国际国内集成电路发展状况

第一组国际国内集成电路发展状况*国际集成电路发展现状及发展趋势*国内集成电路发展现状*国内集成电路行业面临的问题和挑战*我国近几年在集成电路领域所取得的成绩*我国与集成电路行业相关的政策国际集成电路发展现状及发展趋势•一、国际集成电路设计发展现状在集成电路设计中，硅技术是主流技术，硅集成电路产品是主流产品，占集成电路设计的90%以上。正因为硅集成电路设计的重要性，各国都很重视，竞争激烈。世界集成电路大生产目前已经进入纳米时代。以集成电路为核心的电子信息产业目前超过了以汽车、石油和钢铁为代表的传统的工业成为第1大产业，成为改造和拉动传统产业迈向数字时代的强大引擎和雄厚基石。二、国际集成电路设计发展趋势1、SOC将成为集成电路设计的主流集成电路设计是以市场应用为导向而发展的，而在将来市场应用的推动下SOC已经呈现出集成电路设计主流的趋势SOC是至今仍在发展的产品种类和设计形式。SOC发展重点主要包括：总线结构及互连技术，直接影响芯片总体性能的发挥；软、硬件的协同设计技术，主要解决硬件开发和软件开发同步进行问题；IP可复用技术，如何对其进行测试和验证；低功耗设计技术，主要研究多电压技术、功耗管理技术，以及软件低功耗应用技术等；可测性设计方法学，研究EJTAG设计技术和批量生产测试问题；超深亚微米实现技术，研究时序收敛、信号完整性和天线效应等。2、IP复用技术将更完善对SOC的界定必须包括3个方面。首先SOC应该由可设计复用的IP核组成，IP核是具有复杂系统功能的独立VLSI模块。其次IP核应该广泛采用深亚微米以下工艺技术。再次在SOC中可整合多个MPU、DSP、MCU或其复合的IP核。IP复用设计是SOC实现的主要基础。把已经优化的子系统甚至系统级模块纳入到新系统设计中，实现集成电路设计能力的飞跃。基于平台的SOC设计技术和硅知识产权(SIP)的重用技术是SOC产品开发的核心技术，是将来世界集成电路技术制高点。IP复用设计是加快设计进程和降低成本的有效方法。3、设计线宽将逐渐降低主流集成电路设计目前已经达到0.18~0.13µm，高端设计已经进入90nm，芯片集成度达到108~109nm数量级。根据2003年ITRS公布的预测结果，将实现特征尺寸2007年的65nm、2010年的45nm、2013年的32nm、2016年的22nm量产。产品制造的实现以设计为基础，相应的设计方法同期将达到相应的水平。4、浸入式光刻技术有了长足的进步2002年，浸入式技术的可行性报告送至国际机构的sematech的桌上，但直到半年以后，半导体业界才苏醒过来，浸入式技术迅速成为光刻技术中的新宠。2005年的蓝图中，浸入式光刻继续着其既有的发展态势，作为2007年达到65nm,2010年达到45nm，2013年达到32nm和2016年达到22nm节点的关键技术。5、设计可行性与可靠性将得到提高随着集成电路设计在规模、速度和功能方面的提高，EDA业界努力寻找新设计方法。将来5～10年，伴随着软件和硬件协同设计技术、可测性设计技术、纳米级电路设计技术、嵌入式IP核设计技术和特殊电路工艺兼容技术等出现在EDA工具中，EDA工具将得到更广泛应用。EDA工具为集成电路的短周期快速投产提供了保障，使全自动化设计成为可能，同时设计的可行性和可靠性也能得到提高。6、封装业积极应对无铅化要求7、设计与整机系统结合将更紧密将来5～10年，集成电路设计将围绕应用展开，64位甚至128位CPU，以及相关产品群开发、3C多功能融合的移动终端芯片组开发、网络通信产品开发、数字信息产品开发和平面显示器配套集成电路开发等将成为集成电路设计面向的主体。国内集成电路发展现状一、国内集成电路产业发展迅速，但增幅减缓2009Q1——2011Q3中国集成电路产业销售额规模及增长•2011年1-9月，中国集成电路总产量达到584.5亿块，同比增长14.3%。全行业实现销售收入1110.44亿元，同比增速为12.4%。进入三季度以来，受欧美经济疲软、制造业产能过剩、以及半导体产品库存过剩等诸多因素的影响，国内集成电路产业增长势头大幅放缓。根据海关统计，2011年1-9月集成电路进口金额1252.1亿美元，同比增长8.5%；出口金额234.9亿美元，同比增长9.3%。数据中国集成电路产品主要的应用领域3C（计算机、网络通信和消费电子）领域仍然是中国集成电路产品主要的应用领域，三者的市场份额将一直保持在整体市场的85%以上。二、设计制造和封装测试业三业并举产业链基本形成•三业情况来看，在海思半导体、展讯通信等重点IC设计企业销售收入快速增长的带动下，前三季度IC设计业整体销售额继续保持较高增速。IC设计业销售额规模达到305.89亿元，同比大幅增长34.6%；芯片制造业和封装测试业受到国际市场疲软等因素的影响，增速出现大幅回落，其中芯片制造业前三季度销售收入同比增速回落至5.6%，规模为338.70亿元，封装测试业销售收入同比增速回落至5.8%，规模为465.85亿元。数据IC设计工具与工艺IC制造工艺与相关设备IC封装IC测试IC设计制造和封装测试产业链•经过多年的发展和积累，我国IC产业已经具备了快速成长的产业基础。近几年来，我国迅速成为全球最大的集成电路市场，2007年市场规模约占全球的1/3，为产业的发展提供了广阔的需求空间。在国家政策的鼓励和扶持下，国有、民营和外商投资企业竞相发展，企业管理体制和机制的改革不断深化，一批创新发展的企业领军人物脱颖而出。多年来国内培养的众多集成电路人才和大量海外高级人才的加入，为产业发展提供了技术人才保障，以前的IC产业主要集中在长三角地区、环渤海湾地区以及珠三角地区三大经济带，这三大经济带的投资环境日臻完善。最近几年，围绕成都、西安、重庆等一些内地城市的西部产业带正在蓬勃兴起。三、产业发展条件和投资环境不断完善产业概况国内集成电路行业面临的问题和挑战•1.产业总体规模小，市场自给能力不足•2010年我国集成电路产业销售收入1440.2亿元，仅占全球市场的8.6%。我国是全球最大的集成电路市场，但自行设计生产的产品只能满足•市场需求的1/5，CPU、存储器等通用芯片主要依靠进口，国内通信、网络、消费电子等产品中的高档芯片也基本依靠进口。集成电路已连续7年成为最大宗的进口商品，2010年进口额高达1569.9亿美元。一、国内集成电路行业面临的问题•2.企业规模小,力量分散，技术创新难以满足产业发展需求•我国集成电路企业以中小型企业为主，最大的芯片制造企业年销售收入100多亿元，仅为全球排名第一的制造企业同年销售收入的1/7；最大的设计企业销售收入仅为美国高通公司的1/10。企业力量分散，国内500多家设计企业总规模不及高通公司收入的一半。主流产品设计技术水平仍为中低端，制造工艺与国际先进水平差两代，新型高端封装技术仍很欠缺，难以满足产业发展需求。国内多数设计企业积累不足，国产芯片以中低端为主，缺乏定义产品的能力，也不具备提供系统解决方案的能力，难以满足整机企业需求。多数整机企业停留在加工组装阶段，对采用国产芯片缺乏积极性，整机产品引领国内集成电路产品设计创新的局面尚未形成。芯片企业与整机企业间相互沟通不充分，具有战略合作关系的企业不多，没有形成全方位多层次的联动机制。3.价值链整合能力不强，芯片与整机联动机制尚未形成•专用设备、仪器和关键材料等产业链上游环节比较薄弱，不足以支撑集成电路产业发展。目前，国内设备仍停留在比较低端、分离单台产品阶段，仅有少数高端装备进入生产线试用，生产线上的系统成套设备、前工序核心设备及测试设备几乎全部依赖进口。国内大尺寸硅片、光刻胶、特种气体、掩模板等关键材料等也基本依赖进口。4.产业链不完善，专用设备、仪器和材料发展滞后•我国作为全球最大的整机生产国和重要的信息化市场，新应用领域层出不穷（诸如移动宽带互联网、半导体节能应用、物联网、三网融合等），创造了新的市场空间。十年快速发展所奠定的基础和广阔的国内市场，为创新发展带来十分有利的条件，我国集成电路产业面临难得的发展机遇，但资金、技术、人才高度密集带来严峻挑战。•全球市场和国内市场的竞争将更为激烈，无论在主流产品市场，还是在代工市场，竞争的激烈程度进一步提高。尤其芯片制造业为应对高耸的工艺研发费用和生产线投资，将逐渐集中形成若干个产业生态圈。同时，市场总值跟随全球GDP波动起伏；多数产品寿命周期缩短，产品价格下降更为迅速，形成客观上要求缩短设计周期，成为本土企业必须面对的压力与挑战。二、国内集成电路行业面临的挑战我国近几年在集成电路领域所取得的成绩•中国IC设计市场规模及其增长•中国IC设计公司的成就•我国IC设计专利竞争力的主要成就一、中国IC设计市场规模及其增长2000年，中国集成电路市场规模为144亿美元，仅占全球市场的6.7%；2005年，中国集成电路市场规模已占全球市场的24%，达到611亿美元；2010年，中国集成电路市场规模将达到994亿美元，占全球市场的32%；预计到2015年，中国集成电路市场规模将达到1363亿美元，占全球市场的35%。2001年到2009年，中国IC设计业的年复合增长率为38%。2009年，中国IC设计公司的营收增长为15%，而全球IC产业营收同期则下降了11%。2007-2013年中国大陆IC市场规模及增长率（单位：十亿美元，%）2007-2013年中国IC设计业总产值及增长率（单位：十亿元，%）二、中国IC设计公司的成就2009年中国大陆IC设计公司营收突破1亿美元的公司只有五家，而2010年增长为10家。表：2010年中国IC设计营收20强•2010年8月中芯国际北京12寸厂生产的65纳米技术晶圆出货累计已超过1万片，目前已成功进入量产。中芯国际的65纳米逻辑技术显着改善产品集成度，并具有高性能，低功耗以及尺寸更小的高水平。目前涉及的产品应用包括蓝牙，高清电视，影音解码器,应用处理器以及TD-SCDMA芯片。65纳米工艺由中芯国际设计服务部门秉持严格的设计标准为客户提供具有符合DFM标准的产品和服务。除了中芯国际自主设计的IP，中芯完整的解决方案也包含了第三方IP。综合IP解决方案为客户提供灵活的优势，以简化设计流程，缩短设计时间，让客户产品能够更快打地入市场。•2011年1月展讯通信有限公司在北京发布全球首款商用40纳米手机芯片。目前世界主流量产的手机芯片普遍采用65纳米技术，此次展讯通信研发成功的40纳米手机芯片，仅为普通A4纸厚度的1750分之一，具有高性能、低功耗、高集成度、低成本等四大优势。采用40纳米可以使得芯片体积更小，芯片功耗降低30%左右，成本降低40%-50%。•2011年3月，由锐迪科微电子、中芯国际以及寅通科技合作研发的55nm调频接收器RDA5802N正式进入量产。RDA5802N进入量产标志着在中国55nm调频接收器开发项目一个前所未有的突破。•2011年3月，由中星微电子有限公司举行了中国首枚具有自主知识产权、具有世界领先水平的百万门级超大规模专用芯片“星光一号”诞生十周年纪念活动。其公司的星光中国芯工程历经10年的自主创新，在PC图像输入、移动多媒体两大重点应用领域的全球销量达数亿枚，成功地被应用于三星、索尼、惠普、dell、联想、苹果等一系列知名品牌，在全球PC图像输入领域市场占有率超过半数等重大科技成果和产业化成果，不断地推动着我国的电子信息产业向“中国创造”迈进。三、我国IC设计专利竞争力的主要成就（1）我国IC专利申请增速较快，与跨国公司的差距不断缩小专利申请量和授权量是专利竞争力状况的最主要指标。“十五”期间我国IC专利技术申请增速较快，国内专利申请的增速已经超越国外。仅2009年公开的我国IC设计类专利申请共计13135件。其企业的设计类专利申请数量居首，为8323件，约占该类专利申请总量的63%。美国和日本企业紧随其后，排名第二和第三位，分别为1385件和1115件，共计约占该类专利申请总量的19%。（2）制造类专利申请质量有所提高截止到2009年12月31日，我国