2019年全球芯片半导体市场总份额达到了5000亿美元,其中存储器行业的规模约为22%,高达1155亿美元之多。

存储器也被称之为存储芯片,基本以DRAM内存和NAND Flash闪存两类为主。反观全球存储芯片市场基本形成了美日韩三国企业垄断的格局,2019年NAND Flash市场,韩国三星以34%的市场份额位居第一,日本东芝和美国西部数据分别以19%、14%的份额位居第二第三位。而在当年的DRAM内存市场上,韩国三星、海力士和美国美光半导体,分别以45%、29%、21%的市场份额位居行业前三。

随着国际半导体形势日趋严峻、风起云涌,2019年我国芯片的自给率仅为30%,而在2025年我们的目标是要实现70%的自给率,此时我们仅仅剩下不到5年的时间,为了在芯片供应上不被国外卡脖子,我们早已启动了深谋远虑的芯片布局之路,特别在存储芯片行业,主要有两条破局路线。

NAND Flash闪存芯片方面,2016年中国紫光集团在武汉创立了长江存储,两年后,国内首颗32层堆栈的闪存芯片问世,实现了我国闪存行业真正意义上从无到有的突破,2019年5月长江存储攻克64层堆栈闪存,当时全球领先的闪存为三星96层堆栈闪存,两者相隔仅一代的距离。2020年4月长江存储在自研Xtacking结构的基础上,不再按部就班,直接跳过96层堆栈的研发,率先发布了世界首颗128层堆栈的QLC闪存。与此同时长江存储在闪存芯片的产能上也没落下,2020年6月国家存储器二期基地正式开工,在一期基地产能的基础上,长江存储力求每月达到30万片的产能。

中国整个半导体行业在闪存芯片领域,一丝希望之光正在全力刺穿黑夜的迷雾。

而在DRAM内存芯片方面,以合肥长鑫为代表的国内半导体企业正在蓄势待发。

NANF Flash也被称之为非易失性存储设备,是存储硬盘的重要组成部件,可以在断电后仍然存储数据信息。而研发难度更高的DRAM内存,相当于系统的运行内存,只能在短时间内保存数据,如果突遇断电,存储的信息就会丢失,但是其读取数据的速度相较于闪存更快。

存储器业界内有这样一句话,能生产DRAM内存必定能生产NAND颗粒,可见DRAM研发的难度要更高一些。

而中国DRAM内存的兴起,是从继承和改进德国内存大厂奇梦达的技术开始。

2008年奇梦达攻克DRAM的关键技术——Buried Wordline堆叠式技术,当时在此基础上生产的46纳米内存,较上一代58纳米的产品,晶圆数量增加了一倍,但恰巧当年全球DRAM市场行情破跌,2009年由于资金问题奇梦达宣布破产,而Buried Wordline也被封存起来,这家拥有比肩三星海力士大厂内存专利和技术的公司,也侧面反映了整个欧洲存储器的衰落。

即使这样瘦死的骆驼比马大,奇梦达的Buried Wordline和上千万份DRAM技术,最终授权给来自中国的半导体企业长鑫。结合奇梦达的内存技术,2017年刚刚成立的合肥长鑫广纳人才进行技术创新,在这几年平稳将先前奇梦达封存的46纳米技术,推进到了10纳米级。但是合肥长鑫这个10纳米准确来说应该是1x纳米,因为当DRAM工艺突破20纳米的大关后,工艺制程再往前就逐渐遇到了瓶颈,所以内存厂商们就将20纳米以内的工艺区分为1x、1y、1z等制程节点,实际上1x相当于16至19纳米工艺,1y对应14至16纳米工艺,1z对应12至14纳米工艺。

目前美国美光和韩国SK海力士的DRAM工艺水平已经达到1z纳米,三星更是开始量产1z纳米内存,所以说长鑫仍然还有一段距离要走。但是目前全球DRAM内存从1z纳米之后往前推进也愈发困难,开发DRAM芯片的新材料是一种行之有效的方法,这段时间也是合肥长鑫的机遇期。

从2017年才开始成立的合肥长鑫,在不到两年时间内研制出了国产首颗19纳米的DRAM芯片,这就是DDR4内存芯片,2019年9月合肥长鑫正式开始量产DDR4内存,目前已经陆续开始向客户交付。而根据计划,在今年年底左右长鑫的目标是将产能拓展到每月4万片晶圆,产量预计将占据全球市场的3%,全力从美韩内存的铜墙铁壁中打开一条口子。

在此期间长鑫已经开始着手攻克17纳米工艺的DRAM内存芯片,计划将于2021年完成研发。在国内DRAM内存长期处于空白的关键时刻,合肥长鑫无疑像黑暗中的一丝曙光,引领着国内存储器厂商向前迈进。

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