紫光大谈中国“芯”梦想 有望打破国际大厂垄断局面

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紫光集团董事长赵伟国近来心情极好,逢人就笑开怀,更在央视《对话》节目和乌镇互联网大会的全球数字经济论坛上畅谈打造中国“芯”的梦想。

图丨乌镇互联网大会的全球数字经济论坛上的赵伟国

能让赵伟国这么开心,正是因为近期紫光旗下的长江存储成功研发 32 层 64G 的 3D NAND 芯片,抢下中国存储自制芯片的第一名,对于实现打破国际大厂垄断局面的目标,跨出关键性一大步!

图丨长江存储 32 层 64G 的 3DNAND 芯片

不可否认的是,当前中国半导体的艰难局面来自于:中国身为全球最大的半导体市场,但却必须高度依赖进口,以需求量最大的 DRAM 和 NAND Flash 芯片为例,9 成以上都依靠国际大厂。而要打破这样的局面,DT 君认为,关键就在 2019 年!

2019 年,中国三大存储阵营的技术开发成果将见真章,包括长江存储的下一代的 64 层 3D NAND 芯片、联电扶植的福建晋华集成的 2x 纳米技术,以及合肥睿力的 19 纳米 DRAM 技术。

这关键的 DRAM 和 3D NAND 技术研发成果,究竟会石破天惊打破国际大厂的垄断?抑或只是丑媳妇终究是要见公婆?这问题的答案,将决定未来十年中国存储产业的命运。

自主 DRAM 和 3D NAND 技术这条道路,中国才处于萌芽阶段,但已可以感受到前方是荆棘密布,伴随刀光剑影的跨国法律大战。也就是因为如此,有人开始质疑,为什么不走捷径,干脆与国际大厂技术授权合作,既可以合法合规的生产芯片,又可免除接连不断的司法威胁?反正破财消灾,付该付的钱,就能生产自有芯片,照样能够支持国内需求。

但醍醐灌顶与饮鸩止渴之间的差别有多大,其实就在于一念之间。多位具有丰富存储器产业经验的高层人士告诉 DT 君,大陆万万不可再像***一样,走上拿技术授权、帮大厂代工的老路。

回顾*** DRAM 过去 20 年的产业发展脚步,讲白了,等于是为美、日、欧等国大厂打了 20 年工,到最后仍是无法拥有自己的技术,只换来“生产成本最低的 DRAM 厂”的称号。当外国人基于自身营运窘迫,或是另有考量而要收回技术授权时,*** DRAM 厂顿时面临技术断炊的窘境,股价重挫是必然的结果。

但更让人痛心的,是二十年心血一朝付诸东流的现实,因为每当存储器产业发展陷入衰退期,DRAM 厂面临的不是低毛利率,而更可能是负毛利率的处境,每天烧掉几千万都不是新鲜事。不用多久,就会面临营运资金短缺的状况,到那时,就只有将手上的晶圆厂便宜卖给外国人。20 年的苦心经营,最后落到技术也拿不到、晶圆厂也保不住,仔细想想,有哪一家企业承受得起这样的重击。

前车之鉴不远,在存储半导体这条路上,中国大陆厂商应该很清楚,不能再踏上这条不归路,再怎么苦,也要坚持技术自主!

图丨紫光集团执行副总裁高启全

紫光集团执行副总裁高启全就认为,中国发展存储芯片不能再走授权代工的路,一定要技术自主开发,用到别人的专利就付钱,同时也累积自己手上的专利实力,如果最后真的无法成功,那也必须接受事实。

福建晋华总经理陈正坤曾被问及为什么要加入联电和中国大陆 DRAM 技术合作研发计划,陈正坤感性但一针见血的说,当年瑞晶被美光兼并这件事对他的冲击非常大,且自主开发 DRAM 技术一直是他心中的梦想,希望这个梦想从他这里播种开花!

图丨福建晋华总经理陈正坤

高启全、陈正坤都曾经是在过去 20 年存储产业身经百战的沙场老将,他们的感叹,是 20 年的血泪,但现在,这群人带着前错不再犯的决心,要将中国存储半导体产业扭转乾坤。

以目前全球三大 DRAM 阵营的势力分布来看,三星、SK 海力士、美光的市占率分别为 46%、27%、21%,意即全球 DRAM 芯片有超过 90% 都掌握在韩美两国手上,尤其是韩国,手握超过 70% 的 DRAM 芯片,而中国必须成为全球 DRAM 产业除了韩、美以外的第三大势力,才能平衡产业生态,也才能在全球半导体产业中取得上桌谈判的资格。

图丨全球三大 DRAM 厂商

其实,DRAM 技术的研发,真正的困难点不在技术本身,而是 DRAM 专利都已经被国际大厂牢牢握住,要避开所有现有的专利来进行开发,才是真正的障碍。即使中国厂商千辛万苦创新突破完成 DRAM 技术研发,很可能还不到量产阶段,就先收到三星、SK 海力士控告专利侵权的律师函。

事实上,美国与韩国大厂以法律当武器恫吓对手的做法,早已是屡见不鲜的事,这几天,美光就针对联电和福建晋华目前仍在研发阶段的 DRAM 技术,在美国提出涉嫌妨碍运营机密的控告。而这并不是美光第一次出手阻止中国厂商的 DRAM 研发计划。

时间拉回 2017 年初的新年前,美光为了防止员工跳槽,趁着这批人回家过年时,在***提出妨碍营业机密诉讼,进行大规模约谈,并对其中部份人员限制出境。这个消息当时震惊了存储半导体产业,让人见识到美国大厂强悍作风,但在其中,却也嗅得出美光对于中国存储芯片产业超高度防备警戒。

也因为如此,福建晋华、合肥睿力两大 DRAM 技术阵营从一开始,就维持极为低调的行事风格,关起门来专心研发。

但现在这两大阵营的难处在于,研发初期的设定主要是参考和模拟美光 DRAM 的技术和流程,由于美光设下天罗地网的法律手段吓阻任何可能的技术抄袭,让福建晋华与合肥睿力都必须规避美光的设计,改走韩系大厂路线,但这样的转变,挑战相当大,会不会导致研发和量产时程延后,恐要进一步观察。

但是,美光等大厂的担心不是没有道理的,2017 年底,中国存储产业传出的长江存储成功研发 32 层 3D NAND 芯片的好消息,不但让赵伟国眉开眼笑,也让国际大厂感受到实实在在的压力。

2017 年 11 月初,紫光旗下的长江存储投入研发将近两年的 3D NAND 芯片,在搭配 NAND Flash 控制芯片置入 SSD,且连接上终端系统后,该系统成功“动”起来。

这惊天一“动”,背后代表的意义,是首颗中国制的 3D NAND 芯片成功通过终端产品的测试,宣告研发成功,中国存储产业向前迈进了一大步。这样的消息,或许可以解读为长江存储投入研发 3D NAND 芯片的初步成功,但也不要太快陷入骄傲的迷思里,因为距离实际的成功,仍有一段很长的路。

首先,长江存储研发的这颗 3D NAND 芯片是 32 层技术,对比三星电子、美光、东芝、SK 海力士主流的 64 层和 72 层技术,还有一段距离,而这些国际大厂在 2018 年即将大步跨入 96 层 3D NAND 技术,驱动芯片的密度提升、成本再下降。

图丨长江存储竞争对手技术推进时间表

再者,研发成功和商业化量产,是两个截然不同的层次。研发成功虽然是关键的第一步,但并非是芯片量产的保证。

芯片要进入量产阶段,良率要先达到一定的水准,否则是不符合生产成本效益的。而长江存储用来测试的这一颗 3D NAND 芯片,绝对是精挑万选出来的“精英部队”,然而不代表生产出来的每一颗芯片都可以通过测试,因此,必须要让良率够高,晶圆产出中的“精英部队”数量才会更多。

但根据 DT 君的观察,长江存储并不是真的那么天真乐观的以为自己就此一帆风顺,尽管研发速度超前目标,但长江存储的策略并不冒进,而是有目标地按部就班前进。

长江存储把这次研发成功的 32 层 3D NAND 视为打底的技术,要用该技术来证明研发的可行性,但并不打算现在就大量产出。因为,公司很清楚知道,大量生产后的 3D NAND 要具备成本竞争力,至少要有 64 层技术底蕴才行。

图丨NAND单位存储空间成本下降

2018 年长江存储的 32 层 3D NAND 技术会小量试产,但更重要的战场,是要再次挑战 64 层 3D NAND 技术的成功。

赵伟国出席世界互联网大会的全球数字经济论坛上也表示,长江存储明年将进入 64 层 128G 的 3D NAND 芯片,估计还要再花上 20 亿美元的研发费用。

再者,紫光早早规划好投资规模高达 240 亿美元、单月产能 30 万片的武汉 12 寸存储器生产基地就可以正式开始启动,该时间点预计是 2019~2020 年。

另一个被美光的专利大刀追着跑,从***追杀一路到美国的福建晋华和联电,其 DRAM 合作方式与其他阵营有着不同的模式。

联电在 2016 年接受福建晋华的委托,开发 DRAM 相关的制程技术,根据技术开发的进度,由福建晋华支付联电技术报酬金,当做是开发费用,而最后研发的 DRAM 技术,将是由双方共同拥有。

在上述的合作协议下,联电将上百人的 DRAM 研发团队和试产线设立在***南科,同时进行 2x 纳米和 3x 纳米两个制程的研发。

另一个 DRAM 阵营是合肥睿力,从成立至今的形式作风非常低调。该阵营的主导者有前半导体设备大厂应用材料 (AppliedMaterials) 全球执行副总、前中芯国际总裁兼 CEO 王宁国,以及前华亚科高层刘大维等。

合肥睿力的布局从今年下半年开始,陆续浮上台面。其中包括与 NOR Flash 大厂北京兆易创新 (GigaDevice) 的合作,兆易创新宣布和合肥市政府达成协议,计划共同出资人民币 180 亿元 (兆易创新出资 20%、合肥市产业投资控股集团出资 80%),同时研发 19 纳米 DRAM 技术,兆易创新也从此协议中,可获得保障产能。

北京兆易创新虽然是从小池塘的 NOR Flash 产业起家,但一直有想要跨足大江大海的 DRAM 产业的雄心壮志,早在一年前多就传遍存储器产业,只是公司一直没有正面承认。

直到今年 9 月,集成电路产业发展基金(大基金)宣布入股兆易创新约 11% 股权,成为第二大股东,该公司在 DRAM 产业的布局、携手合肥睿力的消息,才在近几个月密集对外揭露。

这两大 DRAM 阵营目标,都是在 2018 年底完成研发和试产,推估要真正进入量产,最快也是 2019 年,因此,2019 年会是中国存储产业的关键年,届时有福建晋华、合肥睿力的 DRAM 技术见真章,更有长江存储转进 64 层 3D NAND 的研发和生产,未来 2 年,这几家厂商一波跟着一波的研发与量产进展,将左右未来十年中国存储产业的命运。2019 年,将会是中国半导体产业非常精彩的一年。

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