通信世界网消息（CWW）作为当下最受瞩目的热门产业，集成电路正高度融合到社会发展的各个领域。在数字化转型的浪潮下，各个领域的强劲增长推动集成电路行业快速发展。WSTS的最新报告预测2021年世界半导体产业营收额将达5529.6亿美元，同比增长25.6%，从年初8.4%的增长率调整到25.6%，直观见证了2021年集成电路产业的爆发式增长。
对于中国集成电路产业而言，2021年是高速发展的一年，也是摆脱困境寻求突破的一年。
困境之下，国产替代之路荆棘密布
随着华为、中兴等企业屡遭美国禁令限制，中国芯片供应链的安全问题暴露出来，半导体行业的短板成为了目前最为紧要解决的卡脖子问题，芯片国产化需求紧迫。近年来，在我国政府投入大量的政策支持、资金支持下，集成电路产业发展快速，但国产替代之路仍旧荆棘密布，面临重重困境。
自研率低！我国芯片供应仍严重依赖进口
面对核心技术被卡脖子的难题，中国的芯片企业均加大了研发投入，但由于我国在集成电路产业起步晚，短期内难以实现自给自足，仍将继续依赖进口芯片。据海关统计，2021年1-9月中国进口集成电路4784.2亿块，同比增长23.7%；进口金额为3126.1亿美元，同比增长23.7%。出口集成电路2329.8亿块，同比增长28.4%；出口金额为1086.2亿美元，同比增长33.1%，这将近三倍的进出口销售额差距也凸显出中国对进口集成电路的依赖程度。
以最为紧缺的汽车芯片为例，Wind数据显示，目前国内汽车行业中，车用芯片自研率仅占10%，90%的汽车芯片都依赖进口，汽车厂商们时刻面临着被卡脖子的风险。
人才缺口大，短期内难以形成体系化的人才队伍
集成电路产业属于高科技，除却制造设备的限制，实现半导体技术自主可控离不开体系化的人才队伍。因为前些年国内厂商依赖进口芯片，自主研发的芯片则因为各种原因无法实现商业化，所以没有形成体系化的人才队伍。随着中国集成电路发展进入快车道，人才与技术研发进度不匹配的情况越发突出。
《中国集成电路产业人才白皮书（2019~2020）》的数据显示，到2022年，我国芯片专业人才仍将有25万左右缺口。针对人才短缺，2021年集成电路科学与工程被批准正式成为一级学科；教育部新增备案“集成电路设计与集成系统”本科专业高校10所；清华大学、北京大学、安徽大学接连成立集成电路学院。可以看到，支撑集成电路产业高速发展的创新人才培养体系正在形成，但芯片行业人才培养周期长，从学科设置、学院设立到人才供给仍需要一个过程，以目前的人才积累并不足以满足技术快速迭代的需求。
美国的封锁再升级！卡脖子现象深入产业链
华为海思在经历美国的四轮制裁之后，在制造环节被卡住脖子，陷入无芯可用的境地。CINNO Research的数据显示，在中国市场，2021年三季度海思芯片的市场份额持续下降，仅有5.8%，而以联发科、高通、苹果、海思、展锐排名前五的手机芯片市场格局逐渐清晰，中国市场的需求很大，但中国企业在手机芯片市场的竞争力急剧下降。
步入2021年，美国对中国的封锁再度升级，深入中国集成电路产业链，涉及多家企业和个人，这里简要概述，4月8日，7个中国超级计算机实体被列入实体清单；7月9日，东土科技、立昂技术等22家中企被列入了实体名单；11月24日，国科微、新华三半导体技术等12家中国半导体企业被加入实体清单；12月10日，商汤科技等多家中企被列入制裁名单。
名单中提到的企业都是中国科技产业冉冉升起的新星，对中国实现技术自主可控影响深远，例如国科微经过多年的技术积累在广播电视、智能监控、存储以及物联网四大领域形成了较为完整的自主技术体系，而美国深入产业链的封锁无疑将拖慢中国实现芯片自给自足的进程。
缺芯常态化背后，行业乱象迭起
随着缺芯问题加剧，一些中小型芯片厂商的供货源开始不稳定，在订单加急、违约金高昂等原因的压迫下，有些厂商开始从非正规渠道购买“假芯片”，而“假芯片”的性能缺陷则给厂商带来了巨大的损失。如今，市场对于“假芯片”的监管和预防尚有不足之处，虽然开始重视对芯片的检测环节，但治标不治本。
此外，缺芯长期困扰汽车市场，今年更是有多家车企宣布因缺芯而停产、减产，与去年相比，2021年汽车芯片价格上涨了10倍到20倍，但仍然“一芯难求”，汽车芯片市场哄抬价格、囤货炒作的现象开始出现。
芯片短缺加剧，全球化不可替代
缺芯仍旧是是当下集成电路产业面临的最大难题。2021年全球半导体市场继续呈现加速态势，在供需两旺的局面下，芯片短缺愈演愈烈。Susquehanna Financial Group最新研究显示，11月芯片交付时间再度延长22.3周，其中，电源管理芯片和微控制器芯片交付时间的增长尤为明显，但没有哪类芯片能幸免，许多产品的供应压力将会深入到2022年。
缺芯在一定程度上限制了产业的快速发展，例如在手机芯片领域，canalys的数据显示，2021年三季度，由于芯片等零部件短缺，供应商难以满足对设备的需求，全球智能手机出货量下降了6%。又譬如在缺芯更为严重的汽车行业，AutoForecast Solutions的最新数据显示，截至2021年12月5日，今年全球汽车市场累计减产量为1012.2万辆，其中，中国汽车市场累计减产量已达198.2万辆，占总减产量的19.6%。
2021年全球集成电路产业持续处于上游产能紧缺，下游供给不足的困境中，全球主要晶圆代工厂产能持续满载，并积极扩充产能，SEMI在《全球晶圆厂预测报告》中指出，全球半导体制造商将于2021年年底前启动建置19座新的高产能晶圆厂，2022年开工建设另外10座晶圆厂，而随着业内推动解决全球芯片短缺问题的力度持续增加，未来几年这29座晶圆厂的设备支出预计将超过1400亿美元。
建设晶圆厂并不能解决缺芯的燃眉之急，如台积电创始人张忠谋所言，打造自由贸易、自由竞争的自由半导体市场才是解决当下缺芯问题的最佳方案，全球化依然是集成电路发展不可替代的发展途径。
寻求突破，产业涅槃的大幕拉开
面临种种困境的中国集成电路产业致力于寻找一条突出重围的道路，美国的封锁、强劲的行业需求、国家政策扶持等多重因素为集成电路产业的国产化替代提供了良好的孵化土壤，后摩尔时代产业技术发展趋缓留出的创新空间，也给了中国追赶的机会，如今，中国集成电路产业将瞄准产业链薄弱环节，全力研发，拉开产业涅槃的大幕。
集成电路产业得到政府高度支持，国产供应链正在形成
缺芯使全球集成电路产业链进入重大调整期，中国出台多项政策，全力破解产业发展难题。2020年8月，我国出台《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》，为财税、投融资、研究开发、进出口、人才、知识产权、市场应用、国际合作八个方面制定了政策框架，涵盖了集成电路企业发展的各个成长阶段，2021年相关的配套措施正在逐项落实当中。
在国家政策和资金的支持下，2021年集成电路产业链的可持续发展有了保障，据企查查数据显示，2021年1-9月，我国新增芯片企业3.21万家，同比增长153.39%，集成电路产业链的每个环节都有新公司涌现出来。与此同时，中芯国际、紫光展锐、长江存储等一批覆盖产业链各环节的骨干企业逐步壮大，中国实现技术可控的完整供应链正在建立。
加强自主可控，国内厂商纷纷开启自研之路
面对全球供应链存在的诸多不确定因素，自主研发芯片的重要性日渐凸显，为了供应链安全，国产手机厂商们纷纷从ISP芯片发力，开启自研之路。例如vivo发布自研ISP芯片“V1”，小米发布ISP芯片澎湃C1，OPPO也发布自研NPU芯片MariSilicon X，终端厂商自研芯片在一定程度上促进了芯片设计水平提升。
说到自研芯片，就一定要谈谈展锐，作为中国集成电路设计企业的代表，展锐在今年发布了5G品牌——唐古拉，并带来两款6nm手机处理器芯片T770和T760。9月的展锐生态峰会上，展锐唐古拉6nm 5G芯片超过40万分的跑分成绩也首度释出，印证了其5G芯片的实力。Counterpoint数据显示，展锐在全球智能手机芯片市场的市占率目前显著提升，从2018、2019年的others,2020年的4%，增长到今年2季度的8.4%，是全球公开市场的前三名。展锐的芯片技术也正在同行业手机芯片厂商中快速崛起。
与此同时，作为缺芯重灾区的汽车行业，也开始投资汽车芯片，例如吉利汽车旗下威睿电动汽车与芯聚能半导体、芯合科技投资合资成立广东芯粤能半导体有限公司，长安与华为、宁德时代成立阿维塔科技。
更值得关注的是，2021年，我国芯片领域的各个方向都有企业在推进，4月15日，新华三发布自研网络处理器芯片智擎660；8月18日，百度第二代7nm制程昆仑AI芯片量产；9月27日，思朗科技发布首款中国自主内核的5G小基站处理器芯片UCP1002芯片，填补了国产自主5G小基站芯片的空白。9月28日，北京智联安科技有限公司发布自研5G LPHAP低功耗高精度定位芯片MK8510，可广泛用于物联网场景；10月19日，平头哥发布自研5nm工艺ARM服务器芯片倚天710；11月3日，腾讯发布AI推理芯片“紫霄”、视频转码芯片“沧海”、智能网卡芯片“玄灵”等三款芯片产品。
这是一条并不完整的时间线，但足以证明我国芯片自主研发能力在稳固提升。
28nm芯片国产化替代加速
28nm作为成熟制程和先进制程的分界点，是中国短期内实现成熟制程芯片国产替代化要攻克的关键节点。除了应用于智能手机、电脑等领域的高端芯片需要先进制程生产外，物联网、新能源汽车、家电、通信等关键应用依然广泛使用28nm以上的成熟制程。倪光南院士曾表示： "一旦我们28nm芯片实现了完全国产化，很多下游应用行业将都可以实现国产芯片的自给与替代。”去年出台的《关于印发新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展若干政策的通知》明确加大对28nm及以下制程项目、企业的税费优惠的支持力度。
从28nm产业链的发展上看，当前国内产业链在28nm工艺实现国产化日渐成熟。中芯国际、上海华力微等企业拥有28nm及以下晶圆厂，华海清科、盛美半导体等企业的国产设备开始进入28nm及以下制程的晶圆生产线。在28nm节点上，绝大多数设备和材料可以做到国产化，虽然光刻机仍是难点，但据报道，上海微电子将在2021年完成首台28nm国产光刻机的交付。
当下，中国集成电路产业正经历从大到强的爬坡过程，挑战与机遇并存，在困境中谋求发展或许艰难，但迎难而上，实现技术与产业上的双突破才是中国本色。
