电子信息产业发展轨迹、结构体系、集群布局和中国突破的方向

明斋观察 原创

2025-04-18 09:07

电子信息制造业1是指以电子技术、信息技术为核心,从事电子设备、电子元器件、信息通信产品及相关系统集成的研发、设计、生产、销售和服务的产业。其核心是通过电子技术实现信息的采集、传输、处理和存储,具有技术密集、产品多样、产业链长且高度关联、高附加值且全球化分工的突出特征。

一、全球电子信息产业历程

从全球电子信息产业发展历程来看,欧美电子技术发展起步早,其在工业革命后催生出很多从0到1的发明且逐步实现产业化,并培育了自有完整产业链。20世纪50年代,日德承接美国“来料加工”传统产业转移的同时,重点发展了电子、汽车等高价值出口产业。其中在电子领域,日本着重布局家电、半导体存储芯片、先进材料及元器件,德国重视微电子和电子信息,主要应用于通信、汽车等工业领域。20世纪60至70年代期间,日德劳动力成本问题凸显叠加国家产业政策调整,将一些组装制造环节转移至亚洲“四小龙”,后于20世纪90年代上述产业再次转移至中国等发展中国家。

21世纪初,中国全面融入全球价值链,依托低成本劳动力与产业配套能力,承接劳动密集型组装环节,逐步形成消费电子、通信设备等终端产品的制造优势。与此同时,日韩在高端环节的技术壁垒持续强化,韩国三星、SK海力士通过垂直整合掌控全球70%的存储芯片市场,日本则在半导体材料(光刻胶占全球70%份额)、精密元件领域保持不可替代性。

21世纪的第二个十年,全球电子产业分工进入深度调整期。中国劳动力成本年均增长10%以上,推动传统组装环节向越南、印度等东南亚国家转移,2022年越南电子出口额突破1200亿美元,成为全球第三大电子制造基地。但中国通过技术升级实现产业跃迁,在半导体制造领域建成全球30%的产能,显示面板占据LCD市场65%份额,并培育出华为、小米等国际品牌。韩国则在OLED面板、智能手机领域维持领先,三星显示2024年仍占全球中小尺寸OLED市场50%份额。美国通过《芯片与科学法案》强化本土制造,英特尔、美光加速扩产,同时掌控EDA工具、高端芯片设计等核心环节。

据新浪财经等相关报道,2024年全球电子制造业销售总额达到16.5万亿美元;据工信部公布的《2024年电子信息制造业运行情况》,2024年全国规模以上电子信息制造业实现营业收入16.19万亿元,营业收入利润率为4.0%。按照2024年12月31日人民币兑美元汇率中间价7.19计算,2024年中国规上电子信息制造业营收约占全球电子制造业销售总额的13.6%。

二、产业链图解及最新全球分工

电子信息产业链以上游材料与核心技术为基础,涵盖半导体材料如硅片、光刻胶等,显示材料如液晶、OLED发光层等,精密元件如传感器、被动元件等,以及生产设备如光刻机、刻蚀机等,形成技术研发与原材料供应的核心支撑。其中,硅材料提纯、晶圆制造设备(如EUV光刻机)和EDA工具构成技术壁垒,而玻璃基板、偏光片、电子特气等材料则直接影响中游制造的精度与良率。

中游聚焦制造与集成,通过晶圆生产、集成电路封测、显示面板制造及PCB印刷电路板加工,实现从原材料到电子元件和零部件再到终端产品的组装。先进技术如薄膜沉积,封装测试环节的3D堆叠、Chiplet,以及驱动IC设计等推动显示屏分辨率提升,并支持柔性屏、Mini LED背光等创新形态,满足消费电子对轻薄化与高性能的双重需求。

下游应用场景广泛且高度依赖且又不断倒逼上游技术突破,以智能手机、PC为最大代表的消费电子依托芯片算力与显示技术实现交互升级;5G基站、卫星终端等依赖射频芯片与光模块的高频性能;新能源汽车的电池管理系统、自动驾驶,工业自动化仿人伺服电机、工业机器人则需功率半导体与传感器的实时响应;云计算中心通过高性能服务器与AI芯片支撑数据算力。

当前,全球电子信息产业呈现出深度区域分工与技术迭代并行的格局。产业链上游芯片设计领域,EDA工具和IP核供应呈现高技术壁垒,2023年全球EDA市场规模146.6亿美元,Synopsys(新思科技)、Cadence(铿腾电子)和SiemensEDA(西门子,原MentorGraphics)合计占全球市场份额接近80%;核心通用型高端芯片的IP核市场主要被ARM、英特尔和Imagination等少数几家企业所占据。半导体材料领域,日本信越化学、德国默克主导光刻胶市场,韩国三星SDI和LG新能源在电池材料领域领先。半导体设备中,半导体设备领先企业主要分布在美国、荷兰及日本。EUV光刻机几乎由荷兰企业ASML垄断,薄膜沉积设备美国企业市占率35%;日本的东京电子刻蚀机市占率25%。显示材料中,玻璃基板方面日本旭硝子、电气硝子占据高端市场,其0.1mm超薄玻璃应用于折叠屏手机;液晶材料由德国默克、日本JNC主导TFT-LCD市场;偏光片/滤光片市场,日本住友化学、LG化学合计占全球60%份额,中国三利谱等企业在OLED偏光片实现突破。精密元件中,德国博世在汽车传感器市占率超25%;日本滨松光子的光电探测器用于高端光通信;被动元件来看,日本村田、韩国三星电机在MLCC(多层陶瓷电容器)市场占据主导;日本东光、美国基美在钽电容技术领先,中国艾华集团在铝电解电容全球市占率达10%。

产业链中游半导体制造领域,中国台湾、韩国和中国大陆构成核心产能三角,台积电、三星和英特尔占据全球先进制程(3nm/5nm)85%的市场份额,其中台积电在2024年第三季度以12.4%的份额稳居全球半导体厂商首位。中国大陆在成熟制程(28nm及以上)加速扩张,2024年晶圆产能预计达平均每月860万片,同比增长13%,占全球成熟制程产能的39%。显示面板市场呈现“LCD中国主导、OLED韩中竞逐”的格局,京东方在LCD领域以65.8%的全球份额绝对领先,而韩国三星显示和LGDisplay在OLED市场仍占50.3%的份额,但中国大陆厂商在中小尺寸OLED领域快速渗透,其中维信诺、和辉光电等企业在车载AMOLED领域实现突破。中国台湾在PCB(印刷电路板)领域保持优势,臻鼎和欣兴电子位列全球前二,2024年全球PCB产值预计达735.65亿美元,同比增长5.8%。

下游应用场景中,消费电子领域,美国在高端芯片设计、操作系统及品牌方面占据优势;而中国是全球最大的消费电子制造基地和重要的品牌输出地,在智能家居设备、可穿戴设备等领域也快速发展;韩国三星在智能手机、电视等领域具备较强竞争力,拥有从芯片、面板到整机的完整产业链;日本索尼在影像传感器、音频设备、游戏主机等领域技术领先,松下、夏普等在家电领域仍有一定品牌影响力;印度、越南等国凭借劳动力成本优势,承接消费电子零部件供应和整机组装业务。2024年印度手机产量预计突破3亿部,占全球份额约12%,越南在电子制造领域吸引大量外资,成为全球重要的电子产品组装基地之一。通信技术与设备上,美国在通信芯片、网络设备、云计算服务以及卫星通信等方面处于领先地位;中国华为在5G通信技术领域处于全球前沿,中兴通讯也是全球重要的通信设备供应商,阿里云在全球云计算市场也具有一定竞争力;欧洲的爱立信、诺基亚等是全球知名的通信设备制造商。新能源汽车领域,美国特斯拉是全球新能源汽车的领军企业,在电动汽车技术、自动驾驶研发和品牌影响力方面处于领先;中国是全球最大的新能源汽车市场和生产基地,比亚迪在电池技术、整车制造以及产业链整合方面表现出色,蔚来、小鹏、理想等新势力车企在智能驾驶、智能座舱等方面不断创新。工业自动化领域,德国西门子在工业自动化控制、PLC(可编程逻辑控制器)、工业软件等方面处于全球领先地位;日本发那科、安川电机是全球知名的工业机器人制造商。云计算与数据中心领域,美国亚马逊AWS、微软Azure、谷歌云在全球云计算市场占据主导地位;中国阿里云、腾讯云、华为云等在国内云计算市场占据主要份额,并且在海外市场也逐步拓展业务。

三、国内外电子信息产业集群

(一)国内典型

1.长三角

主要在上海、江苏、浙江、安徽地区。形成了相对完备的产业链覆盖,从硅片制造(中环半导体)、芯片设计(华为海思)、封测(长电科技)到终端应用(苹果供应链)形成闭环。核心企业有上海的中芯国际、飞利浦半导体,苏州的纳米城,杭州的海康威视、大华股份等。目前存在的挑战主要体现在高端光刻机被荷兰ASML垄断、设备国产化率不足20%等

2.珠三角

主要在广州、深圳、东莞、惠州地区。是消费电子的全球制造中心,占全球消费电子出货量的35%,苹果、华为、三星等品牌核心工厂集中;形成了深圳南山(AI芯片企业密度全国第一)、东莞松山湖(华为终端基地)的创新生态。核心企业有深圳的华为、中兴通讯、大疆等,广州的广汽埃安(新能源汽车电子)、小鹏汽车(智驾系统)等,东莞的立讯精密(AirPods组装)、歌尔声学(TWS耳机)等。当前存在的痛点是芯片设计环节薄弱(国产化率仅15%)、工业软件依赖进口

3.成渝地区

成渝电子产业集群主要有双城联动、政策支持等产业特色,成都芯片设计和重庆汽车电子协同发展。西部大开发政策倾斜,2023年成渝数字经济规模超2万亿元。核心企业有成都的海思半导体西南研发中心、华为云计算基地等,重庆的比亚迪动力电池工厂和京东方第8.5代线等。

4.台湾新竹科学工业园区

新竹科学工业园区被誉为半导体代工王国,台积电(全球代工市占率53%)、联发科(手机芯片市占率42%)。制造效率全球领先(台积电良率超95%)、成本控制能力突出。同时也面临地缘政治导致产能外迁(美国/印度建厂)的风险。

(二)国际先进

1.美国硅谷

硅谷是科技创新策源地,全球50%以上的半导体初创企业在此孵化,AI芯片(如英伟达、AMD)、量子计算(如IBM)领先,斯坦福大学(技术转化)、风险资本(红杉资本)、纳斯达克(融资平台)形成“产学研用”闭环。核心企业有英伟达(H100 GPU市占率90%)、特斯拉(自动驾驶芯片FSD)、亚马逊(AWS云计算)、谷歌(TPU芯片)等。面临的挑战可能是制造环节外包(如台积电代工),本土产能不足。

2.韩国首尔

韩国政府早期投入超200亿美元扶持半导体产业,首尔电子信息产业集群实现了芯片全产业链垂直整合,三星电子从芯片设计到手机制造闭环,SK海力士存储芯片市占率40%。核心企业有三星、LG、现代摩比斯(汽车电子)、英伟达韩国数据中心等。当前可能面临的挑战有地缘政治风险(对华出口限制)、技术迭代压力(3nm工艺研发)。

3.日本东京

东京电子信息产业集群主要涵盖高端材料与设备、精密制造等领域。核心企业有信越化学(硅片市占率38%)、东京电子(刻蚀机市占率25%)、村田(MLCC垄断70%)、京瓷(陶瓷基板)、佳能(CMOS传感器)、索尼(CIS芯片)、丰田(车规级半导体)、电装(汽车电子)等,存在着材料工艺极致化、技术壁垒构建护城河的优势

(三)国际国内集群发展模式对比

国内典型的电子信息产业集群与国际先进地区相比,在发展模式上,存在着驱动因素、产业链完整度、国产化率以及代表技术等维度的不同。

国内产业集群发展多以政府规划为引导,结合市场需求释放发展动能。例如,政府通过政策扶持、产业园区建设、产业引导基金等方式布局电子信息产业,同时依托国内庞大的消费市场与新兴需求(如新能源汽车普及),推动相关产业快速落地。国际产业集群则以技术创新为核心引擎,企业基于全球化资源整合思维,通过持续投入研发占据技术高地,进而布局全球市场。如美国科技企业在AI芯片领域,凭借技术创新突破,主导全球产业发展方向。

国内产业集群呈现“中游制造强、上游薄弱”的特征。以半导体为例,中游芯片制造、封装测试环节已形成规模产能,但上游半导体材料(如高端光刻胶)、生产设备(如EUV光刻机)仍依赖进口,核心技术“卡脖子”问题突出。国际产业集群则实现了全产业链控制,典型如美国半导体产业,上游EDA工具、硅材料和下游芯片应用,是在整个产业链中起决定性作用且附加值高的关键环节,大大降低对外依存度。

国内在5G、新能源汽车电子等领域成果显著。5G技术专利储备全球领先,新能源汽车电子产业快速崛起,比亚迪、宁德时代等企业技术水平跻身国际前列。国际产业集群则聚焦AI芯片、量子计算、先进封装等前沿技术。例如,美国企业在AI芯片设计、量子计算算法研发上占据先机,先进封装技术(如Chiplet异构集成)推动半导体性能持续突破,引领全球高端技术发展潮流。

四、我国电子信息制造业的发展方向

(一)突破上游技术瓶颈,夯实产业发展根基

针对半导体材料、设备及芯片设计等上游短板,建立“政产学研用”协同创新机制。设立国家级专项基金,引导耐心资本重点攻关高端光刻胶、EUV光刻机核心部件、国产EDA工具等“卡脖子”技术,支持沪硅产业、华懋科技等企业提升硅材料纯度与电子特气品质,推动显示材料领域的玻璃基板、OLED发光层材料国产化替代。引导企业与高校、科研院所共建创新平台,加速上游核心技术自主化,降低对美日欧供应链的依赖。

(二)推进中游技术迭代,巩固制造环节优势

在半导体制造、显示面板、PCB等中游领域深化技术升级。半导体制造端,优化28nm及以上成熟制程工艺,扩大中芯国际等企业产能;布局Chiplet等先进封装技术,提升芯片集成度与性能。显示面板领域,加大MiniLED、MicroLED技术研发投入,巩固京东方等企业在LCD市场的主导地位,同时突破大尺寸OLED量产技术,缩小与韩国企业的差距。PCB产业聚焦高频高速材料应用,支持深南电路、生益科技等企业开发数据中心、5G通信专用电路板,强化全球中游制造的核心地位。

(三)拓展下游应用场景,培育产业增长新极

围绕消费电子、新能源汽车、工业自动化等下游场景推动应用创新。消费电子领域,结合AI、AR/VR技术,开发高端智能手机、智能穿戴设备,支持华为、小米等品牌提升全球高端市场份额;新能源汽车电子方向,加速车规级芯片(如自动驾驶芯片、电池管理芯片)研发,推动比亚迪、宁德时代等企业构建“芯片+电池+整车”全链条生态。工业自动化领域,突破伺服电机核心算法、工业机器人控制器技术,推广“5G+工业互联网”应用,以场景创新拉动产业链上下游协同发展。

(四)优化产业集群生态,提升区域协同效能

强化长三角、珠三角等产业集群的差异化发展。长三角依托中芯国际、长电科技等企业,打造“芯片设计—制造—封测”一体化创新高地;珠三角借助华为、大疆等企业,构建“消费电子+AI+智能制造”产业生态;成渝地区深化电子信息与汽车产业融合,发展汽车电子特色集群。完善集群内公共技术平台、供应链对接机制,促进人才、技术、资金流动,提升集群整体抗风险能力与创新效率。

(五)深化全球合作布局,构建开放产业体系

在复杂国际环境下,坚持“双循环”发展策略。一方面,鼓励企业参与国际标准制定,拓展“一带一路”市场,在东南亚、欧洲等地布局海外工厂与研发中心;另一方面,积极引入全球优质资源,与国际企业开展技术合作(如联合研发半导体新材料),构建多元供应链体系。支持企业通过跨境并购、技术许可等方式获取先进技术,提升我国电子信息制造业在全球产业链中的话语权,实现开放型产业生态的可持续发展。

1本文“电子信息制造业”与国民经济行业分类中的“计算机、通信和其他电子设备制造业”为同一口径。

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