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王阳元从消费大国到产业强国
从消费大国到产业强国
——论我国微电子产业和科学技术的发展
王阳元
*本报告中关于建设微电子强国的论据主要引自中科院学部咨询报告《关于建设微电子强国的建议》,参与该报告研究工作的有王阳元、吴德馨、侯朝焕、李志坚、许居衍、王占国、沈绪榜院士和俞忠钰、郑敏政、毕克允、钱佩信、严晓浪、郝跃、王勃华、王永文、杨学明、郭毅然、钱鹤、张兴、王志华、盛海涛、傅敏、丁伟、张苏等24位专家。
集成电路产业的战略性
1、世界经济背景
18世纪初,人类社会处于农业和手工业时代。1750年(清乾隆15年),中国的GDP总量占全世界的32%,堪称世界强国;但也正是在这一时刻,蒸汽机的出现与广泛应用点燃了产业革命的火炬,人类开始步入工业时代。俄国经济学家康德拉季耶夫在1926年发表了经济发展的长波周期理论,其后许多学者又不断丰富了这一研究成果。该理论认为,自1780年至1980年,世界经济的发展大致经历了4个长波周期,每一个周期的经济引擎分别是纺织,钢铁,电力、石化和汽车。英国、美国、日本分别利用这些引擎实现了经济的跨越式发展。1980年至2030年为第5个康氏周期,其经济引擎为信息。
2、中国经济背景
二十世纪七十年代的改革开放为中国经济的飞速发展注入了青春活力,2004年,中国GDP在世界184个国家中位居第六,成为经济总量大国;但在综合竞争力和科技创新能力的排名中仍处于发展中国家的行列;而人均GDP则仅为1352美元,不足世界平均水平6444美元的四分之一,距世界强国尚有很大差距。
为保障今后中国经济能够持续、稳定、快速发展,必须正视以下三个问题:
能源消耗
目前,我国生产每万元GDP的能耗是世界平均值的3倍;每公斤标准煤产生的GDP为0.36美元,仅为世界平均值1.86美元的五分之一。
粗放经营
由于我国多数产业仍处于产业链的下游,以产品末端加工为主,因此利润率很低。2005年,中国电子行业平均利润率为3.4%,而英特尔公司和三星公司2004年财务报表显示,其利润率分别为22%和18.6%。
创新力弱
据国家知识产权局田力普局长介绍,2005年,中国每万人获得专利10.8件美国、日本、德国、法国的1/150英国的1/100韩国、印度的1/50拥有自主知识产权核心技术的企业未申请专利企业99%;自主创新高技术产品在中占2% Nikkei Business的预测,世界GDP和电子工业产值分别为60万亿美元和5~6万亿美元,根据国内专家预测,2020年世界集成电路工业总产值为5000~6000亿美元。
速度关系
根据国际货币基金组织(IMF)、SIA和IC Knowledge 的统计及预测,自1960年至2010年,世界GDP的平均增长速度为3%左右;电子工业为6.3%~9%;半导体工业为13.3%~15%。即世界半导体工业的发展速度约为GDP增速的5倍。
二、集成电路产业的市场性
集成电路产品既具有重要的战略地位,同时由于其在国民经济中的广泛应用而具有亟强的市场性。
1、指数增长
据WSTS统计,1975年世界半导体市场总额为49亿美元,2005年为2371亿美元,30年间市场规模扩大了近50倍,不同年份的市场变化虽有起伏,但总趋势呈指数增长,平均增长率为13.3%。
2、周期性变化
集成电路产业近三十年呈现了10年周期性的发展规律。
(1)应用市场的10年周期
1975年10年周期技术发展的10年周期10年周期
集成电路主要产品从研发到生产高峰约需10年(附图3)。
为此,中国集成电路产业发展必须提前10年进行战略部署2005年~2015年的自主技术开发应立即启动2015年~2025年的纵深部署预研应纳入日程市场规模世界第一
2005年,3803亿元,占世界市场24%世界第一大市场2010年,7000亿元,占世界市场31%。
(2)增长速度世界第一
近十年平均增长率41%,约为世界集成电路市场增长率的3倍。
(3)外贸逆差国内第一
2005年,进口788.2亿美元进口石油各类产品的1.36倍进口钢材、矿产品的1.8倍贸易逆差榜首,差额650.7亿美元SOC(System on Chip)设计。
集成电路技术发展方向有两个途径:一是自上而下不断缩小加工尺寸的 Scaling down,另一个是自下而上基于自组装方式的Bottom up。二者的交汇点将有可能为集成电路技术发展带来新的机遇。
1、集成电路器件与工艺技术
目前,集成电路的主流加工工艺已进入纳米级(0.1微米)阶段,英特尔公司于2005年10月发布了采用65纳米工艺生产的64位双核CPU Core(中文名称“酷睿”)系列产品;本土企业中芯国际集成电路公司的大生产技术已进入90纳米,研发水平为65纳米。
根据ITRS预测,2010年45纳米,2013年为32纳米,2020年为10纳米。继续缩小
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