中国集成电路设计业2019年市场状况及思考

  作者:魏少军 时间:2019-11-29来源:电子产品世界

  魏少军博士 (中国半导体行业协会设计分会理事长,北京 100084)

  摘 要:介绍了2019年中国集成电路设计业的总体发展情况,以及成绩与挑战,还有几点思考。

  关键词:集成电路;设计;市场

  0 引言

  近年来出现的逆全球化现象和单边主义行为已经显现出极大的负面效果。2019年,全球半导体产业进入下行区间,预计将录得负增长,且极有可能出现2008年以来第一次超过两位数的负增长。

  作为全球半导体产业的重要一环,中国半导体产业也难以独善其身,发展增速出现下降。但另一方面,受全球电子信息产业供应链调整的影响,中国半导体产业也获得了难得的发展机遇。两种影响相互作用,我国集成电路产业总体上保持了过去几年的良好发展态势。根据中国半导体行业协会的统计,2019年1—6月份中国集成电路产业整体销售额同比增长11.8%,比上年同期的23.9%,下降了12.1个百分点,其中设计业2019年1-6月份增长18.3%,比2018年同期的22.8%下降了4.5个百分点。尽管整体态势不错,但增速放缓已经是不争的事实。

  1 总体发展情况

  2019年,我国集成电路设计业的发展先抑后扬,继续维持了良好的发展态势。

  1.1 产业规模继续增长

  在地方协会和各地国家集成电路设计产业化基地的大力协助下,设计分会对全国范围内(不包括台湾地区)的设计企业经营情况进行了系统的统计调查。由于还未到年底,所以这里给出的数据与年终的最终统计结果一定存在差异;另外,数据统计依然遵循“就低不就高”的原则。

  本次统计结果显示,全国共有1 780家设计企业,比去年的1 698家多了82家,数量增长了4.8%。企业数量增加82家并没有超出之前的预期。

  2019年全行业销售预计为3 084.9亿元,第一次跨过3 000亿元关口,比2018年的2 577.0亿元增长19.7%,增速比上年的32.4%下降了12.7个百分点(按照中国半导体行业协会的统计数据,集成电路设计业2018年的销售总额为2 519.3亿元人民币。如果采用总会的数据,对应的增长应为22.5%。考虑到数据的可比性,这里我们仍然采用设计分会2018年的统计数据,即2 577亿元)。按照美元与人民币1:7的兑换率,全年销售约为440.7亿美元,预计在全球集成电路产品销售收入中的占比将第一次超过10%。

  1.2 区域产业发展情况

  在统计区域集成电路设计业发展情况的时候,我们继续遵循如下原则:在区域和城市的统计数据中,尊重企业对注册地当地经济的贡献;在涉及具体企业时,则将其分散在各地的分支机构的销售进行合并。

  按照上述原则统计的结果显示:长江三角洲、珠江三角洲和中西部地区均达到两位数的增长。珠江三角洲地区和长江三角洲地区的产业规模双双跨过1 000亿元大关。

  对主要城市集成电路设计产业的统计显示,2019年,除香港和大连外,各主要城市的设计业都录得正增长。其中,排在第1位的是深圳,增长44.8%,第2名为上海,增长41.7%,武汉和西安的增长速度超过30%,无锡、成都、济南和西安的增长率都超过了20%。

  2019年设计业规模位居前10位的城市预测:深圳、上海、北京继续把持前3位(表1)。第1名深圳市继续保持了龙头老大的地位,产业规模首次超过1 000亿元,上海再次替代北京成为第2名。继去年杭州和无锡的设计业销售规模超过100亿元人民币之后,西安2019年的产业规模首次超过100亿元。统计数据显示,前10个城市的产业规模之和达到2931.1亿元,占全行业的比重为95%,比2018年的90.3%提升了4.7个百分点。

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  1.3 发展质量整体向好

  2019年,设计业的发展质量整体向好。进入十大设计企业榜单的门槛提高到约48亿元,比去年的30亿元,大幅提高了18亿元。十大企业的销售之和为1558.0亿元,占全行业产业规模的比例为50.1%,比上年的40.21%提升了9.9个百分点,是近年来提升最大的一次。十大设计企业自身的增长率达到46.6%。

  产业的整体发展质量继续改善。2019年预计有238家企业的销售超过1亿元人民币,比2018年的208家增加30家,增长14.4%。这238家销售过亿元人民币的企业销售总和达到2 337.6亿元,比上年的2 057.6亿元增加了280亿元,占全行业销售总和的比例为75.8%,与上年的79.9%相比下降了4.1个百分点。

  对企业盈利情况的统计应该可以比较准确地反映出整个行业的运行情况。预计2019年盈利企业的数量大致为781家,比2018年增加了36家;不盈利企业的数量从去年的953家,增加到999家。根据对排名前100的设计企业的统计,这些企业的平均毛利率预计为34.2%,比上年的32.0%,上升2.2个百分点。从最近几年的情况看,排名前100的设计公司的毛利率一直徘徊在30%左右,整体改善不大。

  十大设计公司的平均毛利率为32.18%,比2018年的31.67%提升了0.51个百分点。尽管十大设计企业总的毛利率在增加,但也有个别企业的毛利率下降,部分企业的毛利率偏低。近年来,十大设计企业的规模在持续增长,但盈利能力没有同步提升。十大设计企业的平均毛利率已经连续3年比排名前100的设计企业的平均毛利率低。

  设计企业的人员规模方面,人数超过1 000人的企业维持在18家。但占总数88.5%的企业是人数少于100人的小微企业,共1 576家,比上年多43家。人员规模超过100人的企业数量有明显增加,但总体数量仍然偏小。2019年我国芯片设计业的从业人员规模大约为18万人,对应的人均产值为192.8万元人民币,约合27.5万美元,人均劳动生产率有明显提升。

  1.4 产品结构情况

  表2给出了2019年我国设计企业的主要产品领域分布。图1是产品领域分布情况。

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  值得注意的是,过去几年一直存在的企业归类稳定性较差的现象并未缓解。相当一部分企业在填报归类时频繁变换领域。其中可能存在多种原因:①是企业的经营方向还在不断调整中,②是企业的主营业务还未成型,③是企业在兼并重组过程中改变了主营业务方向,④是企业同时开展多种业务,不同业务的增长有随机性,导致归类变化频繁。

  1.5 产业集中度情况有所好转

  2019年,十大设计企业的销售总和占全行业销售总和的比例首次超过50%,扭转了之前一直下降的局面。三家最大通信芯片企业的销售之和超过1 000亿元,占该领域销售之和1 128.2亿元的88.7%;在多媒体领域,一家企业就占据了57.6%的份额。随着产业集中度的稳步提高,之前小、散、弱的局面有望迎来转机,芯片设计业“一群小舢板”,缺少“航母舰队”的情况将会出现积极变化。我们完全可以期待中国集成电路设计业拥有若干支“航母舰队”的盛况出现在不久的将来。

  1.6 关于企业并购和资本市场

  2017年以来,受美国政府收紧中国资本收购美企审批的影响,对外并购基本停滞。但国内资本市场出现了我们盼望已久的全面放开局面。2019年以来,已有博通集成登录主板,卓胜微电子登录创业板,澜起科技和晶晨股份登录科创板等。不仅国内资本市场为芯片设计企业IPO打开大门,同时也积极支持国内企业的并购。2018—2019年,韦尔股份成功并购豪威科技,君正微电子成功并购北京矽成半导体。随着国家集成电路产业投资基金的积极布局和企业家朋友们多年来的打拼积累,在未来会有更多的设计企业登陆资本市场,或实现重组。

  2 成绩和挑战

  2.1 取得的成绩

  2019年,中国集成电路设计业的发展尽管遇到不少的困难,但总体上延续了这些年的良好态势,一批高端通用芯片取得突破的同时,中低端芯片的竞争力不断提升。根据中国海关的统计(表2),2014—2018年的5年间,中国进口集成电路的价值从2117亿美元增长到3 121亿美元,增幅达到43.3%。其中,微处理器/微控制器从1 052.2亿美元增长到1 274.4亿美元,绝对值增加了222.2亿美元;半导体存储器从542.8亿美元增加到1 230.7亿美元,增加了689.7亿美元;放大器从90亿美元增加到97.7亿美元,仅增加了7.7亿美元,增长率为8.6%,其他集成电路从492.2亿美元增长到517.7亿美元,也只增加了25.2亿美元,增长率仅为5.2%。这说明在放大器和其他集成电路领域,国内企业的竞争力已经大幅提升,有效抑制了进口需求。

  以CPU为代表的高端通用芯片是全球半导体皇冠上的明珠,我国在这个领域的对外依存度一直居高不下。2019年以来,这种情况有所改观。国产CPU在专用市场取得较好成绩。虽然在整体指标上国产CPU还无法与国际先进水平相媲美,但通过贴近市场、积极响应客户需求等措施,提升对客户的服务质量,不仅满足了专用市场的需求,还在实际使用中不断提升自己的能力,逐步提升产品竞争力。目前部分国产CPU已经开始走出专用市场,尝试进入公开市场参与竞争。身在中国这个巨大的市场,我们有理由相信,未来的几年,国产CPU等高端通用芯片一定能持续进步,不断缩小与国际先进水平的差距,逐渐赢得市场的青睐,走出一条国产高端通用芯片的发展之路。

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  随着个别国家不断尝试用单边主义方法挑起国际贸易争端,过去30多年里建立起来的全球供应链体系正在受到严重挑战。国内外企业都在认真思考和积极应对、部署自己的安全供应链。受此影响,中国芯片设计业一方面感受到压力,另外一方面也获得了难得的发展机遇。一些国产高端通用芯片从之前的无人问津,到现在的炙手可热,如果用冷暖自知恐怕无法描述这些企业现在心情。事实上,它们正在经历着发展中的关键阶段,是挑战但更是机遇,痛并快乐着。可以大胆地预测,如果当前的情况没有根本性改变,中国芯片设计业将会承担起更多的安全供应链环节的责任,即便现在的情况出现变化,建立安全供应链的需求也不会消失,毕竟前车之鉴是不能忘记的。

  2.2 面临的挑战

  过去的20年间,尽管中国集成电路设计业的发展速度有目共睹,已成为中国集成电路产业的一个亮点,但是从产品的角度看,我们仍然没有摆脱“整体技术水平不高、核心产品创新不力、企业竞争实力不强、野蛮生长痕迹明显”的局面。2019年的统计数据说明影响设计业发展的深层次问题依旧存在,存在的深层次矛盾还没有根本缓解。

  1)我国芯片设计业尚不能满足市场的需求。“需求旺盛、供给不足”依然是当前面临的根本矛盾。2019年的全行业销售尽管达到了3 084.9亿元,首次超过3 000亿元关口,但折合成美元只有440.7亿美元。根据WSTS的统计,2018年我们进口集成电路3121亿美元,其中有将近50%随着整机产品有出口到国际市场,但有超过50%,即1 584亿美元的集成电路是中国市场消费的,如果我们把2019年的数据用到2018年,即把其中的440.7亿美元的本地产品去除,仍然有超过1 140亿美元的产品依赖进口。虽然我们并不希望实现100%的国产化,但27.8%的本地市场占有率并不能说明我国集成电路设计业具备了足够的竞争力。更何况,中国集成电路设计业的产品主要集中在中低端,在高端通用芯片领域的建树并不多。以产品,特别是以高端芯片产品为中心必然成为我国集成电路产业的发展重心。

  2)我国广大的集成电路设计企业的技术进步还很有限。总体技术路线尚未摆脱跟随和模仿,大多数情况下跟在别人后面亦步亦趋,产品创新能力不强、竞争力弱,依靠工艺和EDA工具的进步实现产品升级换代的现象尚无改观。能够按照需求,自己根据工艺,自行定义设计流程、并采用COT(客户自有工具)设计方法进行产品开发的企业仍然是凤毛麟角。

  3)虽然近年来在人工智能芯片领域我们有了一些进步,做出了几款有影响力的芯片产品,也让国际上对我国设计业有了新的认识,但是如果仔细审视我国企业在人工智能芯片领域的成绩,就不难发现这些成绩还是非常初步的,并不意味着在未来的竞争中一定能够取胜。其根本原因就是我们的核心技术还不够好。当前,国际上对人工智能芯片的发展路径在于算法与芯片架构的协同设计基本形成共识,但我国企业要么专注于基于已有算法开发芯片,要么专注于根据芯片实现需求调整算法。能够将架构设计与算法设计融为一体的企业还是极少数。

  4)尽管CPU等高端通用芯片在专用市场取得了重要突破,但由于专用市场的体量有限及应用的特殊性,对产品的成长,特别是对提升产品在通用市场竞争力的作用十分有限。更令人担心的是,在外界对我进行打压和遏制的时候,很容易将企业的注意力引导到那些我们比较有控制力的专用市场,久而久之,我们将陶醉于在小众市场取得的成绩,忘记了发展集成电路最终是要服务通用市场,能够与国际伙伴同台共舞的初心。如果不能把自己的精力转向95%的公开市场,那么即便在5%的专用市场做得再好,那还是自娱自乐,无法成为市场的王者。

  5)在中兴事件和华为事件的影响下,构建安全的全球供应链已经成为不少企业的共识。由于中国缺少IDM(集成器件制造商),因此这一方面为集成电路设计业带来了难得的发展机遇,另外一方面也对设计业提出了更高的要求。值得注意的是,当客户从国际卖家转向国内企业的时候,并不会对我们采取低标准和低要求,他们会用与国际同行同样的标准,甚至更苛刻的、更挑剔的眼光看待我们,只有我们的产品达到了与国际同行一样的水平,才能获得入门的资格,且还不能保证一定能够得到市场。事实上,中国芯片设计企业面临的不仅是产品性能、质量要达到国际同行的标准,在成本上还要有竞争优势。如果我们的产品不能为客户持续创造价值,那么他们又为什么一定要选择我们呢?显然,我们的企业面临的挑战一定不少。我们已经做好这方面的准备了吗?

  3 几点思考

  1)让我们回顾一下《国家集成电路产业发展推进纲要》对集成电路设计业提出的发展目标:到2020年,集成电路设计业的销售总额达到3 500亿元人民币。2019年,我们以3 084.9亿元的业绩交出了一份不错的答卷,可以说“期中考试合格”。2020年,全行业销售只要实现13.5%的增长就可以达到目标。因此,我们完全有信心一定可以超额完成规划纲为我们确定的发展目标。

  2)不确定性是当前国际形势的一个重要的标志,不可避免地会给集成电路产业带来影响。我们一方面要有底线思维,做好各种可能的预案,防患于未然。“凡事预则立,不预则废,”有准备就可以从容地应对。另一方面,集成电路设计业也要建立安全的供应链。我们不追求所有的环节都为我所有,但也应该避免这些环节出现问题时让我们受困。集成电路设计事关产品,是集成电路产品的生产者,设计业出问题,将直接影响下游的电子整机行业。因此,现在提出完善和建立安全的集成电路设计产业供应链,并非是杞人忧天。

  3)要抓住第五代移动通信带来的发展契机,努力拼搏,为设计业再上一个新台阶而奋斗。不管怎么说,5G时代已经来临。更多的人对5G的了解还是停留在通信速率的提升上,而对5G时代可能引发的深层次产业结构重组了解不多。其实速率的提升只是5G发展中给我们带来的诸多受益中的一种。

  ①5G时代用户需要更换手机,全球50亿部手机的巨量市场具有足够大的想象空间;

  ②在增强型移动宽带的特性支持下,下载一部高清电影的时间缩短到几秒到十几秒,而一部高清电影就有几个GB的容量,手机将不会是128 GB或256 GB,很可能是1 TB、2 TB,存储器的需求量将翻几番。这样就可以理解为什么全球半导体存储器的主要玩家最近都在拼命扩产。由于带宽的增加使得超高清视频传播成为可能,虚拟现实、增强现实和混合现实等技术逐渐步入实用;

  ③超可靠低延迟的特性将有效支持自动驾驶、各类工业控制,加快推进“互联网+”行动计划的实施。5G系统特有的切片功能将推动工业领域的垂直整合,带来产业结构的调整。这里面孕育了太多的商业机遇;

  ④大规模机器类通信将真正实现万物互连,对智慧城市、精准农业的发展铺平道路。设想一下,5G的到来可以允许我们在18亿亩耕地(1.2亿公顷)上部署1.2万亿个传感器,带来高效、节能、绿色的农业生产,极大地改变我国农业粗犷式生产模式。5G可能带来的好处无法一一陈述,有些也许多年后才能显现出来,但我们现在就要进行布局。

  4)设计业的发展需要全社会的关注,不仅有高校的人才培养,有消费者的鼎力支持,更离不开政府的扶持和帮助。

  5)开放合作是中国集成电路设计业从小到大、蓬勃发展的关键,设计业最需要开放合作。我们今天的发展确实受到一定的困扰,但这不是因为开放而造成的。我们反而比较担心的是在打破禁运旗号下的自我封闭、在保障安全口号下的关门发展。如果这样的话,我们的产业将永远走不出那些专用市场的“防空洞”,我们的企业也永远走不出国门,成为能在国际市场上驰骋竞争的强者。

  4 结束语

  中国集成电路设计业2019年取得了不错的成绩,这是全行业同事们共同努力的结果。未来几年,是中国集成电路产业发展的关键时期,设计业承担着提供满足需求、有竞争力的产品的责任,我们不能松懈。客户永远是我们的上帝,只有不断满足客户的需求、持续为客户创造价值,才能最终实现我们的价值。

  本文来源于科技期刊《电子产品世界》2019年第12期第19页,欢迎您写论文时引用,并注明出处。

关键词: 201912 集成电路 设计 市场

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