江苏阜宁高新区投资集成电路建设可行性研究报告_项目案例

芯片是电子信息产业的基础和核心，是现代工业的“粮食”，具有高技术、重资本、高集中度等特征，与航空发动机并列誉为“工业皇冠上的明珠”。芯片产业是现代产业体系中基础性、战略性和先导性的产，是推动工业化和信息化深度融合的基础，是产业结构转型升级的重要支撑。发展芯片产业既是新一代信息技术产业内部发展的需要，也是国际市场技术竞争的需要，已上升为国家战略。

近几年，尤其是2018年以来，国产芯片产业迎来了前所未有的发展高潮。从政府到民间，从投资机构到初创公司，如何发展国产芯片及其配套产业已经成为全民瞩目的焦点。

在政府层面。除国家部委先后出台了多项税收政策、扶持政策外，各地方政府也在纷纷制定各种招商引资政策推进芯片相关企业“入驻”与“落地”。在投资与创业层面，芯片企业创投由相对较为集中在集成电路设计企业，逐渐向EDA、半导体材料、装备(配套)制造等全产业链扩散。

在多重因素的共同推动下，国产芯片产业发展迎来了“天时、地利、人和”的黄金发展期。

2.1.1 战略上高度重视，为产业发展创造良好的制度环境

党中央和国务院高度重视集成电路产业发展。早在《国家中长期科学技术发展规划纲要（2006-2020年）》中，就将“核高基”（核心电子器件、高端通用芯片及基础软件）和集成电路（极大规模集成电路制造技术及成套工艺）作为16项国家科技重大专项中的２项，确定了到2020年实施的内容和目标。“十二五”时期，国家制定了《国家集成电路产业发展推进纲要》（以下简称《纲要》），对2020年和2030年集成电路产业发展的规模和技术目标作了明确的要求，并对集成电路产业链各个环节也制定了具体目标，进而出台了一系列配套措施。2016年发展半导体技术和集成电路产业体系进入《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》（以下简称《十三五规划》），进而围绕《纲要》的实施以及《十三五规划》，国务院及有关部门出台了税收、资金、人才、教育、科技等方面的政策，且在相关政策中将支持集成电路发展的相关要求融入其中，形成了较为立体的政策体系。2020年国务院发布《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》，这是新时期对《国务院关于印发鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》以及《国务院关于印发进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》的进一步完善，为半导体行业发展提供财税、投融资、研发、进出口、人才、知识产权、市场应用、国际合作等全方位支持，对于新时期我国集成电路产业发展起到有效的促进作用。此外，各地政府也出台了一系列支持政策。集成电路产业发展迎来了前所未有的制度环境。

表2-1 近几年中国集成电路产业发展主要政策汇总

时间	文件	发布单位	主要内容
2005.12	《国家中长期科学技术发展规划纲要（2016-2020年）》	国务院	确定了核心电子器件、高端通用芯片及基础软件、极大规模集成电路制造技术及成套工艺等16个重大专项。
2014.6	《国家集成电路产业发展推进纲要》	国务院	明确集成电路产业未来几年的发展目标，到2020年16/14nm制造工艺实现规模量产，2030年集成电路产业链达到国际先进水平，一批企业进入国际第一发展梯队，实现跨越发展。
2015.5	《中国制造2025》	国务院	提出将集成电路作为“新一代信息技术产业”纳入大力推动突破发展的重点领域，着力提升集成电路设计水平，提升国产芯片的应用适配能力，掌握高密度封装及三维组装技术，形成关键制造装备供货能力。
2015.6	《关于支持有关高校建设示范性微电子学院的通知》	教育部、国家发改委等６部委	对建设示范性微电子学院提出了具体的方向和要求。
2016.3	《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》	十二届全国人大四次会议	提出大力推进先进半导体、机器人等新兴前沿领域创新和产业化，形成一批新增长点。培育集成电路体系，大力发展磷化铟、碳化硅等下一代半导体材料。
2016.5	《国家创新驱动发展战略纲要》	国务院	提出加大集成电路、工业控制等自主软硬件产品和网络安全技术攻关和推广力度；攻克高端通用芯片、集成电路装备的关键核心技术。
2016.5	《关于软件和集成电路产业企业所得税优惠政策有关问题的通知》（财税〔2016〕49号）	财政部、国税总局、国家发改委、工信部	明确了集成电路企业的税收优惠资格认定的非行政许可审批取消，规定了享受税收优惠的条件，进一步从政策上支持集成电路产业发展。
2016.7	《国家信息化发展战略纲要》	中共中央办公厅、国务院办公厅	制定国家信息领域核心技术设备发展战略纲要，以体系化思维弥补单点弱势，打造国际先进、安全可控的核心技术体系，带动集成电路、基础软件、核心元器件等薄弱环节实现根本性突破。
2016.7	《“十三五”国家科技创新规划》（国发〔2016〕43号）	国务院	提出持续攻克“核高基”、集成电路装备等关键核心技术，建成体系化研发平台进而科技创新平台，形成具有国际竞争力的高新技术产业集群。
2016.8	《装备制造业标准化和质量提升规划》（国质检标联〔2016〕396号）	质检总局、国家标准委、工信部	提出在产业链各个环节和具体领域完善相关标准体系。
2016.11	《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》（国发〔2016〕67号）	国务院	提出做强信息技术核心产业，组织实施集成电路发展工程，启动集成电路重大生产力布局规划工程。
2016.12	《“十三五”国家信息化规划》（国发〔2016〕73号）	国务院	提出到2020年，集成电路、基础软件、核心元器件等关键薄弱环节实现系统性突破，形成若干战略性先导技术和产品。大力推进集成电路创新突破。完善产业投资基金机制，鼓励社会资本发起设立产业投资基金。
2016.12	《信息产业发展指南》（工信部联规〔2016〕453号）	国家发改委、工信部	从创新中心建设、集成电路布局、系统建设、财政支持、税收政策、人才政策等方面提出具体明确的指导性政策。
2017.4	《国家高新技术产业开发区“十三五”发展规划》（国科发高〔2017〕90号）	科技部	提出优化产业结构，采取差异化策略和非对称路径，聚焦尖端领域，推进集成电路及专用装备、信息通信设备、高档数控机床和机器人等关键核心技术突破和应用。
2018.3	《关于集成电路生产企业有关企业所得税问题的通知》（财税〔2018〕27号）	财政部、国税总局、国家发改委、工信部	对集成电路生产企业所得税优惠政策作了进一步规定和调整。
2019.5	《关于集成电路设计和软件产业企业所得税政策的公告》（财政部税务总局公告2019年第68号）	财政部、税务总局	依法成立且符合条件的集成电路设计企业和软件企业，在2018年12月31日前自获利年度起计算优惠期，第一年至第二年免征企业所得税，第三年至第五年按照２５％的法定税率减半征收企业所得税，并享受至期满为止。
2020.7	《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》（国发〔2020〕８号）	国务院	对新时期促进我国集成电路产业发展，从财税、投融资、研发、进出口、人才、知识产权、市场应用以及国际合作等方面给予了更加优惠的政策。
2020.12	《关于促进集成电路产业和软件产业高质量发展企业所得税政策的公告》	财政部等四部门	对满足相应条件的集成电路企业实行不同程度的税收减免，最高免10年所得税。

2.1.2 资源上加大投入，为产业发展提供有效的资源支持

高投资、长周期和高风险特征使得集成电路产业发展离不开有效的外部支持，这也是日本和韩国集成电路行业赶超发展的科学经验。为此，我国在“十三五”时期加大资金投入和人才支持力度，为集成电路产业发展提供了有效的资源支持。2014年９月国家集成电路产业投资基金一期正式启动，募集资金1387.2亿元，2019年底完成直接投资1387亿元，撬动地方和社会资本5145亿元，为“十三五”时期我国集成电路产业发展提供了有效的资金支持。2019年10月基金二期启动，注册资本为2041.5亿元，将进一步充实我国集成电路产业的资金力量。在国家基金的引导下，在产业升级和经济增长的双重压力下，各地也大量布局集成电路。据不完全统计，仅2020年上半年，江苏、安徽、浙江、山东的24个城市已签约超过20个半导体项目，金额达到了1600亿元，半导体行业投资热潮显现。此外，作为支持高科技企业直接融资的科创板，也发挥了支持集成电路企业发展的重要角色。截至2020年10月底，科创板上市的191家企业中，有171家为新一代信息技术产业，集成电路产业在5Ｇ、人工智能、大数据、新基建的催生下得以快速发展，尤其是规模相对较小的集成电路企业迎来了前所未有的发展机遇。人才培养方面，自2015年教育部等６部委决定建设示范性微电子学院之后，截至2019年底，全国共有28所高校新建了微电子学院，55.08%的本科及以上毕业生选择进入集成电路产业，为集成电路产业输送了大量人才。此外，摩尔定律驱动着集成电路产业快速变革，我国集成电路行业相关企业的研发投资强度较高。根据欧盟委员会数据，2019年我国大陆研发投入前10位的企业中，有5家企业涉足集成电路的研发投入。

2.1.3 江苏芯片产业存在的问题

2.2 项目建设必要性

2.2.1 项目建设是推进芯片产业研发中国化的需要

2.2.2 项目建设是紧盯需求侧着力提高江苏省供给侧自主创新的需要

2.2.3 项目建设以搭建产教合作联盟为抓手，疏通芯片产业校企合作，扩充江苏省芯片产业人才资源的需要

2.3 项目建设可行性

2.3.1 芯片行业持续高速发展保障项目未来可持续发展前景

2.3.2 江苏芯片产业发展良好的基础环境保障项目可行

2.3.3 本项目经营管理模式支持项目可持续发展

2.3.4 本项目良好的经济效益支持项目可持续发展

三、项目主营业务、产品与服务、经营模式

半导体是当今信息技术产业高速发展的基础和原动力，已经高度渗透并融合到了经济、社会发展的各个领域，其技术水平和发展规模已经成为衡量一个国家产业竞争力和综合国力的重要标志之一。

2020年，受新冠肺炎疫情影响，全球经济出现衰退，但全球半导体市场在居家办公学习、远程会议等需求驱动下实现逆势增长。2020年，全球半导体市场规模达到4400亿美元，同比增长6.8%，以存储器和专用芯片为代表的半导体产品开始进入景气周期；中国集成电路市场需求持续旺盛，全年集成电路市场销售额增至16339.7亿元，同比增长8.26%。预计2021年市场规模将进一步发展。

多重因素导致本轮芯片短缺和周期上行

（1）多重因素导致本轮芯片短缺和周期上行

1H20全球COVID-19形势严峻时期，部分国家/地区政府号召居家隔离，因此一些半导体晶圆厂员工到岗率下降，产能利用率发生下滑；在全球疫情得到控制后，产能利用率恢复则需要一定时间：2020年2月SK海力士隔离800人、三星电子隔离超1500人；3月台积电隔离30人、意法半导体同意将法国工厂减产50%以应对工人对感染新冠病毒的担忧。

欧美地区半导体产能受疫情影响较大，当前处于产能恢复阶段。美欧是全球重要的半导体产品输出国，也是全球受疫情影响较为严重的区域。我们看到，2020年2月，美国半导体厂商的产能利用率约77%，3月份受疫情影响开始下滑，4月份达到最低为64%，之后产能利用率开始爬升。截至今年3月份，产能利用率最高到75%左右，仍未达到疫情前77%左右的产能利用率。欧洲受到的影响不逊于美国，欧洲制造业的产能利用率在2020年Q1及之前在81%以上，Q2受疫情影响下降到68.4%，今年Q1仅恢复到77.5%，亦未达到疫情前的水平。

疫情对全球半导体产业的生产效率造成不利影响。半导体是个全球化的产业，便捷的人才流动，通畅的货物运输尤其重要。疫情爆发阶段，各国都对国际航班以及货物进出口执行了更为严格的检疫检验。人才流动和货物运输受阻，叠加中美紧张的贸易关系，全球半导体产业链的正常运转遭遇巨大挑战，生产效率大打折扣。

图4-8 北美及欧洲半导体元件厂商产能利用率

自然灾害等因素加剧了芯片短缺状况。2021年2月，美国德克萨斯州出现罕见寒冷天气，造成了三星、恩智浦、英飞凌等公司在当地的晶圆厂部分减产或停产：1）三星在当地的晶圆厂产能约10万片/年，下游客户主要为英特尔、高通；2）恩智浦在当地拥有2座8英寸晶圆厂，主要生产汽车MCU；3）恩智浦在当地拥有1座8英寸晶圆厂，主要生产汽车/工业MCU以及NORFlash。

2021年2月13日，日本福岛东部海域发生7.3级地震，影响了信越化学、SUMCO、瑞萨、铠侠、Sony等半导体材料及晶圆代工厂生产。2021年3月19日，瑞萨位于茨城县的那珂工厂因为电线短路发生火灾，公司预计此次火灾将使得工厂停产1个月以上。该工厂包含12英寸汽车MCU产线，下游客户主要为日产、本田、斯巴鲁等汽车整车厂。

图4-9 疫情不同阶段对半导体产业的供需影响

（2）中长期因素：先进制程产能集中度较高，成熟制程扩产谨慎，产能供给不足

随着半导体技术的发展，全球半导体产业分工呈细化趋势。1960年代，半导体的设计、生产均由系统厂商（终端厂商）直接完成，这一时期的代表企业有德州仪器（TexasInstruments）等公司；1970年代，专门从事半导体设计、生产的IDM企业诞生，这一时期的代表企业有英特尔（Intel）等公司；1980/1990年代，半导体设计和生产制造进一步分工，出现了专门从事设计的Fabless企业，专门从事晶圆代工的Foundry企业以及专门从事封装检测的OSAT企业，这一时期的代表企业有高通（Qualcomm）、台积电（TSMC）、日月光（ASE）等企业；2000年代，半导体设计企业中又进一步分化出了以授权芯片架构为主要业务IP厂商，这一时期的代表企业有ARM。随着半导体产业按照摩尔定律发展，先进制程生产线对资金、技术和研发的要求越来越高，晶圆代工厂在半导体产业链的地位日益显著。

图4-10 全球半导体产业分工的历史变化

根据ICInsights，2020年全球晶圆产能2.60亿片（等效8英寸晶圆），同比2019年增长约8%。全球晶圆产能尤其是Foundry晶圆代工产能主要位于中国台湾/韩国/日本/中国大陆等东亚国家/地区。2019年全球晶圆总产能（含IDM）按地区拆分，中国台湾占据21.6%位居第一，韩国占据20.9%位居第二，日本占据16.0%位居第三，中国大陆占据13.9%位居第四，高于欧美及全球其他地区。

图4-11 2018-2020年全球晶圆产能及2015-2019年全球晶圆产能分布（按地区拆分）

根据ICInsights，2020年全球各地区晶圆产能按制程拆分来看，中国台湾和韩国拥有7nm/5nm等先进制程生产能力，日本和中国大陆（主要是海外厂商）的产能中<20nm-≥10nm占比最高。先进制程产能主要位于中国台湾、韩国、日本、中国大陆及北美地区。

根据ICInsights，2020年全球各地区晶圆产能按硅片大小来看，东亚国家/地区12英寸产能占比均较大，而通常我们认为12英寸晶圆在生产效率和成本等方面相较8英寸硅片更加具有优势。

图4-12 2020年全球晶圆产能分布（按制程、地区拆分）及全球半导体晶圆月产能（按尺寸、地区拆分）

在全球较大的晶圆厂商中，东亚地区的台积电、联电、中芯国际、力晶以Foundry为主（三星也对外提供部分代工产能），而欧美地区的德州仪器、英飞凌则以IDM为主。

图4-13 全球前十大晶圆厂商（按晶圆尺寸大小拆分，2020年）

全球晶圆厂产能呈集中化趋势，头部企业尤其是前五大企业产能集中度越来越高。根据ICInsights，全球前五大晶圆厂产能集中度由2009年的36%提升至2020年的54%，全球前十大晶圆厂产能集中度由2009年的54%提升至2020年的70%，全球前十五大晶圆厂产能集中度由2009年的64%提升至2020年的79%，全球前二十五大晶圆厂产能集中度由2009年的78%提升至2020年的89%。

2008年金融危机以来，全球半导体厂商资本支出增速较慢。根据Gartner，2020年全球半导体厂商资本支出1011亿美元。2018、2019、2020年全球半导体厂商资本支出几乎没有变化。半导体厂商资本支出以晶圆厂为主，全球半导体厂商资本支出增速缓慢其实也反映了全球晶圆产能增速缓慢。我们认为晶圆厂商扩产缓慢一方面是因为近几年来半导体行业处于下行周期厂商对扩产较为慎重，另一方面也是因为随着晶圆产能集中度的提升，少数头部企业具有越来越大的行业影响力，这些厂商有选择性地进行产能扩张以实现自身利益最大化。头部晶圆厂（以台积电为例）通常有选择性地投资扩建先进制程产能也导致全球范围内8英寸产能以及成熟制程产能变得相对稀缺。

先进半导体制程产能主要集中在少数企业。先进制程对资金、技术、研发的要求迅速提升，加之用得起先进制程客户数量减少，大部分厂商退出先进制程竞赛，专注成熟制程。随着制程的减小，晶圆厂需要采购更加先进的光刻机、刻蚀机等设备，尤其是10nm及以下制程需要采用EUV光刻机，目前全球仅ASML一家厂商能够生产，单台售价约1亿欧元，新建产线资本开支巨大。出于商业模式考虑，目前格罗方德、联电等晶圆代工厂商均已公开宣布不再布局10nm及以下制程产线，全球仅有台积电、三星、英特尔3家企业布局了10nm及以下的制程。

目前全球范围内台积电、联电、中芯国际、三星、格罗方德、华虹半导体、世界先进等晶圆厂均具有成熟制程，但10nm及以下先进制程全球仅台积电、三星、英特尔等少数厂商具备。

图4-14 全球晶圆厂制程布局情况

近年来，8英寸晶圆产能扩充缓慢。根据ICInsights的数据，全球拥有8英寸产线的厂商数量在2007年达到最多的76家，2008年金融危机以来，海外关闭接近100条半导体生产线。2020年，全球拥有8英寸晶圆的厂商数量为63家，比2007年减少13家。SEMI数据显示，2007年全球8英寸晶圆制造产能在2007年达到峰值6300万片的年产能，之后的2008年和2009年急剧下滑，2009年的年产能不足5200万片。之后随着经济复苏和半导体产品需求增长，10年后的2017年全球8英寸年产能才回升到6300万片以上。一方面说明最近10多年来8英寸产能投资极少，另一方面说明前面几年8英寸产能增加的设备可能主要来自金融危机期间关闭产线的二手设备。由于过去10多年下游对8英寸设备需求减少，另一方面市场有很多价格低廉的二手设备，一定程度上解释了为什么应用材料、ASML等头部设备厂商很少生产新的8英寸设备，而是专注于12英寸设备的开发与生产。这导致的一个后果就是，最近8英寸产线扩产时发现新设备供应商很少，而二手设备也供不应求，且价格大幅上涨。现在8英寸产能需求爆满，但由于设备稀缺等原因，一些厂商无法按计划实现产能扩产。

根据ICInsights，2018年全球40至20nm晶圆产能3540万片/年（等效8英寸晶圆），到了2019年产能下降为3220万片/年，到了2020年产能进一步下降至2800万片/年。>0.18um、0.18um至40nm制程产能近几年来也几乎未发生变化。我们认为成熟制程产能的不扩产甚至减产主要是因为先进制程出现使得部分逻辑芯片转由先进制程生产，但大部分芯片仍需依赖28nm及以上成熟制程，这也使得成熟制程产能变得更为紧张。

由于下游需求的爆发，目前8英寸、12英寸硅片都已处于供需关系紧张状态，其中8英寸硅片供需关系较为紧张，并且预计8英寸硅片紧张局面仍可能延续：

►4Q20，存储芯片需求基本维持平稳，逻辑芯片需求提升对12英寸硅片有一定拉动作用；汽车等领域的芯片需求在年底的增长对8英寸硅片起到了较大的拉动作用。

►1Q21，逻辑芯片方面发生供不应求状况，存储芯片方面DRAM需求提升，两者均对12英寸硅片产生拉动作用；汽车等领域芯片需求急速增长，同时也造成了8英寸硅片需求紧张。

►未来，预计受5G、智能手机、数据中心等下游驱动，逻辑芯片供给可能发生不足，存储芯片方面DRAM需求的紧张有望得到缓解，12英寸硅片需求仍将提升；汽车等领域芯片需求仍将提升，有望达到2018年以来的峰值，8英寸硅片供需关系仍将紧张。

4.2.1 芯片缺货持续蔓延，开启新一轮半导体景气周期

4.2.2 多重因素导致本轮芯片短缺和周期上行

4.2.3 中国本土半导体制造产能不足，对外依存度高

4.2.4 由于产能不足以及缺乏先进制程等因素，大量国内Fabless需依赖海外晶圆制造产能

五、工艺技术流程、设备采购及工程方案

5.1 工艺技术流程

5.1.1 晶圆清洗、热氧化

5.1.2 光刻