在IT之家上一篇《風(fēng)起于小米10 ，浪成于LPDDR5身后的內(nèi)存江湖（上）》中，汐元為大家簡(jiǎn)單科普了一下被小米10帶火的LPDDR5內(nèi)存到底是什么，順便梳理了一下LPDDR內(nèi)存的演進(jìn)之路。
按照計(jì)劃，這一篇將和廣大IT之家小伙伴們分享一下目前DRAM存儲(chǔ)市場(chǎng)的發(fā)展情況，以及中國(guó)在DRAM領(lǐng)域的進(jìn)展。無論是否考慮目前的國(guó)際形勢(shì)，中國(guó)在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)自力更生的這一步是勢(shì)必要邁出的，所以本文也會(huì)介紹一下當(dāng)下國(guó)產(chǎn)DRAM內(nèi)存產(chǎn)業(yè)究竟走到了哪一步。
一、共同瞄準(zhǔn)1Z納米工藝
經(jīng)常刷IT之家的小伙伴們一定都了解，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器包括三大種：緩存、內(nèi)存和存儲(chǔ)。
緩存通常用的是SRAM，雖然對(duì)運(yùn)行速度要求最高，但容量等需求這么多年沒太大變化。存儲(chǔ)是指我們平時(shí)所說的閃存，包括硬盤、U盤等，它的容量需求增長(zhǎng)過快，存儲(chǔ)介質(zhì)也在發(fā)生變化。
▲圖自：torange
所以，只有內(nèi)存DRAM的市場(chǎng)一直以來最穩(wěn)固，規(guī)模最大。
就DRAM市場(chǎng)格局來說，經(jīng)過過去五十多年的競(jìng)爭(zhēng)和發(fā)展，現(xiàn)在全球DRAM市場(chǎng)已經(jīng)形成一個(gè)寡頭壟斷的局面。
根據(jù)公開資料信息，2018年三星、SK海力士和美光在DRAM全球市場(chǎng)中占比分別為46%，29%，21%，三家占比加起來超過95%。
LPDDR自然也是以這三家供應(yīng)商為主。
在工藝制程方面，內(nèi)存也不像CPU那樣正朝著5nm、3nm進(jìn)發(fā)。在工藝進(jìn)入20nm之后，內(nèi)存的制造難度就越來越高了，行業(yè)也遭遇了一些瓶頸。在10納米級(jí)別上，行業(yè)將它分成了3代節(jié)點(diǎn)，分別是1Xnm（16-19nm）、1Ynm（14-16nm）、1Znm（12-14nm）。
以目前最厲害的三星為例。下面這張圖是三星官方給出的LPDDR內(nèi)存量產(chǎn)歷史：
可以看到，在2018年的7月，三星已開始量產(chǎn)1Y納米工藝的LPDDR4X內(nèi)存。
再往后，2019年3月，他們已經(jīng)在開發(fā)1Z納米工藝的DRAM，當(dāng)時(shí)計(jì)劃在2019年下半年開始量產(chǎn)。
這個(gè)技術(shù)進(jìn)度已經(jīng)是三巨頭里比較領(lǐng)先的了。
LPDDR5方面，三星在2018年7月即開發(fā)出了8Gb的LPDDR5內(nèi)存，然后在2019年7月18日，已經(jīng)開始為高端智能手機(jī)量產(chǎn)12Gb LPDDR5內(nèi)存，采用的工藝是1Y納米。
IT之家之前報(bào)道了三星Galaxy S20發(fā)布的新聞，我們看到，目前三星也已經(jīng)搞定了16Gb LPDDR5。
我們知道，小米10系列的LPDDR5供應(yīng)商同時(shí)包含三星和美光。并且小米10系列先期采用的是美光的LPDDR5。事實(shí)上，美光在LPDDR工藝研發(fā)的進(jìn)展上也比較順利。例如這次交付給小米10的LPDDR5內(nèi)存采用的也是1Y納米工藝。
另外，美光在2019年8月已經(jīng)開始量產(chǎn)1Z納米的DRAM（16Gb DDR4），并計(jì)劃在今年晚些時(shí)候推出相關(guān)產(chǎn)品。
海力士方面進(jìn)度稍慢一些，他們?cè)?019年4月才宣布將銷售1Y納米工藝的內(nèi)存芯片，今年CES 2020上，也只是展示了LPDDR5原型內(nèi)存解決方案。他們目前正在努力提高1Znm工藝16Gb DDR4的量產(chǎn)，并在積極拓展到LPDDR5等市場(chǎng)，同樣預(yù)計(jì)在今年大規(guī)模量產(chǎn)。
總體來說，1Z納米的工藝是行業(yè)巨頭們接下來攻關(guān)的重點(diǎn)，并且不出意外的話會(huì)在今年晚些時(shí)候我們就會(huì)看到實(shí)際的產(chǎn)品。當(dāng)然啦，未必是適用于手機(jī)的LPDDR內(nèi)存。
二、中國(guó)DRAM產(chǎn)業(yè)，櫛風(fēng)沐雨四十年，迎追趕良機(jī)
先和IT之家小伙伴們分享一組比較扎心的數(shù)據(jù)。
根據(jù)IC Insights的調(diào)查報(bào)告，2016年，中國(guó)本地的市場(chǎng)消耗 1070 億美元半導(dǎo)體產(chǎn)品，需求量占全球30%左右。
而根據(jù)光大證券《2017年中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析》報(bào)告中給出的中國(guó)核心集成電路的自給率數(shù)據(jù)，DRAM的自給率為0%。基本是完全依賴進(jìn)口的狀態(tài)。
當(dāng)然，這些是2016年、2017年的數(shù)據(jù)，而在距今的幾年時(shí)間里，國(guó)內(nèi)DRAM產(chǎn)業(yè)也取得了一些可喜的進(jìn)展，我們下面會(huì)說。
剛才汐元介紹了DRAM全球的產(chǎn)業(yè)格局，基本情況相信大家也了解了。
那么在這樣一個(gè)寡頭壟斷的局勢(shì)下，中國(guó)DRAM存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)有破局的機(jī)會(huì)嗎？我們究竟又處在哪一步？
下面，汐元不妨和大家講一講中國(guó)DRAM產(chǎn)業(yè)的發(fā)展情況。
說起來，中國(guó)DRAM產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起步其實(shí)也不晚，至今已經(jīng)有了40多年的發(fā)展歷史，只是受到技術(shù)、市場(chǎng)、產(chǎn)業(yè)鏈等因素的影響，沒有真正發(fā)展成一個(gè)成熟的產(chǎn)業(yè)體系。
1975年，北京大學(xué)物理系半導(dǎo)體研究小組，由王陽元等人，在109廠采用硅柵N溝道技術(shù)，生產(chǎn)出中國(guó)第一塊1K DRAM。
1978年，中科院半導(dǎo)體所成功研制4K DRAM；接著在1981年，又成功研制了16K DRAM。
1986年-1989 年，由中科院742 廠和永川半導(dǎo)體所無錫分所合并成立的華晶電子集團(tuán)，成功研制了中國(guó)人第一塊 64k DRAM，采用的是 2.5 微米工藝。
到了90年代，中國(guó)的DRAM產(chǎn)業(yè)開始嘗試了早期的市場(chǎng)化探索。
其中，無錫華晶電子在國(guó)務(wù)院八五計(jì)劃（1990-1995） 15 億元資金的支持下建設(shè)了月產(chǎn)能1.2萬片6英寸晶圓廠，并在1993年首次成功研發(fā) 256K DRAM。
▲華晶微電子的前身，無錫742廠
1995年和1999年，當(dāng)時(shí)的首鋼NEC和華虹NEC分別推出了4M DRAM和64M DRAM內(nèi)存芯片，特別是后者采用了0.35微米工藝，在產(chǎn)品上也達(dá)到了當(dāng)時(shí)行業(yè)的主流水平。
首鋼NEC和華虹NEC均有當(dāng)時(shí)的IT巨頭日本NEC公司入資背景。例如華虹NEC是由上海市政府5 億美元組建的華虹微電子與日本 NEC共同成立，日本NEC出資2億美元。
類似的探索大約到21世紀(jì)前十年，這段時(shí)間以政府扶持、自主研發(fā)+技術(shù)引進(jìn)為主要特點(diǎn)。
這一時(shí)期的探索最終沒有很成功，主要是受到了技術(shù)、設(shè)備封鎖以及海外合作廠商的衰落等因素的影響，但這些也為中國(guó)DRAM產(chǎn)業(yè)積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和人才基礎(chǔ)。
2010年以后，中國(guó)的DRAM產(chǎn)業(yè)獲得了新的發(fā)展局面。
這一時(shí)期，出海并購(gòu)成為主要的特點(diǎn)。這里舉例兩個(gè)重要的并購(gòu)事件，分別是2015年的紫光收購(gòu)奇夢(mèng)達(dá)和大陸資本收購(gòu) ISSI。
先說第一個(gè)。奇夢(mèng)達(dá)的前身是德國(guó)英飛凌科技2003年在中國(guó)西安成立的存儲(chǔ)器事業(yè)部，后來獨(dú)立成了奇夢(mèng)達(dá)科技。所以，它是德系的。
不過，奇夢(mèng)達(dá)科技后來發(fā)展遭遇了困難，在2009年破產(chǎn)了。同一年，它被浪潮集團(tuán)收購(gòu)，更名為西安華芯半導(dǎo)體有限公司。
再后來，就是2015年，紫光集團(tuán)旗下的紫光國(guó)芯股份有限公司收購(gòu)了西安華芯半導(dǎo)體（也就是我們說的奇夢(mèng)達(dá)），收購(gòu)后的公司名為西安紫光國(guó)芯半導(dǎo)體有限公司。
這一次收購(gòu)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)DRAM芯片設(shè)計(jì)的空白。2017年，紫光已經(jīng)在開展DDR4存儲(chǔ)芯片和模組的設(shè)計(jì)與開發(fā)，當(dāng)時(shí)IT之家也作了相關(guān)報(bào)道。
不過，紫光的業(yè)務(wù)重心并不在DRAM上，當(dāng)時(shí)雖然這么說，但似乎一直到2019年才有了實(shí)際動(dòng)作。
第二個(gè)是大陸資本收購(gòu) ISSI。ISSI是成立于1988年的美國(guó)公司，擅長(zhǎng)設(shè)計(jì)、開發(fā)高速、低功耗SRAM以及中/低密度的DRAM、NOR閃存產(chǎn)品，主要應(yīng)用于汽車、工業(yè)、醫(yī)療、消費(fèi)電子等專業(yè)領(lǐng)域。
ISSI于2015年12月從納斯達(dá)克退市，以武岳峰資本為主的中國(guó)資本聯(lián)合體完成對(duì)ISSI的私有化收購(gòu)，私有化主體為北京矽成。這次私有化過程中就遭到了美國(guó)Cypress的阻撓。后來，北京矽成也先后差點(diǎn)被兆易創(chuàng)新、思源電氣收購(gòu)，最終落地為北京君正實(shí)現(xiàn)資本化。整個(gè)過程也是一波三折。
總得來說，收購(gòu)ISSI標(biāo)志著海外 DRAM 廠商第一次整體整合進(jìn)中國(guó)存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)之中。
不過，這兩次重要收購(gòu)為國(guó)產(chǎn)DRAM存儲(chǔ)市場(chǎng)帶來的都是芯片設(shè)計(jì)的能力，而不是從設(shè)計(jì)到制造到封裝測(cè)試的系統(tǒng)化能力（IDM）。
而從2014年開始到現(xiàn)在，中國(guó)存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)才真正開始向IDM 時(shí)代邁進(jìn)。
目前，國(guó)產(chǎn)DRAM市場(chǎng)的主要玩家包括紫光國(guó)芯、福建晉華、合肥長(zhǎng)鑫、長(zhǎng)江存儲(chǔ)等。其中合肥長(zhǎng)鑫是目前比較被看好的。
因?yàn)榻┠曛袊?guó)在半導(dǎo)體存儲(chǔ)器產(chǎn)業(yè)的集中投資逐見成效，如果中國(guó)建立的存儲(chǔ)器企業(yè)一旦實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，對(duì)于行業(yè)巨頭將構(gòu)成很大威脅。前面我們說了，全球半導(dǎo)體需求將近1/3來自中國(guó)，如果中國(guó)能自給自足，這些巨頭們還怎么做生意？
從2016年開始，美國(guó)存儲(chǔ)巨頭美光就開始陸續(xù)對(duì)臺(tái)灣的聯(lián)電和大陸的福建晉華發(fā)起訴訟，訴訟理由無外乎侵犯知識(shí)產(chǎn)權(quán)等，但這些訴訟要么沒有結(jié)果，要么被美國(guó)聯(lián)邦法院駁回。這里插一句，臺(tái)灣聯(lián)電和福建晉華此前曾建立合作關(guān)系。
▲圖自：福建晉華官網(wǎng)
這些訴訟糾紛只是開始。
終于，2018年10月30日，美國(guó)商務(wù)部發(fā)布公告，確認(rèn)實(shí)施美國(guó)工業(yè)安全局BIS將福建晉華添加進(jìn)實(shí)體清單的決定，規(guī)定所有美國(guó)公司在沒有申請(qǐng)?zhí)厥饣砻獾那疤嵯?，不得?duì)福建晉華銷售所有軟件及設(shè)備和技術(shù)服務(wù)。
這道禁令無疑讓剛剛有所起色的國(guó)產(chǎn)DRAM存儲(chǔ)市場(chǎng)頓時(shí)又陷入陰霾。
而作為我國(guó)“十三五”集成電路重大產(chǎn)能布局規(guī)劃中企業(yè)的福建晉華，成了第二個(gè)中興，原來2018年底的DRAM量產(chǎn)計(jì)劃也被擱置，目前進(jìn)度不理想。
同時(shí)業(yè)界也在擔(dān)憂中國(guó)另一家DRAM關(guān)鍵大廠合肥長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)是否會(huì)成為下一個(gè)被鉗制的企業(yè)。
合肥長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)技術(shù)有限公司，是2016年5月由合肥市政府旗下投資平臺(tái)合肥產(chǎn)投與國(guó)內(nèi)細(xì)分存儲(chǔ)器領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)兆易創(chuàng)新共同出資組建的，也是安徽省單體投資最大的工業(yè)項(xiàng)目。
事實(shí)上，2017年，美光就曾對(duì)從臺(tái)灣華亞科跳槽到合肥長(zhǎng)鑫的上百名員工發(fā)存證信函，欲采取施壓手段，表明美光已經(jīng)在“關(guān)注”合肥長(zhǎng)鑫。
▲圖自：合肥長(zhǎng)鑫官網(wǎng)
一時(shí)間，業(yè)界揣測(cè)四起，眾說紛紜，其中大家討論的一個(gè)關(guān)鍵，就是合肥長(zhǎng)鑫的技術(shù)是來源于哪里？
相信IT之家小伙伴們也明白這一點(diǎn)的重要性。首先我們必須保證自己采用的技術(shù)本身讓人挑不出問題。
終于在2019年5月，合肥長(zhǎng)鑫對(duì)外表示，他們的DRAM 技術(shù)基礎(chǔ)來源于德系的奇夢(mèng)達(dá)半導(dǎo)體。
沒錯(cuò)，就是我們前面說到的在十年前就倒閉的奇夢(mèng)達(dá)。
當(dāng)年奇夢(mèng)達(dá)在宣布破產(chǎn)前，已經(jīng)成功研發(fā)出DRAM的基礎(chǔ)堆疊式技術(shù)Buried Wordline（埋入式閘極字元線連結(jié)），且實(shí)驗(yàn)室研發(fā)也已經(jīng)到了46nm的工藝，但是因?yàn)橹白吡藦澛?，資金無以為繼，于是倒閉。
▲圖自：中國(guó)閃存市場(chǎng)峰會(huì)，長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)的演講環(huán)節(jié)
奇夢(mèng)達(dá)雖然倒閉了，但他們的技術(shù)還是蠻先進(jìn)的，并且“造?！绷撕脦准野雽?dǎo)體公司，其中就有合肥長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)。他們通過和奇夢(mèng)達(dá)合作，獲得了一千多萬份有關(guān)DRAM的技術(shù)文件及2.8TB數(shù)據(jù)。
這些技術(shù)資料，正是合肥長(zhǎng)鑫能夠進(jìn)一步創(chuàng)新、發(fā)展的基礎(chǔ)，中國(guó)DRAM也才能夠延續(xù)火種。
▲圖自：中國(guó)閃存市場(chǎng)峰會(huì)，長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)的演講環(huán)節(jié)
目前，合肥長(zhǎng)鑫已經(jīng)在2019年末開始量產(chǎn)國(guó)內(nèi)第一批19nm的8Gb LPDDR4內(nèi)存，即前面所說的1Xnm工藝。
這意味著他們已經(jīng)是國(guó)內(nèi)第一家也是唯一一家DRAM生產(chǎn)商，換句話說，他們也許就是我國(guó)DRAM自給率實(shí)現(xiàn)突破的第一步。
另外，合肥長(zhǎng)鑫8Gb的DDR4內(nèi)存也于2019年底交付。同時(shí)，合肥長(zhǎng)鑫計(jì)劃在 2021 年量產(chǎn)17nm工藝的DRAM芯片。
圖自：合肥長(zhǎng)鑫DRAM技術(shù)路線圖
這些無疑承載著DRAM存儲(chǔ)國(guó)產(chǎn)化從零到一的希望。
更值得振奮的是，合肥長(zhǎng)鑫也是全球第四家 DRAM 產(chǎn)品采用20納米以下工藝的廠商。
紫光國(guó)芯方面，2018年小規(guī)模量產(chǎn)過DDR4內(nèi)存，但2019年才真正切入到自主DRAM領(lǐng)域，建立DRAM事業(yè)群，預(yù)計(jì)2021年開始量產(chǎn)，進(jìn)度上要慢一些。
而紫光集團(tuán)旗下的長(zhǎng)江存儲(chǔ)，一直以來主攻的領(lǐng)域是的3D NAND Flash閃存，不過隨著他們也和紫光共同研發(fā)DRAM，兩強(qiáng)合作，相信能很快趕上進(jìn)度。
總得來說，說合肥長(zhǎng)鑫是目前國(guó)產(chǎn)DRAM存儲(chǔ)的唯一希望也不為過。這并不是壞消息，說明我們還手握著追趕的希望。
三、總結(jié)：砥礪前行，終不負(fù)，有心人
僅從DRAM內(nèi)存的角度來說，中國(guó)企業(yè)無論是在技術(shù)還是產(chǎn)業(yè)鏈方面，距離全球頂尖的廠商都有較大的差距，產(chǎn)品自給率方面更是不容樂觀。
但是，我們也無需灰心，縱觀全球DRAM存儲(chǔ)市場(chǎng)，除了三星、海力士以及美光三巨頭外，從技術(shù)上講，中國(guó)也仍然是有一定的領(lǐng)先性的，這很關(guān)鍵。
中國(guó)的消費(fèi)電子產(chǎn)業(yè)環(huán)境已經(jīng)成熟，半導(dǎo)體需求量巨大，而中國(guó)經(jīng)濟(jì)也在向著高附加值的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，中美貿(mào)易摩擦帶來的技術(shù)封鎖，讓半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的國(guó)產(chǎn)化被提到一個(gè)前所未有的高度。
同時(shí)，根據(jù)IC Insights的報(bào)告，全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移趨勢(shì)正是從美國(guó)向日本，然后向韓國(guó)、臺(tái)灣地區(qū)，接著向中國(guó)大陸轉(zhuǎn)移的過程。
于時(shí)于勢(shì)，中國(guó)正處在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)國(guó)產(chǎn)化的良好時(shí)機(jī)，以及關(guān)鍵時(shí)刻。
以DRAM存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)為例，中國(guó)已經(jīng)經(jīng)歷了40多年的探索，篳路藍(lán)縷，慘淡經(jīng)營(yíng)，很多人進(jìn)來很多人離開，經(jīng)歷無數(shù)教訓(xùn)、挫折、隱忍和韜晦，才換來寶貴的人才和技術(shù)積淀，才能保住趕超行業(yè)巨頭的“火種”。
接下來，我們需要進(jìn)一步加大企業(yè)自主創(chuàng)新+國(guó)家意志支持的力度，堅(jiān)定IDM的發(fā)展模式，進(jìn)行產(chǎn)業(yè)全鏈路的布局，高度重視技術(shù)、專利的原創(chuàng)性，避開巨頭們的干擾、阻撓。
只有做到這些，才能在機(jī)遇和風(fēng)險(xiǎn)并存的產(chǎn)業(yè)環(huán)境中不斷前行，實(shí)現(xiàn)我們?cè)诎雽?dǎo)體產(chǎn)業(yè)獨(dú)立自主的目標(biāo)。
參考
DeepTech深科技，2019-05-16，《一家10年前破產(chǎn)的芯片廠，竟讓國(guó)內(nèi)存儲(chǔ)大業(yè)擺脫侵權(quán)疑慮？》。
半導(dǎo)體行業(yè)觀察，2020-02-10，《存儲(chǔ)，江湖》。
半導(dǎo)體行業(yè)觀察，2019-07-02 ，《美光 DRAM 路線圖深度解讀》。
ESM國(guó)際電子商情，2020-02-11，《LPDDR5 8GB放量起跳，三大原廠厲兵秣馬備產(chǎn)能》。
電子信息產(chǎn)業(yè)網(wǎng)，2020-02-12，《美光首推LPDDR5 芯片 將應(yīng)用于小米10手機(jī)》。
國(guó)泰君安證券，2019-05-29，《DRAM：產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化孕育中國(guó)玩家進(jìn)場(chǎng)良機(jī)—芯片國(guó)產(chǎn)化專題報(bào)告之五》。
光大證券，2018-01-09，《半導(dǎo)體：中國(guó)崛起正當(dāng)時(shí)》。
與非網(wǎng)，2020-01-15，《中國(guó)存儲(chǔ)技術(shù)獲得重大突破，全球存儲(chǔ)市場(chǎng)將變天？》。
財(cái)經(jīng)無忌，2018-11-16，《起底：福建晉華為何被美禁售》。
科技產(chǎn)業(yè)微觀察，2019-10-05，《存儲(chǔ)芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展深度解讀》。
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