据中国半导体行业协会统计,我国集成电路产业规模从6年的36亿元增长到2021年的10458.3亿元,首次突破万亿元。其中上海市2021年集成电路产业规模达到2500亿元,约占全国25%,重点企业集聚超过1000家,吸引了全国近40%的集成电路人才。以芯片制造起步的上海,已在张江和嘉定打造出国内最完整的集成电路产业链,从集成电路设备、材料,再到芯片设计、制造、封装、测试,乃至eda等细分领域均有全面布局。上海已成为中国集成电路产业的第一极。
本文从政策出发,梳理上海市在发展集成电路产业的各项支持举措。以上海新昇半导体科技有限公司为研究对象,梳理上海市发展集成电路300mm(12英寸)大硅片历程,来阐述上海市支持集成电路产业发展的具体路径,为我国其他区域提供经验参考。
上海市集成电路产业自1988年开始技术引进建设中外合资芯片生产线,至今已有三十多年历史。于2000年、2012年、2017年及2021年连续发布鼓励集成电路产业发展的专项政策。在“十二五”“十三五”期间,集成电路被定性为上海市重点发展领域,“十四五”期间被正式列为上海市三大先导产业之一。
张江科学城和临港新片区作为上海市集成电路产业的重要载体,也分别发布了区内集成电路发展政策,明确了区内集成电路产业的培育路径。
上海市集成电路产业历年政策整理如下:
在资金支持方面,陆续设立集成电路产业发展专项资金、集成电路产业基金来扶持企业研发,支持金额庞大。产业基金则以市场化的方式带动更多社会资本流向集成电路产业,为资本密集型的集成电路企业送去珍贵的初始发展资金。
在研发支持方面,鼓励企业承担国家科技重大专项、市级科技重大专项,并给予配套资金支持。为制造企业先进生产线、设计企业首轮流片和材料企业首批次新材料验证提供财政支持。支持企业面向全球发布技术研发需求。
在重点企业培育方面,实施集成电路领军企业培育计划,建立企业培育库,培育龙头企业引领产业发展。
在产业载体方面,重点打造张江微电子产业基地和临港新片区,集聚市内集成电路产业链合理布局。
在公共服务平台方面,通过设立上海集成电路技术与产业促进中心,搭建集成电路设计ip库和生产线中试线研发平台,助力设计企业设计及流片,降低了中小微企业进入集成电路产业的资金与技术壁垒,激发产业活力。并建立集成电路重点实验室,推动产学研联合,使企业更好地借力集成电路学界的知识和技术沉淀。
在人才培养方面,建立了长远的人才机制,通过加强高校人才培养,建设集成电路一级学科,向企业源源不断地输送人才。并推动强化产学研合作,共同培养集成电路高技能人才。
在政策制定与落地方面,成立副市长领衔、经信发改科委财政等部门联动的集成电路产业发展领导小组推动协调产业发展。
半导体硅片行业作为资本、技术、人才密集型的行业,而我国从过去集成电路300mm硅片完全依赖进口,到现在实现国产化替代,仅用了8年时间,便追赶了国际厂商几十年的技术积累,当中离不开国家和上海市政府对半导体材料企业的支持。
以上海新昇为例,上海新昇由中芯国际创始人张汝京博士于2014年成立,成立伊始便承担着40-28nm集成电路用300mm硅片的国产化任务。
上海市在上海新昇发展过程中起到了不可忽视的作用。上海市通过供应、巨额集成电路专项发展基金、集成电路产业基金、02专项项目支持、科创板上市融资发展、半导体材料验证平台、推进国产采购等举措,各个环节形成合力,集全市的力量,托起了中国半导体硅片龙头企业。
2014年,上海市给予上海新昇150亩用地支持,总投资68亿元,大魄力地超前规划国产大硅片项目。2015年02专项《40-28nm集成电路用300mm硅片成套技术开发与产业化》,2018年02专项《20-14nm集成电路用300mm硅片成套技术开发与产业化》,国家和上海配套资金为上海新昇提供了两轮7.49亿元、15亿元的研发补助。
通过上海市集成电路产业发展专项资金,2017-2019年分别给予上海新昇9729万元、16606万元、10685万元的政府补助,并给予税收优惠降低企业负担。
并通过国家集成电路产业基金、上海市集成电路产业基金,撬动更多社会资源为上海新昇注入发展资本。
支持上海新昇母公司沪硅产业科创板上市融资。国家大基金(二期)2022年15亿元定增沪硅产业,用于新增30万片的300mm硅片月产能。
并推动中芯国际、上海华虹等下游晶圆厂为国产半导体材料提供验证平台,并推进国产采购。
(2)上海新昇在政府支持下的成长
上海新昇在68亿元的支持下开始300mm硅片生产线mm硅片成套技术开发与产业化》项目的支持下实现了28nm以上工艺节点全覆盖,并量产供货。2018年正片通过下游晶圆厂认证,生产线d-nand存储正片等通过中芯国际、长江存储认证,下游总客户达49家。并以《20-14nm集成电路用300mm硅片成套技术开发与产业化》项目为基础,于2020年内完成14nm逻辑产品用硅片的技术认证,并于2022年具备了14nm硅片的批量供应能力。
以2020年为分界点,上海新昇300mm硅片项目,从前期十分依赖政府补助,跨越到扭亏为盈,开启自身持续造血能力。吸收外界资金的方式,也从政府补助切换为上市吸纳社会资金,实现了产能扩张和新工艺研发的资金动力转换。
截至2022年,经过8年的发展,上海新昇已实现月产能30万片,客户覆盖国内大部分12英寸晶圆厂,满足国内15%的集成电路300mm大硅片市场需求,目前正在新建另外30万片/月产能的生产线。国家与上海市倾注大量资金和心血的300mm大硅片航母上海新昇,已然成型。
上海市三十多年持之以恒地发展集成电路产业,政策一以贯之。通过专项资金、产业基金、国家重大科技专项、公共服务平台、产学研联合、高校人才培育、产业载体、上市募资支持、政府领导小组等手段形成合力推进集成电路产业发展。
上海建立重点企业培育库,下大力放长线培育龙头企业,引领产业发展。同时以集成电路公共服务平台为依托,降低了中小微企业进入集成电路产业的资金与技术壁垒,激发产业活力。实现了龙头企业引领和市场主体丰富性的平衡。
以国家及市科技重大专项为重要抓手,通过集成电路专项资金给予企业大量研发资金补助,目标导向地在短时间内实现关键瓶颈环节的国产技术突破。并通过集成电路产业基金,撬动更多社会资本流入集成电路产业,为后追赶的国内企业供应宝贵的成长期资金支持。
在产业链布局上,上海从一开始重点发展芯片制造,再到搭建公共服务平台发展芯片设计、配套设备和材料,产业推动节奏富有层次。在产业链构成上,从上游的集成电路设备、材料、eda软件,到芯片设计、制造、封装测试,集成电路产业链完整,且集聚在张江、临港、嘉定,形成了集成电路产业集群。
通过集成电路学科设置强化本地高校人才培养,产学研联合加速企业技术沉淀并协同培养高技能人才,上海建立了长远的集成电路人才机制,为企业发展注入源源不断的人才资源。
集成电路作为资金技术人才密集型产业,想要在短时间内追赶国际企业,完成国产化替代,离不开政府的大力支持。企业发展初期及成长期,资本性支出规模大但盈利水平较弱、投资回收期长,十分依赖政府及社会资本的持续投入来帮助完成技术沉淀和生产线布局。只有集合各方力量,加速、加倍投入,依靠成熟的设备、核心技术人员、政府政策鼓励、社会资本投入,中国集成电路才能迅速缩短与国际同行的差距,实现关键产业的长期自主安全供应。
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