2025英国芯片计划：半导体产业全新战略蓝图

二〇二五年二月 目录 引言 03 第一章：保持我们在芯片设计领域的全球领先地位11 项知识产权 第二章：激励对新增长领域的投资，包括15项先进设计、新兴技术以及终端用户准备情况 第三章：支持应用研究与制造 23 第四章：通过接入促进创新和支撑企业规模化发展33至市场和私有资本 第五章：培育我们所需的芯片产业技能 40 第六章：通过全球合作伙伴关系加强英国部门 46 建议 51 参考文献 56 在现代经济的基础性角色之外，半导体也是全球供应链的一部分，该供应链对外部冲击具有显著的敏感性：2020年半导体供应链短缺估计导致全球国内生产总值增长降低1%。2在经济不安全因素的同时，供应链中断也可能威胁到关键的国家基础设施，例如电力和交通网络，这使得半导体供应链对于英国的韧性至关重要。因此，半导体能力对于许多政府来说已经变得极为重要。 半导体所呈现的脆弱性、必要性和经济潜力，导致包括美国、欧盟和中国在内的其他政府宣布对国内半导体产业进行重大投资。例如，欧盟提出了《芯片法案》，宣布投入430亿欧元以支持欧洲的半导体基础设施、技能、初创企业等。3在2024年11月，欧洲委员会负责技术主权、安全和民主的执行副主席强调了这一对半导体产业的承诺，并认识到其在确保欧洲未来、与人工智能、云计算、量子技术和太空技术并列的关键技术作用。4 这些由国家立法、政府投资和补贴计划支持的国家级战略，比英国提供的竞争性更强（见下文）。5英国必须战略性地利用其现有资源，发挥其在全球半导体价值链中公认的竞争优势，以加强其国内能力，并应对这些全球战略带来的竞争。 这张图表展示了国家对该半导体行业的支持程度，显示了如何英国与类似的领先经济体相比较。 2021年，英国半导体产业创造了120亿英镑的营业额，占英国那年研发支出的12%。在超过200家企业中，专业半导体公司的每位员工估计能创造63.5万英镑的收入。 7该行业也准备迎来显著增长，达到90%被调查的半导体企业预期将看到快速或适度增长。未来两年。地点这些公司普遍分布式，近一半关于专用半导体公司位于以下区域之外：伦敦、东部和东南部。该技术的价值关于区域经济的影响可以在威尔士南部展示，其中半导体劳动力平均提供工资比平均水平高出60%。威尔士平均，80%的员工居住在威尔士。 英国半导体公司专用地点（仅限英国总部）。来自Glass.ai和视角经济的资料8 过程中最资本密集的部分，通常需要专用设备。尽管英国目前在全球大规模半导体芯片制造领域没有竞争，但关于如何在这个领域竞争的讨论正在持续进行。至少有23家商业上成功的半导体制造设施，或称“晶圆厂”，为全球供应独特而有价值的产品。11例子包括Pragmatic Semiconductor，该公司在20 虽然将半导体视为一种垂直技术是有帮助的，但它们的制造是复杂、专业化、全球化和资本密集型部门的最终产品，需要多个企业在各自的专长领域内协同工作。半导体供应链由一套复杂的全球专业化参与者组成，每个参与者都在整体过程中扮演着独特的角色。这种生产可以大致分为三个过程：设计、制造和封装。需要注意的是，半导体价值链的影响范围很广，一些在这个领域工作的企业并不属于这些类别。 23年于英格兰东北部的棕色地块上开放了英国首个300毫米半导体硅片制造厂。12与英国不同，许多国家和地区提供了制造激励措施，以在本国境内建立晶圆厂，特别是美国、欧盟、日本、韩国和中国。它们在建设最复杂的硅半导体先进晶圆厂方面进行投资，这些半导体对于计算和人工智能至关重要，每个设施的成本超过150亿英镑，同时也在投资所谓的传统或非领先边缘晶圆厂，这些晶圆厂生产了用于家用电器、物联网（IoT）设备、车辆和其他应用的大多数芯片。 半导体设计和知识产权半导体价值链的组成部分，据估计在2021年约占 整个行业增加值的一半。9设计指的是将芯片架构的物理规格进行映射，而知识产权（IP）指的是那些在授权给其他实体之前，由某实体预先设计或预先验证的组件。大约三分之二的英国专用半导体公司主要在研发、设计和知识产权领域运营，包括英国境内国际总部公司的72%。这一点反映了英国设计和知识产权的巨大优势，同时也说明了支持和加强我们的优势需要具体且定制的支持。10 最后，这块晶圆被切割，包装并测试以成为集成电路或芯片。利用多种技术将晶圆切片高效地组合成包装，称为高级封装，正变得越来越重要。这可以提高最终芯片的性能，使其对先进芯片来说越来越重要。英国在此领域新兴的能力将与化合物半导体、光电子和设计方面的能力良好对接，使英国研究人员能够测试和开发新技术。13 二十多年前，公司普遍处理所有这些流程，但随着用例更加多样化，以及半导体生产的复杂性增加，大多数半导体公司专业化于三个领域之一。英国在流程的第一部分，即设计和知识产权方面具有特别优势，拥有像Arm这样的本土全球领先企业。这反过来又在英国剑桥发展了半导体设计的人才库，并吸引了大量跨国公司投资并在英国设立办公室，专注于半导体设计。 2023年1月，techUK发布了《英国芯片五点计划》。14计划敦促政府通过集中关注研发（R&D）、设计IP和化合物半导体等新兴优势，在半导体技术领域建立世界领先的实力区域。这些并将这些建议，以及其他建议，纳入政府当年后期发布的《国家半导体战略》中。 2024年2月，南安普顿大学和布里斯托尔大学的创新与知识中心各自获得了1100万英镑的资助，用于发展他们在光电子和化合物半导体领域的工作。此外，还宣布了480万英镑的额外资金，用于支持英国11个半导体技能项目。16 2023年5月，英国政府发布了其国家半导体战略。该战略侧重于英国在上述开发初期阶段（研发、设计知识产权）的优势，并额外强调在化合物领域的优势。 并且半导体。化合物半导体指的是包含多个元素的芯片，利用它们跨越元素（如铟（In）、镓（Ga）、铝（Al）、氮（N）、砷（As）和磷（P））的独特特性。该战略承诺在未来十年内投资高达10亿英镑，这比其他司法管辖区可比承诺显著较少。 techUK欢迎这些积极的公告。然而，国家半导体战略的几个方面需要更勇敢的行动和重新确定的优先级，例如支持技能人才库和企业规模扩张，同时认识到在整个价值链中提供定制化支持对于加强该行业至关重要。半导体技术将是政府抱负不可避免和根本的推动者。例如，1月2024年人工智能机遇行动计划中概述的大规模人工智能抱负的基础设施，或政府《工业战略绿色皮书》中确定的八个增长驱动行业中的每一个。17英国政府应将其半导体雄心以及国家半导体战略的实施视为实现更广泛产业战略的关键部分，这不仅能够确保G7国家中增长最快，还能实现安全和有弹性的经济增长。 尽管言辞宏大，自该战略宣布以来，进展一直呈渐进式。 这意味着现在需要进一步行动，将雄心转化为现实：世界各国政府正在迅速行动，以吸引半导体公司并同时建立国内能力，随着行业地理多元化的发展，以防止未来出现像2020年和2021年所经历的那种中断。 已经采取了一些受欢迎的措施来推进国家半导体战略。例如，2024年1月，政府发布了其关键进口和供应链战略，旨在将英国打造成为供应链风险管理评估的领导者。15芯片启动计划（ChipStart）的创建，由硅催化剂公司推出的1300万英镑项目，也展现了将英国打造成为初创企业孵化器的承诺。在技能发展方面也取得了进展。例如， 英国政府必须将国家半导体战略的口号转化为实际行动，并支持英国半导体产业的发展。本文概述了techUK成员组织认为将激发英国半导体领域卓越表现的三项基本使命。这些使命基于一个六点交付计划，旨在将战略转化为行动。 要在半导体技术的未来成为世界领导者，techUK 提出建议。三个基本任务 1. 将现有优势转化为领导力 英国并非从零开始。英国在设计及知识产权方面具备全球竞争力，主要集中在剑桥（曼彻斯特、谢菲尔德和布里斯托尔等关键地点），同时在南威尔士等地具有强大的细分非领先边缘制造业集群，如化合物半导体。这些优势得益于智能和定制化的政策，支持创新想法的蓬勃发展，并为这些企业提供合适的基础设施以实现规模扩张。18英国政府应承担起这个关键行业的重任，制定一套雄心勃勃且协调一致的行动计划，针对每个子行业 量身定制，以促进英国半导体产业的繁荣。政府在实施方面必须迅速行动，并利用国内半导体产业拥有的丰富知识、专业技术和潜力。这意味着加大对英国在知识产权/设计、研发和化合物半导体领域的优势的投资。为了在国际上竞争，有针对性的支持对于确保具有高潜力和全球竞争力的子领域获得财务支持并扩展规模、成长至关重要。 确保加大对英国优势领域的投资 为了专注于英国的优势，政府必须确保半导体企业能够充分获得公共资金和私人资本。尽管拥有世界上第三大科技产业，仅次于美国和中国，许多半导体初创企业表示，获得大规模私人投资是他们面临的最基本挑战之一。在英国找到合格的领投投资者非常困难，一位参加techUK 2024年关于此主题圆桌会议的与会者评论说，他们只有5%的资金来自英国。19英国需要为领先子行业提供丰富的投资、合作和人才环境。如果太多公司受到高昂成本和低投资的影响，这是不可能实现的。英国政府必须确保提供多样化的资金选择，包括在整个半导体业务扩展生命周期中。 利用英国在全球供应链中的优势，通过与其他同等国家建立战略伙伴关系来获利 半导体供应链既相互关联又相互依赖，某些国家和甚至某些公司拥有市场主导地位。例如，台湾半导体制造公司（TSMC）是全球最先进芯片的大约90%的生产商。20英国也拥有优势；超过99%的全球智能手机都运行着由总部位于剑桥的Arm公司设计的芯片。最终，无论是有意还是无意，全球供应链的中断已经并对将继续影响英国的半导体能力。我们能够，并且必须，面对这些挑战建立韧性。半导体相互依赖的本质意味着，尽管英国依赖世界其他地区，世界其他地区也同样依赖于英国。政府必须通过支持我们的优势并在国际舞台上自豪地展示这些优势，利用这种相互依存性，创造联合研究、投资和创新的机会。 我们如何实现这些任务 本报告概述了英国政府如何将国家半导体战略的雄心勃勃的言辞转化为行动。这不能通过标准化的交付方法实现，而是需要根据包括知识产权、研发和化合物半导体等子行业的具体需求提供定制化的支持。 发展一个繁荣的半导体行业需要超越单一选举周期的长期愿景。为了认可它们在开发新市场、提供更绿色工业化方式以及支持量子、人工智能等新兴技术的商业化中的重要作用，半导体需要持续且明确的支持，以克服限制增长的障碍。 本报告中的建议将识别并解决英国半导体行业面临的顶级挑战，明确指出可以支持英国实现以下目标的精确支持： 1. 维持我们在芯片设计知识产权领域的全球领先地位2. 支持应用研发和制造3. 激励对新兴增长领域的投资，包括先进设计、新兴技术和终端用户准备性4. 通过进入市场和私人资本支持创新和规模化发展5. 培养我们芯片行业所需的技能6. 通过全球伙伴关系加强英国行业地位 保护和许可可能是一个繁重的流程，尤其是对于可能缺乏有效导航专利系统资源的较小公司来说，这减少了英国公司参与全球供应链的机会。 半导体设计和知识产权是半导体供应链的核心组成部分。正如国家半导体战略所确定，半导体设计和知识产权是英国的世界领先优势。大约三分之二的英国专用半导体公司主要在设计和知识产权领域运营，包括英国国际总部半导体公司的72%。21例如，剑桥在设计和知识产权领域对英国领导地位的贡献显著：它是世界领先的全球半导体企业，如Arm的所在地，同时吸引了大型全球半导体公司的大量投资，并得到了剑桥大学的研究设施和学术专长的支持，该大学近年来至少孵化了十一家半导体企业。22 测试设计中失败的代价承担着高昂的财务风险，尤其是在先进节点上。这可能会阻碍公司在新型设计中进行实验和创新，尤其是那些在获取开发多供应商EDA工具设计流程所需的技术支持方面苦苦挣扎的小型和中型企业以及成长型企业。这种支持不足是设计进入生产的重大障碍，尤其是在半导体创新的前沿。 最后，在半导体供应链中工作的设计