芯片系列：DRAM产业研究①

作者：Cong T

“海神的三叉戟必须握在我们手里。”

                                                                                                          ——德皇威廉二世

两则新闻

       1、2018年10月31日三星电子公布了截至2018年9月30日的2018年Q3财报：营收65.46兆韩元（约合574亿美元），同比增长5.5％，环比增长12%；营业利润17.57兆韩元（约合154亿美元），同比增长20.9％，环比增长18.2%。净利润13.15兆韩元（约合115亿美元），同比增长17.5%，环比增长19.1%。

     三星在一份声明中表示：“第三季度营业利润刷新极度新高，这主要是由于存储业务的持续强劲表现。”以手机和电视机产品起家的三星电子，近几年在半导体业务方面快速崛起。去年三星败长期领先的英特尔，成为全球营收最高的半导体制造商。

2、2018年10月30日美国商务部发布了最新的动作：将福建晋华公司，加入到《出口管理条例》的实体名单中。没错，后者就是今年让中兴十分受伤的那个禁令。

在这份寥寥数字的公告中，也介绍了此次颁布禁令的因，英和译如下：

Jinhua is nearing completion of substantial production capacity for dynamic random access memory (DRAM) integrated circuits. The additional production, in light of the likely U.S.-origin technology, threatens the long term economic viability of U.S. suppliers of these essential components of U.S. military systems.

福建晋华即将完成动态随机存储器集成电路（DRAM）的大量生产能力。 这些即将增加的生产能力，有可能是根据来自美国的技术，威胁到了美国军事系统基本供应商的长期经济生存能力。

“When a foreign company engages in activity contrary to our national security interests, we will take strong action to protect our national security. Placing Jinhua on the Entity List will limit its ability to threaten the supply chain for essential components in our military systems,” Secretary of Commerce Ross said.

&34;当外国公司从事违背我国国家安全利益的活动时，我们将采取强有力的行动，保护我们的国家安全。 将福建晋华列入实体名单将限制其威胁我们军事系统基本组成部分供应链的能力,&34;商务部长Ross表示。

    总结一下这段话，就是你未来的发展，可能会把美国的竞争对手弄死。而这个美国的竞争对手，又是美军的供应商。所以出于“国防安全”，我必须限制你的发展。

这两则新闻的背后都与一个产业密切相关：DRAM产业

DRAM芯片市场高度垄断

从DRAM历史发展来，DRAM领域经过几十年的周期循环，玩家从上世纪80年代的40～50家，逐渐减少到了2008年金融危机之前的五家，分别是：三星(韩)、SK海力士(韩)、奇梦达(德)、镁光(美)和尔必达(日)。后来，2009年初，第三名德系厂商奇梦达首先撑不住，宣布破产，欧洲大陆的内存玩家就此消失。2012年初，第五名尔必达宣布破产。至此，DRAM领域最终只剩三个玩家：三星、海力士和镁光。

    DRAM芯片主要用于电脑、手机和部分消费电子产品，据相关数据统计，2017年全球DRAM市场达568亿美元，较2016年增长38.0%。目前DRAM市场被韩国三星、海力士和美国镁光三家垄断，从市场情况来，据集邦咨询的数据，2018年第一季存储器三大厂商三星、海力士、美光在DRAM产业的市占率分别为44.9%、27.9%、22.6%，合计共占95.4%的市场份额。据OFweek电子工程网了解到，三星在DRAM市场称霸多年，已连续多年霸占市场第一。

造成DRAM市场“三足鼎立”的因

一、技术难度高、研发周期长、投入大：

存储器产品有自身的特，它的设计投入非常大，同时研发周期也很长。DRAM 芯片的研发难度很高，是典型的尖端科技产品。DRAM的技术难度在于随着半导体制程的减小，电容器会受到直接穿隧电流的因素而难以微缩，且电容值也难增加。有专家预测，15nm是接近DRAM 的物理极限，未来若想缩小线宽，只得开发新的材质。

随着半导体制程的缩写，DRAM 芯片的研发周期增长了，以三星为例，它们正在研发的17nm DRAM预计明年进入量产阶段，但16nm DRAM的研发最快量产时间也要达到2020年，制程提升后面的研发难度会越来越大。

DRAM 技术的投入太大导致很多企业无法承受，动辄几百亿。据悉，三星曾投资近百亿美金加大研发最新的DRAM 技术。而国内的合肥长鑫与兆易创新联合投入百亿研发技术，这也让很多企业望而却步。

二、市场和工艺的更新周期太快：

市场对DRAM 芯片的需求也不是一成不变，从电脑到手机，再到汽车、消费电子，再到智能产品等，DRAM 市场的变化也让中小企业步步为难。DRAM芯片从70nm到16nm，再到10nm等，由于薄膜厚度无法继续缩减，靠缩减尺寸很难提升性价比，工艺上的创新才是当前进步的关键。

三、跨不过的“专利坑”：

对于初创企业而言，专利一直是半导体领域越不过的坎。美光半导体和福建晋华就因为专利问题，双方弄得不愉快。据悉，美光的多款自有品牌产品涉嫌侵害晋华专利，包含2TB 、500GB 的固态硬盘和相关侵权芯片。

三星和海力士在这个领域拥有很多的专利，三星早在上个世纪初开发出了全球第一个生产DRAM内存芯片的70纳米技术，当时已经为这个新技术申请了一项专利，如果想成为DRAM市场的巨头，除了与它们合作，其它的办法就是越过它们研发的专利，另辟蹊径。

四、独有工厂是这个市场的特：

三星、海力士和美光三家企业均拥有自己的DRAM 内存芯片工厂，它们拥有自己的工艺。而对于很多中小型DRAM 企业，没有工厂，很难保证产品良率和性价比。如三星每个月是350万片，假设投片没有大幅度增加，则必须要靠工艺来维持年成长，SK海力士和美光的工艺工厂也均有自己的优势。国内近年来也有很多企业建厂，但都是小批量，很难保证大产能的DRAM 芯片的良率。

五、DRAM内存芯片价格大起大落是常态：

回顾DRAM的历史，市场经常在供过于求与供不应求之间摆荡。当市场供不应求之际，DRAM供应商会积极扩厂，大幅增加产能，当新产能加入生产后，市场会陷入供过于求的状况，DRAM价格快速下跌，DRAM产业的产值不增反减。

那为什么内存芯片价格会波动呢？同样是半导体，同样的硅片，其它芯片为什么不会这样呢？简单说，在业内内存芯片被称俗为颗粒，归类为commodity，可勉强翻译为大宗商品，也就是说它和油橡胶类似，是电子行业各个产品都需要的一种料。内存芯片从投片到产出需要三个月时间，而生产内存的工厂需要数年时间建设和数十亿甚至百亿美元的投资，因此产能和需求之间是永远无法平衡的。据传台积电大佬张忠谋曾经说过，内存供需多或少1%，都会引起市场暴涨或暴跌。

DRAM国产化之路

国内目前有三大存储芯片基地，紫光主导的长江存储以武汉为基地，主要生产3D NAND闪存，预计明年正式投产32层堆栈的64Gb闪存，选择DRAM内存芯片作为重的有两大阵营：福建晋华（致力于利基型内存）和合肥长鑫（专注移动式内存）。

福建晋华由福建省电子息集团、晋江能源投资集团有限公司等共同出资设立的先进集成电路生产企业，总投资就达到了370亿元。在成立3个月之后，福建晋华就和台湾联华电子（台联电）签署了技术合作协议，开发DRAM相关制成技术。1990年前后的第一波“台湾半导体浪潮”中，联华电子就曾涉足了DRAM内存颗粒的生产。虽然2008年的金融危机中，联电遭受了冲走向衰落，但台湾在半导体技术的研发和应用上，的确长期处于世界领先地位。

司在福建省晋江市建设12英寸内存晶圆厂生产线，开发先进存储器技术和制程工艺，并开展相关产品的制造和销售。按照此前公布的发展计划，福建晋华在2018年9月正式投产，预计投产后一个月就能生产6万片12英寸晶圆（一块晶圆往往数十、数百颗DRAM芯片）。

不过截至目前，没有相关息公布。另根据内部流出的项目宣传片中的解说：“福建晋华直接将三星海力士等行业巨头作为目标，力争通过自主研发实现对行业领先制造工艺的赶超。”

    各方面息来下，福建晋华实质就是“国资+国内外技术”的组合，并且在规模体量上走的是“高举高打”的路线。

福建晋华重要事件节

合肥长鑫：作为中国三大储存芯片巨头之一，致力于专注移动式DRAM内存。合肥长鑫的DRAM项目投资超过72亿美元（495亿人民币），项目建设三期工程，目前建设的是一期工程12英寸晶圆厂，建成后月产能为12.5万片晶圆，安徽商报表示这个产能将占到全球DRAM内存产能的8%。 合肥长鑫现在的合作方是兆易创新，去年10月份兆易创新宣布斥资180亿元进军DRAM市场，与合肥市产业投资控股有限公司合作，目标是研发19纳米工艺的DRAM内存。

2018年7月16日合肥长鑫发布首个中国自主研发的8Gb LPDDR4 DRAM芯片，并计划将于2018年年底推出工程样品，这是国产DRAM产业的一个里程碑。

    根据计划，合肥长鑫将于2018年年底推出8Gb LPDDR4工程样品，2019年三季度推出8Gb LPDDR4，到2019年年底，产能将达到2万片/月。从2020年开始，公司则开始规划二期工程，2021年则完成17纳米技术的研发。

合肥长鑫重要事件节