存储技术
目前中国正在大力发展半导体产业,但是在内存市场却有一些缺憾,全球内存市场几乎被美国、韩国垄断,去年的内存价格居高不下。现在目前国内正在发展存储芯片,国产DDR4内存迈出第一步。
2011年泰国发了一场大洪水,导致西数的硬盘工厂严重受损,当年硬盘出货量暴跌,硬盘涨价,不过这场大灾难最大的受害者并不是西数或者希捷,而是一年后的日本尔必达公司——2012年尔必达公司破产,直接原因是巨额亏损,当年2月底的亏损额高达56亿美元,根源则是PC市场不景气,高价的尔必达内存销量不佳,而这背后就有泰国洪水导致HDD硬盘涨价进而抑制了PC需求的原因。尔必达没能再撑几年,否则四五年后的今天,内存市场如此“火热”,区区56亿美元亏损很容易在一年内赚回来。尔必达的倒下不只是一家公司破产,自此之后日本也退出了DRAM产业,这个市场逐渐被韩国、美国的三家主要公司垄断。
半导体产业是有周期的,尔必达倒下的2012年正好内存价格跌倒谷底的时候,之后2013年开始大涨价,2014年随着DDR4平台进入主流市场,价格又迅速下跌,跌倒了8GB单条一度只要199元的白菜价,这让三星、SK Hynix及美光公司的内存芯片业务举步维艰,2016年上半年的时候美光财报中还是各种惨状——当季营收同比下滑30%,净亏损9700万美元,而2015年Q2同期净利润9.3亿美元。不过悲剧到此为止了,2016年Q3季度开始内存、闪存就持续不断涨价了,后面的情况大家也都知道了,涨价一直持续到2018年Q1季度,目前来看内存价格依然居高不下,8GB DDR4单条典型价依然要699元——上一次的价格大概是750元,去年11月底高峰价格要900元左右。
全球内存市场几乎被美国、韩国垄断,不知道一度主导存储芯片市场的日本人民怎么看,会不会有“尔必达要是没破产就好了“的感慨。日本人民能不能承受产业链被外国公司掌控的痛苦我们不好说,但是中国在这一波涨价大潮中承受不住了,首先是中国存储市场比日本大得多,中国的公司从PC到数码再到智能手机乃至行业应用都极度依赖进口闪存芯片,2016年全年进口芯片2270.26亿美元,而之前一直雄踞第一的石油进口值1164亿美元,在这其中内存芯片占据的份额超过20%,价值400多亿美元,但中国的进口依赖率几乎是100%,就是说没有一家中国大陆公司能够在市场上真正做到内存设计、生产及销售。
当然,如果把对岸的华亚科、南亚公司算上,这确实可以为我们挽回一点点面子,不过南亚、华亚科在内存市场的份额加起来也就5%左右,而且华亚科已经被美光收购,这两家不论技术实力还是产能都不可能跟其他三家巨头相提并论,是无法改变市场格局的。此外,大陆人民的思想境界也比较高,不会凭空占同胞的便宜,这么大的事还是要自己来,现在的产业界也有当年“核潜艇一万年也要搞出来”的劲头,内存大业还是要靠我们自己。
那就来吧!
中国大力发展半导体产业的雄心壮志已经是天下皆知,按照《中国制造2025》的要求,2020年国产的芯片自给率要达到40%,2025年要达到70%——中国目前的芯片自给率也就20%,内存芯片则是0,按照这个苛刻的标准,2025年达到70%自给率,留给内存产业界的时间并不多,特别是要考虑到国内上马内存生产线,可以说是在技术、人才一穷二白的情况下实施的,其中的风险、困难可想而知。
此前的文章中我们提到了目前国内发展存储芯片,优先发展的是闪存,闪存芯片整个行业的产值不如内存,不过技术难度也低一些,国内积累的基础也更好一些,长江存储的前身武汉新芯科技、兆易创新等公司在NAND、NOR闪存行业摸爬滚打了多年,已经小有基础,率先发展闪存是水到渠成之事。相比之下,DRAM内存的门槛更高,发展难度更大,目前国内主要有三大阵营在发展内存芯片——紫光为代表的国家队、合肥长鑫/兆易创新、福建晋华等三大阵营。
紫光旗下的长江存储大家很熟悉了,该公司以武汉新芯科技为基础重组而来,考虑到其背景,他们可以说是国家队代表,不过长江存储主要是NAND闪存,目前已经开发出了32层堆栈的3D NAND闪存,晶圆厂预计2018年下半年量产,未来还会陆续推出64层及更多堆栈层数的3D闪存。紫光旗下与内存沾边的是子公司西安紫光国芯半导体,此前轰动网络的紫光DDR4内存就是源于他们,而这家公司的经历也很传奇——最初他们是德国英飞凌公司2003年在西安设立的储存事业部,有些玩家可能还记得英飞凌当初也是半导体市场一霸,内存、闪存乃至基带业务都有涉及,不过也没能跟上时代,业务各种拆分、出售(这公司现在还在),基带业务卖给了Intel,存储事业部拆分成了奇梦达公司,奇梦达也没能逃脱破产命运,西安的存储部门在2009年卖给了中国浪潮公司,随后改组成立了西安华芯科技,他们承担了多项国家863计划、核高基专项中的存储芯片项目和课题,在存储技术上是有积累的,2015年被紫光公司收编,成立了西安紫光国芯公司,此前紫光公司在全国陆续收购、整合了一波半导体公司,最出名的就是展讯、瑞迪科。
国内发展内存的第二个基地是安徽省会合肥,对很多人来说这是个陌生的小城市,不过安徽政府也抓住了半导体发展的机遇,合肥本身在半导体产业上也有多年耕耘,联发科、Marvell美满电子、京东方、科大讯飞、中科38所等知名公司、单位都在合肥设立了分公司或者研究所。具体到内存芯片上,见诸报道的主要涉及两家,一个是合肥长鑫,一个是兆易创新,我们分开来说。
合肥长鑫的内存项目在网上动静不小,不过这家公司还挺神秘,找不到什么官网,报道出来的多是第三方视角,包括给他们建设基地、提供材料的公司等等,比较靠谱的是合肥市政府官网一篇报道,提到“在经开区,合肥长鑫高端通用存储晶圆制造项目正在施工,该项目拟建成业界先进工艺制程的12英寸存储器晶圆研发项目,计划2017年厂房建成,明年上半年完成设备安装和调试,预计下半年产品研发成功。”,而这个项目投资高达72亿美元,大约494亿人民币的投资,完工后月产能可达12.5万片晶圆,这个产能是什么概念呢?SK Hynix在中国无锡的DRAM晶圆厂月产能大约为13万片晶圆,但这是一个持续多年的投资,合肥长鑫一次建设的产能就有这么大,规模可见一斑。
在合肥的内存项目不止长鑫一个,总部位于北京的兆易创新公司10月底宣布与合肥市产业投资控股集团达成了合作协议,项目预算大约180亿元,将开展工艺制程19nm 存储器的 12 英寸晶圆存储器(含 DRAM 等)的研发,目标是在 2018 年12 月 31 日前研发成功,即实现产品良率(测试电性良好的芯片占整个晶圆的比例)不低于 10%。这是继长鑫之外另一个重大DRAM项目,也是目前国产DRAM内存项目中唯一一个明确公开技术目标的,今年底完成的19nm工艺DRAM内存要求可不低,要知道三星目前最先进的DRAM公司也就是18nm工艺而已——当然,三星的是量产,兆易创新的是试产,而且良率要求很低,不低于10%就是成功了,距离量产还很远。
第三个国产内存基地是福建晋华,晋华是福建省政府下属的投资公司,合作方是台联电UMC,没错,就是哪个搞代工的联电。根据报道,双方合作的项目去年就动工了,投资约为53亿美元,预计今年Q3季度试产,月产能大约为6万片晶圆,规模比其他两家要小一些。此外,这次的合作模式也比较奇特,联电在代工技术上有资本,但在存储芯片研发上早前的尝试并不成功,而且这种东西很烧钱,现在找到了***基金合作,技术则是依赖联电及***方面的r人才,相比之下紫光、合肥长鑫、兆易创新的项目则是强调本土研发,虽然也从日本、韩国及***公司挖了不少人才,但主动权至少在大陆公司手里。
上述三大国产内存项目中,晶圆厂大多还在建设中,进度快的也是今年下半年才开始试产,量产要等到2019年甚至更远的时间去了,而现在真正能有成品上市的只有紫光西安国芯半导体,原因上面也说了,他们本来就有内存生产、研发的基础,所以这段时间以来在网上曝光的国产内存都跟西安国芯有关,我们来看看西安国芯的DDR内存到底怎么样吧。
很多人没意识到的是,西安紫光国芯的DDR3其实很早就有了,而且在不少行业已经有应用了,比如国产的神威超算等,但在消费级市场并不为人所知,也是这一波内存涨价才导致国产内存备受关注,紫光内存也在淘宝上有商家出售了,不过评测很少。在B站上,1月初Fun科技上传了一个视频,评测了紫光DDR3-1600 4GB内存条,有兴趣的可以了解下。
从他们的描述来看,紫光DDR3-1600 11-11-11-28时序的内存条性能并不比三星、金士顿的差,不过这话其实也是很正常的废话,内存条是很标准的产品,只要频率、时序符合JEDEC标准,每家的内存条性能理论上都应该是一样的,没差距实属正常。好在评测中他们提到紫光DDR3内存的超频性能不错,似乎能上到DDR3-2000频率而不需要加压,这时候三星、金士顿甚至都不能开机。
总的来说,紫光的DDR3内存条性能、超频都很不错,除了外观略山寨之外,其他挑不出来毛病已经是好评了。
看完了有实物的DDR3,再来说说DR4内存。网络第一次报道国产DDR4内存是一次乌龙,那次涉及的只是DDR3内存,紫光公司后来也辟谣说还没有量产DDR4内存,不过这一次国产DDR4内存来得很快,我们前不久也报道了西安国芯官网明确提到了可以长期供货DDR4、DDR3内存在内的芯片和裸晶圆,意味着DDR4内存国产化也有着落了,具体如下图所示:
有意思的是,紫光国芯的中文官网上点开产品列表是没有DDR3内存信息的,但是英文版页面上就有三款DDR4内存条可提供,容量分别是4GB、4GB、8GB,频率都是DDR4-2133,跟DDR3内存一样都是最基本的规格,核心颗粒、制程工艺未知,这两方面应该跟三星、SK Hynix的产品相差较大,毕竟国内在内存技术上落后还是挺多的。
内存技术上我们毕竟比日本、韩国、美国落后多年,规格差点还可以忍了,不过国产内存面临的考验可不只是这一点,还有一个对普通消费者来说更重要的问题,那就是价格:
之前提到的B站up测试紫光DDR3内存时给人最大的刺激倒不是紫光内存性能多强,而是当时的价格,当时宣称4GB DDR3只要120元,这性价比简直吊打三星、金士顿了,不过遗憾的是当时售价可能确实如此,但淘宝上现在出售紫光DDR3内存的价格是4GB内存条220元,8GB 440元。这价格现在是什么水平呢?淘宝上虽然不乏售价较高的金士顿4GB DDR3内存条,不过随便一找还是有很多售价150元左右的内存在售,紫光的已经没有性价比了,而且金士顿的内存条销量远远超过紫光。
最近也有紫光8GB DDR4内存条开卖,售价590元
这种情况会让人费解吗?许多人天真地以为国产厂商介入之后,国产内存就会迅速用价格冲击三星、金士顿等公司,消费者能从激烈的竞争中得到实惠——这个结果值得中国玩家期待,但是现实往往很残酷,对内存芯片这种高科技产品来说,决定成本的是厂商的技术成熟度、产能等等,在这方面先入者是有巨大优势的,直接说就是紫光跟三星这样硬拼,不论价格还是产能、技术都没有胜算,毕竟婴孩跟成人打架,几乎是没可能赢的。
真正出现在市场上的情况应该是——一旦紫光的闪存、内存工厂落成,并开始生产,期间会遭遇各种技术问题,良率也不会很高,但是紫光还是会用价格优势去抢市场,背后则要承担巨额的亏损——不过别担心,紫光烧得起,不会像尔必达那样破产,不仅是因为有大基金在输血,也因为中国市场已经足够大,2025年大概会占到全球集成威廉希尔官方网站 市场份额的46%,只要能够在中国市场站稳,紫光或者其他国产内存公司就能活下去。在这方面,中国公司已经有一个正面的例子,那就是京东方,曾经的面板产业跟现在的集成威廉希尔官方网站 产业一样都是中国最大宗进口产品之一,也都是被韩国、日本公司垄断,中国公司烧钱拼产能、拼技术才有了京东方、天马微电子、华星光电等国产面板领军企业。
两年来,内存涨价一事牵动着中国玩家的心,往小了说这事影响了大家的利益,买内存要多花很多钱,配被16GB内存的情况下预算至少要比之前装机高出数百到上千元,代价高昂;往大了说,这事也关系到中国公司能不能冲击世界最顶端的高科技行业,只要能杀出来就能达到全球第四的地位(尽管中国公司野心不止于此)。国家在强调制造升级,内存、闪存、处理器为代表的集成威廉希尔官方网站 产业则是中国公司尚未大规模攻克的重点领域之一,此事也关乎大国崛起,没有拿得出手的高科技优势,中国制定的2025制造业目标就很难实现。
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