集成电路产业是衡量一个国家综合国力的重要标志,在各国的政治、经济和军事领域竞争中,集成电路产业也是被关注的焦点。随着全球信息化和知识经济的高速发展,集成电路产业已与国家安全、经济和社会等方方面面形成了密切的联系,对宏观经济的拉动作用和贡献日益增大。不容忽视的是,宏观经济形势对集成电路产业的发展也有着显著的影响。
集成电路发明于1958年,首先用于军事领域。德州仪器先后为美国空军和美国国家航空航天局(NASA)提供计算方面的集成电路解决方案。世界上第一个基于集成电路的计算机就是由德州仪器于1961年为美国空军研发的。随后,美国国家航空航天局和空军将德州仪器提供的集成电路技术应用到了具体的产品中,改善了相关产品的智能水平。
迅速发展的集成电路于1970年之后开始受到工业界的关注,20世纪80年代开始大规模进入消费电子领域和个人计算机(Personal Computer,PC)领域。1990年以来,移动电话带来的通信芯片的需求快速增长,在制式从GSM、CDMA到LTE 的发展过程中,一直对射频芯片、基带处理芯片、存储器和功放器件有明显需求。智能手机对集成电路产品的需求更加旺盛,除基本的通信模块之外,还增加了对传感器、逻辑电路和非易失性存储器的需求。集成电路是构成互联网这一深刻影响21 世纪经济格局的发明的重要基础。与其他重大技术相比,集成电路对于宏观经济的积极影响不遑多让,但这一点直到其大规模民用化才开始明显显现。集成电路产业是一个高速扩张的产业,其强劲的动力在很大程度上驱动了全球经济的增长。集成电路产业的波动与全球宏观经济的波动高度正相关也证明了这一点(见图3-1)。
虽然半导体产业占宏观经济的比重逐渐提高,但绝对值仍然较小。半导体产业是信息产业的核心部分。全球半导体销售额占全球GDP 的比重虽有波动但总体呈现上升趋势,从1986年的0.176%提高到2016年的0.45%以上,如图3-2所示。2016年全球GDP 是1986年的5.03倍,而同期半导体产品销售额为1986年的12.84倍,增长速度为GDP 的两倍以上。预计半导体产业销售额未来占比会有较快提升的可能性。半导体产业将在宏观经济中扮演越来越重要的作用。
反过来看宏观经济对集成电路产业的影响。集成电路产业随GDP的波动同向波动,且波动幅度较GDP 更为剧烈。这一现象的原因在于,集成电路产品不仅具有通用性,还具有很高的渗透性,几乎在任何领域都能看到集成电路的身影。集成电路在每个应用领域中都扮演着倍增器的角色,推动着其他产业的发展,提升了国家的综合国力。计算机更新换代、家用电器更新换代、新兴的智能终端与可穿戴设备的发展等均依赖于集成电路芯片的先进程度和使用程度吧。由于电子产品的需求弹性很大,消费者对智能手机、个人计算机、汽车以及许多其他装置与系统的采购规模,对全球电子产业影响深远。当经济越景气,消费者可支配收入越高,就会越倾向于消费在电子产品上,并连带拉动半导体市场的增长;反之,则会将宏观经济的不景气传导至集成电路产业。全球GDP 增长率与半导体市场的增长率关联性日益密切,如图3-3所示。全球GDP 增长率与半导体市场增长率间的相关系数(Correlation Coefficient)已由1980—1989年的0.35,提升为2010—2015年的0.93(越趋近1.0代表相关度越高)。这意味着全球半导体市场与全球宏观经济之间的关系越来越密不可分,关联性越来越紧密。
历史上曾有一个特别经典的例子,说明了集成电路产业与宏观经济的关系。1985—1990年,美国在世界半导体市场所占的份额从51.4%下降至37.9%,而日本公司的市场份额从39%上升至50%。在这样的市场变化下,人均集成电路产值年增长率、人均电子工业年增长率和人均GNP增长率都发生了改变,其结果是日本的各项指标均明显优于美国。但20世纪80年代后期,美国采取了一系列的政策措施,推动集成电路技术创新与产业发展,终于又夺回了其领先地位。迄今为止,美国经济始终持续保持高速增长,其主要原因便是信息技术的创新和产业的快速发展,而信息产业的基础正是集成电路产业。
未来,物联网、人工智能和云计算等新兴下游市场的快速扩张对于超强运算能力、超大存储能力、超快传输速度和超低能耗的集成电路芯片有着非常显著的需求,集成电路产业将继续在宏观经济中发挥重要作用。