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    僅3國掌握壟斷9成市場,長江存儲用2年成功掌握

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    僅3國掌握壟斷9成市場,長江存儲用2年成功掌握

    存儲芯片是嵌入式系統芯片的概念在存儲行業的具體應用。主要集中于企業級存儲系統的應用,為訪問性能、存儲協議、管理平臺、存儲介質,以及多種應用提供高質量的支持。隨著數據的快速增長,數據對業務重要性的日益提升,數據存儲市場的需求日益增加。

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    存儲芯片的種類很多,按用途可分為主存儲芯片和輔助存儲芯片。前者又稱內存儲芯片(內存),可以與CPU直接交換數據,速度快、容量小、價格高。后者為外存儲芯片(外存),指除內存及緩存以外的儲存芯片。此類儲存芯片一般斷電后仍然能保存數據,速度慢、容量大、價格低。

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    按照斷電后數據是否丟失,可分為易失性存儲芯片和非易失性存儲芯片。易失性存儲芯片常見的有DRAM和SRAM。非易失性存儲芯片常見的是NAND閃存芯片和NOR閃存芯片。

    其中DRAM和NAND flash是中國進口存儲芯片中最為重要的兩類,DRAM‌‌ 你可以把它簡單叫做內存 ,然后NAND Flash 叫做閃存。2018年,中國進口了3120億美元的芯片,其中存儲芯片占集成電路進口金額的39%,達到1230.6億美元。這1230.6億美元的存儲芯片中,高達97%的是DRAM和FLASH。

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    在這里指出一下,中國進口物品占比最高的四項,分別是集成電路(簡單理解為半導體芯片)、石油、鐵礦石和液晶面板,目前,中國在集成電路上,和歐美還存在很大的差距。

    存儲芯片領域以DRAM來說,三星、美光以及海力士總共占據全球DRAM芯片市場份額的96% ,而 NAND flash 上則三星、東芝、美光、海力士、英特爾五家壟斷??偨Y來說,日韓美三國壟斷了存儲芯片市場。

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    在2016年前,中國在存儲芯片市場為0,所以極易被國外卡脖子,而是非常被動。這個時候,紫光集團成立了長江存儲,來攻克存儲芯片市場。

    紫光集團前身是清華大學科技開發總公司,1988年清華大學成立了清華大學科技開發總公司,這是
    清華大學第一家綜合型科技企業,1993年改名為清華紫光集團。

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    紫光前些年一直在努力發展集成電路,他先后收購了展訊和銳迪科,將他們合并為紫光展銳,展訊大家可能并不了解,展訊可以說是全球低端芯片的輸出大廠,芯片銷量堪比高通,展訊、海思、聯發科是中國三大IC設計廠商。

    2015年6月份的時候,就有近50%的印度本土手機品牌使用的都是展訊的手機芯片,其在Micromax、Intex、Lava等印度本土手機品牌產品當中所占據的份額分別高達47%、63%、24%。

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    后來,與全球最大硬盤供應商西部數據合資,成立“紫光西數”,紫光占股51%;這些大并購、大結盟,令紫光迅速完成集成電路產業鏈的大布局。紫光集團也被譽為中國版“三星”。

    而紫光成立長江存儲,集中精力攻堅的就是 NAND flash ,從2016年開始努力,到2017年11月,紫光集團花費了10億美元,整整1000人的研發團隊花費2年時間研發成功首款國產32層3D NAND存儲芯片。這標志著中國存儲芯片實現了0的起步。

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    但是這明顯還不夠,在技術方面,為了盡快縮短與國外廠商的差距,長江存儲在閃存技術上采取了跳躍式發展,32層堆棧的只是小量生產,2019年5月,紫光成功研發了64層堆棧3D NAND存儲芯片,與三星的96層堆棧只有1代的差距,要知道,2018年64層堆棧3D NAND閃存的大規模量產,全球6大NAND閃存廠商在年底才開始轉向96層堆棧的新一代3D NAND。

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    而紫光將直接跳過96層堆棧直接進入128層堆棧,這幾家公司預計也會在2020年才會推出128層堆棧的閃存,到時候紫光的存儲芯片將與國際芯片大廠站在統一水平線上。

    雖然,長江存儲到年底擴張達至少60K/m的投片量,與其他競爭者動輒200K/m以上的產能并不算大,但NAND Flash市場價格仍受到一定沖擊,導致跌價趨勢持續,而這樣也縮減了中國在存儲芯片上的進口費用。
    紫光集團存儲芯片的研發讓中國在存儲芯片市場擁有了議價權,不需要再擔心被別人卡脖子,每年將幫中國節省上千億的費用。

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    而且長江存儲還研發了一種創新性技術,2018年長江存儲推出了Xtacking結構的3D NAND閃存技術,該技術將為3D NAND閃存帶來前所未有的I/O高性能,更高的存儲密度,以及更短的產品上市周期。

    采用Xtacking,可在一片晶圓上獨立加工負責數據I/O及記憶單元操作的外圍電路。這樣的加工方式有利于選擇合適的先進邏輯工藝,以讓NAND獲取更高的I/O接口速度及更多的操作功能。存儲單元同樣也將在另一片晶圓上被獨立加工。當兩片晶圓各自完工后,創新的Xtacking技術只需一個處理步驟就可通過數百萬根金屬VIA(Vertical Interconnect Accesses,垂直互聯通道)將二者鍵合接通電路,而且只增加了有限的成本。

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    根據長江存儲此前公布的數據顯示,在傳統3D NAND架構中,外圍電路約占芯片面積的20~30%,這也使得芯片的存儲密度大幅降低。而隨著3D NAND技術堆疊到128層甚至更高,外圍電路所占據的芯片面積或將達到50%以上。而Xtacking技術則可將外圍電路置于存儲單元之上,從而實現比傳統3D NAND更高的存儲密度。

    長江存儲表示:

    “目前,世界上最快的3D NAND I/O速度的目標值是1.4Gbps,而大多數NAND供應商僅能供應1.0 Gbps或更低的速度。利用Xtacking技術我們有望大幅提升NAND I/O速度到3.0Gbps,與DRAM DDR4的I/O速度相當。這對NAND行業來講將是顛覆性的。”

    2019年,長江存儲再次升級了Xtacking技術,發布了Xtacking2.0,將進一步提升進一步提升NAND吞吐速率、提升系統級存儲的綜合性能。

    而在DRAM領域,合肥長鑫也在艱難攻堅,目前已累積有1萬6千個專利申請,已持續投入晶圓量超過15000片。

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    目前,長鑫與國際主流DRAM產品同步的10納米級第一代8Gb DDR4首度亮相,一期設計產能每月12萬片晶圓。和最先進的是三星的第2代10納米等級制程的新款12Gb LPDDR5 DRAM相比。合肥長鑫和三星之間的差距并沒有很大,

    而且合肥長鑫為了減少美國制裁威脅,它們重新設計了DRAM芯片,以盡量減少對美國原產技術的使用。

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    這也標志我國在內存芯片領域實現量產技術突破,擁有了這一關鍵戰略性元器件的自主產能。

    合肥長鑫在合肥召開的2019世界制造業大會上,宣布總投資約1500億元的存儲內存芯片自主制造項目投產。

    可以說隨著紫光集團和合肥長鑫的雙拳齊出,中國在也不需要在存儲芯片領域看西方的眼色了。在半導體領域,中國會慢慢發展,從而構建屬于我們的半導體生態。

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