聚焦:我国半导体存储器产业突围战即将打响(二)

两江视角2019-02-21 12:49:09

三、西安紫光国芯半导体是在德国英飞凌旗下西安奇梦达科技有限公司基础上发展而来的。先后被浪潮集团和紫光集团收购。

德国英飞凌科技存储器事业部2003年在西安成立,该企业是西安当年引进的规模最大、水平最高的集成电路设计公司。2006年英飞凌存储事业部拆分上市,成为奇梦达科技(西安)有限公司。2009年金融危机,德国奇梦达总部申请破产保护。奇梦达科技(西安)有限公司被浪潮集团收购,改制重建并更名为西安华芯半导体有限公司。当时业界权威专家表示,奇梦达西安研发中心具有世界最先进的半导体存储器产品设计和开发能力,这次收购使中国企业拥有了与国际先进工艺水平同步的存储器芯片设计开发团队,为打造中国自主的存储器产业跨出实质性的一步。2015年,西安华芯半导体有限公司又被紫光集团收购,更名为西安紫光国芯半导体有限公司。

紫光国芯承担着国家科技重大专项“核高基”和国家高技术发展计划“863”等多个存储器领域的重大专项研究项目和课题。是发改委和工信部等五部委联合认定的“国家规划布局内集成电路设计企业”、科技部认定的“国家火炬计划重点高新技术企业”和“高新技术企业”。

紫光国芯的核心业务就是存储器设计开发,与合肥长鑫睿力一样,主要从事随机存取存储器DRAM的研发。

今年(2018年)512日,紫光国芯证券简称由“紫光国芯”变更为“紫光国微”后,迎来不少投资者咨询,紫光国微副总裁杜林虎接待并回答投资者提问时称,目前DDR3是主流产品,公司开发的DDR3产品已经在正常销售中,DDR4有望在今年内完成开发,但受制于后端制造产能的限制,出货量不会很大。

这无疑是一个振奋人心的消息,我们的电脑终于可以用上国产自主内存芯片了!

紫光国芯的烦恼是没有DRAM存储器的制造能力,即没有自己的晶圆厂。紫光国芯只从事DRAM存储器设计,生产则完全交由专业代工厂,但市场上DRAM的专业代工厂很少。当市场需求旺盛时,代工厂产能出货不足;当投片规模较小时,又控制不了成本。


四、武汉长江存储科技有限责任公司紫光集团、国家大基金湖北省科资集团及湖北国芯产业投资基金等投资,于2016726日在武汉新芯集成电路制造有限公司的基础上正式成立。长江存储的股权结构紫光51%、大基金25%、湖北24%长江存储为清华紫光集团的子公司法人为紫光集团董事长赵伟国。

长江存储的前身武汉新芯成立于2006年,是湖北省与武汉市的重大战略投资项目由湖北省、武汉市、东湖高新区三级财政共同投资100亿建立。建厂之初,由于缺乏人才和技术,武汉新芯和中芯国际签订了托管协议,由中芯国际给予武汉新芯以包括生产技术和人才在内的援助。武汉新芯12英寸晶圆生产线建成投产当日,与中芯国际、美国飞索半导体达成三方战略合作,飞索向中芯国际转移65纳米、43纳米相关生产工艺及技术,武汉新芯作为飞索半导体的重要生产基地,为其提供NAND Flash闪存产品代工。

武汉新芯12英寸晶圆项目国家级存储基地

NAND Flash存储器和NOR Flash一样,也是一种非易失性存储器。但NAND Flash具有存储密度高,存储容量大,擦写次数多,使用寿命长,写入、擦除速度快等特点,非常适合存储数据用。目前NAND Flash广泛应用于固态硬盘SSD和手机用户内存(又叫手机微硬盘)。

武汉新芯原计划主打生产动态存储器DRAM遭遇全球DRAM市场价格崩盘,利润一再下滑正好将产品线转向NAND Flash闪存。武汉新芯量产后,中芯国际陷入与台积电的诉讼纠纷引发中芯国际管理层变动导致武汉新芯疏于管理运营每况愈下,加上美国飞索半导体遭遇经济危机濒临破产,武汉新芯订单几近2010年甚至不惜寻求卖掉自身在此期间,台积电、美光都曾就收购入股武汉新芯进行过接触。因国内业界呼吁,政府担心国半导体业落入他人之口,武汉新芯最终摆脱了被收购的命运,为我国半导体产业留下了一颗重要的种子而这一时期,中芯国际因股东内讧,管理层持续动荡2013年后,武汉新芯与中芯国际分道扬镳。原中芯国际首席运营官杨士宁博士从中芯正式离职加入武汉新芯任CEO,武汉新芯从中芯国际完全独立出来,逐渐步入正轨走出亏损的窘境。

2013年后兆易创新成为武汉新芯重要客户,到2014年,由武汉新芯为兆易创新代工的NOR Flash闪存芯片出货量超过10万片。2017年底,武汉新芯NOR Flash闪存芯片出货量超过75万片。

技术层面,在2014年中,武汉新芯与美国飞索合作成功将NAND技术由55nm推向32nm2014年底,武汉新芯与存储器领域的世界级研发团队飞索(已并入美国赛普拉斯)组建联合研发团队,开始3D NAND的研发工作。

如果我们把NAND(又叫2D NAND)看作是只有长和宽的平房,3D NAND就可以视为具有高度的大厦。它采用立体堆叠技术,相同的面积可以带来更高的容量。由于这一特性,使得研发大容量的固态硬盘成为可能。

201711月,在武汉新芯基础上建立的长江存储成功地研发出323D NAND Flash芯片,打破了国外半导体厂三星、海力士、美光、英特尔、东芝、西部数据等的技术垄断!这颗由1000人的团队历时2年自主研发的芯片,是我国在制造工艺上最接近国际高端水平的主流芯片,将有望使我国进入全球存储芯片第一梯队,提升我国半导体在国际市场的地位。

2018年5月 长江存储第一台ASML光刻机运抵武汉天河机场,这台光刻机可生产20-14nm工艺的3D NAND,售价达7200万美元

我国成功研发3D NAND Flash,绝对是重磅消息,对我国来说有着非同寻常的意义。我国存储器产业,除半导体随机存储器DRAM是一片空白外,硬盘存储器HHD也是我们的心头之痛。

国产长城硬盘

本世纪初我国曾经发展过三个硬盘品牌,深圳易拓、长城和贵州南方汇通。但由于传统机械硬盘HHD构造复杂非常精密,我国既缺乏人才,又无核心技术积累,我们的产品没有竞争力,质量难以保障,根本无法与世界级巨头抗衡。短短几年国产机械硬盘就一个个夭折了。

传统硬盘是机电一体化设备,这是硬盘内部的机械部分

3D NAND Flash的研发成功,给我国的硬盘存储产业带来新的契机,使我们可以追随国际先进技术,迈过复杂的传统机械硬盘,直接进入固态硬盘的发展轨道。这让我们想起一个词“弯道超车”,这个词的原意本来是指抓住某个历史时机或特定机遇,一鼓作气,追赶超越先进目标,但却被一些咬文嚼字的人机械地理解成“自己走直线,让别人走曲线”的投机取巧行为。我们相信,就像U盘取代软盘一样,采用半导体存储器的固态硬盘一定也会取代传统的机械硬盘。

固态硬盘内部的NAND Flash存储器

紫光集团全球执行副总裁暨长江存储执行董事长高启全(被称为台湾DRAM业教父)在两次接受采访中介绍,现在的武汉新芯约1,200人,长江存储成立至今也招募了将近700人(部分由武汉新芯内转),当中的研发人员占500人,台湾人约50名。加入长江存储的有美国人、韩国人、日本人及台湾同胞。由于要做国际级公司,长江存储内部的沟通用英语。在生产制造上,分为武汉12寸厂和南京12寸厂两个据点,各自单月产能都是30万片。

今年底(2018年),紫光国家存储基地将实现国产323D NAND的小规模量产,高启全说,当然不会上很高的产量,主要是完成技术积累。“前五年追赶技术,后五年增加产量”,64层闪存产品的研发也在加速进行。“希望用5年左右接近世界先进水平”。

去年6月,三星已大规模量产64NAND闪存。搜狐今年(2018年)711日消息,三星710日宣布,正式量产堆叠数高达90层的NAND闪存。

前路漫漫,长江存储还任重道远。


五、福建晋华集成电路有限公司由福建省电子信息集团及泉州、晋江两级政府共同出资,2016226日注册成立,是我国“十三五”集成电路重大生产力布局规划的生产企业。20165月,晋华集成电路与台湾联华电子签署技术合作协议,开发动态随机存取存储器DRAM。2016年7月福建晋华第一座12英寸晶圆厂破土动工,2017年11月主厂房正式封顶。预计2018年年底正式投产。福建晋华主要生产利基型DRAM存储器

利基型DRAM主要用于液晶电视、数字机顶盒、蓝光播放器等消费型电子产品中,物联网对利基型DRAM也有很大需求。

根据协议,台湾联电受大陆福建晋华委托,开发DRAM存储器。联电技术研发团队设在台湾,与国外DRAM设计公司合作,福建晋华支持研发费用,开发出来的技术成果,双方共同拥有,授权给福建晋华生产。这样的合作协议,自然有很多人不看好。

台湾很早就已经没有DRAM产业了,而且从来都没有研发出主流的DRAM核心技术,联电借此可以培养自己的DRAM技术研发能力。


由于各厂商都把量产的关键时间节点定在今年年底,我国存储器产业的突围之战很快就会打响。可以预见,随着我国存储器产业异军突起,一段时期内,国外巨头可能会对我国一些企业发起专利围剿,他们会利用其占据行业制高点的有利地位和强大的资金实力,从法律上狙击我国新进入者,使其一开始就处于不利地位。用诉讼战拖垮后发企业,是行业巨头们屡试不爽的招数。

愿我国半导体存储行业有个好的开端,一路顺风,在自主的道路上越走越快,越走越好。


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