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国产内存爆发点来临!一文看懂中国DRAM产业崛起之路

发布时间:2019-06-25 22:02:32 所属栏目:建站 来源:智东西
导读:副标题#e# 随着移动端增长结构的改变,以及大数据、AI 和数据中心等新需求的兴起,DRAM 市场正面临巨大的增长机会和结构性变化。虽然DRAM 总体位元需求依然会维持在 20%左右,但需求结构正在发生改变。智能手机出货量面临瓶颈的背景下,移动端 DRAM 需求增

在半磁性存储介质作为外存的年代,DRAM几乎就是半导体存储器的代名词。进入新世纪后,便携设备的发展和半导体技术的成熟推动存储器竞争向着DRAM和Flash双线作战的格局演变。而在这个过程中,又可以分为NOR时代和NAND时代。在智能机普及之前,便携设备对存储空间的要求并不大,加上NOR Flash支持随机访问的特性使它可以像普通ROM一样执行程序,使它成为便携设备的主流存储载体。在2002年,DRAM占据了整个存储器市场55%的销售额,而NOR Flash占21%。NAND Flash只占8%,主要用于MP3、SD卡和U盘等需要较大储存空间的应用场合。

流水的外存,铁打的DRAM。到了智能机和便携设备时代,形势发生了根本的转变,NAND Flash快速取代NOR Flash成为闪存的主流。从2008年到2018年的十年间,智能机出货量的不断攀升和单机存储容量的不断扩大成为推动DRAM和NAND Flash需求不断扩大的主要力量之一。据Yole估计,2018年存储器市场有61%的份额属于DRAM,NAND Flash则占36%。剩下只有5%留给NOR Flash以及ROM和SRAM。在外存介质洗牌的过程中,DRAM的市场份额一直维持在50%以上,充分体现了它技术上的可扩展性和市场的巨大需求。

DRAM工艺推进放缓,产能波动基本稳定。全球DRAM产能和投片量在2010年—2013年间有一阵明显的洗牌。2010年40nm制程DRAM产品开始进入主流市场,在随后三年里制程工艺前沿快速提升到20nm。主导技术换代的三星和海力士在维持产能不变的情况下获得了存储密度和成本的双重优势,导致其他厂商市场份额下降,当时的第四大DRAM厂商尔必达在破产后被镁光收购。2013—2017年从供给端来看是一个产能的平台期,总体产能稳定,20nm制程占比逐步提升。DRAM价格在这一时期先抑后扬,主要是在消化前期制程提升带来的丰富供给。当前DRAM市场的弱势与2013年的根本不同在于目前没有制程的跨越式发展,供求关系没有质变。

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▲当前全球DRAM投片量基本稳定(千片)

2016年DRAM价格由跌转涨,因此取2016年为供需平衡年,供给和需求指数都为100,且每年的供给指数已经包含往年的库存情况。2016年主要厂商基本完成20nm制程转换,结束2013年—2016年的技术主导供给增长。导致2017年位元总体供求增速下降,产生供应缺口。2018年三星扩产8%,海力士无锡厂也小幅扩产,快速填补需求缺口,景气行情终结。但是之后除海力士外其他大厂商均无大规模扩产,1Znm以下制程预计要在2021年才大规模进入市场。今明两年会是一个投片量、制程水平的双重平台期,预计需求增速的反超会在2019年消化库存,2020年前后DRAM位元供求会重新达到平衡。

预计2020年左右前期库存和轻微的供大于求会一并消化完毕,重新达到平衡。2020年后5G和AI的普及和应用将成为拉动半导体需求的重要力量,同时下一代DRAM制程也将开始普及,整个DRAM市场供需关系会更加复杂,但规模总体向上的趋势是确定的。

DRAM市场应用推陈出新,下行周期总体可控,依然有很强的活力和价值。现在的问题就是面对这样一个空间巨大但又被海外巨头垄断的市场,中国存储DRAM企业要如何?存储器产业虽然壁垒高企,但并非肩部可破。从历史上存储巨头的崛起来看,技术引进+产学研一体自主研发+综合扶持的发展道路是可行的。加上中国具备极大的需求市场,容易形成产业良性闭环,这也是一个其他国家没有的重要优势。

三、从存储产业发展历史中探寻中国存储发展路线

存储器产业作为一个技术密集、资本密集、高度垄断的产业,对于后发追赶者来说向来不友好。中国存储企业要发展壮大,除了需要市场需求层面的可行性外,还需要大量的资源投入来进行技术研发,并准备好更高层面的战略博弈。这不仅是中国的道路,也是存储产业发展历史中每一个后发崛起者的道路。

纵观半导体存储器产业50年发展史,大致可以分为三个时期:1970——1982的美国主导时期;1982——1998的日本主导时期;1998至今的韩国主导时期。除美国例外,其他两国存储产业的崛起都深度绑定了社会多方力量和总体经济发展。而存储器产业的发展形式,也由单纯的“原发技术驱动”,经过“官产学共同技术驱动”,逐渐向“官产学共同技术驱动+多方面长期扶持”演变。

1、美国主导时期:原发技术驱动的半导体存储黎明

与日韩不同,美国发展存储器的时候,个人计算机还没有普及。因此当时存储器用量小,价格高,存储器的发展离商战较远,更多是以技术驱动。1969年,在诺伊斯和摩尔等初代集成电路元勋们的努力下,英特尔成功开发出第一块存储芯片——容量为64个字节的3101芯片。次年,英特尔的12号员工特德.霍夫提出了一种新的设计,将DRAM存储器单元的晶体管从四个减少到三个。这样就可以把更多的存储单元集结在一起,大大提高存储空间,达到1024个字节。这是我们如今所用DRAM的技术原型。

到了1970年,英特尔在存储器的研发上更进一步,他们开发出来容量2K的可擦除可编程只读存储器(EPROM)。1972年,英特尔更进一步开发出了世界上第一块静态随机存储器(SRAM)2102芯片。到了70、80年代,存储器的容量成指数增长,4K,16K,64K DRAM芯片先后问世。这一时期的半导体存储器基本由英特尔和MOSTEK等美国公司垄断。

2、日本存储的崛起:开创“官产学”一体发展模式

日本作为后发的追赶者,开创了顶层设计护航半导体产业的先河。1970年代的日本政府一手抓“产官学”一体推进本土半导体实力发展,一手抓进口壁垒搞产业保护。日本的半导体存储起步并不晚,1971年NEC就推出了DRAM芯片,紧追英特尔的量产DRAM。尽管如此,日本半导体的技术实力和产品性能与美国依然有巨大差距。同期的美国存储器已经用上了超大规模集成电路(VLSI),而日本还停留在上一代技术大规模集成电路(LSI)。

(编辑:核心网)

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