全球存储芯片市场规模将达2196亿美元!你掏钱人家还未必卖你
云栖网:在半导体行业中,存储芯片行业一直以来都是由三星、东芝、西部数据、美光、SK海力士霸占着几乎所有的市场份额。据研究机构数据分析,2023年,全球存储芯片市场的规模,预计将达到2196亿美元,较之前预估的2022年增加392亿美元,同比增长将会达到21.7%。
而同样还有另外一份数据让人揪心,有数据统计,中国存储器的消耗量占全球总消耗量的50%以上,但是国产厂商的存储产品则屈指可数。换句话说,就是2000多亿美元的存储芯片购买费用,我们要贡献一半以上,然而有时候,你掏钱人家还未必卖你。尤其是受疫情影响的这几年,在产能都受到限制的情况下,人家不光不卖你,还要坐地起价,可谓是被人拿捏得死死的。
长江存储
2006年4月,为了促进芯片产业的发展,湖北省政府和武汉市政府共同投资成立了武汉新芯,成立之初由中芯国际代管,计划做DRAM芯片。可中芯国际当时正处于和台积电的专利官司期间,一时间武汉新芯的产业发展进入滞后状态。
成立时的武汉新芯当时是想做DRAM的,但公司成立不久遭遇了DRAM的价格低谷周期,而不得不放弃DRAM的生产。于是,武汉新芯2008年9月开始为美国Spansion(飞索半导体)生产NAND Flash闪存,那个时候武汉新芯的技术水平还在65nm这个阶段。
好景不长,飞索半导体遭遇经济危机之后业绩一路下滑,武汉新芯在2010年订单量急剧下降,而不得不寻求出售。而当时,台积电、美国镁光、豪威都成为潜在合资对象,但由于国内业界的呼吁及武汉市对自主创新的坚持,最终放弃了合资计划。
当然合资未果还是带来了机会,那就是美国豪威的图像传感器(豪威,索尼和三星是手机摄像头的图像传感器芯片的高端三巨头)开始找武汉新芯生产制造,但新芯公司仍处于艰难地步。
于是2011年,中芯国际投资10亿美元最终控股武汉新芯。
但2011年,中芯国际的营收只有13.2亿美元,净利润为大幅亏损2.47亿美元,分别同比大幅下滑。因此,中芯国际的10亿美元注资计划实际上最后没有完成。最后,2013年,中芯国际退出了武汉新芯。
武汉新芯命运转机还是来自于2014年11月成立的国家集成电路大基金,这个基金推动中国先进集成电路产业发展。
2016年3月武汉新芯宣布,将投资240亿美元在武汉打造一个世界级的半导体存储企业,集中精力研究生产NANDFLASH和DRAM。项目分三个阶段部署,第一家工厂专注NAND闪存生产,第二家工厂专注DRAM芯片生产,第三个阶段的设施将专为供应商服务。请注意,第一家工厂是做NAND FLASH的,正是长江存储是优先量产NAND FLASH产品。
2014年10月3D NAND闪存项目正式启动。
2015年6月 9层3D NAND闪存测试芯片通过电气性能验证。
2016年7月 32层3D NAND 闪存测试芯片设计完成。
初登场:从零起步
所谓那里有压迫,那里就有反抗,在存储芯片极度依赖国外厂商的时候,2016年7月,紫光集团参与进来,各方在武汉新芯公司的基础上成立了长江存储公司并控股武汉新芯。
2016年7月,长江存储科技有限责任公司(“长江存储”)于武汉正式成立,长江存储是一家专注于3D NAND闪存芯片设计、生产和销售的IDM存储器公司,其产品广泛应用于移动设备、计算机、数据中心和消费电子产品等领域。
2017年1月,紫光集团进一步宣布投资300亿美元(约2000亿人民币),在江苏南京投资建设半导体存储基地,一期投资100亿美元,建成月产能10万片,主要是生产3D NAND FLASH(闪存)、DRAM存储芯片。而在2017年长江存储才研发出第一代32层的MLC产品,其实当时是严重落后于三星、SK海力士、美光等厂商的,毕竟这些厂商已经有几十年的历史,长江存储是完全从0开始。
崭露头角:技术提升
技术方面,长江存储面临的是和中芯国际一样的问题,就是先进技术决定着未来。为了获取技术,长江存储的前身武汉新芯曾和飞索半导体进行联合研发NANDFLASH,但飞索半导体现在已经被美国Cypress公司收购,成为全球NOR FLASH领域的领头公司。但是不管是飞索半导体,还是Cypress,都不是NAND FLASH领域的先进厂家,这个市场是被三星,海力士,美光,东芝四巨头把持的。所以飞索半导体自身的NAND FLASH技术实力,还是无法和国际四大厂相比的。长江存储深知飞索半导体的技术实力不够,所以,长江存储除了和飞索半导体合作,主要是和国家队的中科院微电子研究所搞共同研发。
2017年2月,中科院微电子所发布的消息显示,双方共同研发的国产32层3D NAND FLASH芯片取得突破性进展。而2017年,三星实现96层NAND的量产。可以说,在2017年之前,长江存储成长速度虽然快,但还是跟在三星屁股后面的弟弟。不过到2018年时,长江存储搞了个弯道超车的机会, 那就是推出了Xtacking技术,这个技术相当于一种3D技术,能够在同样的芯片面积内,塞进更多的晶体管,从而提高NAND闪存的容量等。
2018年8月7日,在美国加州圣克拉拉召开的闪存峰会上,长江存储发布了Xtacking技术,在闪存技术架构上成功实现突破性创新。传统的3DNAND芯片,通常是在同一片晶圆上,把存储单元和逻辑电路一并加工出来。随着层级不断叠加,外围逻辑电路的面积会越来越大,到更高层时,存储密度会大幅降低。Xtacking架构,则会将存储单元和逻辑电路在两片晶圆上分别加工,并各自选择最先进的制造工艺,用数百万根金属通道把两者“接通”。这样做的好处是,不但研发周期缩短三个月、生产周期缩短20%,闪存的最高存取速度更将大幅提升至DDR4内存的水平。而Xtacking架构的64层3DNANDFlash闪存,其存储密度能与其他厂商96层的相差无几。这意味着,长江在存储芯片领域已经闯出属于自己的道理,具有一定的竞争力。
开疆拓土:市场占有率稳步提升
2019年,长江存储推出了64层TLC技术。然而弯道超车在一次上演,转折发生在2020年,你三星不是量产了96层NAND吗,长江存储偏不不按照你的套路走,直接跳过96层,直奔128层!这个大胆的决定,还真被长江存储给搞成了。2020年4月13日成功研发128层QLC 3D nand。
2020年10月26日,全新的长江存储·致钛PC005 Active 1TB版本在京东开启预售,并于2020年11月1日正式开放。2020年底,长江存储128层NAND开始量产,与三星等国外大厂已经没有代差,达到了世界前沿水平!这就是中国速度!
到2021年时,长江存储的128层堆叠的TLC产品全面量产,并获得了大量SSD厂商的支持,推出了相关的产品,比如海康威视、紫光、阿斯加特等等厂商。
而从测试的结果来看,使用长江存储128层堆叠产品的SSD产品,毫不逊色于三星、SK海力士等同样128层TCL的产品,性能水平基本一致。甚至连Techinsights的评测专家都表示,长江存储的128层工艺在容量、位密度和I/O速度方面实现了行业领先的新标准。
2021年我国进口集成电路金额约为2.8万亿元,预计其中接近三分之一是存储芯片,也就是约9000多亿元。一旦长江存储能够顶上来,市场份额迅速扩大,想必接下来国内的存储芯片进口,会大大地减少了吧。
而通过长江存储,也可以证明,只要肯干,所谓的落后、起步晚都不是借口,在芯片领域中国企业一样可以追上全球巨头。
近日,知名半导体分析机构Trendforce发布了一份数据,表示在2021年,长江存储的闪存产品在全球的份额大约为4%左右。而到2022年,预计能够达到7%左右。
结束语
虽然我国的半导体行业还有很长的路要走,但至少已经有人已经在出发的路上了不是吗,至少在内存颗粒和闪存颗粒上,多一些长江存储这样的企业,对中国半导体行业和对中国消费者都是好事儿。