中国制造业重点领域技术创新绿皮书:技术路线图(2019)
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集成电路及专用设备

集成电路产业是关系国民经济和社会发展全局的基础性、先导性和战略性产业,是信息产业的核心和基础,也是关系到国家经济社会安全、国防建设的极其重要的核心产业。集成电路产业的竞争力已成为衡量国家间经济和信息产业发展水平的重要标志,是各国抢占经济科技制高点、提升综合国力的重要领域。

需求

全球集成电路市场规模在2016—2020年为3361亿~4738亿美元,年均复合增长率为7.1%;2021—2030年预计为4832亿~6306亿美元,年均复合增长率为2.9%。

中国集成电路市场规模在2016—2020年为1805亿~2559亿美元,年均复合增长率为7.2%;2021—2030年预计为2687亿~4106亿美元,年均复合增长率为4.3%。

中国集成电路市场在2019年占到全球市场份额的50%,已经成为全球规模最大、增速最快的集成电路市场,2020年预计将上升至54%,到2030年将占到全球市场份额的65%以上。

中国集成电路产品的本地产值在2019年达到425亿美元,能够满足国内29%的市场需求;2020年预计达到488亿美元,满足国内30%的市场需求;2030年预计达到1514亿美元,满足国内50%的市场需求。从上述数据可以看出,满足国内市场需求,提升集成电路产品自给率,同时满足国家安全需求、占领战略性产品市场,始终是我国集成电路产业发展的最大需求和动力。

目标

面向国家战略和产业发展两个需求,着力发展集成电路设计业,加速发展集成电路制造业,提升先进封装测试业发展水平,突破集成电路关键装备和材料技术瓶颈。

到2020年,我国集成电路产业与国际领先水平的差距逐步缩小,全行业销售收入年均增速超过20%,企业可持续发展能力大幅增强。人工智能、网络通信、云计算、物联网、大数据等重点领域集成电路设计技术达到国际先进水平,产业生态体系初步形成。14nm制造工艺实现规模量产,封装测试技术接近国际先进水平,部分关键装备和材料实现国产化替代,基本建成技术先进、安全可靠的集成电路产业体系。但总体技术水平距离国际领先水平仍有一定差距。

到2025年,我国集成电路产业与国际领先水平的差距将进一步缩小,全行业销售收入年均增速保持在2位数。掌握自主的全流程电子设计自动化工具;实现7nm先进制造工艺规模量产;封装测试技术达到国际先进水平;部分关键装备和材料进入国际采购体系;初步解决部分关键技术受制于人的问题。

到2030年,我国集成电路产业链主要环节达到国际先进水平;部分集成电路产品达到国际领先水平;一批领军企业进入国际第一梯队。掌握部分基础关键技术,在某些集成电路产业环节建立一定优势,实现我国集成电路产业链的部分自主可控,摆脱对国外集成电路材料、装备、技术的全面依赖。

发展重点

1. 集成电路设计

服务器/桌面CPU

单核/双核服务器/桌面计算机CPU、多核服务器/桌面计算机CPU、众核服务器/桌面计算机CPU。

嵌入式CPU

低功耗高性能嵌入式CPU、低功耗多核嵌入式CPU、超低功耗近阈值物联网SoC。

存储器

随机存储器(DRAM)及嵌入式随机存储器(eDRAM)、闪存存储器(Flash)、三维闪存存储器(V-NAND Flash)、新型存储器(RRAM、MRAM)。

FPGA及动态重构芯片

FPGA(现场可编程逻辑阵列)、动态可重构芯片。

智能计算芯片

智能终端SoC、专用人工智能芯片、通用人工智能芯片。

2. 集成电路制造

新器件

HK金属栅及SiGe/SiC应力、FinFET(鳍式场效应晶体管)、量子器件。

光刻技术

两次曝光、多次曝光、EUV(极紫外光刻)、电子束曝光、193nm光刻胶、EUV光刻胶。

材料及成套技术

65~32nm光掩膜材料及成套技术、20~14nm光掩膜材料及成套技术。

3. 集成电路封装

倒装封装技术

大面积倒装芯片球阵列封装。

多芯片封装

双芯片封装、三维系统级封装(3D SIP)、多元件集成电路(MCO)。

重大装备及关键材料

1)制造装备

90~32nm工艺设备、20~14nm工艺设备、18英寸工艺设备。

2)光刻机

90nm光刻机、浸没式光刻机、EUV光刻机。

3)制造材料

65~32nm工艺材料、22~14nm工艺材料、12/18英寸硅片。

4)封装设备及材料

高密度封装高端设备及配套材料、TSV制造部分关键设备及材料。

战略支撑和保障

(1)根据产业发展需求,逐步扩大国家集成电路产业投资基金规模,设立二期、三期基金。

(2)加强现有政策和资源的协同,如集成电路研发专项、国家科技重大专项,支持关键共性技术研发,国家集成电路产业投资基金支持产业化发展,这些资源要加强协同,形成合力。

(3)加强人力资源培养和引进,加强集成电路学科建设支持。

(4)制定技术引进、消化、吸收政策,给予扶持。

(5)建立知识产权保护联动机制。

技术路线图

集成电路及专用设备技术路线如图1-1所示。

图1-1 集成电路及专用设备技术路线图

图1-1 集成电路及专用设备技术路线图(续)

图1-1 集成电路及专用设备技术路线图(续)