依靠新型举国体制优势，“十五五”时期中国集成电路产业在需求拉动和政策推动下，产业发展质量将进一步提升，自主可控水平将进一步改善，国际化合作将取得新的突破。

 

 

随着人工智能对算力芯片、智能制造对工业用芯片、智能网联企业对汽车用芯片等需求的扩张，中国集成电路产业总体规模将进一步增长。

 

销售额预计2030年将突破2.4万亿元，在国民经济中的支柱性和基础性地位进一步强化。集成电路产业是中国增速最快的产业之一，中国半导体行业协会的数据显示，2023年中国集成电路产业销售额为12 276.9亿元（见图3），2013—2023年复合增长率达到17.21%。尽管2022—2023年国内市场销售额增速有所下滑，但在人工智能、智能制造、智能算力等需求快速增长的背景下，预计未来依然会高于全球增速（ASML预测2023—2030年全球复合增长率为9.12%），以10%～15%的增速计算，预计2030年中国集成电路销售额将达到2.4万～2.5万亿元。

 

“十五五”末，中国集成电路产量将突破6 000亿块，产值超过1.5万亿元，占全球集成电路产能的比重保持总体稳定态势。为应对美国等西方国家的“脱钩断链”，中国近年来加大对半导体领域的投资尤其是制造环节的投资，以保证中国在全球集成电路产业的安全供应和市场地位。根据国家统计局数据，2023年中国的集成电路产量为3 514亿块（见图4），2013—2023年复合增长率达15.02%。在2022—2023年增速有所下滑的背景下，预计未来能保持较高增速，以8%～12%的增速计算，预计2030年中国集成电路产量将达到6 000亿～6 200亿块。另据美国半导体行业协会和波士顿咨询公司的报告预测，2022年中国的晶圆产能在全球占比24%，预计2030年会下降至22%。按照美国半导体行业协会（8 903亿美元）、ASML（10 980亿美元）、麦肯锡（10 650亿美元）对2030年的预测数据，2030年中国半导体的产值将超过1.5万亿元。

 

 

“十五五”时期将是中国集成电路产业结构调整的关键时期。预计在先进制程、人工智能芯片领域将实现质的飞跃，设计、制造、封测环节结构进一步优化，装备、软件、材料等领域快速突破。

 

尖端制程将实现快速突破，成熟制程将实现高水平的自主可控。在产业体系培育和超大规模市场的牵引下，中国集成电路产业的自主发展水平将显著提升。一方面，成熟制程将实现高水平的自主可控，装备、材料、软件的自主研发、迭代升级不断加速，基本可实现22纳米以下产线国产化贯通。另一方面，在推动成熟制程进步的过程中，“十五五”时期中国集成电路产业将实现尖端制程工艺和技术的突破。在存储领域，自2013年3D NAND闪存商业化生产以来，存储密度以每年1.41倍左右的速度持续提升。从国际会议ISSCC展示的原型硅芯片来看，2014年存储密度为每平方毫米0.93Gbit，2024年达到每平方毫米28.5Gbit，10年间存储密度增加了30.6倍。长江存储目前在存储器领域实现了200层芯片的量产，位居全球领先序列；国产7纳米芯片实现商用，先进制程实现新的跃升。“十五五”时期，预计中国将实现3～5纳米制程的制造突破，并实现7～10纳米制程的产线扩张。

 

传统芯片增长稳定，人工智能芯片将保持快速增长态势。中国是人工智能浪潮的领导者，在算力建设方面，阿里云、腾讯云、百度云、华为云等成为除美国云服务企业（亚马逊、微软、谷歌等）之外全球最有竞争力的云服务商，中国在智算芯片方面的需求快速增长。中国的智能网联汽车、工业互联网走在世界前列，对用于智能计算、智能制造的人工智能芯片需求快速增长。尽管当前全球人工智能芯片由英伟达、AMD等龙头企业主导，同时面临美国在人工智能领域的极限打压，但国产人工智能芯片企业快速发展，如华为昇腾、寒武纪、百度昆仑、景嘉微、壁仞科技等。与此同时，作为全球最大的个人电脑、手机、家用电器生产基地，中国对传统集成电路的需求保持稳定增长态势，成为“十五五”时期集成电路产业的重要需求牵引力量。

 

设计和制造业比重将进一步提高，先进封装业将进一步突破。集成电路产业的全球大分工形塑了美国等西方国家在集成电路设计环节的优势，而将附加值低的制造和封装测试外包至劳动力成本较低的国家和地区成为理性选择。近年来，在国内需求扩张和多元化趋势加剧、美国等西方国家强化制造环节回流的背景下，中国集成电路产业的内部结构不断优化，设计环节快速增长，制造环节保持相对稳定的增长态势。根据中国半导体行业协会的统计，2023年中国集成电路产业销售额为12 276.9亿元，同比增长2.3%。其中，设计业销售额5 470.7亿元，同比增长6.1%；制造业销售额为3 874亿元，同比增长0.5%；封装测试业销售额2 932.2亿元，同比下降2.1%（见图5）。从2013—2023年的变化态势来看，设计、制造、封测在全部产业中的占比分别从3∶2∶4变化为4∶3∶2，设计和制造占比显著提升，封测占比显著下降，中国集成电路产业附加值进一步提升。从集成电路产业的升级形态来看，预计“十五五”时期设计和制造比重将进一步提升，尤其是在进一步加大成熟制程投资和先进制程突破的形势下，预计未来这一比例可能会达到4∶4∶2。另外，随着摩尔定律向超越摩尔定律的发展，异质封装、芯粒封装等先进封装工艺的出现，将进一步驱动中国集成电路封测业的创新发展。

 

集成电路供应链自主化水平将进一步提升，装备、材料、软件和EDA工具等加速突破。近年来，为应对美国等西方国家对中国集成电路产业的“卡脖子”和极限打压，在新型举国体制加速推进下，中国在集成电路产业链的关键环节取得显著突破。材料方面，用于28纳米及以下制程芯片制造的8英寸和12英寸高纯度硅片已实现自主制造。国内企业研发出适用于高压功率电子器件的碳化硅（Si C）基片和氮化镓（Ga N）材料，这些材料已在5G、射频器件、功率器件等应用领域逐步进入产业化阶段。Kr F、Ar F干式光刻胶逐步实现量产，高纯度氮气、氦气、氢气等关键材料的生产技术取得突破，电子特气方面逐渐实现国产替代。制造装备方面，国产90纳米制程的深紫外光刻机实现量产，适用于集成电路生产中的成熟工艺节点，如功率芯片、显示面板驱动芯片等中低端产品的制造，28纳米制程深紫外光刻机加速开发。国产刻蚀机已被国内存储器和逻辑芯片制造商使用，支持7纳米及以下工艺制程，性能达到国际领先水平。国产薄膜沉积设备（如化学气相沉积、物理气相沉积）逐步向10纳米及以下制程迈进，部分设备已经实现量产并进入国内晶圆厂产线中。国产光学检测、离子注入等方面取得突破，晶圆级封装、3D封装和测试设备已应用于先进封装产线。软件和EDA工具方面，华大九天等企业已开发出部分EDA工具，覆盖从电路设计、仿真到布局布线等环节，应用于多个芯片设计流程，尤其在平面设计和验证工具上已有所突破。虽然与Synopsys、Cadence等国际巨头仍有差距，但中国EDA企业在模拟电路设计、定制化设计方面取得积极进展，部分国产EDA软件已能满足部分中低端芯片设计需求，在模拟、射频和存储器设计领域有所应用。

 

在全产业链“卡脖子”问题加快突破的背景下，中国集成电路的自主可控能力显著提升，这为中国构建自主可控、安全可信的产业链奠定了坚实基础。在集成电路市场快速增长的态势下，中国集成电路全产业链有望继续保持较快增长，尤其是下一代半导体材料及其装备、软件等有望在“十五五”时期迎来高速增长。据市场调研机构Virtuemarket数据，2023年全球金刚石半导体材料市场价值为1.51亿美元，预计到2030年市场规模将达到3.42亿美元。2024—2030年的预测复合年增长率为12.3%。其中，在中国、日本和韩国电子和半导体行业不断增长的需求推动下，亚太地区预计将主导金刚石半导体衬底市场。

 

 

“十四五”时期，集成电路产业自立自强的技术基础不断夯实，大量高校科研院所和创新型企业围绕细分领域和重点领域加速突破，预期“十五五”时期中国集成电路产业技术水平将快速追赶，尤其是“国产替代”进程将进一步加速。

 

“补短板”破解集成电路产业发展“卡脖子”成效将显著改善。一是先进制程将加速突破。14纳米制程芯片成功量产，7纳米和5纳米制程技术研发快速推进。在“超越摩尔定律”指引下，全球集成电路制程进步降速，中国与国际领先制程的差距不断缩小。而在美国打压下的被动“国产替代”政策支持下，28纳米及以下成熟制程将驱动中国在显示驱动芯片、功率芯片、射频芯片等领域的自给率显著提升，成为保障国内安全的重要支撑。二是材料“卡脖子”风险将得到有效缓解。Kr F、Ar F干式光刻胶研发方面取得突破，高纯电子气体国内供应能力显著提升，部分产品已进入产业链，随着在制造过程中的使用和迭代，未来围绕先进制程的产品突破将保持加速态势。通过推动国产设备、材料、设计工具的自主化，国内半导体产业链的供应多元化取得成效，关键环节的自主可控能力显著提升。

 

集成电路新技术开发应用将实现与国际并跑。在美国等西方国家的极限打压下，中国集成电路产业难以利用全球大分工来提升技术水平和产业效率，也难以利用分工协作来保障产业安全。为此，迫切需要创新产业发展模式，在保障效率的同时提升安全水平。一方面，利用产业内在的协同发展机制，在上海、北京、江苏等集成电路产业集群内，通过“龙头企业+供应链配套”的模式提升行业整体的资源整合和协同创新能力；另一方面，强化产学研政金的协同合作，依托国内高校和科研院所的力量培养产业人才和支撑产业研发，并通过设立实验室和技术中心加速科研成果的产业化进程、增强国内技术储备，强化对产业发展的专项金融支持。“十五五”时期，预期在制程工艺、新材料应用、新架构探索、先进封装技术、新型芯片等方面加速推进，可能在一些方向上形成领先优势。一是先进制程浸入式深紫外光刻机与极紫外光刻机的试验和工程化将得以启动。光源、光学元件、高真空度、高精密度和控制系统等多个关键技术难点将进一步突破，系统集成高数值孔径（High-NA）浸入式深紫外光刻机和极紫外光刻机可能将进入工程化阶段。二是新材料的工程化研发和产业化应用将涌现新增长点。石墨烯和黑磷等新型二维材料以及碳纳米管、硅纳米线和III-V族化合物材料（如砷化镓）等新材料为集成电路产业材料创新带来了新机会，碳化硅、氮化镓在电力电子、射频器件等上的应用进一步扩大。三是新型架构为集成电路产品创新提供了新方向。3D架构有助于提升芯片密度和性能，降低数据传输延迟；芯粒技术将不同功能模块高速互连，将多个小芯片组合为一个完整芯片；存算一体和近存计算有效降低数据传输的功耗和延迟；多芯片异构集成、互补金属氧化物半导体（CMOS）与微机电系统（MEMS）集成将在高性能计算、AI应用、物联网、医疗电子和传感领域等表现出新的优势。四是先进封装技术成为延续摩尔定律和超越摩尔定律的重要实现方式。系统级封装集成多种功能芯片，2.5D封装利用中介层实现高密度互连，3D封装利用多芯片堆叠提升集成度，硅通孔技术更紧密地将多个芯片层集成在一起。五是新型芯片将实现重要突破。量子芯片在打破传统计算速度限制和能源消耗方面具有显著优势，可能会在通信、人工智能模糊计算等细分领域迎来质的突破；硅基光子集成电路能够在芯片上实现光信号的传输和处理，是突破电子信号速度和带宽瓶颈的重要途径，将会成为通信领域的重要增长点；AI芯片（如NPU、TPU）通过深度学习算法优化实现高效的神经网络计算；边缘计算芯片为边缘设备提供低功耗、高性能计算能力。六是低功耗与可重构计算将成为未来芯片的重要发展趋势。低功耗芯片设计可延长物联网、可穿戴设备的续航时间，通过全栈优化（包括架构、设计和材料）实现超低功耗甚至零功耗；可重构计算能够动态调整硬件资源以适应不同任务。

 

 

中国集成电路产业的发展和技术进步离不开全球化的分工和协作，这也是保证效率优势和构建信任的必要条件，未来中国集成电路产业的全球化将向更深更广的方向发展。一方面，将继续保持在美欧日韩中等领先国家和地区的全球大分工态势，但各国和地区自主化、内在化特征进一步强化，中国将形成与各国的差异化合作模式；另一方面，中国将强化与南方国家尤其是共建“一带一路”国家和地区的合作，推进集成电路产业的“再全球化”，并在此过程中强化技术研发、供应链、市场、绿色发展等方面的合作。

 

一是将探索共建联合实验室和研发中心、深化技术许可和知识共享、强化人才交流和培训，与全球领先的研究机构、企业和大学开展合作，推进关键技术创新，特别是在先进制程、EDA工具、新材料等领域的联合研发。二是将通过在全球关键市场建设本地化供应链、与国际企业合作在中国或第三方国家共建生产基地和产业园、投资并购海外关键供应链企业等方式，与全球供应链各环节的领先企业建立战略合作，保障设备、材料、制造、测试等环节的安全稳定。三是将继续强化与先进制造企业、软件企业、设备和材料企业的合作，最大限度获取产业先进资源，为中国集成电路产业的创新发展夯实基础，尤其是与东亚及东南亚国家企业建立芯片制造联盟，推动区域内产业链共享。四是将强化市场和生态建设，与国外客户共建生态系统。例如，推动集成电路产品在汽车电子、消费电子、5G通信、物联网、人工智能等行业的合作，保证国内产品对国外相关产品的特定采购份额；积极加入国际半导体和通信标准组织，推动中国在5G、人工智能、物联网和自动驾驶等领域的技术标准制定，提升在全球市场中的话语权；与全球主要分销商合作建立国际分销渠道，加快国产芯片的海外市场拓展，形成全球市场影响力；共同探索低碳芯片制造工艺，强化绿色制造、低功耗技术、循环经济方面的联合研究，联合材料供应商探索在封装材料、溶剂、电子气体等环节的环保替代，在全球范围内构建环保和可持续的半导体产业链。