科技專論
 
    集成電路產業是國民經濟和社會發展的戰略性、基礎性產業，是電子信息產業的核心與基礎，是一個國家經濟發展、科技發展和國防實力的重要標志。由于集成電路產品在計算機、移動通信、消費類電子、半導體照明、汽車等國民經濟各個領域的廣泛應用，集成電路產業已經成為信息產業的重要支柱。據統計，連續10余年來，中國大陸集成電路的進口額超過石油，2011年達到1702億美元，進口數額居各類產品之首。
 
    集成電路產業在旺盛的市場需求和科學技術發展帶動下，發展勢頭十分強勁。黨中央、國務院提出了建設創新型國家，加快培育和發展戰略性新興產業的決定，強大的集成電路技術和產業將為中國在後金融危機時代的全球經濟發展和競爭中爭取主動提供重要的支撐和基礎。
 
    世界集成電路產業的“後摩爾時代”來臨
 
    集成電路產業經過50多年的發展，產業技術鏈不斷發展變化，產業結構逐漸細化，分工越來越細致。集成電路制造環節仍然遵循著摩爾定律快速向前發展，延續摩爾定律的先導技術研究依然是全球熱點。“十二五”期間，芯片制造技術將從45納米拓展到32納米和22納米，而　晶圓片的最大尺寸將達到450毫米（18英寸），進一步降低成本、節約能源，這些均對制造裝備和工藝提出新的要求。自從集成電路發明以來，芯片已無可辯駁地成為電子電路集成的基本形式。從那以後，集成度增加的速度就按照摩爾定律的預測穩步前進。摩爾定律的預測在未來若干年依然有效的觀點目前仍被普遍接受。
 
    然而，芯片制造的實踐表明，制造尺寸的縮小會遇到各種技術挑戰，其中有屬于不可逾越的物理限制。一個同樣被廣泛認同的觀點是，芯片的尺寸縮小踫到物理限制，則物理定律將使摩爾定律最初描述的發展趨勢停止。根據摩爾定律“芯片的集成度每18個月至2年提高一倍，即加工線寬縮小一半”，人們普遍推測，在這一定律的描述下的摩爾定律時代還能延續十幾年。提出該定律的摩爾本人也曾公開表示十幾年以後，摩爾定律將很難繼續有效，因為　材料的加工極限一般認為是10納米線寬，受物理原理的制約，小于10納米後不太可能生產出性能穩定、集成度更高的產品。
 
    目前，全球集成電路技術的發展呈現出以下趨勢︰一是基于經濟因素的考慮，決定放棄超小型化制造技術的芯片廠日益增多；二是超小型化制造技術的發展仍在延續，但不會持續很長時間。日本索尼公司半導體和元件研究組首席執行官兼副社長中川裕曾指出，利用超小型化技術不能生產出獨具特色的半導體產品，也不能帶來更多的附加值。
 
    當集成電路制造愈接近摩爾定律極限時，全球半導體產品將進入微利時代，這將對我國集成電路制造和封測產業產生重大影響。如何提高我國集成電路制造和封測產業生產率與成本效率，從而整體提升產業競爭力成為我國集成電路企業最為關心的話題。在後摩爾時代，我國集成電路產業的發展將進一步提高對集成電路設計和可靠性測試的要求，通過垂直整合利用產業的供應鏈系統，創新商業模式以獲取更高的成品率、生產率和最快的上市時間，實現產業快速可持續發展。
 
    兩大產業模式成為主流，產業整合趨勢明顯
 
    自20世紀50—60年代起，集成電路產品從小規模集成電路逐漸發展到現在的特大規模集成電路，整個集成電路產品的發展經歷了傳統的板上系統到片上系統的過程。在這一歷史過程中，世界集成電路產業為適應技術的發展和市場的需求，其產業結構經歷了三次變革。第一次變革是加工制造為主導的集成電路產業發展的初級階段；第二次變革體現為以制造加工為主的代工型公司與專注芯片設計的集成電路設計公司分離發展；第三次變革則出現“四業分離”的集成電路產業，即形成了設計業、制造業、封裝業、測試業獨立運營的局面。
 
    整合組件制造商模式（IDM模式）是指集成電路制造商自行設計，自行銷售由自己的生產線加工、封裝、測試後的成品芯片。如早期的英特爾、東芝、韓國三星等公司均采用這種模式。IDM模式的優點在于IDM廠商可以根據市場特點制定綜合發展戰略，可以更加精細地對設計、制造、封裝每個環節進行質量控制。IDM不需要外包並且利潤較高；IDM模式的劣勢在于投資額加大、風險較高，要有優勢產品做保證。IDM技術跨度較大，橫跨了三大環節，企業不僅要考慮每個環節技術問題，而且要綜合協調三大環節。不過，隨著國際半導體產業發展的不斷演變，國際IDM大廠外包代工趨勢日漸形成，催化了晶圓代工廣商模式。
 
    晶圓代工廣商模式（Fabless & Foundry模式）是指集成電路設計工作與標準工藝加工線相結合的方式。即設計公司將所設計芯片最終的物理版圖交給芯片加工企業，也就是委外代工廠加工制造。同樣，封裝測試也委托專業廠家完成，最後的成品芯片作為集成電路設計公司的產品而自行銷售。
 
    隨著集成電路產業技術日新月異的發展，以往集成電路制造商所憑借的技術優勢因素逐漸消失。就目前而言，每一家集成電路企業均大致在同一時間掌握相同的工藝技術，對系統設計訣竅的掌握取代了對工藝技術的掌握，成為各個集成電路企業之間的差異所在。台灣地區的集成電路產業在晶圓代工領域處于世界的領先地位，面對新的變革和挑戰，必然要選擇新的整合關系和生產模式。如何通過研發、設計、制造和營銷等職能的細化分解，尋求更先進的生產模式，迎合本土市場需求，實現不斷更新的系統重整，成為了當今全球集成電路企業共同關注的重大課題。
 
    制造業服務化成為集成電路產業發展新方向
 
    制造業服務化趨勢是社會經濟發展和技術進步的必然結果。在人類生產發展的低級階段，制造業生產活動主要依靠能源、原材料等生產要素的投入。隨著社會發展以及科技進步，服務要素在生產中的地位越來越重要，生產中所需的服務資源有逐步增長的趨勢。
 
    隨著信息技術的發展和企業對“顧客滿意”重要性認識的加深，世界上越來越多的制造業企業不再僅僅關注實物產品的生產，而是設計產品的整個生命周期。服務環節在制造業價值鏈中的作用越來越大。制造業企業正在轉變為某種意義上的服務企業，產出服務化成為當今世界制造業的發展趨勢之一。
 
    IBM長期以來一直定位為“硬件制造商”。但是進入20世紀90年代，IBM陷入了前所未有的困境，公司瀕臨破產。在郭士納的率領下，IBM由制造業企業成功轉型為信息技術和業務解決方案公司，其全球企業咨詢服務部在160多個國家擁有專業的咨詢顧問，是世界上最大的咨詢服務組織。2006年，IBM的硬件收入僅佔全部收入的24.61%，其余收入均來自于全球服務、軟件和全球金融服務。
 
    當前，在同質化競爭和供大于求的全球市場環境下，集成電路產品加工制造的附加值越來越低，集成電路制造業的高端價值增值環節已經向產品研發設計和運營維護等服務生命周期轉移。推進集成電路制造業服務化已經成為全球集成電路制造業的重大趨勢。在經濟全球化深入發展和科技創新孕育新突破的時代背景下，集成電路產業正在向全球化、精益化、協同化和服務化發展，未來將實現從“生產型”向“服務型”的轉變，由“硬能力”建設向“軟實力”提升的轉變，從向用戶提供產品和簡單服務轉變為提供系統解決方案和價值。生產性服務業特別是制造業的界線越來越模糊，經濟活動由以產品制造為中心已經轉向以服務體驗為中心。
 
    世界集成電路產業轉移延續“雁型模式”
 
    雁型模式理論，是指依據技術差距論，對于早期模仿國可能向後進模仿國發展貿易，形成與創新國相關對應的理論格局。1956年，日本經濟學家提出產業發展的“雁型模式”用來描述後起國某一特定產業（如19世紀日本棉紡工業）產生、發展的過程。某產業的發展按照從接受轉移到國內生產，再到向外出口的三個階段，並且按照“進口—國內生產（進口替代）—出口”的模式動態演化會在國與國之間傳導，工業化的後來者會效仿工業化的先行者。由于這一行業產品的成長經歷了從進口—國內生產—出口三個階段，如果把這一過程用曲線繪成圖形，在一個以橫軸為年代、縱軸為市場的坐標圖上，這三個階段就如三只大雁在飛翔。
 
    在過去的近半個世紀，世界集成電路產業經歷了兩次產業“拓展”︰第一次在20世紀70年代末，從美國“拓展”到了日本，造就了富士通、日立、東芝、NEC等世界頂級的集成電路制造商；第二次在20世紀80年代末，韓國與我國台灣地區成為集成電路產業的主力，繼美國、日本之後，韓國成為世界第三個半導體產業中心。
 
    全球範圍內的產業“拓展”為中國擴大產業規模提供了機遇，而跨國集成電路公司向輕晶圓模式的戰略調整也給中國集成電路產業帶來發展機會︰歐美日韓廠商會日益專注于自身的核心技術，而將非核心技術逐步轉移出去。在技術東移背景下，台灣地區和中國大陸的集成電路設計公司都將因此而長期受益，特別是中國大陸的集成電路設計公司未來的進步會更大。
 
    目前，憑借巨大的市場需求、較低的生產成本、豐富的人力資源，以及穩定的經濟發展和優越的政策扶持等眾多優勢條件，中國已經成為集成電路制造、消費大國，亞洲制造從某種程度上正被“中國制造”取代。未來，隨著全球集成電路制造技術的發展和制造成本等條件的變化，以及中國集成電路產業技術能力的提升，集成電路傳統制造業將呈現出產業再次向外“拓展”的趨勢，由中國等發展中國家向後發展中國家逐步“拓展”。
 
    集成電路產業的發展進步不僅僅只與技術相關，還涉及到經營理念的轉變、發展模式的轉型和發展路徑的創新，是全局性、戰略性的龐大系統工程，我們有理由相信，對產業發展規律充分的認識，完善、有效的產業發展政策支撐體系和產業規劃將對實現中國集成電路產業的健康發展必將起到重要的推動作用。（作者單位︰科技部高技術研究發展中心）