中国存储双子星内存、闪存双双突破,中国手机将摆脱进口内存制约

2020-05-29 03:02
北京

存储分为DRAM(内存芯片)和 NAND (闪存芯片),拿手机举例,一部入门版的iPhone 11就配置了4GB DRAM(运行内存)和 64 GB NAND(闪存)。

存储芯片

存储芯片相对CPU而言技术难度相对小一些,关键在于通过工艺设计和流程优化,从而带来生产的效率提升,然后建立成本优势。由于内存生产的高度自动化,所需要的工人并不多,因此人力的低成本并不会带来明显优势。

因此,不同于手机处理设计和代工分离的模式,存储芯片往往采用IDM模式,即设计、制造一体化。国际巨头存储三星、海力士、美光都是如此。

芯片市场是三星、海力士、美光的天下

目前,无论是DRAM还是NAND,国内产品的市场占有率都被列为其它,而其它的总占比也没有超过3%。

记得2016年三星手机电池门刚出现的时候,三星手机大量的市场份额被华为手机取代,但是三星仅仅简单地将内存涨价,就将三星手机当年丢失的利润全部弥补了回来,并且使华为损失惨重,仅仅内存一项就使华为损失了至少4亿美元,可见存储芯片对半导体行业的重要性。

三星手机电池门

为了改变中国存储长期依赖国外厂家的现状,两组双子星战队正在寻求突破:"合肥长鑫+兆易创新"挑战DRAM领域,"长江存储+紫光集团"挑战NAND领域。

合肥长鑫+兆易创新突破DRAM

合肥长鑫的牵头人是前中芯国际CEO王宁国,他在中芯国际就职时就主导过代工DRAM,市场份额一度高达30%。但随着技术授权方奇梦达的破产,以及台积电的诉讼影响,2009年不得不宣布退出DRAM市场。2016年,王宁国来到合肥,并在合肥政府的支持下,重启了DRAM。

合肥长鑫

合肥长鑫的投资规划大约1500亿,主要资金来源是合肥城投。有钱、有人的合肥长鑫,还需要技术。而兆易创新正好映入眼帘。兆易创新主要产品是小众的存储芯片Nor Flash,技术还是有的。它曾试图收购世界第八大DRAM 商ISSI,但被外部阻挠未成。因此,在做大DRAM的梦想支持下,合肥长鑫和兆易创新在2017年正式牵手。

兆易创新

而在兆易创新的技术之外,合肥长鑫还挖到了一份宝藏。已经破产的DRAM龙头奇梦达,其专利几经辗转后卖给了合肥长鑫,这其中包含一千多万份有关DRAM的技术文件及2.8TB数据。这既是长鑫研发最基本的技术来源,也规避了以后遭遇美光等国际巨头的专利战。

2018年,王宁国辞职,CEO的大棒交给了兆易创新的CEO朱一明。两代半导体人,至此完成了交接。2019年10月,合肥长鑫发布了量产的19nm工艺、8GB DDR4规格内存条,在B站等数码测评区引起了一番好评。

而产能方面,长鑫第一期投资约为72亿美元,预计满载产能有12.5万片晶圆/月。尽管离三星等巨头单月130万片的产量,还有较大差距,但能有突破,实属不易。

长江存储+紫光集团突破NAND

NAND领域也被三星、东芝、美光公司占领了绝大部分市场。

在2015年时,紫光集团希望采用"买买买"的模式,介入NAND:入股全球第二大硬盘生产商西部数据15%股份、160亿收购台湾三家封装测试厂商,甚至对美国仅存的存储公司美光,提出了230亿美金的收购计划。

紫光集团向收购美光半导体

这个金额是此前中美最大并购案的三倍,震惊全美,WSJ更是直接评论:收购美光,这是中国日益增长的超越组装电子产品、成为真正科技大国雄心的直接体现。

紫光的梦很大,但碎得也很快。这些收购计划先后遭遇美国、台湾相关监管机构的否决。买不到,就只能自己下场干了。

2016年12月,紫光集团与半导体大基金、湖北国芯和湖北省科投共同出资386亿元设立了长江控股,紫光控股约51%。

长江存储成立

钱有了,但技术追赶却并不容易,频频遭遇研发一代落后两代的窘境。

比如长江存储成立7个月后,32层3D NAND测试芯片设计完成。但是,一个月前,三星64层3D NAND就已经官宣量产了。第二年,长江存储实现了64层NAND的流片,但是就在一个月前,三星的96层又实现了量产。

64层3D NAND

总在屁股后面跟着跑,显然是没指望的。于是,长江存储做出了个大胆决定:制造工艺跳过32层,直接量产64层;设计跳过96层,直接设计128层。

跨越式的贴身追赶,不管是赔是赚,总有还有些市场和机会。那么,长江存储的64层产品,即使是在2020年量产,也是落后三星2年的产品,还能有机会吗?

机会还真的出现了。

由于各个NAND巨头在2018年的64层 NAND上投入了太多资本金扩产,导致芯片价格在2019年大幅下跌,行业运营利润也从2018年的接近40%直接跌到了0,这逼迫各方都决定收手:削减2019年资本开支,并降低了2020年的新增产能预期。

投资过大过快会导致供大于求影响行业利润

2020年是5G建设大年,5G手机要存储芯片,服务器也要存储芯片,一个新的存储芯片需求周期,已经呼之欲出。 因此,供给减弱,需求启动,长江存储的64层产品,虽然落后一代,但是也能有个市场,不至于出师未捷先亏损。有个利润安全垫,才好更放心地跨代开发下一代产品。

因此,可以说,2020年,长江存储就是在跟时间赛跑。一旦抓住顺周期量产,就能自顾自的跑起来,否则,各大巨头掀起新一轮扩产跟进,又会面临价格压制。

然后好消息终于来了,就在今年4月,长江存储宣布128层研发成功、通过客户验证。如果进展顺利,到2020年底,长江存储产能有望扩产至7万片/月,接近英特尔的水平。

在共计540亿美金的资金支持下,合肥长鑫、长江存储总算让中国存储看到了希望。而作为后来追赶者,这些钱、这些成就都还是不足以松懈的。追平国际顶尖工艺以后,还要通过高质量、低成本的产品,争取拿下尽量多的市场份额,以便产生足够的收入,保证后续工艺的持续开发和进步。

总之,通过双子星的不断努力,中国终于在2020前后实现了DRAM和NAND的双突破,世界存储市场迎来了中国这个重量级玩家,中国手机品牌也将逐步摆脱国外内存的控制。

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原标题:《中国存储双子星内存、闪存双双突破,中国手机将摆脱进口内存制约》

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