艱難的突圍——內(nèi)存芯片終于實現(xiàn)國產(chǎn)!
來源:超級學爸(ID:chinasuperdad)
“劍外忽傳收薊(jì)北,初聞涕淚滿衣裳。卻看妻子愁何在,漫卷詩書喜欲狂。”用這首詩形容這個消息,再恰當不過了。
近日,美國知名專業(yè)媒體EEtimes(電子工程時代)報道,位于合肥的長鑫存儲正式宣布,長鑫成為國內(nèi)第一家也是唯一一家DRAM(讀音:拽慕)供應(yīng)商,首批芯片交付在即。

這意味著,中國內(nèi)存芯片,終于從美韓銅墻鐵壁般的圍堵中,撕開了一條口子,實現(xiàn)了零的突破,再次消滅了一個被卡脖子的領(lǐng)域,在對美貿(mào)易反擊戰(zhàn)中,立下了濃墨重彩的一筆。
長期以來,芯片是中國制造之痛。2017年中國生產(chǎn)了全球75%的手機,95%的電腦,60%的彩電,然而某些關(guān)鍵芯片,國產(chǎn)化率依然為零。
這些關(guān)鍵芯片,其中就包括存儲芯片。國產(chǎn)電腦CPU雖然市場占有率接近于零,但是也不是一點兒沒有,比如龍芯、申威、兆芯,但是存儲芯片,扎扎實實就是零啊。
存儲芯片,在集成電路中占有極為重要的地位。當今社會進入了信息時代,信息的處理,要靠處理器,信息的存儲則要靠存儲芯片。
存儲芯片分為兩種,一種叫內(nèi)存儲器,或者主存儲器,數(shù)據(jù)直接CPU讀取;一種叫做外存儲器,或者輔助存儲器,先要調(diào)取到內(nèi)存中,再供CPU讀取。
舉個例子,機槍就好比處理器,彈鏈或彈匣就相當于內(nèi)存儲器,而彈藥箱,就相當于外存儲器。
再打個比方,做手術(shù)的醫(yī)生好比處理器,他伸手就夠到的工具托盤,相當于內(nèi)存;而醫(yī)院的手術(shù)物料室,相當于外存。
在電腦中,CPU是從系統(tǒng)內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)的,最常見的系統(tǒng)內(nèi)存叫做DRAM(動態(tài)隨機存取存儲器),也就是常說的內(nèi)存條。

臺式機的內(nèi)存條個頭大,筆記本的則要短小很多。電腦工作的時候,數(shù)據(jù)都先加載到內(nèi)存中,供CPU讀取,但是一斷電就不行了,數(shù)據(jù)就沒了。
所以做報表、寫文章、做PPT、打游戲,每隔幾分鐘一定要記得保存一下,防止死機斷電、或者游戲失敗進度退不回來。
這里的保存,其實就是把數(shù)據(jù)保存到外存儲器中,通常是硬盤、U盤,以前還有軟盤,不然你就等著萬念俱灰、欲哭無淚吧!
手機中,也有這樣的DRAM(運行內(nèi)存),比如你復制一段文字,過了許久,還可以粘貼到另外一個群。但是重啟以后,再粘貼就不行了,因為隨著重啟,系統(tǒng)內(nèi)存中的數(shù)據(jù)被清空了。
其實手機的內(nèi)存現(xiàn)在被叫混了,應(yīng)該叫外存的。買手機時候說的8+256G,前邊這個8指的是DRAM(運行內(nèi)存),后邊這個256叫做存儲內(nèi)存,用的是Nand閃存顆粒。
Nand閃存顆粒中的數(shù)據(jù),就算是關(guān)機了也不會丟失,好像陳冠希就是吃了這個虧。Nand閃存顆粒,還可以做成TF卡、SD卡,或者U盤。
總之,存儲器行業(yè),是半導體產(chǎn)業(yè)的三大支柱之一。2018年,半導體產(chǎn)業(yè)總規(guī)模是4780億美元,其中存儲器銷售額高達1692億美元,占了35%。
這么大一塊蛋糕,國產(chǎn)存儲行業(yè)的市場份額竟然是大零蛋,徹徹底底的大零蛋,沒有國產(chǎn)的DRAM,沒有國產(chǎn)的Nand閃存,也沒有國產(chǎn)機械硬盤。
2018年,我國集成了電路進口額高達3120億美元,出口846億美元,逆差高達2274億美元。其中存儲器進口了1230億美元……
在DRAM(拽慕)領(lǐng)域,目前被美韓兩國壟斷,韓國的三星、海力士和美國的鎂光,三家的市場份額分別是43.9%、29.5%和22.1%,占了95.5%的全球份額。

有人看似乎還有5%,但別想了,跟中國大陸徹底沒關(guān)系。剩下的,我國臺灣的南亞科技占了約3%,除此之外,還有日本的東芝、美國的閃迪等企業(yè)。
單純的壟斷還不可怕,可怕的是行業(yè)門檻太高了,不是說你有錢就能玩。好不容易拉了一幫團隊,一幫人來告你專利侵權(quán)。
所以韓國企業(yè),已經(jīng)到了可以呼風喚雨的地步。
2019年下半年,炫富新方式是五花肉項鏈;上半年是涪陵榨菜。


但是在2017年甚至2018年,炫富則要靠內(nèi)存條。因為內(nèi)存條在這一年瘋漲了4倍。比如金士頓8G的DDR4內(nèi)存條,從2017年初的200多塊錢,到11月沖上了969。

有網(wǎng)友爆料(雖然可能是段子,但是合情合理)。說2015年開網(wǎng)吧,結(jié)果到了2017年,賠了20多萬。
最后倒閉,把店里的東西全賣了。但由于2015年買了400多根8G內(nèi)存條,當時進價180,最后720塊錢出手了,把網(wǎng)吧賠的錢全賺回來了,還小賺了一把。

雖然有人說是因為市場供不應(yīng)求,但是為什么供不應(yīng)求呢?就是韓美企業(yè),故意壓制產(chǎn)能,拉高價格,賺取暴利。
但是的確有點打臉。因為中韓關(guān)系因為薩德的事情陷入了僵局,民間自發(fā)形成一股抵制韓流的高潮,但是內(nèi)存被人家卡著,從韓國的進口額不降反升。光內(nèi)存就貢獻了幾百億美元。
有人很奇怪,韓國怎么這么拽,把拽慕(DRAM)芯片做這么好。這是因為韓國集全國之力,把其他廠家都干掉了,才有了今日的壟斷地位。
我們來捋一捋內(nèi)存戰(zhàn)爭,就知道這個世界有多殘酷,就更能知道中國芯片的突圍戰(zhàn)有多么艱難和蕩氣回腸,真的是殺出一條血路。
拽慕(DRAM)存儲器是英特爾在1970年發(fā)明的,容量是1KB,(一個漢字編碼占兩個字節(jié),1KB=1024字節(jié),1M=1024K,1G=1024M)就是給處理器的喂食器(提供數(shù)據(jù)),也有人說DRAM相當于半導體硬件的主糧。
無論是超級計算機、還是大型機、小型機、微機、街機、手持設(shè)備,全都需要拽慕(DRAM)。由于市場龐大且多樣,所以70年代,全球至少有幾百家DRAM廠家。
英特爾近水樓臺最先嘗到了甜頭,在70年代的主營業(yè)務(wù),就是存儲器芯片,CPU只能算是副業(yè)。到1974年,英特爾占據(jù)了全球82.9%的DRAM市場份額。
誕生于1968年的英特爾突然爆火,讓老牌半導體大公司德州儀器紅了眼。德州儀器把英特爾的產(chǎn)品買了回來,想抄作業(yè)。
不過高手就是高手,抄作業(yè)不會原封不動,而是弄懂之后再稍加改動,甚至進行升級。1971年德州儀器的DRAM,把容量提升了一倍,1973年再提升一倍到了4KB。
不過德州儀器很快也有了對手,這對手就是公司的首席工程師,拉著一票同事辭職,成立了莫斯泰克公司,這公司很快研發(fā)出了自己的DRAM,同為4K容量,但針腳少,價格低。
1976年,莫斯泰克把容量提高到了16K,后來又提高到了64K,市場容量占據(jù)了全球的85%,但隨后盛極而衰,遭到了日本廠商的阻擊。
二戰(zhàn)后,美國為了扶植日本對抗蘇聯(lián),以極低的價格向日本轉(zhuǎn)移了數(shù)百項先進的民用技術(shù),比如彩色顯像管、晶體管收音機、錄音機、計算機、電冰箱洗衣機等。
知名的日本企業(yè)日立、三菱、東芝、NEC、松下、三洋、富士通、索尼、夏普迅速崛起,也奠定了日本電子產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)。
日本政府也制定了力度空前的產(chǎn)業(yè)扶植政策,堅決實行貿(mào)易保護,限制外資進入,保護本國市場,還組建了集成電路國家隊,對計算機技術(shù)和集成電路進行攻關(guān)。
日本貿(mào)易保護的力度,大到了什么程度?你進口電子元器件,那只能進口價格在200日元以下的。其他的,要么加很重的關(guān)稅,要么審批很嚴格。
那時候日本簡直是鐵公雞,美國想掙日本的錢難上加難。德州儀器想在日本設(shè)立子公司,日本政府死活不同意,最后談了四年,勉強同意了,條件是拿核心技術(shù)換。
1968年,索尼和德州儀器成立了各占50%的合資公司,條件是德州儀器必須向日本公開相關(guān)技術(shù)專利,而且德州儀器的市場占有率不能超過10%。
怪不得偉大革命家列寧說:資本家為了利益,可以出賣絞死自己的繩子。很快美國的半導體企業(yè),就領(lǐng)教到了日本制造的厲害(成本優(yōu)勢)。
當時DRAM是個好項目,作為世界第二經(jīng)濟大國和制造業(yè)大國,日本自然不會放過這個歷史機遇,在上世紀70年代殺入DRAM市場。
美國DRAM領(lǐng)頭羊莫斯泰克,面對白菜價的日本芯片陷入了財政危機,1979年公司倒閉,被轉(zhuǎn)賣了兩次。
由于公司黃了,公司的設(shè)計師也失業(yè)了。其中有三名設(shè)計師拉了一點風險投資,創(chuàng)辦了一家存儲器設(shè)計企業(yè)——鎂光。
當時美國的半導體企業(yè)面臨日本的絞殺。日本人的銷售策略,不管美國公司報什么價,永遠比美國公司低10%,像個無底洞。
這么一個策略就是價格戰(zhàn),DRAM的價格暴跌了90%,美國企業(yè)根本無法與日本競爭,紛紛陷入困境,日本一躍成為世界第一大DRAM生產(chǎn)國。
到了1985年,英特爾也扛不住了,陷入了巨額虧損,被迫砍掉了DRAM項目,裁員7200人,關(guān)閉了七座DRAM工廠,安心做CPU去了。
那韓國是怎么崛起的呢?列寧同志給出了答案:資本家為了利益,可以出賣絞死自己的繩子。這句話同樣適用于日本的資本家。
20世紀70年代,日本三洋和東芝等半導體公司開始在韓國投資,韓國也跟日本學會壞了,要求日本拿技術(shù)換市場。
同時韓國政府也制定了韓國版的“中國制造2025計劃”,大力扶持半導體企業(yè),并且政府出面,采用“政府+大財團”模式,集中力量攻克DRAM項目。
1983年,三星集團做出了一個非常大膽的決定,向當時被日本擠兌半死不活的鎂光,購買DRAM技術(shù),并向日本夏普購買了半導體加工工藝。
1985年,第一批1M容量DRAM就被生產(chǎn)出來了。然而韓國并沒有停止進步,一邊抄作業(yè)也一邊創(chuàng)新,集中力量研發(fā)4M的DRAM。
三星的壓力有多大?1986年底虧損了3億美元,股權(quán)資本完全虧空了,政府也押注到了這個項目上,研發(fā)經(jīng)費分攤了57%。
但這時候美國有力配合了韓國,對日本進行施壓。1985年日本簽署了廣場協(xié)議,日元也不斷升值。1987年,日美簽署了半導體協(xié)議,DRAM的價格逐漸攀升。
三星的日子也好過了起來,從危機中挺了下來,奄奄一息的鎂光也活了下來。三星不惜血本對研發(fā)進行投入,1990年成立了26個研發(fā)中心。
努力就會有回報,1992年三星率先突破了64M的DRAM,并且把日本的NEC擠下了冠軍寶座,1996年推出世界第一款1GB的DRAM,擴大了領(lǐng)先優(yōu)勢。
韓國并沒有滿足取得的成就,反而呈現(xiàn)一種不可理喻的瘋狂狀態(tài)。1996年開始,DRAM產(chǎn)業(yè)開始衰退,但是韓國卻瘋狂擴充產(chǎn)能,當年DRAM價格狂跌了70%。
不僅如此,1997年的亞洲金融危機,讓整個行業(yè)雪上加霜。1999年日本的富士通率先敗下陣來,宣布退出DRAM,2001年日本的東芝也不玩了。
日本另外三大DRAM玩家——日立、三菱、NEC,三家準備抱團取暖,將DRAM部門合并,成立爾必達,以對抗韓國的三星。
本來是想報團取暖,結(jié)果抱在一起之后,發(fā)對另外兩家也都是冰坨子,抱在一起比自己還冷,新公司每開門一天,就要凈虧損2億日元。
爾必達苦苦支撐,終于從1997年金融危機中走出,走進了2008年的世界金融危機,這次危機更加瘋狂。2012年,爾必達,卒(被鎂光收購)。

三星這么自殺式的擴張,韓國自己的DRAM企業(yè)也受不了,韓國現(xiàn)代半導體與LG合并了,成立了海力士。
美國的鎂光雖然很慘,但是鎂光依靠另一項業(yè)務(wù)——NAND閃存業(yè)務(wù),總算是活下來了。
三星把德國西門子半導體整得也不輕。1999年西門子把半導體業(yè)務(wù)剝離出來,成立了英飛凌公司。
英飛凌的產(chǎn)品線很全,包括微處理器、通信芯片、內(nèi)存、汽車和工業(yè)電子、芯片卡和計算機安全應(yīng)用等半導體服務(wù)。
根據(jù)統(tǒng)計,在當今出產(chǎn)的汽車中,幾乎一半配有英飛凌TriCore系列單片機。它可將耗油量和尾氣排放控制在盡可能最低的水平。
但是DRAM產(chǎn)品,長期面臨日韓企業(yè)的圍剿。為了專門應(yīng)對,2006年英飛凌把存儲業(yè)務(wù)又從公司中剝離,成立了奇夢達公司。
剛成立的奇夢達公司氣勢如虹,曾經(jīng)殺回到世界第二的寶座。但是2008年世界金融危機和歐債危機,企業(yè)陷入危機。
向母公司英飛凌求助,英飛凌心想,好不容易把這個敗家子給趕出去了,我才不救。向德國政府求救,德國政府心想,他母公司都不救,我救干什么,投進去也是血本無歸。
2009年,奇夢達含恨離世。

大浪淘沙,逐漸形成了三強的格局。DRAM興衰史可以看出,跟國家的支持政策有很大關(guān)系,或直接補貼,或給予市場保護,或者關(guān)鍵時刻慷慨紓(shū)困。
上世紀80年代,我們就是吃了過于相信市場的虧,丟掉了市場卻沒換來技術(shù)。當時我們的DRAM跟美國僅僅只有5年的差距。
十八大之后,中國再次痛下決心,一定要向高科技制高點爬升,解決無芯之痛。2014年9月,國家集成電路大基金成立。
在DRAM方面,第一次嘗試竟然是收購鎂光。2015年7月14日,紫光集團正式發(fā)出邀約,準備以230億美元的價格收購鎂光,結(jié)果被美國政府拒絕。
另外兩個布局那就是合肥長鑫和福建晉華。福建晉華成立于2016年2月,第一期投資就高達370億,思路是跟臺灣的聯(lián)華電子合作。
合作的方式簡單粗暴,晉華提供三億美元資金采購研發(fā)設(shè)備,并依進度陸續(xù)支付聯(lián)電四億美元,開發(fā)出的技術(shù)成果雙方共有,整體技術(shù)完成后,再轉(zhuǎn)移到晉華進行量產(chǎn)。
但是2017年,鎂光把福建晉華和臺灣聯(lián)電告了,說他們竊取鎂光的知識產(chǎn)權(quán)。聯(lián)電迫于美國的壓力,終止了跟晉華的合作,晉華基本上吹了。
這時中國DRAM內(nèi)存芯片的壓力,全都集中到了合肥長鑫身上。因為晉華的悲劇,合肥長鑫低調(diào)了很多,并且強化了對知識產(chǎn)權(quán)的重視,為此還調(diào)整了設(shè)計方案。
根據(jù)長鑫CEO朱一明2019年5月的演講,長鑫的技術(shù)來自已經(jīng)破產(chǎn)的奇夢達(德國英飛凌的子公司),并且在這個基礎(chǔ)上進行了創(chuàng)新。
通過與奇夢達合作,將一千多萬份有關(guān)DRAM的技術(shù)文件(約2.8TB數(shù)據(jù))收歸囊中,目前共有1萬6千個專利申請。
2019年12月5日,長鑫同Quarterhill公司簽署協(xié)議,從其子公司Polaris獲得大量DRAM技術(shù)專利的實施許可。
這些專利來自Polaris于2015年6月從奇夢達母公司英飛凌購得的專利組合,為規(guī)避美國的制裁,提前做好了準備。
根據(jù)目前的計劃,長鑫每月生產(chǎn)2萬片。明年第二季度開始,提高到每月4萬片。除此之外,長鑫存儲還計劃建造另外兩座晶圓廠。
2020年全年,中國國產(chǎn)DRAM的產(chǎn)量,有望達到全球總產(chǎn)量的5%。中國終于從美韓的銅墻鐵壁中,撕開一條口子。
中國的芯片企業(yè)在崛起,中國的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)也在崛起。
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