DRAM內(nèi)存商用已歷經(jīng)50年，NAND Flash閃存面世也已經(jīng)有30年，從最初的群雄并舉演化到當(dāng)前的寡頭格局，地域上也可分出韓國(guó)、美日、和中國(guó)臺(tái)灣這3個(gè)梯隊(duì);以長(zhǎng)江存儲(chǔ)、長(zhǎng)鑫、晉華和紫光DRAM項(xiàng)目為主的中國(guó)新晉力量受到廣泛關(guān)注。
中國(guó)存儲(chǔ)器產(chǎn)業(yè)如何發(fā)展?本文從純市場(chǎng)的角度，就DRAM、NAND Flash、封測(cè)技術(shù)和發(fā)展思路等方面提出幾點(diǎn)思考：
DRAM
PC：DDR4;利基：DDR3
DDR3和DDR4內(nèi)核并無本質(zhì)差別，邏輯部分同為8位預(yù)加載，晶圓制成大同小異。定位PC和服務(wù)器市場(chǎng)，DDR4是不二選擇。車載等利基市場(chǎng)產(chǎn)品應(yīng)用滯后主流技術(shù)1代，定位利基市場(chǎng)需要在市場(chǎng)準(zhǔn)入和可靠性方面打開局面并建立多產(chǎn)品小批次的運(yùn)營(yíng)模式，DDR3不失為一種選擇，但是必須考慮到市場(chǎng)容量問題。
目前市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)紫光國(guó)芯品牌的DDR3內(nèi)存條，也許可以理解為是一種前奏。紫光國(guó)芯的前身為2003年建立的英飛凌西安DRAM設(shè)計(jì)部門，2009年被浪潮收購(gòu)開始獨(dú)立運(yùn)作。紫光國(guó)芯具有一流的設(shè)計(jì)能力，從事利基型DRAM和設(shè)計(jì)服務(wù)，晶圓主要由臺(tái)灣的合作伙伴供應(yīng)。這種類似金士頓的模式需要強(qiáng)大的渠道控制力和品牌號(hào)召力，且成本較高;但是由此可以實(shí)現(xiàn)零的突破，建立品牌和分銷模式，為今后的大發(fā)展奠定一個(gè)基礎(chǔ)。
移動(dòng)：LPDDR4
移動(dòng)DRAM在受手機(jī)市場(chǎng)的推動(dòng)量?jī)r(jià)齊升。根據(jù)IDG公布的數(shù)字，2017年全球智能手機(jī)年產(chǎn)量14.62億臺(tái)，中國(guó)品牌約占一半的全球份額。一些專供亞非拉市場(chǎng)的公司由于上市而忽然受到關(guān)注，例如傳音手機(jī)，據(jù)說2017年出了3500萬臺(tái)智能機(jī)和8500萬臺(tái)功能機(jī)!總體智能手機(jī)出貨量趨于飽和，但是平均售價(jià)和平均存儲(chǔ)器消耗在上升，對(duì)于DRAM和NAND Flash仍然是主要的推動(dòng)力量。無論對(duì)于DRAM還是NAND Flash制造商，得移動(dòng)者得天下，LPDDR4優(yōu)先。新晉業(yè)者在產(chǎn)能、性能和IP積累等方面居劣勢(shì)，不妨放低姿態(tài)，利用中國(guó)的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，先農(nóng)村后城市。
根據(jù)官方發(fā)布的信息，上市公司兆易創(chuàng)新和政府投資的合肥長(zhǎng)鑫這一組合將在2018年底展示其產(chǎn)品，前者管設(shè)計(jì)，后者管制造，合力沖擊19nm DRAM制程。兆易的創(chuàng)始人朱一明在中國(guó)IC界有著廣泛的聲譽(yù)，創(chuàng)業(yè)初期幾次試錯(cuò)后產(chǎn)品被瑞星微接受，SPI NOR打開市場(chǎng)，MCU也大獲成功，2016年公司上市斬獲17個(gè)連續(xù)漲停。值得關(guān)注的是兆易已經(jīng)進(jìn)入eMCP和eMMC市場(chǎng)，并自主生產(chǎn)38nm的2D NAND。合肥長(zhǎng)鑫的主導(dǎo)者王寧國(guó)擁有加州伯克利博士學(xué)位，早年在全球最大的設(shè)備公司應(yīng)用材料擔(dān)任高管，曾經(jīng)先后擔(dān)任華虹和中芯國(guó)際這兩家中國(guó)最大的Foundry的CEO。長(zhǎng)鑫的第一款產(chǎn)品尚未公布，我們拭目以待。
福建晉華則是福建省與臺(tái)灣聯(lián)華兩岸合作的模式，規(guī)劃6萬片產(chǎn)能。臺(tái)灣DRAM產(chǎn)業(yè)曾經(jīng)試圖挑戰(zhàn)三星的地位，然而研發(fā)不足制約了自身的發(fā)展，南亞、華亞科、力晶、華邦等劫后余生的企業(yè)基本依賴技術(shù)授權(quán)和代工業(yè)務(wù)。希望晉華在發(fā)展路徑上可以堅(jiān)持自主研發(fā)，哪怕走的慢一點(diǎn)。
比特幣挖礦機(jī)對(duì)臺(tái)積電10nm產(chǎn)能購(gòu)買力令人側(cè)目。與比特幣的哈希算法碰撞猜謎不同，以太坊采用的ETHASH算法比拼DRAM頻寬，據(jù)說一臺(tái)礦機(jī)會(huì)配備72GByte DRAM。礦機(jī)所搭配的DRAM是否必須是符合JEDEC的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品?對(duì)新晉的業(yè)者會(huì)不會(huì)是機(jī)遇?
NAND Flash
NAND Flash三步走：存儲(chǔ)卡-移動(dòng)終端-SSD
閃存的增長(zhǎng)來自于移動(dòng)終端、消費(fèi)級(jí)SSD(筆記本電腦)和企業(yè)級(jí)SSD。其他如存儲(chǔ)卡等也保持著一定的份額。長(zhǎng)江存儲(chǔ)已經(jīng)演示了32層3D閃存，紫光集團(tuán)早期收購(gòu)的展銳擁有移動(dòng)處理器、基帶和射頻，2016年入主新華三提供云服務(wù)，之后頻頻收購(gòu)下游芯片封裝和SSD制造企業(yè)，垂直一體化指向非常明顯。日前紫光存儲(chǔ)發(fā)布了一系列的產(chǎn)品，目前使用的應(yīng)該是大廠的顆粒，一旦長(zhǎng)江存儲(chǔ)開始出貨相信會(huì)迅速導(dǎo)入。NAND Flash不同于DRAM，DRAM只要有一個(gè)點(diǎn)失效(出廠前尚可小規(guī)模修補(bǔ))，一顆芯片乃至一個(gè)模組就不能正常工作了;而NAND Flash由主控芯片規(guī)劃數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域，當(dāng)閃存芯片出現(xiàn)失效單元后主控可以把這部分隔離，整體依然可用。紫光存儲(chǔ)的發(fā)布中出現(xiàn)了自研的SSD主控芯片。
從產(chǎn)品規(guī)劃的時(shí)序來看，U盤存儲(chǔ)卡市場(chǎng)門檻低，業(yè)者眾多，客戶容忍度高，非常適合量產(chǎn)初期。工藝成熟后兼顧移動(dòng)終端和消費(fèi)級(jí)SSD，最終目標(biāo)利潤(rùn)豐厚的企業(yè)級(jí)應(yīng)用。
封裝
封測(cè)在存儲(chǔ)器成本占比約20%，高端應(yīng)用涉及扇出、TSV 3D堆疊等技術(shù)，成本比重更高。商業(yè)模式方面Memory封測(cè)大多是IDM直接運(yùn)作，外包部分大多交給交叉持股的關(guān)聯(lián)企業(yè)以共同抵御價(jià)格波動(dòng)等風(fēng)險(xiǎn)。中國(guó)的封測(cè)行業(yè)在技術(shù)和規(guī)模方面和國(guó)際先進(jìn)差距不大，而且在大基金的影響下容易形成一個(gè)虛擬IDM，做Memory封裝應(yīng)該是水到渠成的;追求最先進(jìn)的3D TSV似乎不太必要，畢竟新進(jìn)廠商短期內(nèi)進(jìn)入高端服務(wù)器市場(chǎng)可能性不大。
PC DDR4：Flipchip倒裝封裝
綁線工藝在DDR3時(shí)代是絕對(duì)主流，目前三星DDR4基本轉(zhuǎn)入Flip-Chip。封裝方面限制DRAM性能發(fā)揮的主要因素是信號(hào)傳輸途徑中的整體延時(shí)和不同通道之間時(shí)差，而Flipchip封裝無疑可以減小這種影響。目前Flipchip工藝成熟，與綁線的成本差距已經(jīng)很小了。
存儲(chǔ)卡/SSD：多層堆疊綁線封裝
對(duì)于講究大容量的SSD和存儲(chǔ)卡市場(chǎng)來說，多層堆疊綁線封裝成本密度高。其中的挑戰(zhàn)在于把芯片打磨到十幾mil甚至幾mil薄(晶圓在這個(gè)尺度上像紙一樣軟)，切割后8層甚至16層交叉堆疊，極具匠心。
手機(jī)：扇出型晶圓級(jí)封裝
就移動(dòng)市場(chǎng)使用的存儲(chǔ)器而言，eMMC(NAND+主控)和 eMCP(NAND+DRAM+主控)依然是主流。兆易購(gòu)買NAND晶圓封裝出貨已經(jīng)是駕輕就熟了;另一個(gè)重要應(yīng)用方向是基帶、處理器和存儲(chǔ)器混合封裝，紫光在這方面擁有整合優(yōu)勢(shì)。MCP是把基帶芯片F(xiàn)lipchip倒扣在下，Memory綁線在上，然后塑封起來;PoP則是把DRAM和NAND Flash用綁線封裝組合，然后駝在基帶背上。高通一款LTE調(diào)制解調(diào)器內(nèi)置的Memory被磨到0.072毫米也就是不到3mil，3芯片堆疊的MCP總厚度只有0.71毫米;蘋果A10采用底部為扇出型晶圓級(jí)封裝代替倒裝的PoP，使得整體厚度減低了20%，這應(yīng)當(dāng)是業(yè)界主流。追求極小、薄、極低電耗則需要使用3D TSV，成本和散熱等挑戰(zhàn)都很大，可以暫時(shí)忽略。
國(guó)內(nèi)長(zhǎng)電、通富、華天等三大封裝廠都表達(dá)了進(jìn)軍存儲(chǔ)器產(chǎn)業(yè)的興趣，對(duì)于時(shí)機(jī)的選擇，合作伙伴的選擇和技術(shù)路線的選擇尚不清晰。臺(tái)企如力成、華東也是躍躍欲試，經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)成熟是一個(gè)主要優(yōu)勢(shì)。國(guó)內(nèi)也有幾家較小規(guī)模的封裝廠如太極(原TI旗下DRAM封裝)面臨發(fā)展機(jī)遇。
發(fā)展思路
應(yīng)用端的支撐對(duì)于中國(guó)存儲(chǔ)器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展的制勝因素。存儲(chǔ)器產(chǎn)業(yè)寡頭化的趨勢(shì)無論是對(duì)像蘋果、華為、聯(lián)想、亞馬遜和阿里這樣的集團(tuán)采購(gòu)者，對(duì)深圳浩如煙海的中小型電子制造者乃至你我這樣的消費(fèi)者都很不利：技術(shù)發(fā)展緩慢，新技術(shù)被遏制;價(jià)格高昂，影響下游產(chǎn)業(yè)利潤(rùn)率;服務(wù)不能滿足需求。甚至對(duì)產(chǎn)業(yè)巨頭自身，由于缺乏有效的外部競(jìng)爭(zhēng)刺激，不免逐步走向遲緩。新晉的業(yè)者一定要和華為、聯(lián)想、阿里加強(qiáng)溝通(雖然早期他們也許不會(huì)大量采購(gòu))，更要想方設(shè)法去滿足深圳的中小電子制造商的需求，市場(chǎng)如此廣闊，機(jī)會(huì)到處都是。
中國(guó)半導(dǎo)體存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)應(yīng)當(dāng)加大參與SEMI和JEDEC等國(guó)際組織的活動(dòng)力度，在標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際化等方面謀求話語權(quán)。SEMI是一個(gè)國(guó)際性的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)，四十多年來致力于貿(mào)易促進(jìn)，消除壁壘，傳播中立而客觀的資訊，促進(jìn)半導(dǎo)體乃至電子產(chǎn)業(yè)上下游和國(guó)內(nèi)外的交流、合作和創(chuàng)新，其標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)在3D封裝等方面有巨大的國(guó)際影響力;JEDEC是存儲(chǔ)器產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)制定的平臺(tái)和發(fā)布者，有獨(dú)特的一套運(yùn)作邏輯，要在JEDEC擁有發(fā)言權(quán)不但需要技術(shù)實(shí)力也需要學(xué)會(huì)合縱連橫。了解現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，熟悉游戲規(guī)則，逐步介入到標(biāo)準(zhǔn)制定中去，長(zhǎng)期而言對(duì)中國(guó)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展是一件不可或缺的事情。
