02 2023年IC貿易趨勢(電子元器件發展現狀如何？)

空間分布的研究成果，我國已形成以“一帶三核兩支撐”為特征的先進制造業集群空間分布總體格局。環渤海核心地區主要包括北京、天津、河北、遼寧和山東等省市，是國內重要的先進制造業研發、設計和制造基地。其中，北京以先進制造業高科技研發為主，天津以航天航空業為主，山東以智能制造裝備和海洋工程裝備為主，遼寧則以智能制造和軌道交通為主。長三角核心地區以上海為中心，江蘇、浙江為兩翼，主要在航空制造、海洋工程、智能制造裝備領域較突出，形成較完整的研發、設計和制造產業鏈。珠三角核心地區的先進制造業主要集中在廣州、深圳、珠海和江門等地，集群以特種船、軌道交通、航空制造、數控系統技術及機器人為主。中部支撐地區主要由湖南、山西、江西和湖北組成，其航空裝備與軌道交通裝備產業實力較為突出。西部支撐地區以川陜為中心，主要由陜西、四川和重慶組成，軌道交通和航空航天產業形成了一定規模的產業集群。

中國制造業主要領域發展情況：

以工業互聯網、工業機器人、高端數控機床和半導體產業為例

（1）新一代信息技術與智能制造的結合：工業互聯網發展迅速

工業互聯網發展迅速。新一代信息技術與制造業的深度融合發展，是推動制造業升級的重要引擎。其中，工業互聯網又是這個融合過程中的核心。工業互聯網與我國智能制造發展正相關。2018年、2019年我國工業互聯網產業經濟增加值規模分別為1.42萬億元、2.13萬億元，同比實際增長分別為55.7%、47.3%，占GDP比重分別為1.5%、2.2%，對經濟增長的貢獻分別為6.7%、9.9%。2018年、2019年我國工業互聯網帶動全社會新增就業崗位分別為135萬個、206萬個。從這個數據來看，中國工業互聯網的發展已經形成全新的動能。

工業互聯網發展存在三大痛點。我國工業互聯網仍處于發展初期，標準架構還在探索之中，商業模式尚不成熟，技術、人才、安全等方面存在瓶頸和短板，推廣應用的艱巨性和復雜性并存，需要保持耐心、穩中求進。具體而言，存在三大問題：

一是數據流動與融合問題。主要體現在三個方面。首先，是設備互聯互通信息孤島問題。例如，一條生產線涉及大量不同的設備底層通信和數據交互協議等，要實現設備之間有效的數據流動和融合，難度較大。其次，在目前的人工智能發展階段，對依托工業生產所產生的大數據進行智能化自動決策依然是有難度的。最后，工業互聯網設備的專用軟件難以通用也是當前工業互聯網發展的一個較大瓶頸。

二是對成本和安全問題考慮不足。一方面，存在成本問題。例如，工業互聯網安全涉及專業人員、數據中心、云計算等方面的成本。另一方面，存在安全挑戰。例如，工業互聯網的數據泄露和網絡攻擊風險等。

三是工業互聯網的盈利模式依然需要摸索。工業互聯網行業標準多，涉及各個制造業的垂直領域，專業化程度高，難以找到通用的盈利和發展模式。

2020年6月30日召開的中央全面深化改革委員會第十四次會議就工業互聯網發展提出了明確要求。會議強調，加快推進新一代信息技術和制造業融合發展，要順應新一輪科技革命和產業變革趨勢，以供給側結構性改革為主線，以智能制造為主攻方向，加快工業互聯網創新發展，加快制造業生產方式和企業形態根本性變革，夯實融合發展的基礎支撐，健全法律法規，提升制造業數字化、網絡化、智能化發展水平。由此看來，從2020年開始，在未來一段時期內，工業互聯網會是智能制造最為關鍵的國家戰略。

（2）我國工業機器人發展迅速

政策方面，我國對工業機器人的支持具有長期性和持續性。1959年，美國人喬治·德沃爾與約翰·英格伯格聯手制造出第一臺工業機器人，標志著機器人技術進入制造業。我國在1972年開始工業機器人研究，與美國相差僅約10年。1982年，中國科學院沈陽自動化研究所研制出我國第一臺工業機器人。20世紀80年代，我國工業機器人發展主要涉及噴涂、焊接等工業流水線上機械手的研發。“863計劃”啟動后，我國開始大力支持工業機器人技術發展。“十五”規劃（2001～2005年）期間，我國開始發展危險任務機器人、反恐軍械處理機器人、類人機器人和仿生機器人等。“十一五”規劃（2006～2010年）期間，開始重點關注智能控制和人機交互的關鍵技術。到“十二五”規劃（2011～2015年），“智能制造”開始正式全面提上國家戰略。2016年，《機器人產業發展規劃（2016－2020年）》發布，開始進一步完善機器人產業體系，擴大產業規模，增強技術創新能力，提升核心零部件生產能力，提升應用集成能力。

技術方面，我國機器人技術發展迅速，但工業機器人關鍵零部件國產化率依然有很大的上升空間。2011年至2020年，國內機器人技術相關的專利數量快速增加，年平均申請量為17009.2件，年平均增長率為39.53%，最高年增長率為79.67%（2016年），2018年的年度申請量最高，申請數量為37853件。我國機器人專利數量的快速增長，說明了2011年以來我國機器人技術的快速發展。但我國工業機器人關鍵零部件技術國產化率依然較低，制約著我國工業機器人產業的發展。根據頭豹研究院的數據，我國工業機器人機械本體國產化率為30%、減速器國產化率為10%、控制器國產化率為13%、伺服系統國產化率為15%；而在我國工業機器人生產成本結構中，伺服系統、控制器與減速器這三大核心零部件的成本占比超過了70%。核心零部件因為技術壁壘高，國產化程度低，主要依賴進口，因而成本占比較高。例如，中國工業機器人制造企業在采購減速器時，由于采購數量較少，難以產生規模效應，面臨國際供應商議價權過高問題，相同型號的減速器，中國企業采購價格是國際知名企業的兩倍。

需求方面，國家政策的支持和智能制造加速升級，使工業機器人市場規模持續迅速增長。根據2019年8月中國電子學會發布的《中國機器人產業發展報告2019》，我國生產制造智能化改造升級的需求日益凸顯，工業機器人需求依然旺盛，我國工業機器人市場保持向好發展，約占全球市場份額三分之一，是全球第一大工業機器人應用市場。另外，根據國際機器人聯盟（IFR）統計，我國工業機器人密度在2017年達到97臺／萬人，超過全球平均水平，并將在2021年突破130臺／萬人，達到發達國家平均水平。如圖1所示，從長期來看，制造企業對工業機器人仍有巨大需求，機器人價格下行的態勢也將延續。在“量增價降”綜合因素作用下，工業機器人本體銷售額平穩增長，預計到2023年將達265.8億元。此外，隨著部分西方國家對華扼制戰略的推進，我國工業機器人在快速發展的同時，也在加快工業機器人伺服電機、減速器、控制器等關鍵部件的國產替代。工業機器人核心部件國產化，也將成為未來發展的重要趨勢。



銷售方面，從我國工業機器人銷售情況看，我國工業機器人國產替代在加速，國際市場競爭力在加強。一是我國國產工業機器人銷量逐步增長，國產替代加速。根據前瞻產業研究院的研究報告，隨著我國機器人領域的快速發展，我國自主品牌工業機器人市場份額也在逐步提升，與外資品牌機器人的差距在逐步縮小。例如，2019年，自主品牌工業機器人在市場總銷量中的比重為31.25%，比2018年提高3.37個百分點。另據民生證券研究的研究報告，“2011～2020年，國內工業機器人銷量復合增速達25.1%；其中國產工業機器人銷量由約800臺增加至約5萬臺，復合年均增長率達58.3%，高于國內整體銷量增速約33個百分點；同期國產工業機器人市場滲透率上升約26個百分點。”二是國內工業機器人出口增長迅速，國際市場份額在提升。2015～2020年，我國國內工業機器人出口量由2015年的1.2萬臺提升至2020年的8.1萬臺，復合年均增長率達46.5%；出口量在全球占比由4.6%提升至20.4%，增長約16個百分點。

（3）高端數控機床依然是我國的短板

高端數控機床與我國工業機器人的發展密切相關，但目前我國高端數控機床發展依然相對落后，這也是制約我國智能制造業發展的重要短板。有數據顯示，2019年全球排名前10的數控機床企業中，來自日本的山崎馬扎克公司以52.8億美元的營收排名第一，德國通快公司以42.4億美元排名第二，德日合資公司德瑪吉森精機以38.2億美元排名第三，其后分別為馬格、天田、大隈、牧野、格勞博、哈斯、埃瑪克，這10家高端機床企業沒有一家是中國的。

我國對進口機床有著較大的需求。根據海關總署披露的數據，2015年至2019年，我國進口的數控機床合計達29914臺，進口總額達978億元。此外，我國高端機床及核心零部件仍依賴進口，截至2021年，國產高端數控機床系統市場占有率不足30%。國產精密機床加工精度目前僅能達到亞微米，與國際先進水平相差1～2個數量級。因此，在供需矛盾之下，我國高端機床的自主化、國產替代任務依然艱巨。

具體而言，我國高端數控機床主要存在四個方面的問題。一是高端機床的精密數控系統主要來源于日本、德國，國產數控系統主要應用于中低端機床，國產高端機床精密數控系統自主供給依然缺乏；二是主軸主要來源于德國、瑞士、英國等國，國產企業已具備一定生產能力，但技術仍需迭代提升；三是絲杠主要來源于日本，國內相關技術較多，但技術水平有待提升；四是刀具主要來源于瑞典、美國、日本等國，國產刀具材料落后，壽命和穩定性不高，平均壽命只有國際先進水平的1／3～1／2。

（4）半導體發展進展

半導體市場需求占全球第一，但國內供給能力有限。我國半導體行業發展非常迅速，影響力也越來越大。根據Statista全球統計數據庫的數據，截至2012年，我國半導體市場需求份額首次過半——占全球半導體總需求的52.5%。根據賽迪顧問2021年6月1日公布的《2021全球半導體市場發展趨勢白皮書》的數據：“從區域結構來看，中國已經連續多年成為全球最大的半導體消費市場。2020年，中國市場占比最高達到34.4%。美國、歐洲、日本和其他市場的市場份額分別為21.7%、8.5%、8.3%和27.1%。”

但是，同時我國半導體自給自足能力嚴重不足。根據中國半導體行業協會（CSIA）公布的可查數據，2016年中國集成電路進口額度達2271億美元，而同年我國石油進口原油38101萬噸，金額為1164.69億美元，集成電路進口額遠超石油進口額。中國半導體生產一直不能滿足國內半導體消費需求。根據法資知名市場調查公司博圣軒（Daxue Consulting）2020年10月的數據，“自2005年以來，中國一直是半導體的最大市場。然而，在2018年，中國的半導體消費總量中，只有略多于15%是由中國的生產提供的”。根據彭博社的數據，2020年中國芯片的進口額攀升至近3800億美元，約占我國國內進口總額的18%。到2021年上半年，國內半導體領域的供應缺口依然未縮小。根據海關總署的數據，2021年1月至5月，我國進口集成電路2603.5億個，同比增加30%。由此看來，截至2021年上半年，國內半導體供給能力依然有限。

在半導體產業制造領域，國產自主創新替代在全面加速。根據國盛證券2020年6月的報告，我國國內半導體制造已基本完成從無到有的建設工作。例如，中微公司介質刻蝕機已經打入5nm制程；北方華創硅刻蝕進入SMIC28nm生產線量產；屹唐半導體（Mattson）在去膠設備市場的占有率居全球第二；盛美半導體單片清洗機在海力士、長存、SMIC等產線量產；沈陽拓荊PECVD打入SMIC、華力微28nm生產線量產；2018年ALD通過客戶14nm工藝驗證；精測電子、上海睿勵在測量領域突破國外壟斷等。但總體來看，目前我國缺乏7nm及以下的高端芯片的穩定、規模

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