2018年,中國進口了超過900億美元的存儲芯片,這其中三星電子、SK海力士和美光電子三分天下,而國內廠商的份額為——0%。
同年7月18日,國產(chǎn)存儲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,代表在芯片設計上已達到一定水平,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。
國泰君安電子團隊對日美韓三國的DRAM研發(fā)過程進行了復盤,并對中國在這一次產(chǎn)業(yè)變遷中可以采取的策略進行細致展望。
芯片國產(chǎn)化中不可或缺的DRAM之戰(zhàn),中國該如何主動出擊,又會帶來哪些投資機會?
日美韓三國演義1969年,在諾伊斯和摩爾等初代集成電路元勛們的努力下,英特爾成功開發(fā)出第一塊存儲芯片——容量為64個字節(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計,將DRAM存儲器單元的晶體管從四個減少到三個,成功將存儲空間提升到1024個字節(jié)。
這也就是我們如今所用DRAM的技術原型。
無疑,此時的美國,是第一個吃螃蟹的人。當時個人計算機尚未普及,需求小、價格低使得技術是行業(yè)核心驅動力,商戰(zhàn)也遠遠未及。因此,從1970年的2K可擦除可編程只讀存儲器(Eprom)到1972年世界第一塊靜態(tài)隨機存儲器(SRAM)的推出,再到4K 16K,64KDRAM芯片的先后問世,在技術驅動下,存儲器容量不斷呈指數(shù)級增長。
技術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時的整個市場。
然而不久之后,日本存儲產(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,日本半導體的技術實力和產(chǎn)品性能與美國依然有巨大差距。同期的美國存儲器已經(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大規(guī)模集成電路(LSI)。
為攻破技術壁壘,1970年代的日本政府一手抓“產(chǎn)官學”一體推進本土半導體實力發(fā)展,一手抓進口壁壘搞產(chǎn)業(yè)保護。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)省的電氣技術實驗室(EIL)、日本工業(yè)技術研究院電子綜合研究所和計算機綜合研究所,投資720 億日元,攻堅超大規(guī)模集成電路DRAM的技術難關。
日本VLSI攻關項目的官產(chǎn)學一體模式