂。地质条件多样化,山区地表存在着一些不良地质情况,如岩堆、碎落、滑塌、岩溶、泥石流等。而路基的稳定性取决于所处地段地质构造的稳定性,故岩石的种类,岩层走向和倾斜度及有无软土夹层及地下水的影响,山区的地质条件往往不利于路基的稳定。
1.3环境、水土防护工作难度大。岩质山区由于岩性影响,土层浅薄,多碎石,生态环境较为脆弱。强风化岩石的山区土层较厚,植被茂密,但施工及使用过程中由于土质疏松,施工渣土及边坡受雨水冲刷滑落现象较为普遍。山区公路建设土石方数量大、结构物多、开挖范围广,容易造成植被破坏和水土流失,对生态环境的影响大于平原区的公路建设。
2.工程造价控制思路
2.1道路选线。风电场运输一般要求的路宽不小于5m,转弯半径在35m左右,在内弯处还要求有15-25m的扫尾空间,单位长度投资相对较大。山地风电场进场道路路线、起点选择对道路长度、社会及自然环境的影响程度、施工难度等有着直接影响。为降低工程造价,设计勘察阶段尤其是道路选线阶段的工作尤为重要。一是要尽量借助原有上山道路,充分考虑在原有道路基础上改造的可能性,可避免大填大挖,大幅度降低投资成本。二是要加强局部放坡方案比选,在局部路线方案的处理上多花精力,选出最优方案,如在开山、隧道或展线的选择,绕道避让或拆迁/除之间的选择,加强多种方案的比较才能得出最可靠、最经济的方案。三是周密考虑征地(林)工作可能存在的问题,在道路占地及施工临时上综合考虑土地性质、拆迁规模、征地费用、地上物赔偿以及其他自然或经济敏感点等问题,减少工程综合造价,同时安排好加强“插旗”与动工之间的时间衔接,拖延时间过长造成的拆迁量变大。
2.2前期现场及地质情况勘测测量。山区道路往往土石方量大,不同的地质、地形情况直接影响施工难度及工程造价。对地形、地质以估计不充分,防御措施不到位,造成的基础处理方式变化、土石方量加大或塌方滑坡等意外情况发生,增大工程难度甚至引起重大设计变更,使得整个工程造价存在较大的不确定。加强对道路沿线的地质勘测,加大前期设计投入,有利于科学准确地估计工程投资,减少意外情况或事故的发生,有效控制工程综合造价。
2.3施工过程中的监管和控制。由于山区道路等级较低,往往施工单位施工设施简陋、专业技术工人少,组织设计方案难以完全执行,同时前期工作不细致,问题估计不全面以及复杂艰苦的条件又经常造成施工方案变更,在施工过程中的监管以及相关签证工作很大程度上影响着整个工程的质量及工程投资。山区道路造价管理由于工程造价咨询机构从项目立项开始就介入工程造价控制, 工程技术人员应当负起责任,提高现场技术要求,加大监管力度,加强签证审核,加强对原材料价格情况的掌握,更好地在施工过程以及设计、方案变更情况下加强工程整体造价的掌握和控制。
3.公路路基施工质量控制
3.1山区公路路基由于其独特而繁杂的本质而使施工变得很困难。路基施工通常会在地质、地形情况各异的地区开建,其条件会不断变换,相比公路工程中的其他事项,路基施工在技术上虽然没有很大问题,可是其实际施工却很困难。以上这些独特之处使路基施工中的质量管制有着与其它工程迥异的特征:路基施工过程中的复杂和高难度可以充分检验施工单位的管理水平、施工经验以及能力;施工工程中能否做到有效管理并统筹各项事务对于路基施工中的经济效益、施工质量以及施工进度起着决定性的作用;由于路基施工的独特性,始终要把保障施工质量放在首位进行日常管制;在施工队伍是决定施工效果的重要方面,所以一定要制定较高的门槛尽量找聘请那些责任感强、能力好、素质高的施工人员。
3.2路基施工技术质量标准
在地面上填补开挖建设后就形成了路基,但是因为路基的修建会引起地面的原始均衡比例改变,特别是在那些地址状况比较拙劣的地方会因修筑路基所带来的严重失衡而使路基遭到更加严峻的毁损。所以,我们亟待找出一些方案来保证路基总体结构可以运行稳当而不至于受通车后的载重或者其他自然条件的影响,使路基在过渡失衡的情况下出现超标损坏现象。路基只有在强度很到位的情况下才可以免受一些外在因素的干扰而不规范变形或毁损。路基的保护措施在那些自然灾害(如冰冻)频繁出现的区域里显得尤为重要,冰冻时出现的水温失常会导致路基在连续冻结融解作用下发生翻浆或冻胀,从而严重危机路基的强度。为了解决这个问题,必须保证路基的水稳定性使之抵御那些严峻的水温失常状况来维持强度。
3.3施工准备时的管制
全面了解工程施工环境最重要。要综合观测并检验施工地点周围的土源、基底、公路沿线地质条件的具体状态,为了不盲目施工或者在施工中绕弯路就必须吸取以往的经验教训,据此,总结出合理可行的施工方案、方法和针对路基的处决措施,确保高质、高速施工。在作业过程中也不能因循守旧,要观测并记录施工地点的气候情况,然后得出具体合理的作业方案及措施,一套完整的替代方案也必不可少,必要时,根据天气随机应变。接着就是施工的优化问题了,要想做到优化首先在制定方案时要通过对施工顺序、作业手段以及每道工序的处置措施轮番举证,尽量减少人员和机器的闲置,最后就是反复商榷工程顺序是否得当。然后就是如何建立一套完整的制度来确保施工质量问题了。要明白工程施工并不是一个人的事,而是要让所有施工人员对施工全程都了如指掌,包括工程施工前的施工规、设计要求、整体安排、范施工部署、合同要求的作业流程和规程、施工要点等。这也为施工方案和施工进度的确认提供了便捷。
3.4防护措施
修建路基破坏了地面的原始均衡,再加上其暴露在外会被那些繁杂的自然现象腐蚀,各种各样的防护措施就显得很重要。坡面防护可以有效减少路基受随流冲刷、坡面岩土被风化剥落和环境的和谐。随着环保的呼声日益高涨,一般在防护边坡上种草对高级公路进行防护,若防护坡高则用砌石框种草以代之。沿河路基边坡的防护一般采取直接防护。但是传统的抛石、铁丝石笼、砌石、挡土墙均要有所改善:石笼改用高强土工格栅,受浪击边坡的护面板用聚胺脂或聚脂类土工织物混凝土护坡模袋做,这些土体适应力都很强,可防沉降。在墙高较低、石料丰富、地基好的地区可以用石砌的重力式挡土墙;在公路路基维护中,钢筋混凝土结构的扶壁式挡土墙、悬臂式挡土墙和板柱挡土墙因受力合理、墙身圬工体积小得到重用。
4.结语
山区公路因其特殊的工程特征,对工程造价及工程质量的管理水平都有着更高的要求,造价及质量的监管并不仅仅是造价人员或现场管理人员的责任,而融会贯穿于整个工程建设全过程的综合管理,措施、方法固然重要,而管理的思路和理念更加值得深入研究和探讨,只有抓好整个工程建设全过程的系统管理,才能在真正意义上降低工程造价、提高工程质量。
参考文献:
[1]杨文.徐.桥梁施工工程师手册(第二版)[M].北京:人民交通出版社,2002.
集成电路(IC)产业是战略性、基础性和产业之间关联度很高的产业。它是电子信息产业和现代工业的基础,也是改造提升传统产业的核心技术,已成为衡量一个国家经济和信息产业发展水平的重要标志之一,是各国抢占经济科技制高点、提升综合国力的重点领域。
集成电路产业是典型的知识密集型、技术密集型、资本密集和人才密集型的高科技产业,它不仅要求有很强的经济实力,还要求具有很深的文化底蕴。集成电路产业由集成电路设计、掩模、集成电路制造、封装、测试、支撑等环节组成。随着集成电路技术的提升、市场规模的扩大以及资金投入的大幅提高,专业化分工的优点日益体现出来,集成电路产业从最初的一体化IDM,逐渐发展成既有IDM,又有无集成电路制造线的集成电路设计(Fabless)、集成电路代工制造(Foundry)、封装测试、设备与材料支撑等专业公司。
国家始终把集成电路作为信息产业发展的核心。2000年国家18号文件(《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》)出台后,为我国集成电路产业的发展创造了良好的政策环境。2005年国家制定的《国家中长期科学和技术发展规划纲要 (2006-2020年)》安排了16个国家重大专项,其中两个涉及到集成电路行业,一个是“核心电子器件、高端通用集成电路及基础软件产品”,另外一个则是“集成电路成套工艺、重大设备与配套材料”,分列第一、二位。2008年国家出台的《电子信息产业调整与振兴规划》明确提出:加大鼓励集成电路产业发展政策实施力度,立足自主创新,突破关键技术,要加大投入,集中力量实施集成电路升级,着重建立自主可控的集成电路产业体系。
无锡是中国集成电路产业重镇,曾作为国家南方微电子工业基地,先后承担国家“六五”、“七五”和“九0八”工程。经过近20年的不断发展,无锡不仅积累了雄厚的集成电路产业基础,而且培育和引进了一批骨干企业,有力地推动了我国集成电路产业的发展。2000年,无锡成为国家科技部批准的7个国家集成电路设计产业化基地之一。2008年,无锡成为继上海之后第二个由国家发改委认定的国家微电子高新技术产业基地,进一步确立了无锡在中国集成电路产业中的优势地位,2009年8月7日,温总理访问无锡并确立无锡为中国物联网产业发展的核心城市,微电子工业作为物联网产业发展的基础电子支撑,又引来了新一轮的发展机遇。
发展集成电路产业是实现无锡新区产业结构调整、支撑经济可持续发展、引领经济腾飞、提升创新型城市地位、提高城市综合实力和竞争力的关键。无锡新区应当抓住从世界金融危机中回暖和建设“感知中国中心”的发展机遇,以优先发展集成电路设计业、重视和引进晶圆制造业、优化发展封测配套业、积极扶持支撑业为方向,加大对产业发展的引导和扶持,加快新区超大规模集成电路产业园的建设,加强高端人才的集聚和培育,实现无锡市委市政府提出的“把无锡打造成为中国真正的集成电路集聚区、世界集成电路的高地、打造‘中国IC设计第一区’和‘东方硅谷’品牌的愿景”,实现新区集成电路产业的跨越式发展。
2新区超大规模集成电路园
(2010年-2012年)行动计划
2.1 指导思想
全面贯彻落实科学发展观,坚持走新型工业化道路,紧跟信息产业发展的世界潮流,以积极扶持、引导现有存量企业为基础,以引进和孵化为手段,以重点项目为抓手,大力集聚高科技人才,加大政府推进力度,提高市场化运行程度,强攻设计业,壮大制造业,构建集成电路设计、制造、封装测试、系统应用、产业支撑于一体的完整IC产业链,建成“东方硅谷”。
2.2 发展目标
从2010年到2012年,无锡新区集成电路产业年均引进企业数15家以上,期内累计新增规范IC企业40家,期末产业链企业总数120家以上,产业规模年均增长25%以上,2012年目标400亿元,到2015年,全区集成电路产业规模达到800亿元,占全国比重达20%以上。年均引进和培养中、高级IC人才600名,期内累计新增2000名,期末专业技术高端人才存量达3000名。
2.3 主要任务
2.3.1 重点发展领域
按照“优先发展集成电路设计业,重点引进晶圆制造业,优化提升封装测试业,积极扶植支撑业”的基本思路,继续完善和落实产业政策,加强公共服务,提升自主创新能力,推进相关资源整合重组,促进产业链各环节的协调发展,形成无锡市集成电路产业最集中区域。
2.3.2 产业发展空间布局
集成电路产业是无锡新区区域优势产业,产业规模占据全市70%以上,按照“区域集中、产业集聚、发展集约”的原则,高标准规划和建设新区超大规模集成电路产业园,引导有实力的企业进入产业园区,由园区的骨干企业作龙头,带动和盘活区域产业,增强园区产业链上下游企业间的互动配合,不断补充、丰富、完善和加强产业链建设,形成具有竞争实力的产业集群,成为无锡新区集成电路产业发展的主体工程。
无锡新区超大规模集成电路产业园位于无锡新区,距离无锡硕放机场15公里,距无锡新区管委会约3公里。
超大规模集成电路产业园区总规划面积3平方公里,规划区域北起泰山路、西至锡仕路,东临312国道和沪宁高速公路,南至新二路。园区规划主体功能区包括制造业区设计孵化区、设计产业化总部经济区、设计产业化配套服务区等,占地共700亩,规划基础配套区包括建设园内干道网和开放式对外交通网络,同步配套与发展IC设计产业相关联的宽带网络中心、国际卫星中心、国际培训中心等,按照园内企业人群特点,规划高端生活商务区。
园区目前已有国内最大工艺最先进的集成电路制造企业海力士恒亿半导体,南侧有KEC等集成电路和元器件制造、封测企业。园区的目标是建成集科研教育区、企业技术产品贸易区、企业孵化区、规模企业独立研发区和生活服务区于一体的高标准、国际化的集成电路专业科技园区,作为承接以IC设计业为主体、封测、制造、系统方案及支撑业为配套的企业创新创业的主要载体。支持跨国企业全球研发中心、技术支持中心、产品系统方案及应用、上下游企业交流互动、规模企业独立研发配套设施、物流、仓储、产品营销网点、国际企业代表处等的建设,组建“类IDM”的一站式解决方案平台。
2.3.3 主要发展方向与任务
(1)集成电路设计业
集成电路设计是集成电路产业发展的龙头,是整个产业链中最具引领和带动作用的环节,处于集成电路价值链的顶端。国家对IC产业、特别是IC设计业发展的政策扶持为集成电路发展IC设计产业提供了良好的宏观政策环境。“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”与“极大规模集成电路制造装备及成套工艺”列在16个重大专项的第一、二位,说明政府对集成电路产业的高度重视。这两个重大专项实施方案的通过,为IC设计企业提升研发创新能力、突破核心技术提供了发展机遇。新区集成电路产业的发展需要密切结合已有产业优势,顺应产业发展潮流,进一步促进集成电路产业的技术水平和整体规模,实现集成电路设计产业新一轮超常规的发展。
1)、结合现有优势,做大做强以消费类为主的模拟芯片产业。
无锡集成电路产业发展起步早,基础好,实力强。目前,无锡新区积聚了60余家集成电路设计企业,包括国有企业、研究机构、民营企业以及近几年引进的海归人士创业企业。代表性企业包括有:华润矽科、友达、力芯、芯朋、美新、海威、无锡中星微、硅动力、紫芯、圆芯、爱芯科、博创、华芯美等公司。产品以消费类电子为主,包括:DC/DC、ADC/DAC、LED驱动、射频芯片、智能电网芯片等,形成了以模拟电路为主的产品门类集聚,模拟IC产品的研发和生产,成为无锡地区IC设计领域的特色和优势,推动以模拟电路产品开发为基础的现有企业实现规模化发展,是新区集成电路产业做大做强的坚实基础。
2)结合高端调整战略,持续引进、培育系统设计企业。
无锡“530”计划吸引众多海外高端集成电路人才到无锡创业,已经成为无锡城市的一张“名片”,并在全球范围内造就了关注高科技、发展高科技的影响力。以海归人员为代表的创业企业相继研发成功通信、MEMS、多媒体SOC等一批高端产品,为无锡高端集成电路设计的战略调整,提供了坚实的人才基础和技术基础。随着海峡两岸关系的平缓与改善,中国台湾正在考虑放宽集成电路设计企业到大陆投资政策,新区要紧紧抓住这一机遇,加大对中国台湾集成电路设计企业的引进力度。新区拥有相对完善的基础配套设施、宜居的人文环境、浓厚的产业氛围、完备的公共技术平台和服务体系,将成高端集成电路人才创业的首选。
3)结合电子器件国产化战略,发展大功率、高电压半导体功率器件。
高效节能已经成为未来电子产品发展的一个重要方向,电源能耗标准已经在全球逐步实施,将来,很多国家将分别实施绿色电源标准,世界各国已对家电与消费电子产品的待机功耗与效率开始实施越来越严格的省电要求,高效节能保护环境已成为当今共识。提高效率与减小待机功耗已成为消费电子与家电产品电源的两个非常关键的指标。中国目前已经开始针对某些产品提出能效要求,此外,欧美发达国家对某些电子产品有直接的能效要求,如果中国想要出口,就必须满足其能效要求,这些提高能效的要求将会为功率器件市场提供更大的市场动力。功率器件包括功率IC 和功率分立器件,功率分立器件则主要包括功率MOSFET、大功率晶体管和IGBT 等半导体器件,功率器件几乎用于所有的电子制造业,除了保证设备的正常运行以外,功率器件还能起到有效的节能作用。由于制造工艺等因素的限制,形成相对较高的技术门槛,同时,新区企业拥有的深厚的模拟电路技术功底以及工艺开发制造能力,作为一种产业化周期相对较短的项目,现在越来越清晰的看到,模拟和功率器件是新区集成电路设计业的重点发展方向。
4)结合传感网示范基地建设,发展射频电子、无线通信、卫星电子、汽车电子、娱乐电子及未来数字家居电子产业。
“物联网”被称为继计算机、互联网之后,世界信息产业的第三次浪潮。专家预测10年内物联网就可能大规模普及,应用物联网技术的高科技市场将达到上万亿元的规模,遍及智能交通、环境保护、公共安全、工业监测、物流、医疗等各个领域。目前,物联网对于全世界而言都刚起步,各个国家都基本处于同一起跑线。温总理访问无锡并确立无锡为未来中国传感网产业发展的核心城市,将成为难得的战略机遇,新区集成电路产业应该紧紧围绕物联网产业发展的历史机遇,大力发展射频电子、MEMS传感技术、数字家居等,为传感网示范基地建设和物联网产业的发展,提供有效的基础电子支撑。
(2)集成电路制造业
重大项目,特别是高端芯片生产线项目建设是扩大产业规模、形成产业集群、带动就业、带动产业发展的重要手段。是新区集成电路产业壮大规模的主要支撑,新区要确保集成电路制造业在全国的领先地位,必须扶持和推进现有重点项目,积极引进高端技术和特色配套工艺生产线。
1)积极推进现有大型晶园制造业项目
制造业投资规模大,技术门槛高,整体带动性强,处于产业链的中游位置,是完善产业链的关键。新区集成电路制造业以我国的最大的晶圆制造企业无锡海力士-恒亿半导体为核心,推动12英寸生产线产能扩张,鼓励企业不断通过技术改造,提升技术水平,支持企业周边专业配套,完善其产业链。鼓励KEC等向集成器件制造(IDM)模式的企业发展,促进设计业、制造业的协调互动发展。积极推进落实中国电子科技集团公司第58所的8英寸工艺线建设,进一步重点引进晶圆制造业,确保集成电路制造业在国内的领先地位。
2)重视引进高端技术与特色工艺生产线
国际IC大厂纷纷剥离芯片制造线,甩掉运转晶圆制造线所带来的巨大成本压力,向更专注于IC设计的方向发展。特别是受国际金融危机引发的经济危机影响以来,这一趋势更为明显,纷纷向海外转移晶圆制造线,产业园将紧紧抓住机遇,加大招商引资力度。在重点发展12英寸、90纳米及以下技术生产线,兼顾8英寸芯片生产线的建设的同时,重视引进基于MEMS工艺、射频电路加工的特色工艺生产线,协助开发模拟、数模混合、SOI、GeSi等特色工艺产品,实现多层次、全方位的晶圆制造能力。
(3)集成电路辅助产业
1)优化提升封装测试业
无锡新区IC封装测试业以对外开放服务的经营模式为主,海力士封装项目、华润安盛、英飞凌、东芝半导体、强茂科技等封测企业增强了无锡新区封测环节的整体实力。近年来封测企业通过强化技术创新,在芯片级封装、层叠封装和微型化封装等方面取得突破,缩短了与国际先进水平的差距,成为国内集成电路封装测试的重要板块。
随着3G手机、数字电视、信息家电和通讯领域、交通领域、医疗保健领域的迅速发展,集成电路市场对高端集成电路产品的需求量不断增加,对QFP(LQFP、TQFP)和QFN等高脚数产品及FBP、MCM(MCP)、BGA、CSP、3D、SIP等中高档封装产品需求已呈较大的增长态势。无锡新区将根据IC产品产业化对高端封测的需求趋势,积极调整产品、产业结构,重点发展系统级封装(SIP)、芯片倒装焊(Flipchip)、球栅阵列封装(BGA)、芯片级封装(CSP)、多芯片组件(MCM)等先进封装测试技术水平和能力,提升产品技术档次,促进封测产业结构的调整和优化。
2)积极扶持支撑业
支撑与配套产业主要集中在小尺寸单晶硅棒、引线框架、塑封材料、工夹具、特种气体、超纯试剂等。我国在集成电路支撑业方面基础还相当薄弱。新区将根据企业需求,积极引进相关配套支撑企业,实现12英寸硅抛光片和8~12英寸硅外延片、锗硅外延片、SOI材料、宽禁带化合物半导体材料、光刻胶、化学试剂、特种气体、引线框架等关键材料的配套。以部分关键设备、材料为突破口,重视基础技术研究,加快产业化进程,提高支撑配套能力,形成上下游配套完善的集成电路产业链。
3保障措施
国家持续执行宏观调控政策、集成电路产业升温回暖以及国内IC需求市场持续扩大、国际IC产业持续转移和周期性发展是无锡新区集成电路产业发展未来面临的主要外部环境,要全面实现“规划”目标,就必须在落实保障措施上很下功夫。2010-2012年,新区集成电路产业将重点围绕载体保障、人才保障、政策保障,兴起新一轮环境建设和招商引智,实现产业的转型升级和产业总量新的扩张,为实现中国“IC设计第一区”打下坚实的基础。
3.1 快速启动超大规模集成电路产业园载体建设
按照相关部门的部署和要求,各部门协调分工负责,前后联动,高起点规划,高标准建设。尽快确定园区规划、建设规划、资金筹措计划等。2010年首先启动10万平方米集成电路研发区载体建设,2011年,进一步加大开发力度,基本形成园区形象。
3.2 强力推进核“芯”战略专业招商引智工程
以国家集成电路设计园现有专业招商队伍为基础,进一步补充和完善具备语言、专业技术、国际商务、投融资顾问、科技管理等全方位能力的专门化招商队伍;区域重点突破硅谷、中国台湾、北京、上海、深圳等地专业产业招商,聚焦集成电路设计业、集成电路先进制造业、集成电路支撑(配套)业三个板块,引导以消费类为主导的芯片向高端系统级芯片转变,以创建中国“集成电路产业第一园区”的气魄,调动各方资源,强力推进产业招商工作。
3.3 与时俱进,不断更新和升级公共技术服务平台
进一步仔细研究现有企业对公共服务需求情况,在无锡IC基地原有EDA设计服务平台、FPGA创新验证平台、测试及可靠性检测服务平台、IP信息服务平台以及相关科技信息中介服务平台的基础上,拓展系统芯片设计支撑服务能力,搭建适用于系统应用解决方案开发的系统设计、PCB制作、IP模块验证、系统验证服务平台。为重点培育和发展的六大新兴产业之一的“物联网”产业的发展提供必要的有效的服务延伸。支持以专用芯片设计为主向系统级芯片和系统方案开发方向延伸,完善、调整和优化整体产业结构。支持集成电路芯片设计与MEMS传感器的集成技术,使传感器更加坚固耐用、寿命长、成本更加合理,最终使传感器件实现智能化。
3.4 内培外引,建设专业人才第一高地
加大人才引进力度。针对无锡新区集成电路产业发展实际需求,丰富中高级人才信息积累,每年高级人才信息积累达到500名以上。大力推进高校集成电路人才引导网络建设,与东南大学、西安电子科技大学、成都电子科技大学等国内相关院校开展合作,每年引进相关专业应届毕业生500人以上,其中研究生100人以上。及时研究了解国内集成电路产业发达地区IC人才结构、人才流动情况,实现信息共享,每年引进IC中高级人才200人以上。积极开展各类国际人才招聘活动,拓宽留学归国人员引进渠道,力争引进国际IC专家、留学归国人员100人以上。到2012年,无锡新区IC设计高级专业技术人才总数达到3000人。
建立健全教育培训体系。以东南大学的集成电路学院在无锡新区建立的高层次人才培养基地为重点,到2012年硕士及以上学历培养能力每年达到500人。支持江南大学、东南大学无锡分校扩大本科教育规模,加强无锡科技职业学院集成电路相关学科的办学实力,建立区内实践、实习基地,保障行业对各类专业技术人才的需求。与国际著名教育机构联合建立高层次的商学院和公共管理学院,面向企业中高层管理人员,加强商务人才和公共管理人才的培养。
3.5 加强制度创新,突出政策导向
近几年,新区管委会多次调整完善对IC设计创新创业的扶持力度(从科技18条到55条),对IC设计产业的发展起了很大的作用,根据世界IC产业发展新态势、新动向,结合新区IC产业现状及未来发展计划,在2009年新区科技55条及其它成功践行政策策略基础上,建议增加如下举措:
1、在投融资方面,成立新区以IC设计为主的专业投资公司,参考硅谷等地成熟理念和方法,通过引进和培养打造一支专业团队,管理新区已投资的IC设计公司,成立每年不少于5000万元的重组基金,在国家IC设计基地等配合下,通过资本手段,移接硅谷、新竹、筑波等世界最前沿IC设计产业化项目,推进新区IC设计公司改造升级,进军中国乃至世界前列。
2、政策扶持范围方面,从IC设计扩大到IC全产业链(掩模、制造、封装、测试等),包括设备或材料、配件供应商的办事处或技术服务中心等。
3、在提升产业链相关度方面,对IC设计企业在新区内配套企业加工(掩模、制造、封装、测试)的,其缴纳的增值税新区留成部分进行补贴。
4、在高级人才引进方面,将2009年55条科技政策中关于补贴企业高级技术和管理人才猎头费用条款扩大到IC企业。
2013年3月15日上午,中关村集成电路产业联盟在北京成立。该联盟由中关村集成电路材料、设备、制造、设计、封装、测试、公共服务平台、软件和系统集成等产业链上下游30多家企业共同发起,是北京市首个覆盖集成电路全产业链的产业联盟。该联盟的成立标志着中关村将打造产业链各环节良性互动的集成电路创新生态圈。
中关村形成集成电路产业链
从2008年至今短短几年时间,一些国产材料和大型装备正在逐渐进入集成电路生产线。从集成电路设备制造、工艺,到芯片设计、制造,中关村示范区已经构建起了一条产业链。
“在这里,既有北方微电子、七星华创等提供集成电路生产设备的企业,也有北京君正、兆易创新等芯片设计企业,还有中芯国际这样大型集成电路制造企业。一条集成电路产业链就这样初步形成了。”中关村有关负责人说。
目前,中关村已有集成电路设计企业近百家,是全国芯片设计力量最强的地区之一,超过1亿元收入规模的企业超过20家,上市企业2家。中关村集成电路设计环节在新一代移动通信终端与网络、数字电视及智能电视、行业用智能卡及信息安全、高性能通用核心芯片、北斗导航芯片以及物联网等新兴领域具有雄厚的技术和产业基础。CPU、嵌入式CPU、存储器芯片、TD-LTE终端基带芯片、可编程逻辑器件、模拟及数模混合电路芯片等均处于国内领先,并填补了我国在这些领域的空白。
一批高等院校和科研单位长期从事微电子技术和半导体工艺研究,并一直处于全国领先地位。2011年中关村集成电路制造业的销售额占国内比例和年增长率均远超全国平均水平。中关村拥有集成电路生产线近10条,月产能超过10万片,且中芯国际(北京)是目前国内最具优势的芯片代工企业,已实现65nm主流工艺的大规模量产,且二期工程的顺利开工建设将为中关村集成电路设计、封测、装备、材料等相关企业提供更为便利的开发验证平台,带动和支撑全产业链规模化发展。
中关村集成电路装备、材料在国内处于领先地位,刻蚀机、氧化炉、离子注入机、光刻胶、靶材等多项科研成果打破了我国在该领域的空白,并进入产线验证。此外,中关村部分集成电路装备和材料也已率先在全国投入规模应用。
目前联盟已汇聚了中关村集成电路产业链各环节有影响力的企业:北京集成电路设计园是全国规模最大、功能齐全、服务配套的集成电路设计产业化基地和集成电路设计企业孵化基地之一;北京君正研发生产了国内首款应用于移动领域的非ARM架构双核移动CPU芯片,这也是国产CPU在移动领域的首款双核CPU芯片;兆易创新在2011年全球SPI出货市场占有率达到10.24%,全球排名第三,正逐步建立世界级存储器设计公司的市场地位;京微雅格作为国内首家自主研发生产FPGA的集成电路设计企业,去年又再次推出全新架构FPGA器件,实现了同类器件所不具备的集成度、高性能和低成本;北方微电子、七星华创、中科信等企业的集成电路高端装备均打破国内在该领域内的空白,引领了国内半导体装备的研发进程;有研半导体是国内12英寸硅单晶抛光片及外延片的重点厂商,并承担多个国家重大科技专项的研发。
集成电路生态圈初具雏形
中关村集成电路产业联盟旨在搭建开放式合作平台,促进中关村集成电路产业集群跨越式发展。联盟的成立,标志着中关村集成电路产业已建立了产业链各环节的良性互动体系,一个活跃、具有持续竞争实力的创新生态圈初具雏形。
联盟的总体目标是充分发挥中芯国际等龙头企业的平台作用,开展广泛合作,带动上下游企业、高校院所协同创新,全力打造具有国际影响力的集成电路产业集群。
近年来,中国集成电路(集成电路)产业获得飞速发展。不管是设计业、制造业还是封装业销售额都有大幅提高。
中国半导体行业协会的数据显示,2009年我国集成电路业销售额为1109.1亿元,此后逐年增长至2016年的4331.7亿元(预估数)。不过,集成电路进口金额亦是巨大。中国海关的数据显示,我国集成电路进口金额从2009年的1349.9亿美元增长到2015年的2615.3亿美元,长期占据我国进口第一大行业的位置。
这是中国集成电路“两端在外”的结果之一。“两端在外”是指一方面我国集成电路设计企业的产品主要在海外或外资企业加工;另一方面集成电路制造企业的主要业务也在海外。
更为严峻的事实或许是,“两端在外”所形成的产业技术严重滞后、集成电路制造和先进封装产能严重不足问题未能得到有效解决,新问题又已来临。新的寡头正在逐渐形成,比如高通公司(Qualcomm);新的技术也正在诞生,比如苹果的7纳米鳍式场效应晶体管(FinFET),而中国却无一家集成电路企业营业收入实现50亿美元,也无法投入大额资金去研发追赶!
“两端在外”困局该如何破?
改变产业模式
中国集成电路业发展至今对外依赖度依然很高,高端集成电路基本依赖国外的一个重要原因是产业结构出了问题。
在“一穷二白”的早期,中国大陆学习的是台湾的代工模式。台湾从代工模式发展而来,在历史上取得了较为显著的成效,至今仍有台积电和富士康两家全球重要的代工企业。
不过,代工模式已经不适合大陆集成电路产业的发展。因为代工模式有自身发展的局限性。第一,代工模式很难形成自己的特有品牌和文化。因为只是负责给设计企业加工产品,很难掌握先进的核心技术,只能永远作一个“追随者”。而中国大陆由于有着巨大的市场空间需要培养自身的品牌和特色。
第二,代工模式的一大弊病是不可持续性。长期给设计公司加工,结果就是自己失去创新能力,因为总是跟着别人做,掌握不了集成电路的系统技术,只能等着设计公司在前面拉着往前走。代工长久发展下去的结果就是导致企业创新能力不强,这在一定程度上也是限制台湾集成电路业发展的原因。显然大陆的集成电路产业不能继续走这条路,而是需要有自己的设计、制造、封装一整套自主企业。
第三,台湾作为一个地区来发展,代工模式给当地经济发展带来了很大的贡献。但大陆国土面积辽阔,具备战略纵深发展的条件。从东部到中部再到西部,经济发展的水平梯级很明显,给创立自主品牌提供了长足的发展空间。当然,也的确给代工模式提供了很大的生存空间。
实际上,从代工到创立自主品牌已经在很多行业得到了印证,这是一条必须走的路。比如家电、服装等领域,一些原先的代工企业都转为了自主品牌企业,而且很成功,发展后劲很足。比如格力电器,如果走代工之路,那就不可能有今天的格力电器。
培养自己的IDM
要改变目前的集成电路产业结构一个主要途径就是培养中国的集设计、制造和销售为一体的集成电路系统集成服务商(IDM)。IDM的重要性不言而喻,全球集成电路市场的80%由IDM所掌握,比如三星电子(Samsung)、恩智浦、英飞凌(Infenon)等。
为什么中国没有发展出来一家自己的IDM?这是因为中国的整机企业规模仍然太小。以华为公司为例,其官网公布2016年预计实现销售收入5200亿元人民币,折合美元也就748.96亿美元。这是智能手机、笔记本&平板、穿戴设备、智能家居以及集成电路等多个业务的总销售收入。但英特尔仅集成电路业务2016年的销售收入预计达563.13亿美元。
如何打造中国的IDM?
可以从两个方面着手。首先,企业要有意识地去做加法。让资源匹配的产业链企业组合起来。“两端在外”最大的问题是产业结构调整。产业结构调整当中最重要的是,整机企业有没有这样的意识,整个产业链的企业有没有形成共识――要打造IDM。
近5年来,中国集成电路设计、制造和封装环节的公司在展开积极紧密的合作,出现了一些积极的资源相互匹配和IDM公司的迹象。以中芯国际槔,早期在中国大陆本土接到的订单几乎为零,但是2015年国内订单已高达47.6%,而加工完后就交接给了中国最大的封装企业长电科技,前者26亿元入股后者成为最大股东。
值得一提的是,紫光集团有可能成为中国第一家IDM。紫光集团通过收购展讯和锐迪科拥有了设计业务,长江存储工厂的开建意味着制造业务也将拥有。如果在合适机会合并进来一家整机制造商,一家中国的IDM公司就诞生了。华为目前有整机业务、也有海思半导体这样全球优秀的设计公司,只要选择合适的时机建设属于自己的工厂,或收购或控股一家制造厂。华为也是一家IDM。
其次,相关政府部门要有意识地推动集成电路产业链上的企业去进行资源匹配。比如A设计公司主动提出希望能跟B制造公司进行资源匹配,政府给予一定的税收优惠,鼓励企业进行资源匹配,并对研发提供一定的补贴。加快两家公司的资源匹配。采取的方式有很多种,大基金是一种方式,通过换股来实现对双方控股也是一种方式。
实际上,全球集成电路产业这种合并案例仍在不断发生。比如高通公司提出收购恩智浦。后者于2015年12月完成收购飞思卡尔,成为全球最大的消费电子集成电路制造商。如果收购成功,高通将成为又一家IDM,而且营业收入规模或将超越台积电(TSMC)成为全球第三大半导体企业。
集成电路是换代节奏快、技术含量高的产品。从当今国际市场格局来看,集成电路企业之间在知识产权主导权上斗争激烈,重要集成电路产品全球产业组织呈现出跨国公司(准)寡头垄断的特征,集成电路跨国公司销售、制造、研局朝全球化方向发展。有鉴于此,当前集成电路是中国的“短腿”产业。
(一)产品研究开发至关重要。
集成电路产品研发和换代周期较短。按照摩尔定律,集成芯片上所集成的电路数目,微处理器的性能,每隔一个周期就翻一番;可比单位货币所能购买到的电脑性能,每隔一个周期就翻两番。为什么集成电路产品研发换代周期如此之短?因为芯片制造商要以最短时间,尽其所能,开发新技术,将技术标准更新换代,以实现产品性价比迅速优化,并大规模锁定消费者群体,乃至防止自身技术标准锁定的消费者、使用者群体流失到竞争厂商那儿去。由此,集成电路制造商要生存和发展,必须从销售收入之中,高比率地支出研发预算,建设研发队伍,开展研发行动。研发主要目标在于,形成具有性价比优势的技术标准和产品规格。以全球优势芯片制造商英特尔为例,近几年其研发支出占销售收入的比重一直高达13-15%,而同期相对比,即使是研发强度较高的汽车和航空器产业,其优势跨国公司的研发支出占销售收入的比重也都在5%上下。
(二)知识产权主导权上斗争激烈。
研发投入和行动是为了获取创新成果。集成电路厂商之间,在研发成果的认定、建设、保护方面,常年都是剑张弩拔,斗争异常剧烈。首先,研发成果要及时在产品市场销售地申请登记为专利、商标等知识产权;这种登记行动在步调上要早于国际市场开拓。再以英特尔公司为例,美国专利和商标局的数据显示,近几年来英特尔所获该局授权专利数目一直排在前十位,2007年获得授权数1865项,在授权巨头中排第五。其次是技术标准的认定和推广。一项技术标准的权益的表现就是一个技术专利群体。从全球个人和办公用计算机市场整体格局看,英特尔和微软拥有所谓w英特尔事实标准;为巩固这一标准的垄断地位和保持周边技术标准的优势地位,英特尔可谓不遗余力。英特尔每隔一个季度,要在美国、中国、欧洲等世界主要大市场区,选择商务中心城市,举办所谓英特尔信息技术峰会;峰会的一项重要工作就是推介英特尔的技术标准。近年推出的计算机技术标准涵盖到系统总线、PC架构、多媒体网络、无线通讯、数字家电等方面。三是知识产权的诉讼与反诉讼。作为PC机技术标准主导者,英特尔和微软两家公司几乎每年都发生诉讼与反诉讼事件,诉讼涉及的核心问题是知识产权侵权和市场垄断。近年来,就法院正式立案案件而言,英特尔的诉讼或反诉伙伴涉及美国Broadcom、超微、美国消费者群体、Transmeta、Intergraph、中国台湾威盛、中国深圳东进等;至于从2005年开始,美国AMD公司诉讼英特尔更是表明,AMD公司要正面挑战英特尔在PC机CPU芯片供应上占据多年的绝对垄断地位。
(三)重要集成电路产品全球产业组织呈现出跨国公司(准)寡头垄断的特征。
集成电路厂商要做到大规模锁定消费者群体,除在研发投入和节奏上要占优势和先机之外,还需要尽可能地将产品市场国际化。因为只有以高度国际化的市场为基础,企业才能在产品生产和销售上取得规模经济优势,才能摊薄昂贵的研发成本。全球产品市场规模的扩张和研发强度的加大又是相辅相成的。于是,对集成电路等产业来说,若以全球市场为背景,我们会看到这样一幅图景:一旦某个企业在市场份额上初占优势,它在研究开发经费的投入,在技术标准的推出和拥有,在锁定消费者步伐等方面,都会较长时间处于优势或领先的地位。全球市场份额也会朝向寡头集中,直至另一个后起之秀再凭借某些条件,逐步突破原有优势企业的寡头地位,并推动市场份额重组,乃至再次形成新的销售市场朝向单寡头或少数寡头集中的格局特征。当前集成电路产品全球的销售市场和产业组织格局充分说明这一点。据Gartner公司调查,2007年全球前十大公司占全球商业芯片销售收入的53.1%。需注意,这仅是关于全部各类销售收入的集中度数据。集成电路(芯片)是中间产品;对某一具体最终产品所使用某种具体芯片而言,往往由单个或为数不多的若干芯片制造商处于市场垄断地位。例如,对个人和办公用微型计算机最终产品来说,因所谓WINTEL事实技术标准对既定消费者群体的锁定,至少在PC机的CPU芯片供应上,很多年来,英特尔公司实际上一直处于单寡头垄断地位。当然,近几年这种单寡头绝对垄断地位也一定程度受到AMD公司的冲击。至于其他具体种类芯片,也以单寡头或少数寡头垄断供应居多。
(四)跨国公司销售、制造、研局朝全球化方向发展。
2007年全球集成电路销售收入最多的十家公司分别是英特尔,三星电子、东芝、德州仪器、意法半导体、英飞凌、现代半导体、瑞萨、恩智浦和日本电气。十大巨头均为跨国公司,均以全球市场为背景,进行制造、销售、研发基地配置,以尽可能地取得行业竞争优势。以英特尔公司为例。英特尔在50个国家开设约300个分支机构,总公司对分支构架的控制主要采取控股、内部化方式,全球化布局战略在销售、制造、研发等方面都得到充分体现。
从销售收入地域格局来看,销售地域格局的多元化和新销售地域增长点的形成是支撑英特尔销售收入迅猛上升的主要因素。1997至2007年间,英特尔公司美洲销售份额从44%0持续下降至20%;欧洲份额从27%持续下降至19%;亚洲份额从19%持续上升至51%。
从制造过程来看,英特尔在全球范围整合生产体系,将高附加值部分(硅片生产与加工)留在美国,将制造设施放在以色列,将劳动密集型业务放在马来西亚、爱尔兰、菲律宾、巴巴多斯、中国和哥斯达黎加等地。随着中国市场重要性上升,英特尔在建设原上海测试和封装工厂的基础上,先后于2004年、2007年再在中国成都、大连建设封装测试和生产制造工厂。
从研局来看,在芯片设计和测试方面,美国、印度、以色列、中国等重要区域市场支点和人力资源丰富区是公司布局重点,其三大模块化通信平台、解决方案中心、研发中心分别布设在美国、中国和比利时。20世纪90年代以来,英特尔的全球架构整合行动一定程度影响和引领着其他芯片商。其中,一些公司对海外机构进行了重组。
(五)集成电路是中国的“短腿”产业。
我国集成电路的设计和制造还处在起步发展阶段,远不具备强势国际分工地位。这在多方面都有所体现。首先,集成电路是中国大额逆差产业。尽管近年我国货物贸易实现巨额贸易顺差,但顺差、逆差产业的分化明显。顺差主要集中在纺织、家电等产业上,而集成电路、矿产、塑料等发生大额逆差。2005年和2006年集成电路是我国头号逆差产品,其贸易逆差总额分别高达856亿美元和676亿美元,相当于当年全部货物贸易顺差的48.2%和66.4%。其次,我国各种专有权连年发生大额贸易逆差。2006年和2007年,通过国际收支反映出来的中国“专有权利使用费和特许费”贸易项逆差分别为64.3亿美元和78.5亿美元,分别相当于当年服务贸易国际收支逆差总额的72.8%和99.4%。如前阐述,集成电路产业要发展,需要以企业拥有强势知识产权所有权为基础,而专有权贸易项大额逆差实际上和集成电路设计产业处在幼稚期密切相关。还有,目前我国集成电路设计和制造企业的实际情况也说明了这一点。2007年中国內地销售收入排名第一的集成电路设计企业——华大集成电路设计集团有限公司销售收入总额大致相当于同年英特尔销售额的5%。在排名前几位的芯片设计制造商中,业务种类主要集中在身份管理、消费结算、通信、MPi、多媒体等低端芯片上面。
二、中国本土企业的借鉴经验
目前,在智能卡,固定和无线网络、消费电子、家电所用芯片,以及PC机芯片等产品领域,我国已经有若干集成电路设计制造企业,自主品牌业务迅速增长。境内自主品牌企业的成长经历初步表明,国内大市场能够为企业成长提供比较优势,知识产权建设是企业可持续成长的推动力,企业应该高度重视知识产权贸易纠纷应对,目前中国集成电路企业“走出去”尚不普遍。
(一)若干中低端集成电路设计企业迅速成长。
根据来自中国半导体行业协会的数据,中国内地集成电路设计产业销售收入从2002年的21.6亿元增长到2006年的186亿元,年均增长71.3%。位居2007年销售额前五位的企业分别是中国华大集成电路、深圳海思半导体、上海展讯通信、大唐微电子、珠海炬力集成电路。我国集成电路的本土“巨头”的业务范围主要集中在智能卡、多媒体、通信卡等低端业务上。同时,这些企业在成长早期的某个三至五年时间段,都发生过业务量迅猛增长。其中,珠海炬力2002-2005年间销售收入年均增长高达950%;上海展讯通信2007年销售收入相比上年增长了233.1%,中国华大集成电路2004-2006年销售收入年均增长62.6%。
(二)境内大市场能够为企业成长提供比较优势。
境内大市场对企业成长的重要作用的典型表现是:“第二代身份证项目”为中国华大、大唐微电子、上海华虹、清华同方微电子等企业成长提供了较大市场机遇。这里再以珠海炬力对市场的主动开发为例。从2001年开始,珠海炬力推出所谓“保姆式服务”。炬力在销售芯片的同时,免费附送一套完整的MP3制造“操作手册”,对芯片手工、规范、标准、制作和质量等做详细说明。同时,只要买了炬力芯片,炬力服务支持人员会告诉你到哪里买合适的PBC板,到哪里买电容、电阻,成本是多少。客户即便是外行,只要找几个会焊接技术、能看懂图纸的技术人员。然后再买模具回来,往上一扣就可以出货。“保姆式服务”吸引了大量中小厂商进入MP3市场,仅2005年,境内出现的MP3品牌就达600多个。由此,珠海炬力在中国本土成功巨量引爆MP3生产和消费能力。这种操作给矩力销售收入带来了井喷式增长。还有,珠海炬力后来深陷与美国芯片商SigmaTel公司的诉讼纠纷,对向美国出口受到限制,这时,正是面向境内和其他国家的销售为珠海炬力提供了市场缓冲和财务支持。在后来与SigmaTel公司的较量中,珠海炬力要求国内司法机关执行“诉前禁令”,而正是因为考虑到可能失去中国境内大市场,成为外方企业考虑和解的重要权衡因素,中国境内大市场成为斗争筹码之一。实际上,我们再从国际经贸理论提供的论证来看,不论是波特的国家比较优势论,还是战略性贸易理论,或者是杨小凯等人新兴古典贸易理论,境内大市场都是构建国际分工比较优势的重要支持因素之一。
(三)知识产权建设是企业可持续成长的推动力。
具备研究开发实力是启动、占领和拓展市场的基础,也是企业可持续成长的动力。所有快速成长的中国集成电路设计企业都表现出了这个特点,有的企业在技术标准建设上也取得了很大成绩。
1中国华大。2006年华大实现了新增知识产权45项,其中申报发明专利29项,软件著作权登记8项,集成电路版图登记8项。该公司自2003年开始进行WLAN芯片研发工作,成为无线局域网领域的“宽带无线IP标准工作组”正式成员。此外,作为“WAPI产业联盟”发起人单位之一,华大还积极参与到国家WLAN标准的制定。
2深圳海思。海思掌握具有一定地位的IC设计与验证技术,拥有先进的EDA设计平台、开发流程和规范,已经成功开发出100多款自主知识产权的芯片,共申请专利500多项。
3上海展讯通信。展讯近百项发明专利获得国内外正式授权,目前已形成一套核心技术的专利群。
4大唐微电子。公司连续开发出一系列具有自主知识产权的技术与产品,目前,公司共向国家知识产权局申报专利90项。
5珠海炬力。2003年以来,珠海炬力不断加大自主知识产权技术的研发投入力度,并积极申请专利、布图设计、软件著作权、商标权等多种形态知识产权,专利申请量和获得授权的数量实现了迅速增长。
(四)知识产权贸易纠纷提供的教训非常深刻。
在深圳海思尚未从华为拆分出来的时候,华为就在集成系统的软硬件方面和国外厂商有过知识产权摩擦。至于从2005年年初至2007年6月,珠海炬力与美国老牌芯片商SigmaTel的知识产权纠纷所引发的摩擦影响之大、企业投入之巨、持续时间之长、社会关注之广,在我国贸易纠纷历史上极为罕见。这一知识产权贸易纠纷提供的教训值得我国集成电路和高新技术企业长期引以为鉴。
1集成电路企业全球市场份额大幅攀升必然引发知识产权贸易摩擦。2003年以前,SigmaTel曾经在全球MP3芯片市场中占据70%以上的份额。但是,正是由于集成电路产品的快速换代性和消费者群体锁定性,随着珠海炬力的崛起,SigmaTel的市场份额不断遭到炬力蚕食。2006年4月,SigrnaTel第一季度收入较上年同期下降67%,正是出于“生死存亡”的考虑,SigmaTel才选择在珠海炬力成长的关键期,不遗余力地通过诉讼和其他途径,试图“阻击”炬力市场领地的蔓延。
2知识产权诉讼过程本身就会给竞争对手造成重大伤害。在诉讼其间,珠海炬力曾经遭遇对美国出口受到禁止、公司股价大跌、前后诉讼支出超过1000万美元等考验,如若公司没能挺住,可能就倒在诉讼途中。
3与诉讼对手和解,是双方博弈的理性选择。在整个诉讼和反诉过程中,珠海炬力经历“遭诉应诉反诉拒绝和解在对方调整条件后和解”的互动角色变化。而对手Sigma7el则经历“一定程度得手遭反诉提出和解遭到拒绝调整条件后和解”的角色变化。双方的和解与英特尔、微软、IBM、华为等公司与纠纷对手和解有类似之处,是实力较量之后的理性博弈和解。
4企业的知识产权管理必须同步于产品国际市场开拓。2005年以前,珠海炬力的知识产权管理是滞后于国际市场开拓的,当然也谈不上事前对可能陷入的诉讼做前瞻性准备。而正是回应诉讼强烈地推动了企业的知识产权管理。
(五)企业主动“走出去”尚不普遍。
目前就企业国际化而言,境内快速成长的企业均在自身设计产品出口方面取得了较大进展。其中,深圳海思、上海展讯、大唐微电子、珠海炬力等企业的海外销售收入都在公司销售总额中占有一定的比例。其中,2006年,深圳海思出口收入占销售收入的69%,上海展讯占32.6%,大唐微电子占1.4%,珠海炬力占89%。不过,在海外分支机构建设方面,仅深圳海思、上海展迅通信初步取得进展。
三、中国集成电路产业继续突围发展的基本要领
集成电路之所以成为中国的短腿产业,有其内在原因。集成电路企业的启动需要有较先进的技术和较强劲的资本实力作为基础;也需要国内居民普遍的收入达到一定水平,以支撑电脑、手机、消费电子、高端家电等购买阀值相对较高的产品形成市场规模。至于某些中高端芯片产品发展,国内企业还处于成长初期,会面临外方强势跨国公司全面垄断市场的压力。全面考虑这些情况,作为“短腿”的中国集成电路产业的发展历程必定是一个不断在技术和市场上构建优势,并突出外方强势企业重围的过程。
(一)积极拓展产品种类,提升产品档次。
我国现有集成电路企业,现有的集成电路关联企业,如计算机、家电、消费电子、工程服务等产业领域厂商,应该在企业原有的技术和财务实力的基础上,通过开发创新技术、建设技术标准和拓展产品市场,逐步拓宽和提升我国能够设计、开发、制造的集成电路产品种类,乃至实现我国设计的自主品牌集成电路产品,逐渐延伸到手机、计算机用CPU等高端芯片产品领域,并逐渐结束我国在高端集成电路领域的空白状态。
(二)企业主动开发境内大市场。
随着我国居民收入水平不断增长,我国消费购买阀值增大,对像集成电路这种高技术产业的突围成长而言,境内大市场的孵化、支持、缓冲等作用将表现得越来越明显。不过,境内大市场的这种作用需要企业主动去发现、开发和利用。因此,在中国内地企业提升集成电路产品档次、培育民族品牌产品、建设自主技术标准体系的过程中,应该借鉴珠海炬力、中国华大等企业的经验,创造性地拿出市场开发方案,通过生产和消费两方面的促进,激发我国的集成电路市场容量潜力,并实现企业快速成长。
(三)加强技术标准建设,占领知识产权制高点。
境内集成电路企业和集成电路产业关联企业,应以某些技术单点的创新成就为基础,加强产品价值链上下游环节技术创新和专利开发,以点带面,逐步形成本国自主知识产权技术标准集群。企业和政府共同努力,将谋求事实国际标准与国际标准认定结合起来,大力推进技术标准国际化。企业应积极建设产业联盟,集中同行技术实力,削弱国际同行竞争性标准影响力,促进自主产权技术标准建设。政府则应完善技术标准国内管理。同时,积极参加技术标准国际组织和论坛,推动技术标准国际合作机制改革。
(四)企业尽快“走出去”,培育形成民族自主品牌跨国公司。
随着我国自主品牌集成电路产品国际市场份额的增大,随着产品品种逐渐延伸到电子产品CPU等核心环节或高端领域,我国企业与外国跨国公司的直面竞争将在所难免。因此,从指导思想上,在集成电路企业的成长过程中,一定要尽快“走出去”,要以本行业世界一流跨国公司为标杆,构建全球性与区域性恰当结合的研发、生产、销售网络。另外,与集成电路关联的计算机制造、电信服务、工程服务企业,也都应该尽快成长为自主品牌跨国公司,并和集成电路跨国公司成长形成呼应、配合和相互促进的关系。
(五)政府和社会将集成电路产业作为战略产业予以扶持和资助。
集成电路产业具有以下特征:研发和资本需求强度较高,厂商静态动态规模经济效应明显,本国厂商和产业成长面临外方强势竞争对手,这些特征非常符合战略性贸易理论所阐述的战略性产业的特征。因此,政府应将该产业作为战略扶持产业。具体地说,政府应该选择集成电路(潜在)优势企业,运用研发资助、财税优惠、优惠性融资、出口补贴、“走出去”资助,外方优惠政策争取等措施,积极推动本国战略产业厂商提高国际市场份额。此外,政府还应和科研机构、其他社会各界一道,面向集成电路产业,加大基础科学研究力度,加强与科技项目、知识产权、人才培养相关的配套公共管理和服务。
(六)政府统筹建设境内外大市场,加强国际经贸合作关系。
首先要加强境内外关联产品消费设施和流通市场的建设。在国内,特别是在广大农村地区宜采取财政支出、优惠信贷等方式;在境外,主要面向发展中经济贸易伙伴,以政府发展援助、企业公益行动、贸易能力援助等方式,支持或帮助有线无线网络、电力等基础设施建设,改善PC、手机、家电等关联产品流通市场,提升贸易伙伴的贸易能力。其次要策略地开展国际经贸关系合作。积极面向在集成电路产业上和我国不存在竞争关系的经济体,通过FTA/RTA和其他经贸协议,形成(准)共同产品市场关系。第三要优化企业对外投资环境。加强国际投资协定合作和双边协商,破除中国企业境外投资进入障碍。
在回顾国家集成电路产业投资基金投资情况时,丁文武指出,从成立至2015年12月底,国家集成电路产业投资基金累计决策投资28个项目,承诺投资约426亿元,实际出资约262亿元。在集成电路制造、设计、封装测试、装备、材料等各环节的承诺投资总额的比重,分别达到45%、38%、11%、3%和3%。
在芯片制造领域,主要围绕三个方面开展工作:一是关注先进工艺。大力支持中芯国际,促进了其12英寸生产工艺的建设,未来还将继续加大对中芯国际的支持。二是围绕特色工艺,先后支持了杭州士兰微建设8英寸的生产线。三是在有机化合物半导体领域,支持了厦门三安光电的建设。
在设计领域,重点扶持这个领域的龙头企业,增强其在移动通信领域的竞争优势。支持北斗导航芯片、国产打印机芯片等细分行业优势企业。同时也投资了部分公开上市的设计企业(Pro-IPO),以平衡基金整体收益。
在封测领域,覆盖了长电科技、通富微电和华天科技三大骨干企业,支持其开展跨国并购,提高先进封装测试水平和产能,引导三家企业发挥比较优势开展差异化竞争。此外,国家集成电路产业投资基金还支持了装备领域、材料领域,支持集成电路生态建设领域等。
在谈到未来国家集成电路产业投资基金的工作重点时,丁文武指出,国家集成电路产业投资基金将继续贯彻《国家集成电路产业发展推进纲要》,坚持市场化运作、专业化管理的原则,进一步完善工作机制,加大对芯片制造业的投资力度,投资布局从“面覆盖”向“点突破”转变,投资工作重心从“注重投资前”向“投前投后并重”转变。
首先是要扎实推进存储器等一些重大项目。中国每年进口的集成电路芯片里1/4是存储器。这是一个巨大的需求,如果完全依靠海外供应,对产业发展和信息安全,都是很大的制约和挑战,所以把存储器作为国家战略进行推动。
其次,着力支持中芯国际等大企业提升可持续发展能力。丁文武说,2015年我们已经对中芯国际进行了支持,也在考虑其他大型龙头制造企业。
为加快我国集成电路高层次人才队伍建设,并为我国全面制定集成电路产业发展规划提供指导参考,10月30日至11月3日,由人事部和信息产业部联合主办的“集成电路产业发展高级研修班”在无锡召开。
本次高研班,以“加快集成电路高层次人才培养,促进中国信息产业发展”为主题,汇聚了来自全国各地信息产业厅局、集成电路企业、行业协会及科研机构的70多名高层管理人员和技术专家。通过学习交流,各位学员对我国“十一五”期间将要出台的产业政策、法规等有了初步认识。
产业政策推动产业发展
在本次高研班上,多位专家学者强调指出了集成电路在信息产业中的基础和核心作用。为确保在集成电路领域的强国地位,保障国家安全、国防安全和信息安全,美国、日本和韩国都出台了积极的产业政策和法规。我国的集成电路从建国以来就备受领导重视,但由于受多方面因素的影响,直到“十五”期间才取得了快速发展:预计“十五”期间集成电路产业累计投资超过160亿美元,是过去30年投资总和的4倍多;中国内地集成电路产量和销售收入的年均增长速度超过30%。
反思我国集成电路产业的发展历程,高研班的专家学者和各企业的高层管理人员都一致肯定了实施积极的产业政策对推动我国集成电路发展的关键作用。正是我国在2000年颁布的《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》即“18号文件”和其它相关政策,推动了我国集成电路产业在“十五”期间的快速增长。
诸多问题有待突破
但是,正如授课的多位专家所指出的那样,我国的集成电路产业仍然存在一系列的问题。首先是产业规模小,大企业少,2004年我国产业总收入仅占世界集成电路市场的3.7%。其次是自主创新能力太弱,缺乏自主知识产权核心技术,重点整机所用的芯片,绝大部分依靠进口。再次就是供需缺口较大并有扩大趋势,集成电路的自给自足率还不到20%。最后就是专用设备、仪器和材料发展落后,高层次人才也非常匮乏。
“十一五”产业政策备受关注
为突破产业发展困境,我国“十一五”期间的产业政策动向极为关键。因此,信息产业部电子信息产品管理司丁文武副司长、各知名专家学者和企业高层管理人员,就“十一五”期间我国集成电路产业的指导思想、发展思路、发展目标、发展重点和政策措施等做了深入探讨。丁文武副司长以《我国集成电路产业发展状况与规划思路》为题发表了观点。
在指导思想方面,集成电路产业继续坚持深化改革、扩大开放,进一步做大产业规模,大力提高自主创新能力,开发并掌握核心技术,提高产业总体水平,初步形成具有自主创新能力的创新体系,努力建立根植于中国的、具有核心竞争力的产业链。
在发展思路方面,进一步完善产业政策,加强市场引导,营造良好的产业发展环境;以应用为先导、设计业为重点、制造业为主体,继续做大产业规模;提高自主创新能力,建立以企业为主体、产、学、研、用相结合,明确分工合作的、多层次的技术创新体系;加快专用设备、仪器和材料的发展,完善产业链建设。
在发展目标方面,集成电路产业年均增长率在30%以上;主流设计水平达到0.13μm~90nm,国内重点整机应用自主知识产权集成电路产品的比例达到30%左右;制造业的大规模生产技术达到12英寸;封装业进入国际主流领域。
拥有强大的集成电路技术和产业,是我国迈向创新型国家的重要标志。工业和信息化部(以下简称“工信部”)成立5年来,出台了多项政策及举措,推动集成电路产业健康快速发展,促使中国自己的集成电路产业实现了质的飞跃。
政策全面促进
“‘18号文’对吸引海外人才回归和社会资本进入集成电路行业发挥了很大作用,为集成电路在‘十一五’期间的发展奠定了良好基础。”工信部电子信息司集成电路处处长任爱光说,2000年颁发的《国务院关于印发鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》(简称“18号文件”),令我国集成电路产业步入了快速成长的“黄金十年”。而工信部2008年成立后,在“十一五”期间继续发挥政策引导功能,完善政策环境。
“十一五”期间,受金融危机影响,2008年,中国集成电路产业出现了微负增长,然而2009年便迅速恢复,2010年的增速回升至30%,近两年则都是两位数的增长。从规模上看,我国集成电路产业的销售收入2001年为199亿元,2011年1月28日,国务院了《进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》(简称“4号文件”),在财税、投融资、研究开发、知识产权和人才等方面,进一步加大了对集成电路产业的支持,政策促进的效果明显。到2011年,我国集成电路产业的销售收入已提高到1572亿元,十年翻了三番,占全球集成电路市场的比重提高到了9.8%。
任爱光说,4号文件还突出“扶优扶大扶强”,因为最终创新能力的体现还是“落在大企业身上”。而除了4号文件,国家以及工信部还推出了多条举措鼓励产业升级进步,如2008年的“国家科技重大专项”中就有两条半条目与集成电路相关,另外工信部还成立了电子发展基金、集成电路研发专项基金、技术改造基金等,支持集成电路企业的技术进步,帮助相关企业提升创新能力,收效显著。
首先在设计能力方面,中国企业目前的SOC芯片设计能力已逐步接轨国际水平,自主开发的CPU已经在高性能计算里得到应用,而存储器也实现了从无到有,自主生产。目前国产嵌入式芯片的出货量已经超过1亿颗。该领域,海思半导体的年销售额已超过10亿美元,另一家企业展讯的销售额也在逐渐接近10亿美元,它们的全球排名都进入了前20;其次,在制造规模上,中国本土企业的能力也在扩大。
“‘十五’期间有武汉的新芯,‘十一五’期间出现了华力微电子,都是集成电路行业里的领军企业。”任爱光说,国内已迅速成长出一批接近世界先进水平的集成电路企业,在芯片制造环节中,中芯国际的全球排名达到第五,华宏宏利也排到了全球第七,装备和材料领域也有企业的年销售收入超过两三亿元。此外,集成电路行业里,我国对于外资的利用也有显著提升,如英特尔就在中国,建立了多个芯片厂,三星公司也在西安投资建设了其海外最大的半导体生产线。从制造水平上看,目前国内芯片企业的量产能力已经达到40纳米,芯片封装的规模和技术能力都已接近国际先进水平,国内最大的封装企业江阴长电已经排名全球第八。同时,产业支撑环节之一的芯片制造装备在“十一五”期间和“十二五”初期的发展也特别快,“很多设备都实现了从无到有,包括刻蚀机和离子注入机原来都没有,现在已进入大生产链,可以批量销售或使用。”
引导持续创新
集成电路产业50多年的发展历史中,经历了PC、网络通信、消费电子三轮大发展阶段,现在,随着移动互联、云计算、物联网、大数据等热点技术的出现,第四轮发展的驱动力业已出现,它将引发技术和产业竞争格局的巨大变化,中国企业需要做好准备。
“原来信息产业基本以Wintel体系为核心,但是现在PC出货量已经下降,移动互联设备的增长达到了百分之六七十,高通的市值也超过了英特尔,这些标志性事件都预示着产业变革的到来。”任爱光说,变革是挑战也是机遇,“如何把更多社会资本及一流人才集中到这个行业应该是政府重点去做的事。”
可以看到,内需市场是我国集成电路产业发展的主要带动力,国内市场占全球市场的一半左右,所以本土企业大多立足国内市场。然而,相较知名国际公司,我国企业还存在差距。如与高通相比,我国500多家设计企业加在一起的收入不过是高通的一半,员工总数却是高通的两倍,这说明我国集成电路产业人均创造价值水平低,高素质人才稀缺。