摘要：本文提出了世界半导体产业的十大发展趋势。它主要包括全球半导体市场趋向多极化、全球半导体设备市场趋向垄断化、半导体产品从单一功能向系统集成方向发展、半导体工艺向纳米级加工方向迈进和全球半导体市场向中国大陆转移等。目前中国是IC消费大国，20年后中国将是IC制造大国。

　　关键词：半导体产业；半导体市场；发展趋势。

　　1 全球半导体市场继续遵循“硅周期曲线”

　　所谓硅周期曲线是指当年全球半导体市场对上年增长率的有规律变化曲线。它的低谷和高峰往往与当时某电子设备或某系统市场的兴衰相对应，有时还与社会背景相对应，见图1，如2000年通信、网络和因特网的融合与高速发展，加大了对DSP、闪存、MCU、MUP和DRAM的需求，出现了2000年37%的高峰。硅周期，曲线基本上每隔2-5年为一个小循环（如1998-2001年），每隔10年左右为一个大循环（如1985-1996年）。全球半导体市场的历史平均增长率为9%,近几年全球半导体市场处硅周期曲线小循环的上升通道，2001年为-14%； 2002年为1.4%；2003年为14.2%（iSuppli 数据）；预计2004年为20%左右。推动2004年全球半导体市场快速增长的主动力是2003年全球经济的复苏，次动力是数字消费电子产品的大幅度增长，如数码相机、DVD、可录DVD、数码摄像机、数字机顶盒和数字电视机等。

　　2 摩尔定律在未来15-20年依然有效

　　1965年4月美国仙童公司Gordon Moore博士发表了以后著名于世的“摩尔定律”。近40年来，世界半导体产业始终按照这条定律不断地向前发展。关于摩尔定律的有效性从1998年开始在业界展开议论，以摩尔为首的大多数科学家认为，至少在今后10年内摩尔定律仍有效。2002年6月普林斯顿大学华裔科学家周郁（Stephen Chou）与伙伴发明制造PC芯片的“压印法”。斯坦福大学Fabian Pease 教授认为这项成果能使摩尔定律继续适用20年。[1] 2004年2月23日英特尔首席执行官克莱格·贝瑞特在东京举行的全球信息峰会上表示，摩尔定律将在未来15到20年依然有效。

　　3 推动半导体产业发展的两大轮子

　　我们发现有两大轮子推动着全球半导体产业的发展，一是不断缩小芯片的特征尺寸，近几年已从1→0.5→0.35→0.25→0.18→0.13→0.11→0.09 mm，正在向65→45→32→22nm挺进。2003ITRS提出了一个新概念“hp”，它是指IC中的第一层金属线尺寸的半间距，如hp90nm于2004年实现。2003ITRS比2001ITRS延伸了两年，至1018年。事实上，世界顶级半导体厂商已于2003年下半年完成了90nm节点，比2003ITRS提前了一年。[2]二是不断扩大晶圆尺寸，已从100→125→150→200→300mm，计划向400mm过渡。目前全球已建、在建和拟建的300mm晶圆厂约有40座左右，其中美国10多座、中国台湾10多座、欧州、日本、韩国和新加坡等10多座。

　　4 半导体企业从纵向模式向横向模式过渡

　　从20世纪90年代起，全球半导体企业及其管理开始从纵向模式向横向模式过渡。纵向模式曾在80年代起过积极的作用。为此，美国等提出了“横向一体化”的思维方式及模式，将制造资源延伸到企业以外的其他地方，借助于其他企业的资源来达到快速响应市场需求的目的，从而形成一条从供应商到制造商再到分销商的贯穿所有企业的“链”，即供应链管理。[4]当今，半导体企业大多已从纵向一体化的公司中分离出来，成为独立的半导体公司，并推行供应链管理，如安森美（on semiconductor）是从摩托罗拉分离出来的分立半导体器件制造公司；Freecale半导体是于2003年从摩托罗拉分离出来的IC制造公司，英飞凌（Infineon）是从西门子分离出来的IC制造公司等等。

　　5 全球半导体市场趋向多极化

　　20世纪60年代，世界十大半导体厂商由美国一统天下；70年代基本上被美国霸占；80年代日本半导体的崛起，导致世界十大半导体厂商由日美两国平分；90年代世界十大半导体厂商开始出现多极化，由日本、美国、欧州和亚太地区瓜分；2003 年进一步多极化，世界十大半导体厂商基本上由美国、日本和欧洲三甲天下，韩国三星电子连续名列第二位。由于瑞萨的成立迫使从TI至飞利浦的排名依次后退一位，2003年全球十大半导体厂商增幅最大的是英飞凌，达32.3%，只有Freecale一家呈负增长。世界十大半导体厂商的总收入占全球半导体市场的一半。从1993年起英特尔已连续11年稳坐世界十大半导体厂商冠军的宝座，并是世界微处理器市场的领头羊。

　　6 全球半导体设备市场趋向垄断化
      
    
    表1中给出2003年世界十大半导体设备厂商的排名。表2给出美日占全球十大半导体设备厂商销售额的份额。从表1可知，世界十大半导体设备厂商除荷兰ASML外基本上被美日两国瓜分，美国占3家，比上年少一家；日本占6家，比上年多1家。美国应用材料与日本东京电子连续12年稳居前两名宝座，ASML连续两年获取季军。从表中可知，2001-2002年美国在世界十大半导体设备厂商销售额所占份额超过日本，而2003年落后于日本。这与2003年美国半导体市场（319亿美元）落后于日本半导体市场（379亿美元）有关。全球光刻机市场基本由ASML、尼康和佳能3家所控制。但是，我们可以预言，全球半导体设备市场将会与全球半导体市场一样，从垄断化走向多极化。目前，韩国和中国台湾的半导体设备也有很大的发展，后道设备基本上能自给，并向前道设备进军。
                        
    
    7 半导体厂商做大的两大法宝

　　一个半导体厂商只有做大才能在业界占有一席之地，只有不断地做大才能成为世界顶级半导体公司。总结以往成功的经验，半导体厂商做大有两大法宝：一是创新+量产。二是兼并或合并。兼并、合并或收购也是做大半导体厂商的一种有效办法。

如2000年底荷兰ASML收购美国SVG，使ASML在2002年超过尼康成为全球最大的光刻机供应商；又如2002年10月 日立与三菱将各自旗下的非DRAM业务合并成立瑞萨，使瑞萨在2003年成为全球第三大半导体厂商，并直逼三星，争当“老二”，这也是日本振兴半导体产业的重大举措之一。意大利SGS与法国汤姆逊合并成ST微电子也是一个成功的例子，从1996年的第10位上升到2003 年的第6位。我国中芯国际也效仿这样做，2003年12月收购摩托罗拉（天津）代工厂（MOS-17，含一条200mm晶圆代工线），加速了该公司成为全球第四大纯晶圆代工厂，并在同年4季度扭亏为盈。
　　8 半导体产品从单一功能向系统集成方向发展

　　21世纪将是3C（PC、通信和数字消费电子）融合的时代，所以要求用于3C和3G手机的芯片不是单一功能的，而是具有复杂系统功能的，即系统级芯片。预计2005年全球SOC市场销量将达14亿块，市场需求额将达280亿美元。目前SOC面临着IP内核、EDA工具、软硬件协同设计与验证、工艺兼容、测试和封装等领域的挑战。

　　9 半导体工艺向纳米尺度加工方向迈进

　　目前半导体工艺正在从深亚微米向纳米尺度过渡，所谓纳米尺度是指100-0.1nm的范围。比利时IMEC微电子中心已开始研究45nm节点的半导体工艺。[9]包括：（1）157nm深紫外线（DUV）和13.4nm极深紫外线(EUV)光刻；（2）高迁移率的应用和先进的源/漏极工艺；（3）高K膜材料和金属栅极；（4）新型CMOS器件；（5）先进铜互连工艺；（6）45nm工艺技术的清洗和杂质控制。2004年初英特尔研制出65nm工艺的试验性SRAM芯片，在1mm2面积上集成100万个晶体管，计划2005年量产。2002年4月ST微电子、飞利浦和摩托罗拉在法国组成Crolles 2联盟，在未来5年内将目前90nm vCMOS制造技术提升至32nm。2003年日本东芝、索尼联合在东京宣布研制成功65nm级系统LSI技术。2004年初美国威斯康星大学开发出采用100nm掩模刻制出20nm工艺芯片的技术。2004年1月英特尔与Cymer签订加速研制生产型EUV光源，以确保英特尔在2009年量产32nm节点的芯片，比2003ITRS提前5年完成。

　　10 全球半导体产业向中国大陆转移

　　笔者认为全球半导体产业由西向东转移，首先从美国→欧洲/日本→韩国/中国台湾→中国大陆。全球半导体产业向我国转移的理由有三条：（1）有巨大的市场并持续高速发展；（2）有低廉的劳动力；（3）有良好的投资环境（含国务院18号文件）。从而导致世界顶级半导体公司纷纷在中国建线办厂，大量海归派回国创业，至2003年10月，我国半导体企业总数达700家左右，其中IC设计业450家、芯片制造业49家、封装测试业108家、半导体分立器件129家。2003年我国IC总产量首次突破100亿块大关，达134.1亿块，比上年增长39. 3%；IC销售额达351.4亿元，比上年增长30.9%，占全球IC总销售额的2.3%，占国内IC需求额的16. 9%；国内IC需求额突破2000亿元，达2074亿元。2003年我国有三大纯晶圆代工厂进入全球十大纯晶圆代工厂行列，国内最大的IC厂商中芯国际名列第4位，销售额达3.65亿美元，比上年增长630%；国内第一条200mm晶圆线的华虹NEC居第7位；上海先进半导体居第10位。从发展趋势看我国有望成为全球纯晶圆代工的重镇之一。中国电子信息产业发展研究院（CCID）高级顾问杨学明提出了中国 IC产业今后20年的发展空间，[10]他以2000年为基础，预测2010/2020年我国IC产业的发展空间，他预测，2000-2020年全球IC市场年平均增长率为9. 1%；国内IC销售额年增长率为23%；国内IC需求额年增长率为13%；国内IC产业需投资额累计按每年国内IC销售额的25-30%匡算。目前我国IC市场发展是迅速的、超常规的，我国已成为全球IC 消费大国，未来我国将成为全球IC制造大国。