三星正在瘋狂“囤積”,長江存儲卻再受打擊,國產存儲芯片如何邁過“冬天”?
美國存儲器大廠美光近來財測嚴峻,并警告市場需求萎縮,這讓另一巨頭三星電子的動向備受矚目。韓媒分析認為,三星不太可能追隨包括美光科技和SK海力士在內的同行的腳步,縮減產量,并對資本支出前景持謹慎態(tài)度。
消息人士指出,三星過去會在其他內存芯片制造商爭保持價格穩(wěn)定時大幅降價。
根據BusinessKorea最近的一份報告,三星將在平澤的P3建立新的DRAM和半導體代工生產線,并計劃安裝10套極紫外(EUV)光刻設備。該報告沒有引用其來源?!俄n國經濟日報》27日報道,三星最近曾向營建關系企業(yè)三星重工、三星工程下達價值1萬億韓元(7.886億美元)的訂單,打造廠房及電力設施。
披露第三季度財務業(yè)績時,三星估計其今年的資本支出約為54萬億韓元(425億美元),其中包括分配給公司設備解決方案(DS)部門的47.7萬億韓元。三星補充說,其內存資本支出將專注于P3和P4基礎設施,以及EUV等先進技術。
三星或推出高端存儲芯片租賃服務
韓國媒體報道稱,三星電子計劃考慮推出新的商業(yè)模式,高端存儲芯片租賃服務,尋求在價格轉為波動時也能確保穩(wěn)定銷售及收益流。
報道指出,消息人士稱,三星電子近期將“存儲即服務”(memory as a service,MaaS)敲定為新業(yè)務,并正在制定實施計劃。三星計劃將用于高性能計算的存儲半導體借給谷歌等云服務公司,并收取租賃費用。三星電子希望新業(yè)務能占其動態(tài)隨機存取存儲器(DRAM)整體銷售收入的至少10%。
具體而言,在新的商業(yè)模式下,三星計劃將下一代CXL DRAM封裝和稱為SSD的數據存儲設備等用于高性能計算 (HPC) 的存儲器半導體借給包括谷歌在內的云服務公司,并從他們那里收取租金。通過以預先設定的合同價格達成交易,同時在此類芯片的整個生命周期內獲得系統(tǒng)管理服務,客戶將能夠降低與芯片采購相關的成本。
報道指出,對于三星而言,MaaS業(yè)務將確保三星穩(wěn)定的銷售和收益流,尤其是當芯片價格在行業(yè)下行周期中大幅下跌時。
眾所周知,當前,全球存儲產業(yè)正處于行業(yè)下行周期,存儲器價格持續(xù)下跌,據市場研究機構TrendForce集邦咨詢此前預計,第四季NAND Flash和DRAM價格跌幅將分別擴大至15~20%以及13~18%。
三星在存儲和晶圓代工領域全速進擊
三星在其最近的內存技術日會議上,介紹了其DRAM和NAND業(yè)務的先進發(fā)展。
下圖顯示了三星到2030年的DRAM路線圖。為了推進10納米范圍以外的微縮,三星正在開發(fā)圖案、材料和架構方面不斷進行突破。即將推出的DRAM解決方案包括32Gb DDR5 DRAM、8.5Gbps LPDDR5X DRAM和36Gbps GDDR7 DRAM。三星還談到了 HBM-PIM、AXDIMM和CXL等定制DRAM解決方案。三星計劃到 2030 年實現(xiàn)亞納米DRAM。
在NAND領域,NAND制造商一直在增加垂直層數方面進行激烈競爭。SK海力士和美光都推出了200多層NAND技術,不過三星的看法是“重要的不是層數,而是生產力,并且專注于提供具有價格競爭力的更好解決方案?!?/span>
三星已經生產到了第八代V-NAND產品,層數大約是230層。三星表示,其第9代V-NAND正在研發(fā)中,預計2024年量產。到 2030 年,三星相信他們將在其 V-NAND 產品中創(chuàng)建超過1,000層。
在三星晶圓論壇上,三星很自豪的表示,他們是第一家采用SF3E GAA 工藝開始量產3nm產品的半導體制造商。三星還稱這些晶體管為 MBCFET(MBC 代表多橋通道)。5nm和4nm的FinFET工藝還在持續(xù)發(fā)展(綠色部分);GAA節(jié)點從現(xiàn)在的3nm SF3E開始,到2025年達到2nm,2027年達到1.4nm??梢钥闯觯窃谙冗M制程上的發(fā)展很激進,超越臺積電,是三星長久以來的目標。
要實現(xiàn)摩爾定律的繼續(xù)演進,還需要先進封裝技術的支持,三星在2020年8月公布了名為“X-Cube”的3D封裝技術,并表示該技術已成功試產,可用于制造7nm和 5nm芯片。三星的封裝技術涵蓋基于中介層的解決方案 (I-Cube)、混合解決方案 (H-Cube) 以及帶或不帶凸塊的垂直芯片集成 (X-Cube)。
國產存儲芯片再次遭遇打壓
美東時間周四(12月15日),美國政府將長江存儲、寒武紀、上海微電子裝備等在內的36家中國科技公司列入了“實體清單”,以期進一步阻撓和打壓中國科技行業(yè)的發(fā)展。
長江存儲是2016年7月在中國武漢成立,是一家專注于3D NAND閃存芯片設計、生產和銷售的IDM存儲器公司,同時也是國內存儲行業(yè)的龍頭企業(yè)。
在2021年全球集成電路產品的細分市場中,存儲芯片以35%的市場份額位居第一,其次是邏輯芯片(32%)、微處理器(17%)和模擬芯片(16%)。其中存儲芯片分類包括內存和閃存,通常說的內存是指DRAM,閃存包括NAND FLASH 和NOR FLASH,其中長江存儲生產的就是NAND FLASH。
存儲市場的規(guī)模有多大?我們從2020年中國芯片進口的數據,就可以略知一二。
2020年,我國花了24000多億人民幣進口芯片。其中,有大概7000億元是用來進口存儲芯片的。在這些存儲芯片中,有大概1300億元屬于NAND FLASH。而這1300億絕大多數都是被韓美日三國所占有,比如韓國三星,它在NAND FLASH和DRAM市場均占據優(yōu)勢的市場份額,一度達到38%。之前我們造不出來內存芯片,不得不長期依賴進口,人家說什么就是什么,給你開個天價也只能捏著鼻子接受。
但自從長江存儲誕生后,這種情況就發(fā)生了巨變。
根據Trendforce對銷售數據的計算,2021年,長江存儲在全球的市占率達到3.4%。并以此預計,長江存儲的市占率在2022年可能會達到7%。雖然離三星還有一定的距離,但長江存儲在2016年才成立,可以說完全從零開始,能達到不到5%的市占率已經非常厲害了。
從技術方面來講,長江存儲有兩大核心技術,一個是Xtacking技術,另一個是3D堆疊工藝平臺。
先說說Xtacking技術,這是長江存儲基于傳統(tǒng)的NAND技術進行的一種突破性的創(chuàng)新,是完全自主可控的技術,具有自主知識產權。這種技術簡單來說,就是在指甲蓋大小的面積上實現(xiàn)數百萬根金屬通道的連接,合二為一成為一個整體,擁有與同一片晶圓上加工無異的優(yōu)質可靠性表現(xiàn)。這項技術為未來3D NAND帶來更多的技術優(yōu)勢和無限的發(fā)展可能,如今Xtacking技術已經到了2.0了 。
而這將會帶來更快的傳輸速度和更高的存儲密度,比如曾經一個采用Xtacking 2.0的測試芯片,讀取速度達到了7500 MB/s,寫入速度也高達5500 MB/s,這對消費端用戶來說,絕對是好事一樁。
而3D堆疊工藝平臺也是具有創(chuàng)新性的,而且這項技術不僅可以用于NAND領域,在DRAM、CMOS、邏輯等很多領域也會有很好的運用。
2017年,長江存儲做出了中國首款32層3D NAND,終結了存儲巨頭們長達數十年的技術壟斷。
2018年,長江存儲發(fā)布了業(yè)界首創(chuàng)的Xtacking技術,實現(xiàn)了讀取速度和存儲密度的雙重大幅提升。
尤其是前不久,長江存儲實現(xiàn)了232層3D NAND閃存的量產準備,擊敗了在這一行業(yè)中根深蒂固的玩家Kioxia、美光科技、三星電子和SK海力士,率先實現(xiàn)了200層以上NAND的生產成就,這標志著中國在存儲芯片技術上已取得領先優(yōu)勢。
換句話說,長江存儲用了5年左右的時間,已經趕超國外一些先進大廠,說咱們已經實現(xiàn)彎道超車,一點問題沒有。
中國大陸存儲芯片產業(yè)如何走出至暗時刻
美國政府將蘋果采購長江存儲的3D NAND閃存芯片提高至國家安全問題,如果長江存儲和合肥長鑫真的就此發(fā)展停滯甚至倒下,那么我國的信息安全如何得到保障?我國供應鏈穩(wěn)定不被隨時“卡脖子”如何保障?未來產業(yè)鏈的可持續(xù)發(fā)展如何保障?
1986年日本廠商在全球半導體市場所占份額超過50%,在世界DRAM市場所占的份額達到了80%。但由于未能把握消費級PC時代,加上美國通過廣場協(xié)議以及日美半導體協(xié)定的限制和韓國的強勢沖擊,日本半導體產業(yè)獲利能力下降,市占份額急速下滑,走向了衰敗的開始,今天日本半導體廠商在全球半導體市場所占份額僅僅約10%。
目前,在美國無底線的行動下,中國大陸集成電路產業(yè)發(fā)展的良好形勢沒有最壞,只有更壞。中國大陸存儲芯片產業(yè)已經乃至中國大陸芯片產業(yè)已經面臨至暗時刻,我們如何才能吸取他人的經驗教訓,不重蹈覆轍?
面對外部復雜的環(huán)境,我們絕對不能放松警惕。我們要拋棄一切幻想,行動起來,以更加開放的態(tài)度繼續(xù)促進跨全球供應鏈的合作。同時企業(yè)自身繼續(xù)頑強拼搏,政府要引導產業(yè)鏈上下游加強聯(lián)動,保護好中國大陸芯片產業(yè)鏈的基本面。
為此必須實施技術創(chuàng)新、自主研發(fā)、自主生產的國家戰(zhàn)略。對此我們仍要不斷堅持產業(yè)升級,不能因為限制而放棄發(fā)展;不斷提升研發(fā)投入,攻克“卡脖子”技術,早日走出一條自立自強的發(fā)展道路。
在戰(zhàn)略層面,要中央統(tǒng)籌,整合各方資源。首先大力招募高端技術人才,通過技術引進+自主開發(fā),在引進、吸收現(xiàn)有的成熟技術基礎上,集成創(chuàng)新實現(xiàn)自主開發(fā),逐步追趕先進工藝,直到超越;其次積極布局新型存儲器技術研究和開發(fā),對目前的幾個新技術包括RRAM、MRAM、PRAM等均應投入資金和人才研究,而不要停留在討論那種技術未來可能勝出。只要能量產,總有用武之地。
在政策方面,由政府引導積極推進國產化戰(zhàn)略,加大信息產業(yè)整機和芯片的國產化率,真正實現(xiàn)安全可控。通過稅收調控,引導和鼓勵存儲器產業(yè)的投融資,構建良好的產業(yè)環(huán)境。
在資金層面,必需堅持持續(xù)、長期、大量的投資。如果我國定位于超越第一集團,扮演市場的領導者角色,需要達到30%左右的市場份額??紤]現(xiàn)有技術的授權和吸收,生產技術的更新?lián)Q代,新技術的研究和開發(fā),總投資應該是1萬億元甚至更多,并且這個投資是連續(xù)的、長期的。
在市場方面,國內的市場非常巨大,每年本地市場最少要消耗近1000億美元的存儲芯片。在如此巨大的市場推動下,能更好的發(fā)揮上下游的優(yōu)勢,改變目前存儲芯片國外壟斷造成的被動局面。
不要以為美國還給一口氣讓我們發(fā)展成熟工藝,在中國存儲的生死存亡的關鍵時刻,我們更要摒棄幻想,精誠團結,沉下心來,加強自主研發(fā),走出一條中國自主的存儲芯片發(fā)展之路。
