根據國際研究暨顧問機構Gartner發布的最終統計結果，2012年全球半導體晶圓代工市場總值達346億美元，較2011年成長16.2%。普華永道發布的《2012半導體市場中國新勢力》報告指出，包括中國內地、香港和臺灣地區在內的大中華區半導體消費市場總額占了全球整體市場的一半以上。在過去的四年中，大中華區的半導體產業增長了34%，是全球17%增幅的2倍。

終端電子市場的巨大需求，給中國半導體行業帶來更多的機會，同時也推動了代工廠商的產能擴張。例如，臺積電2013年總產能有望達到1650萬片(折合8寸晶圓)，其中63%來自三個12寸giga-fab；臺聯電今年第一季總產能為146.1萬片(折合8寸晶圓)。

大陸廠商產能增長也非?？欤A虹宏力在上海金橋和張江擁有3條8英寸集成電路生產線，月產能達14萬片；方正微電子產計劃2013年底前將產能擴充至7萬片/月。中芯國際在2013年第一季度，上海8寸MegaFab月產能為9萬片、上海12寸晶圓為6290片、天津的8寸月產能為在34450片、北京的12寸晶圓月產能為3.6萬片。北京和深圳還有新廠房有待投產。

產能提升的同時，也促使了代工領域工藝技術的不斷升級。具體來看，目前中芯國際45/40nm技術進入量產，對其晶圓銷售額的貢獻從2012年第四季度的2.6%快速上升至2013第一季度的6.4%。另外今年下半年有望完成28nm全套工藝的開發工作，同時也將著力開發20nm和14nm的先進工藝。華虹宏力工藝技術覆蓋1?m到90nm各節點。

盡管大陸廠商的工藝升級腳步已經加快，但和臺灣廠商相比仍有距離。臺積電的工藝從>0.5?m到28nm，截至Q12013，28nm技術已經占銷售總額的24%。臺聯電目前的工藝涵蓋了28nm至0.5?m的成熟工藝，14nmFinFET技術預計將于2014第三季試產。

產學研合作：最先進的技術是“買”不到的

各行業都在努力轉變中國缺少核心技術的現狀。去年末，中國科學院微電子研究所集成電路先導工藝研發中心在22nmCMOS關鍵技術先導研發上取得突破性進展，在國內首次采用后高K工藝成功研制出包含先進的高K/金屬柵模塊的22nm柵長MOSFET。對于前沿技術，學術界需要廠商的實際需求指引；而對于廠商來說，把高校與研究所的科研成果轉化為生產力非常關鍵。

“就效果而言，產學研能夠將企業、高校、科研機構緊密聯系起來，達到資源互相利用，實現共贏。”方正微電子研發副總裁黃宇萍表示，“要使產學研健康有效的運作，關鍵的還是要通過互惠互利調動雙方的積極性。最佳的方式首先是依據市場需求，確定研發目標，充分利用企業的現有設備資金資源，高?；蜓芯繖C構的人才技術資源，盡快使研發成果轉變為雙方的經濟效益，同時達到為雙方進行人才培養的目的。”在2011年，陳星弼院士領導的廣東省深圳方正微電子功率集成電路院士工作站掛牌成立，目前正開展800伏CDMOS、高速IGBT等合作項目；另外，與北京大學的產學研合作項目目前包括1700伏IGBT、GaN項目等。

中芯國際也依托國家重大專項，與國內多家大學及科研院所開展技術合作與交流，有效運用外部的研發能力。此外中芯國際還成立了聯合實驗室(UnitedLab)，定期召開研討會，邀請外界學者、專家進行演講，從而培養、提升員工的研發能力。“建立起三方產學研合作，搭建起產業界與學術界的雙向溝通橋梁，能更好地幫助國內科研院所在前沿技術和國家重點項目上開展研究，能夠幫助企業實現技術創新，更好地促進IC產業的發展。”中芯國際發言人表示。

“上海先進半導體積極參與科技部主持的國家02專項，我們牽頭的‘汽車電子產業化聯盟’由9家單位參與，其中就包括北大，上海微系統研究所等大學和研究所。”上海先進總裁JeffreyWang博士表示，“通過國家支持的產學研課題研究，努力打造適合中國汽車電子發展的上下游產業聯盟。”

華虹宏力有多種方式和國內學術界保持著很好的合作，比如橫向合作課題，一起參加國家重大科技專項，公司選派員工到學校、研究機構學習等等方式。“產學研一直是我們所重視的，特別是對面向全球競爭的半導體行業。”華虹宏力執行副總裁傅城博士表示，“最先進的技術是買不到的，需要原創開發，這方面，和學術界保持緊密接觸，然后快速產業化是不二選擇。”

同樣，武漢新芯也與中國科學院微電子研究所、華進簽訂了合作伙伴協議；和武漢地區的郵電科學院和華中科技大學等院校進行了各種研發和學術交流活動。

臺積電也有一些科研合作項目與著名大學合作。“但是最主要的先進技術開發仍來自于內部研發團隊。我們認為大學更適合基礎科學研究，而業界/公司則更好的能實現實際技術研究。”臺積電企業訊息處處長孫又文表示。

“聯電與臺灣工業技術研究院(ITRI)及交通大學都有正在進行的合作項目。另外全球半導體協會(GSA)、ITRI及IC設計年會(ICCAD)等產業界各類重大研討會UMC都會積極參與。”臺聯電市場營銷處處長黃克勤表示，“產學研合作需建立一個互信開放式的平臺，并盡早與客戶和電子設計自動化(EDA)廠商共同研究開發組件的需求，以及提供學術界驗證的平臺，結合各界的經驗及專長共同開發更先進工藝，以節省開發成本與時間。”

全球代工主流技術正向28nm、20nm邁進，國內設計業水平也不斷提升，已進入了65nm～40nm世界主流技術領域，且呈現出90nm～65nm、40nm及以上多代、多重技術并存的局面。“對于先進工藝的持續投入，資金是非常重要的。中芯國際向先進工藝邁進時，在主要的設備投入方面已有基礎，比如目前的設備在28nm節點可用，在20nm節點也同樣可以應用，而且是上下游共同來合作研發。另一方面，我們也會重點考慮引進戰略投資，并設法使投資者獲得應有的回報。”中芯國際發言人表示。

“華虹宏力在發展更高工藝時遵循‘超越摩爾’，即不追求線寬的縮小，而致力于拓展和提升多應用領域所需的工藝技術能力，這些工藝技術包括電源管理IC與功率分立器件、嵌入式非易失性存儲器領域、高壓以及無線射頻等。”傅城表示。例如，對于傳統的功率器件，通過革新器件結構的方法做到更高頻率、通過TSV技術實現更小的芯片尺寸以支持更先進的封裝形式、以及耐受更大電壓(從幾十伏到6500V)和更大電流(1-2安培到上千安培)；還有采用8英寸先進的制程工藝技術生產MEMS，并與嵌入式非易失性存儲器工藝集成；還有將BCD技術建立在相對先進的節點。

不可小覷的IP：重要性等同制造工藝

“缺乏專業、規范的高端客戶支持體系和設計服務中心，缺乏IP積累，難以開拓高端客戶。”中國科學院微電子研究所集成電路先導工藝研發中心主任趙超博士曾在一次演講中指出代工廠面臨的挑戰。

武漢新芯則認為代工廠可以按照其持有IP的多少分成不同的等級和種類，比如有些最簡單的代工廠，它們為客戶代工，只貢獻設備、場地和人力，在這種情況下，客戶會提供相應的成套技術(IP)。“我們要成為世界一流的半導體企業，有自己的特殊商業模式，因此開發和使用具有自主知識產權的IP非常重要。”其發言人表示。

電子工程專輯每年進行的“中國IC設計公司調查”結果曾顯示2011年和2012年均有50%以上的中國IC公司涉足SoC產品。在設計上，每塊SoC芯片都是一個相當復雜的片上系統，通常包括CPU/DSP核、SRAM/ROM以及混合信號/模擬電路單元等功能模塊。“每一功能模塊都可視為一個IP，基于IP的設計是SoC芯片設計必由之路，選擇滿足需求、又經過硅驗證的IP大大降低了SoC設計的復雜度和難度，提高投片成功率，從而加快產品的上市速度。”傅城博士表示，“隨著工藝節點的不斷演進，產業鏈的垂直分工趨勢愈加明顯，IC設計公司專注于產品規格制定與核心邏輯、關鍵算法的開發，其余部分則以整合第三方IP實現，以期取得提高一次投片成功率，加速產品上市之功效。第三方IP可以來自獨立IP公司，也可以是代工廠提供。完整的IP平臺是代工廠吸引客戶有力武器，也是不同代工廠競爭優勢的直接體現。”

他指出，華虹宏力有超過百人規模的設計服務團隊，提供從單元庫、定制IP開發到原型SoC平臺等一系列設計支持服務。華虹宏力可為客戶提供包括各類IP庫、設計流程支持、版圖設計等芯片設計服務，并依托強大的自有晶圓級芯片測試能力，為客戶提供一站式服務。

“在更先進工藝中量產，IC設計變得越來越復雜，成本也越來越高，客戶很難所有東西都自己來。所以IP在現代IC設計行業中扮演重要的角色，對代工行業來講也漸漸變得和制程工藝一樣重要。”黃克勤指出。

臺聯電與產業知名IP供貨商合作以提供基礎應用的SC&Memorycompiler及各種傳輸界面所需用到的IP給客戶使用，并且提供自有特殊技術的嵌入式Flash內存以及第三方的一次性/多次性可編程設計內存(OTP/MTP)的解決方案來服務客戶。目前更計劃提供后段設計服務(設計合成及布局&繞線)，以方便客戶縮短設計時程及早量產推入市場。(注:ARM/Synopsys/FTC:SC(28nmPOP),Memorycompilers；Synopsys/Cadence/FTC/Mixel:InterfaceIP；Kilopass/Sidense/eMemory/YMC:OTP,MTP)

“通過臺積電OIP(開放創新平臺)設計生態系統，我們目前為客戶提供經過驗證的、超過5000個的硅IP。這個平臺幫助客戶快速投放市場及一次流片成功。”孫又文表示。

“越來越多的國內客戶進入先進工藝制程，公司在合作開始就要準備這些先進工藝的IP庫。”中芯國際表示，“現在我們對IP投入很大，主要是在移動通訊和消費電子領域。”

一個成熟的代工廠，通常會精心設計一些可供設計公司直接利用或參考的標準單元模塊(即IP)，這樣對于作為客戶的設計公司來說，可以大大縮減其新品研發時間，減少設計風險，黃宇萍認為，“對于代工廠自身來說，擁有自己的IP，將能夠提高其客戶的滿意度，并能使客戶更穩定，大大提高其市場競爭力。”方正微電子可以為客戶提供比較完整的ESD、TrimmingFuse、BandGap、DeviceCell等方面的設計指導和參考文件。

國際與本土：需求大不同

在采訪中記者發現，幾乎所有受訪廠商都表示公司銷售額來自大陸本土IC公司的比例持續上升。這與中國本土IC公司成長速度密不可分，但同時，代工廠商也表示他們和國際大廠商的需求也存在不同。

國際IC廠商設計模式成熟、技術先進，主要需求為性能、質量和價格要求高的高端通用芯片，而從本土IC設計產品應用領域來看，通信、消費、工業是其主要消費市場，尤其是在手機、平板電腦、多媒體播放機、電子書、打印機等消費產品上。但本土廠商資金實力相對較弱，設計能力和水平也低于國際廠商，方正微電子運營副總裁徐國剛表示，“為了更好滿足本土IC廠商需求，需要提供具有競爭力的價格、質量及服務，提升研發能力及縮短研發周期，積極地配合本土IC廠商在功能運用領域的進一步擴展。”

“中國國內客戶有能力用先進制程做最高端產品，目前從0.35?m到40nm技術上都有國內客戶來流片。”中芯國際表示，“在很多特殊工藝上，比如智能卡方面，國內設計業在全球都占有重要地位。隨著我們新的特殊工藝在明年逐漸推出來，我們將與國內設計公司合作，為特殊市場提供整套解決方案。”

“在模擬晶圓代工上，國外IC廠商往往只需要代工廠提供產能，然后與代工廠共同發展工藝甚至自帶工藝，對于器件仿真與PKD，他們往往自行發展并視其為自己的知識產權不對代工廠共享，本土的IC廠商則需要代工廠提供完整的器件仿真與PKD。”JeffreyWang表示。

黃克勤也有同樣的體會：“大陸IC廠商偏好一站式生產服務，對IP有廣泛的需求，特別在先進工藝上，有時也需要后段布局&繞線(P&R)的設計服務。”聯電則為滿足不同客戶的需求，加強IP完整性，如提供ARMCORTEXA7/A9優化設計套件，并提供后段布局&繞線的設計服務。”

“近年來國內IC設計公司設計能力大幅提高，涉及的產品領域也從之前智能卡、低端模擬與電源管理等幾個有限領域拓展到了手機、多媒體、平板電腦、高端電源管理、汽車電子以及工業電子等各種產品領域。不少公司已經開始設計上千萬門、40nm或以下工藝的高檔SoC芯片。”傅城指出，“與國際IC廠商相比，國內廠商普遍規模較小，研發能力與設計經驗欠缺，國內設計公司更迫切需要代工廠突破傳統晶圓代工模式，不僅能提供傳統的制造服務，更需要提供包括工藝平臺選擇、單元庫/IP/PDK在內的設計平臺服務以及DFM、良率提升、封裝測試在內的一站式全套服務。”

為有效面對客戶需求的新變化，華虹宏力已經開始突破傳統晶圓代工的概念，積極調整自身業務模式，從當初單純的制造業務轉變為今日的全方位、一站式平臺服務制造，整合IP、EDA工具、DFM以及服務商的資源，幫助IC設計公司，特別是新興IC設計公司快速開發產品并推向市場，實現客戶與華虹宏力的雙贏。此外，華虹宏力還和北京、深圳、天津及蘇州的相關機構合作，使本土企業更方便快捷地利用MPW資源，實現產品快速上市目標，贏取最大的潛在市場。

優勢、瓶頸、與突破

“大中華區IC代工業產業鏈的優勢體現在：快速反應市場趨勢及需求、快速的產品設計及量產時程、產能建置充分及靈活有彈性的產品調配以獲得較高的產能利用率。”黃克勤指出，全球的代工產能大部分集中在大中華區，提供客戶晶圓代工及封測的一站式服務，可以讓客戶快速推入市場。

但黃克勤同時也認為：“大中華區占有超過60%晶圓代工營收，但IC設計營收僅占全球35%左右，主要為歐美日攏斷。IC產品規格為歐美日公司主導制定，大中華區IC公司多處于追隨位置，因同質競爭導致低毛利率。”IC代工設備及材料被歐美日攏斷，大中華區IC公司發展受制于此。

傅城博士同樣贊同最大的優勢是終端市場的地緣優勢，國內市場需求巨大。其次是戰略性新興產業蓬勃發展，新興產業應用帶來市場機遇。“但是目前上游的產業鏈還不完整，比如高規格基片、高端設備、關鍵原材料等都是進口，還有技術差距，這些都是制約中國IC代工業發展的瓶頸。此外，IC制造業資金需求龐大，目前相對投資額較少也是制約因素。”他補充道。

“自身的不足與對手的大者恒大使得我國集成電路產業發展面臨著一系列的挑戰，中國集成電路已走到產業變革的十字路口。當前中國集成電路面臨三大挑戰：芯片代工在全球代工業所占比例下降、嚴重依賴進口的局面未有改善、整合重組步伐緩慢。”徐國剛認為。他的觀點如下：

第一個挑戰是芯片代工在全球代工業所占比例下降。隨著芯片設計業的不斷壯大，國內芯片代工需求持續擴大，但技術與投資兩大瓶頸導致在全球代工業中所占比例下降。中國大陸集成電路設計業代工需求的一半以上由中國臺灣代工企業承接。此外，大陸IC設計企業普遍向外尋求代工，主要原因是大陸芯片生產工藝差距較大、可靠性不高以及IP服務不足等。此外，制造業投資額較少也是制約因素。

對于第二個挑戰而言，中國坐擁全球最大市場，但嚴重依賴進口的局面未有改善。國內半導體產業在中低端器件、電源管理、射頻、手機SoC芯片等方面有較好表現，但在高端處理器、模擬電路、大功率器件、汽車電子、通信芯片等方面落后很多。

而產業鏈整合則是第三個挑戰。大國大市場的特點決定國內行業整合尚待時日。中國IC設計企業規模普遍較小且較分散、同質化嚴重，也造成兼并整合的障礙。小企業多只滿足于低端產品的市場開發，缺少戰略目標與長遠規劃，有相當一部分還未適應國際上商業模式的變化。我國集成電路產業發展這種割裂的局面始終未得到重視和改觀，這將成為企業兼并整合，適應新商業模式的先天障礙。我國集成電路產業走到了產業變革的十字路口，只有找到突破口，才能博得一線生機。

“對于中國來說，現在有很強的系統公司，如華為；也有很強的電腦公司，如聯想；還有優秀的消費電子公司，如TCL、海爾等，而且這些公司都處在上升階段，這會給半導體設計業、制造業帶來很多機會。”中芯國際發言人表示。