我终于能买到国产内存条了?
原创2020-02-28 07:30

我终于能买到国产内存条了?

出品:虎嗅科技组

作者:古泉君


回想一下,2017~2018 年,什么理财产品最火爆?


答案是内存条,一年时间,小小的内存条价格翻了 3 倍,还经常买不到。


内存(DRAM)即动态随机存取存储器,是半导体行业中体量最大的一块,无论是手机、PC 还是服务器,都需要 DRAM 作为数据传输的通道。


如果说处理器等领域,中国在半导体行业还有些存在感,那么存储市场就几乎为零了。现在,一家中国厂商,发布了第一颗 DDR4 规格的内存条。

 

“砸“出来的突破

 

长江存储、合肥长鑫与福建晋华,是中国较为突出的三家存储芯片企业,长江存储主攻 NAND 也就是闪存,长鑫与晋华则是 DRAM(动态随机存取存储器)也就是我们平时所说的内存条。

 

2 月 26 日,长鑫存储正式发布了其 DDR4、LPDDR4X 内存芯片,以及 DDR4 内存条、几款产品均符合国际通行标准规范。

 

此次长鑫推出的内存芯片,主要用于主流 PC 市场,规格方面,长鑫 DDR4 内存芯片有两款可以选择, 单颗容量为 8GB(1GB),频率 2666 MHz,电压 1.2V,工作温度 0℃ 至 95℃,提供 78ball、96ball FBGA 两种封装样式。

 


LPDDR4X内存芯片在规格方面单颗容量 2GB、4GB,频率 3733MHz,电压 1.8V、1.1V、0.6V,工作温度 -30℃ 至 85℃,200ball FBGA 封装。



除了芯片以外,长鑫还推出了成品内存条,采用自家的原厂内存颗粒,容量为 8GB,DDR4,频率为2666 Hz。

 


当然,这还不意味着你马上就能买到国产的内存条,目前产品还未上架,长鑫已开始接受上述产品的技术和销售咨询,预计近期上市。

 

尽管在行业研发上 DDR4 不算是最先进的技术,但是在消费市场,DDR4 内存还是主流,频率上也处在平均水准。

 

合肥长鑫于 2016 年由兆易创新、中芯国际前 CEO 王宁国与合肥产投签订协议成立,主要股东为合肥市政府与北京兆易创新,目前,长鑫存储员工总数超过 2700 人,技术人员超过 500 人。CEO 朱一明也是兆易创新的创始人,后者是全球最大的 NOR Flash 供应商。

 

长鑫的建立和规划,是半导体行业典型的“举国体制”。


2017 年 9 月, 国家集成电路产业投资基金一期宣布入股国产存储芯片厂商兆易创新,取得约 11% 股权,成为了其第二大股东。

 


次月,兆易创新发布公告,宣布与合肥产投签署合作协议,研发 19 nm 制程的12 英寸晶圆 DRAM,预算为人民币 180 亿元,兆易创新出资20%,预计在 2018 年底前研发成功,实现产品良率不低于 10%。

 

最终 19 nm 姗姗来迟。2019 年,在安徽合肥召开的 2019 世界制造业大会上,总投资约 1500 亿元的长鑫存储内存芯片自主制造项目宣布投产,整个制造基地项目总投资超过 2200 亿元,长鑫也正式宣布自主研发的基于 19nm 工艺制造的 8Gb DDR4 芯片正式量产。

 

2019 年 12 月,长鑫存储技术有限公司公布其最新的 DRAM 技术路线图,将采用19nm工艺生产4Gb和 8Gb DDR4,目标在2020年一季度实现商业化生产。目前长鑫月产能约为2万片。另外,长鑫存储计划再建两座DRAM晶圆厂。

 

韩国半导体在各种超大规模的投资和收购中逐渐成长,我国的半导体行业也走在这样的路上。


靠“买买买”追赶技术的长鑫


目前,全球 DRAM 市场基本上被美韩瓜分,三星、SK 海力士、美光的全球市场份额合计在 95% 左右,而中国庞大的需求,只能依赖进口解决。


数据显示,从 2008 年开始,我国集成电路进口额超过原油,连续 11 年成为我国第一大宗的进口商品;2019 年1~9 月存储芯片进口量为 2.5 亿台,累计增长 9.5%,进口金额为 1139 亿元,累计增长4%。

 

2018 年内存条成为理财产品的情景还历历在目,要想稳定市场价格,打破垄断,就需要国产存储器厂商们提升技术实力。

 

但是,半导体行业后来者入局难,除了需要投入高额的研发费用以外,专利也是关键的门槛。行业巨头完全可以通过专利来打击那些新入局的玩家,毕竟大量的专利掌握在大公司手里。


福建晋华就因为专利问题吃了大亏,不仅被禁售,DRAM 的研发计划也被叫停。

 

而长鑫最关键的一波操作,是 2019 年,吃下了已经破产的原欧洲存储芯片巨头奇梦达的大量专利。

 

2019 年 5 月,长鑫 CEO 朱一明在演讲中第一次披露了公司的专利情况,他表示长鑫从已经破产的奇梦达处获得了大量专利,并且在这个基础上进行了创新,专利申请数量达到了 16000 个,还有1000多万份、约 2.8TB 有关 DRAM 的技术文件。

 

2019 年底,长鑫又宣布其与 WiLAN Inc. 合资子公司 Polaris Innovations Limited 有关达成专利许可协议和专利采购协议。


依据专利许可协议,长鑫存储从 Polaris 获得奇梦达(Qimonda)大量DRAM 技术专利的实施许可,包括与 DRAM、FLASH 存储器、半导体工艺、半导体制造、光刻(lithography)、封装、半导体电路和存储器接口(Memory Interfaces)相关的技术,其中包括约 5000 种美国专利和申请。

 

专利不仅仅是为了提升技术实力,更是为了绕过专利的封锁围堵。


当然,我国半导体行业依然是处在追赶阶段。目前,长鑫存储把将奇梦达的 46nm 工艺改进到了 10nm 级别,但制程也有高低之分。


如果用制程节点表示,1x nm制程相当于 16~19 nm,1y nm制程相当于 14~16nm ,1z nm制程相当于 12~14nm,此外行业还规划了 1α、1β 和 1γ 节点。

 

其中,长鑫的 10nm 存储芯片属于第一代的 1x nm,而美光与 SK 海力士已经开始量产第二代 1y nm制程。今年初的 CES 上,美光就展示了基于 1y nm的 12G LPDDR5 内存,由小米 10 首发,同时美光也表示今年晚些时候会推出 1z nm 级的产品。

 

而三星电子则是正式宣布已开始量产用于旗舰级手机的 16GB LPDDR5 内存,还计划在今年下半年量产基于 10nm 级(1z)处理技术的16GB LPDDR5内存。

 

除了制程以外,产能也需要提升。


长鑫第一期投资约为 72 亿美元,预计产能就有 12.5 万片晶圆/月。当然这是理想结果,长鑫预计 2019 年底能达到 4 万片晶圆/月,达到全球产能的 3%。作为对比,三星等巨头单月产量能达到 130 万片,还有较大差距。


2020 年,回暖的存储市场


DRAM 是计算设备的核心组件之一,由于庞大的需求量,DRAM 一直是半导体行业出货的主力军。


IC Insights 《2020~2024年全球晶圆产能报告》显示,DRAM 在 2019 年预期销售金额将下降 38%,但仍将成为所有半导体产品中销售金额最大的产品,占总半导体销售总金额 17%,市场将达 620 亿美元规模。


销售额下降主要是因为 2018 年价格的飞涨,这一年也是自 1990 年以来,DRAM 销售额首次超过微处理器(MPU)的总销售额。


2018 年前后热炒内存,是由于上游闪存颗粒严重缺货,导致存储芯片难产,价格因此疯涨。而厂商们嗅到了商机,因此开始扩充产能,以填补市场空缺。


但随后市场开始低迷,产能过剩,存储芯片价格又开始走跌。


目前,市场开始稳定下来,一些机构预热今年市场将回温。IC Insights 的报告就指出,部分存储芯片厂重启产能扩充计划,预计 2020 年及 2021 年全球新增晶圆产能将大幅增加,进入高速扩张期。

 

任天堂、索尼、华为、苹果存储芯片的主要供应商台湾旺宏电子(Macronix)也预测,2020 年存储芯片价格将反弹,市场需求也将稳定复苏。 


除了价格周期以外,技术的更新换代也将到来。


回顾历史,2000 年推出了 DDR,2003 年DDR2,2007 年 DDR3,2014 年 DDR4。按照规划,2020 年开始 DDR5 会逐渐走入消费市场,首先是移动设备,然后是 PC。

 

此外,5G 和云的持续发展,也是存储市场回暖的一个推手。


5G 网络的推进,也会促进 LPDDR5 的应用与普及,高速的网络需要高速的存储性能与之配套。美光科技移动产品事业部市场副总裁 Christopher Moore 就表示,5G 网络的部署将大大促进LPDDR5 的应用与普及。

 

此外,服务器端、云存储、汽车等领域,都将逐渐采用 DDR5 规格,用来满足日益增长的性能需求。到 2022 年前后,DDR5/LPDDR5 有望超越 DDR4 成为市场主流。

 

长鑫存储的规划图显示,公司下一代将推出第二代 10nm(17nm)技术,DDR5 也在下一期规划当中。

 


总之,今年是存储市场开始回暖的一年,对于中国存储来说,长鑫的 DDR4 是一个节点,标志着中国的 DRAM 在应用市场追上了主流水平。不过,技术上的差距仍然肉眼可见。


未来几年,随着 PC 市场也开始过渡到 DDR5。当这一规格成为主流后,中国厂商们无疑将会面对的更大的挑战。

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