你一定要知道的存儲器發展史

發表時間: 2018-04-05 15:00:58

作者: 浙江創皓電子科技有限公司

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近日,國家質量監督檢驗檢疫總局、國家標準化管理委員會批準《半導體集成電路電壓調整器測試方法》等 20 項國家標準,并予以公布。據悉,這 20 項標準將于 2018 年 8 月 1 日實施。


其中,北京兆易創新科技股份有限公司(以下簡稱“兆易創新”)的兩項標準也包含在內。2015 年 9 月,兆易創新提出的“串行 NAND 型快閃存儲器接口規范”和“串行 NOR 型快閃存儲器接口規范”立項申請獲得工信部審批。2016 年 1 月,兆易創新將完成的標準征求意見稿提交至電子工業部標準化研究所。


 NAND Flash 方面,兆易創新于 2012 年底創新的推出全球第一顆高性能、低成本的 SPI 接口 NAND Flash,并制定了自己的企業標準。由于此產品相比傳統的并行 NAND Fash 具備成本低、易集成、性能高和兼容性好的特點,在市場上取得了良好反響,眾多系統廠商如國內華為海思、中興、展訊、RDA 以及全球 Broadcom、Marvel、MTK、Mstar 等主芯片很快大量采用。


在 NOR Flash 方面,兆易創新專注于 Flash 技術以及產品的開發,在細分領域不斷推出最具全球競爭力的產品。目前已經成為 SPI 接口 NOR Flash 領域的領先廠商之一,市場份額達到國內第一、全球第三,客戶包括Intel、Samsung、Toshiba、華為、聯想和中興等國內外大廠。 


NOR Flash和NAND Flash作為存儲的兩大細分領域(另外還有DRAM),目前發展形勢一直受到業界人士關注。


全球存儲發展史


存儲器,是半導體行業三大支柱之一。2016年全球半導體市場規模為3400億美金,存儲器就占了768億美元。對于你身邊的手機、平板、PC、筆記本等所有電子產品來說,存儲器就類似于鋼鐵之于現代工業,是名副其實的電子行業“原材料”。如果再將存儲器細分,又可分為DRAM、NAND Flash和Nor Flash三種,其中DRAM主要用來做PC機內存(如DDR)和手機內存(如LPDDR),兩者各占三成。


DRAM領域經過幾十年的周期循環,玩家從80年代的40~50家,逐漸減少到了08年金融危機之前的五家,分別是:三星(韓)、SK海力士(韓)、奇夢達(德)、鎂光(美)和爾必達(日),五家公司基本控制了全球DRAM供給,終端產品廠商如金士頓,幾乎沒有DRAM生產能力,都要向它們采購原材料。


其中三星充分利用了存儲器行業的強周期特點,依靠政府的輸血,在價格下跌、生產過剩、其他企業削減投資的時候,逆勢瘋狂擴產,通過大規模生產進一步下殺產品價格,從而逼競爭對手退出市場甚至直接破產,世人稱之為“反周期定律”。在存儲器這個領域,三星一共祭出過三次“反周期定律”,前兩次分別發生在80年代中期和90年代初,讓三星從零開始,做到了存儲器老大的位置。但三星顯然覺得玩的還不夠大,于是在2008年金融危機前后,第三次舉起了“反周期”屠刀。


2007 年初,微軟推出了狂吃內存的Vista操作系統,DRAM廠商判斷內存需求會大增,于是紛紛上產能,結果Vista 銷量不及預期,DRAM 供過于求價格狂跌,加上08 年金融危機的雪上加霜,DRAM 顆粒價格從2.25 美金雪崩至0.31 美金。就在此時,三星做出令人瞠目結舌的動作:將2007 年三星電子總利潤的118%投入DRAM 擴張業務,故意加劇行業虧損,給艱難度日的對手們,加上最后一根稻草。


于是,DRAM價格一路飛流直下,08年中跌破了現金成本,08年底更是跌破了材料成本。2009年初,第三名德系廠商奇夢達首先撐不住,宣布破產,歐洲大陸的內存玩家就此消失。2012年初,第五名爾必達宣布破產,曾經占據DRAM市場50%以上份額的日本,也輸掉了最后一張牌。


至此,DRAM領域最終只剩三個玩家:三星、海力士和鎂光。爾必達破產后的爛攤子,在2013年被換了新CEO的鎂光以20多億美金的價格打包收走。20億美金實在是個跳樓價,5年之后,鎂光市值從不到100億美元漲到460億,20億美元差不多是它市值一天的振幅。


除了DRAM之外,存儲器另外一個領域NAND Flash,也面臨類似的情況。NAND Flash市場的玩家,有三星、東芝/閃迪、美光、SK 海力士,四家總共占市場99%份額。相比DRAM市場,多了一個東芝/閃迪。NAND Flash主要用在兩個領域,一個是手機的閃存,另外一個是固態硬盤SSD。


Nor Flash市場比較特別,雖然價格也在漲,但邏輯卻不太一樣。在功能機時代,手機對內存的要求不高,NOR Flash憑借著NOR+PSRAM的XiP架構,得到廣泛應用。但到了智能機時代,大量吃內存的APP涌現,NOR的容量小成本高的缺點就暴露無疑,逐漸被NAND給取代,市場不斷萎縮,三星、鎂光、Cypress等公司都逐步退出NOR市場。


但就在各大廠商關停NOR產線的同時,NOR卻迎來了第二春。最主要的是AMOLED屏幕需要帶一塊NOR Flash來做電學補償,AMOLED顯示屏的滲透率正在加速,尤其是蘋果采用了之后,所以NOR的需求就一下子被帶動起來。市場的NOR供應有限,導致另外一批廠商,如臺灣的旺宏、華邦,以及大A股的明星兆易創新迅速崛起。


中國存儲產業近況


近兩年來存儲行業的強勢價格走勢,已經極大地影響了國內智能手機產業乃至整個 IC 芯片行業的發展。現在不論是資本方、產業鏈還是終端的消費者,對內存相關的消息都異常地敏感和警惕。


就存儲器產業而言,要能成為國際市場中擁有影響力的廠商,尖端技術、知識產權和大規模量產能力是必要條件。而這些必要條件的建立可能需要數十年的時間。由此可見,存儲器產業的進入門檻相當高,目前中國內存芯片制造商對美光、 三星及 SK 海力士等主要廠商尚不構成威脅。


在移動終端設備中,NAND Flash 是必不可少的組件之一,而且也是最昂貴的組件之一。舉個例子來說,蘋果新推出的 iPhone X 具有 64G 和 256G 兩個版本,而中國地區的售價分別高達人民幣 8388 元、9688元。


一直以來,蘋果主要從日本東芝、美國西部數據、韓國SK海力士和三星電子等頂級內存芯片廠商那里為 iPhone 采購 NAND Flash 芯片。據研究公司 CINNO 的分析師 Sean Yang 表示,蘋果是全球最大的 NAND Flash 芯片客戶,2017年蘋果的總需求達到 1.6 億片,占全球需求的 15%。


前段時間,據日本經濟新聞此前報道透露,蘋果正與清華紫光集團旗下的長江存儲科技公司就 NAND Flash 采購進行協商。長江存儲被視為中國在存儲領域趕超并挑戰諸如三星電子、東芝、SK海力士、美光和英特爾等市場領導者的希望。


據了解,長江存儲于2016年7月26日在武漢新芯集成電路制造有限公司的基礎上正式成立,公司主要股東包括中國集成電路產業投資基金和紫光集團、湖北政府等,目前為清華紫光集團的子公司。設計的 NAND Flash 產品以為 32 層為主。


長江存儲的首個 NAND Flash 生產線位于武漢市,一期投資 240 億美元,占地面積 1968 畝,包含 3 座全球單座潔凈面積最大的 3D NAND Flash 生產廠房。據悉,一號生產及動力廠房已經在2017年9月封頂。目前正在進行廠內潔凈室裝修和空調、消防等系統安裝,預計2018年4月搬入機臺設備,力爭第三季度量產。


除了武漢長江存儲的32層3DNAND閃存值得關注,福建晉華的32納米DRAM利基型產品,以及合肥長鑫(睿力)的19納米DRAM也正在發力。


福建晉華專注利基型內存的開發,主攻消費型電子市場,有望憑借著中國本有的龐大內需市場壯大自身產能,甚至在補貼政策下,預估最快2018年底可能將影響國際大廠在中國市場的銷售策略,并且有機會取得技術IP走向國際市場。


合肥長鑫直搗國際大廠最核心的移動式內存產品。中國品牌手機出貨已占全球逾四成,倘若LPDDR4能順利量產并配合補貼政策,中國政府進口取代的策略即可完成部分階段性任務。


國產存儲器想要真正逆襲,依然面臨諸多挑戰,一個是技術差距,另一個是制作水平的薄弱。2018將成為中國存儲器發展的關鍵年,希望在強有力的政策支持下,加上國內廠商的不懈努力,中國存儲器能在不久的將來真正引領世界。



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