EN CN
注册

【存储器】莫大康:实现中国的存储器梦

来源:求是缘半导体联盟    原作者:莫大康    

中国半导体业正进入一个新时期,在大基金等国有资金为主推动下,加上科创板的支持,产业正从全方位向前推进,其中实现更多的IC国产化是“命门”,显然存储器成为一个让业界十分期待的目标。

据统计在中国境内DRAM消耗约3,000亿元及NAND闪存消耗约2,200亿元。假设这个数量级是基本正确,它表示什么?

据权威市场公司WSTS的秋季数据,2018年全球半导体市场4,687亿美元,总存储器的销售额达1,580亿美元,它预测2019年全球半导体市场下降12.1%,为4,090亿美元,其中存储器下降33%,为1,059亿美元,那么中国消耗存储器为5,200亿元,折算成743亿美元,即占2018年存储器的47%及2019年的70%,它表示全球的存储器近一半以上被中国市场消耗。

为了实现存储器的国产化,国内已经启动合肥长鑫及福建晋华的DRAM,以及武汉长江存储的3D NAND闪存生产,另有紫光的南京、成都等都已做好上马的准备。

按国内网站报导,长江存储已经开发出32层3D NAND闪存,2019年底月产能达20,000片,计划2020年开始64层3D NAND量产,月产能扩充至40,000片以上,到2023年时可能达到计划64层月产能100,000片,或者它的原计划300,000片。并在技术上进入128层256Gb的业界先进闪存产品行列。而合肥长鑫已经开发出19纳米的DRAM,月产能达20,000片,计划2020年底月产能扩充至40,000片,到2023年时达到计划月产能125,000片,技术上开始迈入17纳米。并已有报道长鑫将再建两个fab2和fab3。

中国已经启动存储器的布局,充分体现国家的决心与实力,然而全球存储器的格局是垄断的,按学习曲线的规律,中国必须循序渐进,国内业界曾提出初始目标要占全球市场份额的5%-10%。

5%-10%市场份额

从全球范围观察,在DRAM 领域,全球三大阵营的分布:三星市占率 46%、SK 海力士 29%、及美光 21%。而在NAND Flash 领域,全球六大阵营的分布:三星市占率 35%、东芝(更名为铠侠) 18.2%、WD/SanDisk 占 13.8%、美光 13.7%、SK 海力士 10.2%、英特尔 8.6%。

各家存储器的产能统计,由于渠道不一样,只能提供估值,依2018年底计,如全球DRAM的月产能约为110万片(12寸计),及NAND闪存约为150万片,其中三星可能分别是500,000片及480,000片。

根据三星目前128层3D NAND技术发展,以及工厂进度规划,预计2020上半年可能量产的是第六代128层V-NAND。SK海力士128层3D NAND也将在2020年进入投产阶段。至2019年底,全球NAND闪存依92/96层计,三星占它的销售额45%,东芝为50%,美光为35%及Hynix为25%。

当今的NAND Flash设计需要综合考虑层数、存储单元间距、单元厚度、功耗、整体性能、投资效益,还有量产的良率,及市场份额等诸多要素。

DRAM制程工艺进入20nm以后,由于制造难度越来越高,内存芯片制造厂商对工艺的定义已经不是具体的线宽,而是分成了1xnm、1ynm、1znm,大体来讲,1x-nm制程相当于16~19nm、1y-nm相当于14~16nm,而1z-nm则相当于12~14nm。业界也有讨论在1znm之后的可能进展。

据IT之家2019-10月7日消息,三星宣布成功开发出业界首个12层3D-TSV(直通硅通孔)技术。这是业界首个将3D TSV封装推进到12层的工艺,而此前最大仅为8层。

3D-TSV最多用在HBM显存上,这种技术通过芯片内部的打孔填充金属导电材料实现多层芯片互联,其速度更快,密度更高。三星此次公布的12层DRAM封装工艺需要在720微米厚的芯片上打超过60000个TSV孔,这些孔的尺寸仅为人头发丝的二十分之一。

全球存储器业总是周期性的起伏,也是对于存储器制造商的考验。据预测,其中33种IC产品类别中的26种将恢复增长,而增长前三类如下:2020年NAND Flash将增长19%,汽车电子13%及DRAM 12%。

5%-10%的市场份额,它表示中国存储器业(包括DRAM,NAND,NOR,新兴存储器)的销售额已经总计达到50-100亿美元以上,同时迈出中国半导体业中IDM产品的关键一步。

结语

由于中国存储器厂商几乎都是“新进者”,面临的困难可能更多,尤其是美国的“长臂管辖清单”,它随时可能改变,其影响如同对“晋华”一样,不可小视。

在这样的现实情况下,中国存储器制造商既要提前做出“预案”,认真对待,不丧失信心,可能最妥善的策略是把目前的工作做得更加扎实与仔细。

技术上推进是关键,它是基础,然而产能扩充的步伐要大胆加快,因为至少在下个下降周期中可能占到先机,它也是无法用完全市场化策略来解释。

尽管初始目标是5%-10%的市场份额,但是它的作用不可小视,表明中国存储器业完成初步立足,开始有话语权。如果依2017年计始,估计可能要花5-10年时间,并且要准备随时迎接各种干扰的到来。

中国存储器业一定能立足下来,无非是花的时间短,或者长些,要认识到存储器业是个拼生产线管理及能持续投资的产业。回顾中国台湾地区之前曾投入400亿美元,试图找立足点,结果也不尽如人意,据台湾人士讲主要是资金不足,而中国此次存储器的突破,似乎资金不成问题,但是缺乏月产能100,000片以上大生产线的管理经验。

显然生产线的产能爬坡速度是个“坎”,它不完全是由资金决定,与技术能力,生产线的良率,芯片价格及外来干扰因素等相关,在思想认识上要有充分的准备。

按我的初浅认识,实现中国的存储器梦,以下两条是关键:

持续投资,扩大产能,降低制造成本,所以生产线应该尽可能集中

沉着应对来自各方面的“干扰”,包括“长臂管辖清单”,专利及价格战

事在人为,实现中国存储器梦是肯定有必要及可能,在此点上连部分西方人士也表示认可。

图片声明:封面图片来源于正版图片库:拍信网

如需获取更多资讯,请关注全球半导体观察官网(www.dramx.com)或搜索微信公众账号(全球半导体观察)。