以跨境融合推动半导体产业高质量发展 ——以闽台合作为例

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冯明宪 李岳龙 林福荣 李勇坚

摘 要:中国半导体产业在过去三十年的黄金发展期取得了巨大的成就,但相较于美国六十年的高速发展,仍有所不足。面对美国不断升级的半导体限制政策,本文提出,为推动我国半导体产业加快发展,应以金砖协作体系为根基,实施“走出去”发展战略,推动半导体产业跨境融合发展;应根据各方的优势,加快闽台在半导体产业及相关领域的全面深入合作与融合发展,从而突破美国的技术封锁。探讨建立包含闽台、粤港澳赣在内的广义海峡硅谷的战略可行性,希冀海峡硅谷能成为超越美国加州硅谷的“东方硅谷”。

关键词:半导体产业;高质量发展;海峡硅谷;闽台合作

半导体晶体管的发明及产业化是20世纪~21世纪影响人类文明最重要的科学技术突破之一。1947年约翰·巴丁、肖克利和布拉顿发明了晶体管,1958年杰克·基尔比发明了集成电路,至1967年Intel在加州硅谷成立,从此开启了人类大规模生产集成电路的时代。而随着信息及数字化产业的发展壮大,全球半导体产业规模也在同步快速扩张,2022年突破6300亿美元,已成为现阶段全球最重要的战略性产业,是中美科技贸易摩擦较量的核心,也是美国当前围堵遏制中国大陆科技发展的最重要手段和武器。

自2018年起,美国就针对中国大陆半导体产业发起全面性、阶段性的遏制政策,包括先进的制程设备、工艺技术及相关软件的进出口限制与使用禁令,高级芯片供应与科技产业人才限制等,致使中国大陆半导体产业迅猛发展的态势受到空前的阻碍及挑战。美国还中断供应数字信息产业及数字经济下一阶段发展所必需的芯片、软件、设备等,同时截断系列半导体产品的出口管道,着重破坏了半导体产业后续发展的生态系统,为中国大陆科技产业及国民经济的后续发展设置和制造了巨大的障碍及干扰,这是中国大陆半导体产业发展目前面临的巨大挑战。2022年,美国通过《2022年芯片与科学法案》,意图在把半导体晶圆制造业引回美国本土的同时,还鼓励政府及相关机构加强对半导体前沿科学技术的研究及人才的培育,以确保美国保持较大的领先优势。

面对美国的科技霸权,我国需积极应对,一方面通过加大自主研发投入力度,完善产业发展生态,提高半导体产业的竞争力;另一方面也应看到,半导体产业的发展涉及较长的产业链、丰富的产业生态、复杂的科学技术及工程等问题,实现赶超乃至跨越式发展,需要与更多的海外厂商深度合作。因此,通过与全球国家或地区深度合作,推动半导体产业跨境融合发展,是推动我国半导体产业突围乃至跨越式发展的一条重要途径。

从发展现状看,中国大陆和中国台湾地区在半导体产业方面具有较强的互补性,以闽台合作为基础,加大我国半导体产业跨区域融合的深度与力度,推动我国半导体产业实现跨越式发展,具有重要的现实意义与价值。在新时代高质量和可持续发展的背景下,大陆如能发挥过去两岸半导体合作的优势,善用台湾地区半导体产业的技术、人才、管理实力及全球影响力,全面深入促进闽台半导体产业融合发展;在此基础上,进一步扩大区域规划,建设包含粤、港、澳、赣在内的海峡硅谷,或将是中国突破美国半导体产业封锁、遏制及其“去中国化”战略的一条重要路径选择。

一、两岸半导体产业发展现状、合作的必要性和基础

(一) 两岸半导体产业发展现状

中国大陆和中国台湾地区在半导体产业方面具有较强的互补性。在半导体产品应用市场方面,大陆是全球最大的半导体产品消耗地,约占全球总消耗量的60%;在晶圆制造方面,台湾的晶圆制造产能约占全球总产能的22%,大陆的占比为16%(工厂属地经济),两岸晶圆制造合计产能约占全球的38%;而在半导体封测方面,两岸合计产能在全球占比高达70%以上。

2021年,台湾地区半导体产值已达1400亿美元,位居全球第二,仅次于美国。其中,在半导体晶圆制造环节,台积电的晶圆代工份额占全球的55%,7 纳米以下先进制程份额更高达70%;在半导体产品设计环节,2021年有4家台企进入全球半导体设计业前十,仅次于美国;在半导体封测环节,台湾地区的封测业产值约占全球总量的58%,连续多年位居全球第一,在全球半导体封测业前十名的厂商中,台系厂商上榜6家,而这6家企业在前十家企业的总份额中合计占比超过50%。中国台湾已成为全球半导体产业的领跑者之一。

(二)两岸半导体产业合作的必要性

从台湾地区来看,在其半导体产业规模扩张、生态体系日趋完善的同时,隐藏在产业发展背后的危机与挑战也显而易见。

首先,由于全球对半导体产业的战略性争夺及地缘政治冲突,使得中国台湾存在陷入军事冲突危机的可能性。其次,中国台湾是一个面积仅为3.6万平方公里、人口2350万的小岛,岛上的产业支撑系统(包括土地、电力、水源、人力资源等)匮乏,全面环境系统也比较脆弱,不足以负担当前的半导体产业需求,更无法支撑未来的扩张发展。以电力为例,仅一家台积电企业的电力需求就已占台湾电力供应的12%,而人力资源的不足更使得半导体产业无法进行产能扩大和营运扩张。第三,台湾地区2022年半导体产业规模预计超过1700亿美元,位居世界第二,约占台湾地区GDP的22%,这凸显了台湾经济对半导体产业依赖的单一性危机,这种单一性依赖也是难以为继的。

上述三大潜在危机,迫使台湾地区的半导体产业必须谨慎妥善地调整产业结构及产业布局。与此同时,随着半导体产业的快速发展,如何构建一个富有更高效率及附加值的运营系统,也是当前亟需解决的问题。

中国台湾半导体产业的今日成就,固然得益于产业迁移规律及当地人民的努力与智慧,而其背后中国大陆的庞大市场与资源支持也是不可或缺的重要因素。

从中国大陆来看,半导体具有较大的市场空间。根据世界半导体贸易统计组织(WSTS)的数据,2014-2021年,中国大陆的半导体市场规模不断增长,2014年市场规模为913.75亿美元,2021年达到1925亿美元,年复合增长率为11.23%。2022 年,中国大陆的半导体市场规模较2021年虽有所减少,为1803 亿美元,但仍占全球近32.5%的份额,是全球最大的半导体单一市场。不过,中国大陆在产业前沿技术、产业链完整、产业生态等方面,仍有较大差距。

福建省陆域面积为12.4万平方公里,常住人口约4200万,具有丰富的自然资源与人力资源。同时,福建省还是中国“一带一路”的起点,北连长三角经济区,南接粤港澳大湾区,内陆可向江西省纵深延伸,是中国东南沿海经济带最重要的枢纽与出海口之一。在半导体产业基础方面,福建省深度布局第三代半导体制造、半导体设计、软件及大数据等产业,并形成了一定的规模效应,尤其以福州、厦门、泉州三市发展最为成熟,且有向省内其他区域扩散的趋势。因此,在承接中国台湾半导体产业迁移及人才互动交流方面,福建省具有较为明显的区位和产业优势,可以形成协同效应。在台湾半导体产业面临资源紧缺、市场变化及地域冲突等潜在危机的背景下,福建省乃至中国大陆有充足的资源优势可与台湾半导体产业形成互补。

两岸在半导体产业方面进行深度合作,有利于拓展新兴市场。随着全球领先国家数字化经济的大发展,由数字经济衍生的半导体市场需求正逐渐接近饱和,开拓新兴经济体及第三世界国家市场是半导体产业进一步发展的必然选择。2006年,巴西、俄罗斯、印度和中国四国外长在联合国大会期间举行首次会晤,开启金砖国家合作序幕。2009年6月,金砖国家领导人在俄罗斯叶卡捷琳堡举行首次会晤,推动金砖国家合作升级至峰会层次。2011年,南非正式加入,金砖国家扩展为五国。经过16年的协同合作,金砖国家机制的影响力和吸引力持续提升,未来有望成为全球新兴经济体第三世界国家的代表性组织。福建省厦门市是金砖国家新工业革命伙伴关系创新基地所在城市,也是金砖协作体系的运筹中心,未来可为闽台半导体融合发展提供广阔的运营空间。

(三)两岸半导体产业合作基础

福建省与台湾地区隔海相望,自17世纪20年代起,就有大量居住在福建区域的闽客族群移居台湾,并将中国的传统文化信仰一并带到台湾,广为传播。历经近400年的繁衍生息,闽客族群已经成为中国台湾的主要族群,是当地经济发展与社会进步的主体推动力量,尤其在半导体行业,闽客族群更是支撑产业技术进步与规模扩张的中坚力量。

时至今日,血脉与文化信仰依然将闽台同胞紧密地联结在一起,并未因时间的流逝与地理上的距离而疏远。近年来,两岸人民在文化信仰交流与科技产业合作等方面一直保持着密切的联系,特别是在半导体及相关领域,两岸成功召开了两次与半导体相关的产学研交流合作会议,分别是两岸半导体学术研究与产业发展合作会议(1997年5月,台湾新竹交通大学)与两岸半导体产学研合作会议(2013年11月,台湾南投新竹暨南大学),并在两次会议之后启动了较为全面的系列半导体项目合作与融合发展,在取得丰硕成果的同时积累了丰富的合作经验。

尤其是在2013年两岸半导体产学研合作会议后,在厦门市建成了两岸半导体产学研合作示范基地,并在福建省相继启动了多个两岸合作项目,包括台湾清华大学与北京清华大学合作设立的厦门清华海峡研究院,台湾交通大学与厦门理工学院合作设立的厦门理工学院微电子学研究院,以及两岸半导体产业合作代表项目厦门联芯集成电路制造公司、福建省晋华集成电路有限公司、闳康科技(厦门)有限公司、矽品电子(福建)有限公司等。在金融资本领域,有台湾统一综合证券股份有限公司与厦门金圆投资集团有限公司合作设立厦门金圆统一证券有限公司等。由此,闽台在半导体产学研及其他相关领域的合作,一直在持续深入推进。

闽台半导体产业的融合发展,在助力化解台湾半导体产业潜在危机的同时,也带动了福建省半导体产业的发展。福建省目前已经具备了一定的半导体产业基础,包括联芯、晋华、士兰明镓、三安集成、厦门通富微等半导体制造厂商,瑞芯微、亿芯源等半导体设计公司,以及其他半导体产业链配套企业,都已形成相当的规模。然而,相较于长三角与粤港澳地区,福建省半导体产业发展起步较晚,在产业规模及市场辐射能力方面仍有较大的提升空间。闽台半导体产业的融合发展,有助于完善福建省半导体产业生态,增强产业综合竞争力,进而发展成为继长三角、粤港澳区域外的重要的中国沿海半导体产业中心。

二、闽台合作推动半导体产业高质量发展的具体策略

在当前复杂的国际政治形势与地缘冲突背景下,开展闽台半导体产业合作,并以此推动半导体产业实现高质量可持续发展,对两岸有着极其重要的战略意义。基于对闽台半导体产业发展现状的调查研究及全球半导体产业发展趋势的深刻理解,提出以下合作发展建议。

(一)合作建设两岸人才交流与项目孵化基地

人才是半导体技术进步与产业发展的第一要素。作为一个技术密集型、资本密集型产业,半导体产业具有明显的国际化特点,包括基础科学研究、工艺技术创新等都需要多个领域、不同区域的高级人才通力合作。长久以来,两岸已在文化、医疗、农业等多个领域开展了多样的人才交流活动,福建省也相继出台多项政策促进、深化闽台人才融合发展。基于以往的合作基础,建议加强在半导体领域的人才交流合作与配套的项目孵化,将福建打造成台湾人才来大陆发展的“第一家园”,并以此为两岸半导体产业合作发展的基石,在进一步强化两岸一个中国、互信友好、互利共赢关系的同时,扎实推动中国大陆半导体技术的创新研发和系统积累。

(二)合作打造半导体制造基地

在半导体产业规模快速扩张的过程中,台湾地区的半导体中低端制造业有着强烈的外迁动能,一方面是资源限制,即岛内的土地、水电、人力资源已不足以为其提供充分的保障,另一方面是由产业发展规律所决定,即随着岛内产业的进一步升级,企业为追求更高的生产效率和资本收益,会自发地调整产业结构。因此,建议在福建打造半导体制造基地,以承接台湾外迁的制造业,如成熟的制程晶圆制造业、封测业等,这样既有助于强化本地半导体产业生态体系,又能带动相关产业链发展,从而成为继长三角、珠三角区域外的另一个重要的半导体制造中心。

(三)合作发展半导体工业软件和大数据产业

半导体工业软件及大数据产业,是现代半导体制造业维系运转及智能化发展的核心要素。随着先进工艺制程的演进,半导体制造装备也由原本的半自动化向自动化、智能化发展,生产制造的各环节将通过新一代信息技术连接成为一个整体,工业软件和大数据在这一系统中充当着指挥大脑的作用,并渗透到生产之外的原材料采购、库存管理、订单排序、工艺技术创新等一系列环节。在半导体设计业中,单位硅晶圆中的晶体管数量已达到百万千万级规模以上,更是需要工业设计软件的辅助,才能实现半导体产品的科学设计。工业软件和大数据产业在半导体生态体系中正扮演着越来越重要的角色,已经具有重构半导体生态结构的能力。因此,在福建区域重点发展半导体工业软件及大数据产业,吸引台湾地区优秀人才加盟,可作为两岸半导体融合发展的重要策略之一。

(四)合作发展闽台半导体资本市场

半导体产业的可持续发展,极度依赖于资本的巨额投入,尤其在技术创新、产业结构升级、资源合理配置以及规模扩张等方面,均需要资本的持续投入。目前,半导体企业发展的外部资金来源主要有三个渠道,分别是政府补贴、公/私募基金投资、上市公开发行股票,其中政府补贴主要起着方向引导的作用,而一般半导体企业的发展主要依靠的是另外两种资本市场融资渠道。如果两岸加强在半导体资本市场方面的合作发展,那么将有效引导两岸乃至全球资本向半导体产业倾斜,从而全面促进优秀的半导体业初创企业迅速成长、成长企业加速发展、成熟企业快速扩张、产业结构优化升级。具体合作内容可包括,引导两岸交互投资及资本相互流动,培育促进海外及中国台湾地区大型半导体公司在大陆上市或发行CDR,完善行业并购机制,邀请台湾岛内金融资本协同组建两岸金融协作体系、新兴经济体半导体产业投资及市场开拓基金等。

(五)合作开拓新兴经济体半导体市场

半导体是一个全球化的产业,目前还没有任何一个国家或地区能够实现半导体的自给自足,因此,要发展就要同步实施“引进来”与“走出去”两种战略,在技术、人才、资金及管理方面坚持从半导体产业领先地区“引进来”的战略,在产能、市场扩张方面执行向半导体产业发展区域“走出去”的战略。历经三次产业大迁移,半导体产业发展主要集中在美欧日等传统的老牌发达国家与中国大陆、中国台湾以及韩国等新崛起的新锐地区,这些区域的总人口约为25亿人,数字经济普及率平均超过40%。此外,全球其他新兴经济体的数字经济普及率也在快速提升,对半导体产品及产业的需求日益殷切,料将成为全球半导体市场及产业发展的新兴热点区域。这是两岸半导体产业面临的另一个重大发展机遇,一方面,新兴经济体具有快速成长的半导体产品需求意愿,市场空间巨大;另一方面,引进落地并加快发展半导体产业,也是新兴经济体自身谋求发展的迫切需求。

新兴市场国家的代表组织——金砖协作体系,现已形成以领导人会晤机制为引领,以安全事务高级代表会议、外长会晤机制等为支撑,在广泛领域开展务实合作的多层次架构。2017年金砖厦门峰会提出“金砖+”机制,在扩大金砖国家合作的辐射和受益范围的同时,也涵盖了合作模式的深化、合作前景的开拓、合作水平的升级。金砖协作体系运行机制的日渐成熟以及不断扩大的影响力,进一步减少了新兴市场国家间半导体产业合作的障碍,也因此成为两岸半导体产业协同发展的新机遇。

(六)推动海峡硅谷建设

一般而言,海峡区域是指位于台湾海峡两侧的中国台湾与福建两个地区,而若将此区域拓展到粤港澳大湾区以及江西省,则会形成一个面积为50万平方公里、人口约3亿人的广义“海峡硅谷”。这样的区域格局,面积是台湾地区的14倍,人口是台湾地区的13倍;同时,地扼台湾海峡黄金航道,背靠祖国大陆及欧亚世界岛,是台湾半导体科技产业扩张迁移最自然、最有效率的转移地。特别是在台湾进一步发展面临诸多障碍与挑战的情况下,把海峡硅谷区域规划拓展为一个面积10倍大、人口10倍多的新发展区域,确是一个极具竞争力的战略选择。

在产业布局上,以闽台为核心区域,向内延伸至自然资源、土地资源、人力资源丰富的江西,向南扩展至大陆经济发达区域粤港澳大湾区,把中国最大体量规模的应用市场以及全球顶尖的金融贸易中心纳入海峡硅谷范围内,形成梯度协作关系,在两岸多地的产业协作、供应链互补、产业转移承接、产业资源配套的相互支持下,效率优势尽显,高效的资源配置与合理的产业规划将对海峡硅谷内各区域的经济发展起到显著的促进作用。与此同时,海峡硅谷完善的半导体生态体系也将为临近的长三角区域带来产业发展便利,并为其提供产业结构升级的可借鉴经验。

从未来发展看,广义的海峡硅谷建设正是遵循了产业发展规律,再结合两岸现有的半导体产业资源、资本资源与人才资源,将对中国大陆尽快实现产业结构优化、升级形成强有力的支撑。依托50万平方公里土地与3亿人口的深厚基础,海峡硅谷致力于构建完整的半导体生态体系与产业链高地。随着海峡硅谷建设的深入进行,虹吸效应亦将越发显著,而全球优势资源的科学集中必将进一步促进海峡硅谷半导体产业的大发展,推动海峡硅谷成为具有强大国际竞争力的产业集群及核心产业区,实现半导体产业的跨越式发展,最终成为超越美国加州硅谷的“东方硅谷”。

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(作者单位:亚太芯谷研究院,中国社会科学院财经战略研究院)

 

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