范福全 科天国际贸易（上海）有限公司
一、半导体
众所周知，物质是以各种形式存在的，比如等离子体、固体、气体和液体等。一般情况下，将导电性偏弱的材料称之为绝缘体，比如煤、陶瓷等；将导电性较好的材料称之为导体，比如金、铁和银等金属。介于两者之间的材料便是半导体。换言之，半导体材料的导电性是可控的。如今，半导体已应用于多领域多行业，比如照明设备、光伏发电、通信系统、消费电子和集成电路等[1]。
二、半导体产业创新发展历程
（一）全球半导体产业发展历程
集成电路产业从全能型企业产业结构不断向产业集群、专业垂直分工模式转变，主要分为以下几个阶段。
第一阶段，设计、制造、封装、测试为一体。集成电路在诞生之初是作为全新的技术被极少数企业运用的，不管是生产必需的设备、材料还是工艺技术，专业性都非常强，这些设备或技术都无法从市场中直接获取。企业必须掌握这些技术、设备才能发展，因此，这一阶段可以说是全能型发展模式。
第二阶段，材料、设备的分离。随着技术和市场的发展与改变，专业分工的优势越发凸显，因此，设备业、材料业逐渐从全能模式中剥离，产业系统被分为三大分支，即集成电路业、材料业和设备业。
第三阶段，封装和测试的分离。20 世纪70 年代，集成电路产业结构再次变革，即封装、测试程序分离，并作为独立产业开始发展。这一时期，后道封装、测试技术已经物化到设备仪器技术、原材料技术中。简单来讲，就是集成电路的后道封装、测试生产工序等从技术型逐渐转变为劳动密集型。发展中国家劳动力资源丰富，因此，封装测试也逐渐从发达国家向发展中国家转移[2]。
第四阶段，设计的分离。20 世纪70 年代，集成电路设计是借助画版图完成的，而到了20 世纪80 年代，其可通过计算机辅助工程完成设计。随着PCB、IC 设计等的出现，集成电路设计也能作为独立化生产工艺存在，从产业结构中剥离，引发了产业内的垂直分工、产业集聚现象。总的来说，全球半导体产业的发展是从大而全逐渐过渡到专而精的。
（二）美日半导体产业的发展案例
为实现利润的最大化，美国半导体制造企业在早期设备开发阶段只进行产品输出，因为市场中没有替代产品，因此其能稳居垄断地位。后来逐渐出现了模仿者，打破了这种垄断局面，美国企业开始通过投资提升竞争力。随着技术的日渐成熟，美国企业开始直接输出技术，以技术入股的形式参与国外相关企业的发展，不断加强技术创新能力，确保高利润。得益于技术上的优势，美国能够大量出口技术领先产品，其他国家只能紧跟其后。
在1980 年之前，日本依靠进口美国半导体设备获得发展，也在模仿和学习美国的半导体设备制造技术。这在一定程度上促进了日本半导体装备制造业的发展，尤其是1980 年后，日本实力不断赶超，不但在本国市场中占有最大份额，甚至具备实力蚕食和抢夺美国在其他地区的市场份额。
三、中国半导体产业化发展
（一）中国半导体产业发展历程
我国集成电路产业是从1965 年开始发展的。1965年，河北半导体研究所验证首批半导体管。次年年底，上海元件五厂对TTL 电路产品作出了验证，这意味着我国研发出了属于自己的小规模集成电路。自1968 年，我国出现诸多集成电路相关企业并投产应用。改革开放后，我国IC 产业得到快速发展。为了推动大规模集成电路的发展，1982 年，我国创建了电子计算机和大规模集成电路领导小组，并制定了产业发展规划策略，强调要对半导体工业进行技术改造，建立了南北两大基地。全国范围内各大企业都掀起了IC 产业发展战略研讨和实践活动。“908 工程”“909 工程”便是在这一阶段开始的。这是两大国家级工程项目，是微电子产业发展的重点工程，大大加速了上下游产业链拓展，为半导体发展奠定了基础。
1990 年之前，我国半导体产业的发展是依靠投资建立起来的，但随着对外开放的深入和国内的需求增长，国外半导体企业纷纷来华发展，国内集成电路行业投资获得外资支持。2000 年，国家出台诸多保障性政策，推进了国内集成电路产业发展。比如芯片制造方面有台积电、中芯国际等多个大规模投资项目，封装测试方面也有诸多国际企业在我国开厂研发。这带动了我国IC 产业的发展，在2000 年至2003 年，相关企业数量激增到460 家，甚至出现了一大批海外上市企业，比如珠海炬力、展讯通信等。这一阶段，我国集成电路产业建立了IC 设计、芯片制造和封装测试三大核心业务以及相关配套业务，发展成较为完整的产业链格局[3]。
我国集成电路产业的竞争格局一直是国有企业、外资企业各占一半，不过随着近几年外资、民间资本的进驻，集成电路产业格局有所改变。在芯片制造、封装测试方面，外资企业占比较大。在IC 设计方面，我国企业占比居多。但外贸形势及产业竞争的激烈使我国企业面临着较大的挑战。
（二）中国半导体产业的发展现状
一方面，不论是发展时间、规模、技术、专利还是市场份额，我国半导体装备制造业的水平都明显比不上发达国家。尽管半导体装备在国内需求量非常大，但相应的设备供应严重不足。
另一方面，因为产品生命周期、技术生命周期的影响，发达国家半导体设备企业对我国实行了产品、技术转移，这无疑为我国半导体设备的突破提供了契机。例如太阳能、半导体照明产业的发展，我国和发达国家的起始时间是一致的，这无疑大大增强了我国发展相关产业的信心。从当前形势看，我国半导体产业发展有三大特点，依次是增长幅度全球第一、市场规模全球第一和贸易逆差全球第一。
四、中国半导体装备制造业的国际竞争
（一）中国半导体装备制造业的国际竞争
一个国家的半导体芯片制造水平取决于高精尖的半导体设备的数量和质量，而目前，全球半导体装备制造业基本集中在美日等国家。CINNO Research 产业咨询结果显示，半导体市场同比规模增长依旧较高，在18%左右。
2020 年，Applied Materials（AMAT）公司依旧保持首位。除了在2011 年败给ASML 公司，AMAT 公司多年来一直保持榜首位置。与2019 年相比，除第三、第四名互换，Lam Research 公司的位置上升之外，Kokusai Electric 公司也上升了一位。此外，曾跌出排行榜的韩国SEMES 公司销量大幅增长，取代了2019年第15 位的佳能，自2018 年以来首次进入TOP15。在前15 位公司中，有7 家日本公司上榜，而入选的中国企业是ASM Pacific Technology，排在第14 位。可见，半导体装备依旧主要被美国和日本垄断，中国半导体产业发展面临的国际竞争是非常大的。随着国家对半导体行业的支持，相信我国半导体行业、企业的发展会获得更多的动力。
（二）中国半导体产业的全球竞争力
1.增长速度领跑市场
一方面，我国产业规模增长速度加快，无论是结构还是质量都得到显着优化；另一方面，我国在全球的参与程度加深，竞争力明显提升。“十三五”期间，我国集成电路产业规模不断扩大，行业销售额在2015年时为3609.9 亿元，而到了2019 年，增长至7562.3亿元，年均增速突破20%，不但如期实现了“2020 年集成电路产业销售收入年均增速突破20%”的目标，而且实现了行业内的调整和升级。从结构上看，集成电路产业不管是制造还是设计和封测都有了明显变化，设计、制造比重稳定增长。从2015 年到2020 年上半年，这两大环节的销售额占比依次从36.7%、24.9%上升为42.3%、27.8%，封装测试占比则由原来的38.5%下滑到30.4%。
因为集成电路下游应用端产品的制造优势和消费市场庞大，我国在集成电路产业链下游存在非常明显的优势，也因此成为全球最大的集成电路进口国，可以说集成电路是我国最大的贸易逆差品类。
2019 年，其出口额和进口额分别是1015 亿美元、3055 亿美元，逆差高达2040 亿美元。如果去掉台湾地区及外国企业在内地的业务，只算大陆企业的话，我国在全球半导体销售制造中份额占比低于4%，呈现出一种需求非常大但供给能力偏低的局面。从近几年的发展情况看，因为美国技术脱钩的影响，我国在“十三五”规划末集成电路产业化国产替代速度加快，国产化率明显提高[4]。
2.创新能力稳步提升
在集成电路产业方面，相较于美、欧、日、韩等国家和地区，我国还有较大的差距，尤其是关键领域存在严重的“卡脖子”问题。对此，“十三五”规划提出，要借助于政策的引导和市场竞争，对设计、制造、封测和设备材料等产业链加以细分创新。部分企业实现了在产业链上的重大突破，国产替代成效颇为显着。例如，国外垄断的高性能计算、服务器芯片方面，龙芯、飞腾和海光等企业获得了显着突破，特别是海思半导体的移动芯片设计已进入全球一线行列中。
在芯片制造方面，华虹半导体也取得了重大突破，长江存储在2020 年也成功研发出128 层闪存芯片。在封装测试方面，华天科技、长电科技、通富微电等在全球封测行业中都获得了较为靠前的排名，我国的封装测试产业在全球市场份额中的占比达到28.3%。在设备制造方面，中微公司为台积电供应了7 纳米刻蚀机设备。可见，新一轮技术革命的发展，使我国半导体产业的创新能力获得稳步提升。
五、中国半导体装备制造业的发展展望
（一）瞄准细分市场，精准打开技术突破口
不论哪个国家，在发展半导体设备工业时都会有所选择，使设备和基础部件都能实现混合式发展。因为每个国家的实力和环境不同，策略也会有差异。以我国目前的工业化基础及资金人力配置来看，如果定位过高过全，恐怕难有重大突破，因此，可以将眼光聚焦在细分市场中，寻找技术突破口。
未来，必须针对行业发展诉求，加大科研领域的投入，夯实底层技术支持，并加大对共性技术平台的研究支持力度，借鉴美国、日本的发展经验，建立共同研发实验室及联合研发机制，加大资金投入，促使技术上实现重大突破[5]。
（二）加强企业基础研究，构建产业生态支撑体系
大规模投资等会使集成电路产业后发者面临极大的压力和考验，但同时超长产业链及技术的更迭也提供了全新的发展契机。我国要在产业的关键环节及领域继续追赶发达国家，集中能量解决“卡脖子”的问题；同时，引导市场投资，实现多点布局，尤其是在一些细分领域要拥有竞争力，在基础领域要夯实创新力，确保我国集成电路产业获得持续化发展。
首先，要重视精密设备制造，要加快光刻机、蚀刻机、镀膜设备和化学机械研磨设备等的研制速度，促使企业进入快速配套阶段。
其次，精密材料制造行业要攻克大尺寸硅片等难题，更要推动工艺创新，形成成本和质量的优势，预先布局第二代、第三代先进半导体材料的产业化发展。
最后，还要加大培育专业化生产者服务产业的力度，比如超高洁净室设计、运维企业等，形成全新的产业发展势能，支持我国集成电路产业的持续化发展。借助于专业化的分工和市场协作，完成特定领域的突破和发展。在细分领域方面建立差异化优势，比如芯片、高速轨道交通和智能电网等。借助于多点布局，规避大规模投资聚焦特定环节的产能过剩问题，也能更好地把控产业最新发展动向。
六、结语
我国半导体产业从2000 年起进入高速发展期，平均年增速保持在20%以上，目前已具备设计、封装测试和制造等完整的供应链，在每一个环节都累积了较多的企业群。半导体设备制造产业的量变成效已非常突出，正处于迈向质变的阶段，面临的挑战和考验依旧较为严峻，外商和内资的竞争步伐越来越快。在这一背景下，要继续夯实基础创新力，从细分市场中寻找技术突破口，创建产业生态支撑体系，提高集成电路产业的活力，促进集成电路产业的可持续发展。
