芯片产能过剩,但国产化率却难以提升的原因

统计数据显示,截至12月11日,今年中国已有1.09万家芯片相关企业工商注销、吊销,同比增长69.8%,比2022年的746家增长89.7%。同期新注册6.57万家相关企业,同比增长9.5%。2023年芯片相关企业注销、吊销数量大幅超过去年,说明我国芯片产业已严重过剩。

另一方面,尽管近些年来我国大力发展芯片产业,但芯片国产化率低仍是不争的事实。此前我国的芯片发展目标是,2020年实现芯片40%的自给率,到2025年实现70%的自给率,但目标和现实之间还是存在着不小的差距。

目前,中国芯片产业的发展现状是,国内企业在处理器、存储器、通讯芯片等领域都有了一定的研发能力,并逐步向高端芯片领域发展。

中国是全球最大的芯片市场,占全球32%,数据显示,2021年我国芯片国产化率为21%,2022年提升到35%。从目前情况来看,要实现2025年70%的自给率,难度还是很大的。

笔者认为,导致我国芯片制造国产化率提升较慢的原因,主要有以下几点:

一、历史原因

1、芯片产业起步较晚,缺乏技术积累

由于历史原因,直到上世纪70年代末,我国才开始发展计算机产业。美国集成电路工艺的提出是在1963年,而中国1982年才第一次从国外引进集成电路技术,超大规模集成电路芯片生产线的建立,中国更是比美国晚了21年。

正因为如此,中国在芯片制造方面的技术积累相对滞后,难以形成自主的技术体系和技术优势,导致芯片制造领域的发展一直落后于发达国家。

2、资金短缺和资源匮乏的限制

在我国芯片制造的起步阶段,上世纪80年代末90年代初期,中国经济发展仍处于较为困难时期,国家能够投入的科研经费有限,而且国内资源相对匮乏,制约了芯片制造业的发展。

此外,当时国际市场的高端技术和设备也都被发达国家所垄断,中国难以从国外获得相关芯片技术,这是导致中国芯片技术长期处于落后状态的历史原因。

3、受政策和制度的影响

长期以来,中国的科技发展一直侧重于应用研究和技术引进,而不重视对基础研究和核心技术创新的支持。这就对我国的芯片制造的发展造成了不利影响,芯片研发和制造难以得到资金支持和有关部门的重视。

另一方面,我国的知识产权保护和市场准入等制度的不完善,也对芯片制造的发展造成了一定的障碍。

二、高端制造水平欠缺,缺乏自主创新能力,不能满足市场需求

中国虽然是一个制造业大国,但并非一个制造业强国。芯片制造需要高度精密的加工技术,包括微影技术、光刻技术、离子注入技术、化学气相沉积技术等,这些技术需要高精度的设备和材料,同时需要高水平的研发人才。

但是,这些技术和设备都被少数发达国家所垄断,而且为了遏制中国崛起,以美国为首的西方国家组成了联盟,竭力阻止中国获得这些高端技术和设备,这就使得芯片技术成为限制中国发展的“卡脖子”项目。

数据显示,2022年,中国芯片产量为3241.9亿颗,产能全球占比16%,超过美国的12%,成为全球最大的芯片生产国。然而,中国生产的芯片价值在全球占比仅为5.7%,远低于美国的48.2%和韩国的17.8%。

全球芯片市场价值约为5286亿美元,而中国生产的芯片仅为300亿美元,这意味着,中国所生产大量的中低端芯片,单价只有0.05美元,相比之下,美国芯片的平均单价为1.15美元。这一巨大的差距反映出我国芯片产业在技术水平、产品结构和市场竞争力方面的不足。

中国芯片企业主要集中在中低端领域,高端芯片领域与国际先进水平仍有较大差距,因此难以满足国内外市场的需求。

三、没有建成完整的产业链

芯片制造需要一个完整的产业链,包括原材料、设备、工艺、测试等多个环节,只有形成完整的产业链以后,才能实现自主生产。目前我国芯片制造的产业链尚未形成,集中表现在一些薄弱环节,尤其是高端设备和材料至今仍未取得突破性进展,以至于许多不得不继续依赖进口。

现在中国厂商只是单纯解决了技术问题,却没有摆脱设备掣肘,不具备搭建成熟芯片生产线的能力,许多半导体生产设备和材料都需要从海外采购,这就限制了我国芯片产能的提升。

四、芯片研发投入不足

众所周知,芯片是一个高门槛,高投入,长周期的产业。世界上一些知名的芯巨头,如英特尔、三星、高通、美光、AMD、博通等,投资芯片都有很长的历史。虽然近些年中国加大了对芯片研发和制造领域的投资,但与发达国家相比,仍显得不足。

美国半导体协会(SIA)对全球主要国家和地区芯片企业的研发投入占比,进行过统计,数据显示,美国芯片企业研发投入占比为18.7%,在国内所有行业中排名第二,排名第一的是美国制药和生物技术行业,其研发投入占比为21.4%。

欧洲排名第二,研发投入占比为15%,中国台湾排名第三,研发投入占比为11%,韩国研发投入排名第四,占比为9.1·%,日本第五,占比为8.3%,而中国大陆排名垫底,研发投入占比仅为7.6%。

导致我国芯片研发投入不足的原因,主要来自于两方面,一方面中国芯片产业起步晚,芯片企业规模小,盈利有限,拿不出太多的资金去搞研发。另一方面,中国芯片制造产能主要是中低端芯片,从事的是低端且重复性的工作,技术含量不高,所以也不需要投入太多的研发费用。

但是,正因为芯片是一个高门槛,高投入,长周期的产业,如果前期投入的资金有限,研发经费跟不上,怎么可能在该领域取得突破?这也是中国之所以成为被卡脖子项目的一个重要原因。

五、芯片制造所需尖端人才短缺

芯片制造需要高水平的科研人才和技术工人,但目前我国这方面的人才储备和培养还不能满足需求。同时,由于受国内科研环境的影响,一些高水平的科研人才会选择去国外发展。正如一些专家所言,中国是从14人中选人才,而美国则是从77亿人中选人才。

《中国集成电路发展报告》指出,2023年芯片行业人才需求达到20万人,包括设计研发人才、企业管理领军人才、每道工序的制造人才等,包括操作工人、封装工人、设备协调工人等。无论是芯片制造、设计还是封测都缺,而且本科生、硕士博士生更缺。

芯片人才短缺反映出,在芯片产业的快速发展下,人才培育跟不上产业的扩张。由此可见,人才短缺正在成为制约中国产业升级的掣肘。因此国家必须加大教育改革的步伐,大力发展职业教育,组建一批产教深度融合、服务高效对接、支撑行业发展的跨区域行业产教融合体。

综上,中国芯片产业要赶超国际先进水平,依然任重道远。笔者认为,在此情况下,我国应该采取“两条腿走路”发展战略,在继续进行传统芯片研发的基础上,还应加快对量子芯片的研发,力争在芯片领域能够实现“弯道超车”的突破。

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页面更新:2024-04-17

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