3D NAND Flash有望实现中国弯道超车

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3D NAND Flash有望实现中国弯道超车

知与谁同 2017-08-01 10:08:00 浏览1188
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存储器作为四大通用芯片之一,发展存储芯片产业的意义不言而喻。对电子产品而言,存储芯片就像粮食一样不可或缺。它与数据相伴而生,哪里有数据,哪里就会需要存储芯片。而且随着大数据、物联网等新兴产业的发展,存储产业与信息安全等亦息息相关。

当前,我国笔记本、智能手机出货量均居全球首位。华为、联想等厂商崛起,以及阿里巴巴、腾讯、百度等互联网厂商带动数据中心爆发,使得国产厂商对存储需求量巨大。

相关数据显示,2015年大陆DRAM采购规模估计为120亿美元、NAND Flash采购规模为66.7亿美元,各占全球DRAM和NAND供货量的21.6%和29.1%。然而,这些存储芯片在国内仍旧空白,几乎100%依赖进口。

在自主可控推升政策空间,存储芯片大有可为路演活动上,银河证券电子行业首席分析师王莉在接受记者采访时表示,存储芯片作为国家存储信息安全关键抓手之一,一旦国产厂商能够生产制造性能优越的存储芯片,政府将引导众多厂商采购国产存储存储芯片,其国产替代空间巨大。

四大特性致存储芯片国产化任务艰巨

虽然前景可期,但当前我国存储芯片仍面临技术差距大、行业市场集中度高、周期性强、资金投入大四大特征,这也致使我国存储芯片国产化任务艰巨,国内单一企业力量难以攻克。

王莉告诉记者,国际主流堆栈是32-48层,三星的技术可达64层,而我们与之相差甚远。存储芯片的制造工艺异常复杂,其中3D NAND闪存的制造更为困难,目前,全球各家存储厂商对3D NAND的制造工艺都十分保密。当前国内NAND FLASH、DRAM制造技术基本处于缺失状态。此外,知识产权是芯片行业竞争的利器。但目前,存储芯片专利几乎都被国际巨头垄断,无论是武汉新芯,还是福建晋华,其技术均是依托技术授权合作。

通常存储行业市场集中度高,以DRAM市场为例,1970年代起步时候大约40-50家,1990年代末还有14家,到2004年只剩下5家实力较为突出,而如今全球仅3家就占据市场90%的份额,已经成了Samsung、SK Hynix、Micron寡头垄断的竞争格局。

王莉表示,当存储行业处于景气高涨期,资金充裕时,一家存储厂商进行产能扩充或者工艺升级,其它家存储厂商如果不扩产其市场份额将被挤压,产品也将会被对手新一代产品所替换。由此不断形成了恶性扩产的现象,导致产能过剩,行业萧条来临。而当行业处于萧条期时,各大厂商便开始压缩产能,行业供需关系反转,价格上升,景气度开始上扬。由此可见,存储芯片周期性强。

另外,根据调研机构 Semiconductor Intelligence数据显示,在2015 年各半导体公司的资本支出预算中,Samsung资本支出预算151亿美元,同比增长13%;SK Hynix资本支出51亿美元,同比增长12%;Micron资产支出38亿美元,同比增长186%;其它存储厂商资本支出20亿美元,同比增长43%。2015年,存储行业是整体半导体资本支出最高的领域,占比达到38%,资金投入量很大。

存储芯片突围需直面战场

和CPU一样,存储器是芯片领域的战略制高点,王莉认为,我国做存储器产业一定要正面主战场。首先需抓住核心技术,既要引进尖端人才,又要外延快速获取。近年来,半导体存储科技发展日益蓬勃,除了相关技术外,存储器专利已然成为了竞争的利器。如今,在存储器行业形成寡头垄断的竞争局面下,既有的专利将对新进入者构成重大门槛。

另外,她表示,存储芯片设计技术相对简单,产品形态标准化程度高,且易于扩大市场份额,存储芯片厂商都是在掌握核心技术基础上凭借规模取胜。Samsung、Micron、Sandisk等存储大厂每年花几十亿美元甚至上百亿美元的资本支出就是希望通过加大规模提高市场占有率。中国厂商要想在存储产业取得突破,必须做好长期大规模投入、大规模亏损的心理准备。 其实,无论是抓技术,还是规模,都是一件耗时耗力的工程,都必须在国家战略的支持下才能完成。

据记者了解,当前国内已有多方力量着手攻克存储芯片。紫光集团600亿元建设存储芯片工厂,未来5年300亿美元主攻存储器芯片制造;武汉新芯:240亿美元打造存储器基地;福建晋华投资370亿元,合肥联手兆基科技投资460亿元,建DRAM工厂。近期,市场传紫光集团携手武汉新芯,共同逐力存储芯片,更加凸显国家建设存储芯片的意志。

王莉强调,存储芯片国产化是一项艰巨的工程,要敢于啃硬骨头,存储芯片的四大特性决定了国产化工程离不开政府的强力支持。除了资金支持外,政府应当从人才到产业链配套等领域全面持续加大对存储芯片产业的支持。

3D NAND FLASH

有望实现中国弯道超车

一直以来,eMMC由于内部NAND FLASH芯片价格高企,在中低端产品无法大范围应用,近年来随着eMMC价格不断下降,eMMC应用将从智能手机向智能盒子、GPS终端、移动阅读终端等产品导入,覃崇表示,这将进一步拓宽NAND FLASH的应用范围。

近年来,为了适应小体积、大容量的要求,NAND FLASH不得不向高集成度发展。3D NAND在平面上可以采取更高制程,让颗粒保持在35纳米甚至40纳米的制程上,通过多层结构增加容量,提高单个晶圆产出率、降低成本,同时最大限度的保持闪存的寿命和可靠性。

Flash在进入 2x 纳米后,制程微缩带来的成本优势越来越不明显,推迟国际Flash 大厂技术进程,因此3D-NAND Flash 成为成本继续降低的重要方法。

王莉表示,从2D走到3D,需要新的技术领域加入,传统存储芯片大厂需要花更多的精力花在3D封装上,给中国厂商进入多留出一些时间,中国厂商若能整合跨领域人才和技术,将成为中国存储芯片弯道超车好时机。

覃崇直言道,当前NAND FLASH 正处于由2D转变为3D的全面转型时期,我国厂商可以顺势而为,借鉴国外先进技术,结合我国的实际需求,培养相应人才,制造出符合我国消费者需求的芯片,3D NAND FLASH将会是我国存储芯片行业发展走上快车道的一个拐点。
原文发布时间为:2016年9月6日

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