DRAM:芯片國產(chǎn)化的兵家必爭之地
2018年,中國進(jìn)口了超過900億美元的存儲(chǔ)芯片,這其中三星電子、SK海力士和美光電子三分天下,而國內(nèi)廠商的份額為——0%。
同年7月18日,國產(chǎn)存儲(chǔ)三大勢力之一的合肥長鑫正式投片,產(chǎn)品規(guī)格為8Gb LPDDR4,對于中國DRAM產(chǎn)業(yè)來說,這是艱難的第一步。
投片,代表在芯片設(shè)計(jì)上已達(dá)到一定水平,且產(chǎn)品上市指日可待,然而日后產(chǎn)品生產(chǎn)良率和穩(wěn)定度仍有待觀察。
更何況,明年底合肥長鑫的產(chǎn)能最多不過2萬片晶圓/月,即便不考慮明年國際主流是LPDDR4的技術(shù)差距問題,2萬片晶圓/月的產(chǎn)能對全球每月上百萬片晶圓的產(chǎn)能來說依然是杯水車薪。
國泰君安電子團(tuán)隊(duì)對日美韓三國的DRAM研發(fā)過程進(jìn)行了復(fù)盤,并對中國在這一次產(chǎn)業(yè)變遷中可以采取的策略進(jìn)行細(xì)致展望。
芯片國產(chǎn)化中不可或缺的DRAM之戰(zhàn),中國該如何主動(dòng)出擊,又會(huì)帶來哪些投資機(jī)會(huì)?
日美韓三國演義1969年,在諾伊斯和摩爾等初代集成電路元?jiǎng)讉兊呐ο拢?u>英特爾成功開發(fā)出第一塊存儲(chǔ)芯片——容量為64個(gè)字節(jié)的3101芯片。
次年,英特爾的12號員工特德.霍夫提出了一種新的設(shè)計(jì),將DRAM存儲(chǔ)器單元的晶體管從四個(gè)減少到三個(gè),成功將存儲(chǔ)空間提升到1024個(gè)字節(jié)。
這也就是我們?nèi)缃袼肈RAM的技術(shù)原型。
無疑,此時(shí)的美國,是第一個(gè)吃螃蟹的人。當(dāng)時(shí)個(gè)人計(jì)算機(jī)尚未普及,需求小、價(jià)格低使得技術(shù)是行業(yè)核心驅(qū)動(dòng)力,商戰(zhàn)也遠(yuǎn)遠(yuǎn)未及。因此,從1970年的2K可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(Eprom)到1972年世界第一塊靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(SRAM)的推出,再到4K 16K,64KDRAM芯片的先后問世,在技術(shù)驅(qū)動(dòng)下,存儲(chǔ)器容量不斷呈指數(shù)級增長。
技術(shù)的壁壘也毫無意外地帶來了壟斷,英特爾和MOSTEK等美國公司壟斷了當(dāng)時(shí)的整個(gè)市場。
然而不久之后,日本存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)的崛起就打破了原本的競爭格局。
1971年,日本NEC公司推出了DRAM芯片,緊追英特爾的量產(chǎn)DRAM。盡管如此,日本半導(dǎo)體的技術(shù)實(shí)力和產(chǎn)品性能與美國依然有巨大差距。同期的美國存儲(chǔ)器已經(jīng)用上了超大規(guī)模集成電路(VLSI),而日本還停留在上一代技術(shù)大規(guī)模集成電路(LSI)。
為攻破技術(shù)壁壘,1970年代的日本政府一手抓“產(chǎn)官學(xué)”一體推進(jìn)本土半導(dǎo)體實(shí)力發(fā)展,一手抓進(jìn)口壁壘搞產(chǎn)業(yè)保護(hù)。1976年,由日本政府的通產(chǎn)省牽頭,以日立、三菱、富士通、東芝、NEC五大公司作為骨干,聯(lián)合了日本通產(chǎn)省的電氣技術(shù)實(shí)驗(yàn)室(EIL)、日本工業(yè)技術(shù)研究院電子綜合研究所和計(jì)算機(jī)綜合研究所,投資720 億日元,攻堅(jiān)超大規(guī)模集成電路DRAM的技術(shù)難關(guān)。
日本VLSI攻關(guān)項(xiàng)目的官產(chǎn)學(xué)一體模式