紫光64层NAND量产,打破外商垄断关键一战
【文/科工力量专栏作者 铁君】
日前,长江存储正式对外宣布,其基于Xtacking®架构的64层256 Gb TLC 3D NAND闪存正式量产,以满足固态硬盘、嵌入式存储等主流市场应用需求。经过多年的努力,紫光在存储芯片上的高额投资终于收获硕果。本次长江存储量产64层NAND,一定程度上缓解了三星、SK海力士、镁光等公司的垄断局面,在当下的国际环境下,格外具有意义。
存储芯片市场被三星、海力士、东芝、镁光等大厂垄断
一直以来,存储芯片市场一直被三星、海力士、东芝、镁光等大厂垄断,三星、东芝、闪迪、镁光、SK海力士等国外巨头占据80%以上的市场份额,其中三星是领头羊,市场份额约38%。在DRAM市场,三星、SK海力士、镁光占据了超过90%的市场份额,其中两家韩国企业三星和SK海力士的市场份额加起来高达70%左右。
由于中国企业在NAND Flash和DRAM两种存储芯片方面的市场占有率微乎其微,且NAND Flash和DRAM被少数国际大厂所垄断,特别是韩国企业拥有非常高的市场份额,这直接导致存储芯片价格很容易受到垄断企业决策影响。由于三星公司因Note 7自燃事件遭受了60亿美元的损失,随后,存储芯片发生暴涨,进而带动固态硬盘、内存条、以及闪存卡等存储产品的价格就开始疯涨,镁光公司的NAND Flash 64GB MLC 颗粒在几个月内涨幅超过25%。
进而使华为、小米、OPPO、VIVO等整机厂商深受其害。
由于当下比较特殊的国际局势,NAND Flash高度依赖外商除了会使国内厂商在NAND价格上任凭外商摆布,还有可能受到国际复杂环境变化的影响,一旦供应被切断,对国内IT产业的打击是几乎是毁灭性的。由此看来华为等巨头寻找国产化“备胎”的计划尤为重要。长江存储在64层NAND上取得突破,未来将有效缓解了在NAND上单一依赖进口供应的局面,但是新供应链的导入需要时间,在短期市场上,长江存储的产品仍然无法大规模替代进口。
海外并购接连碰壁 自主研发取得成功
本次,长江存储在NAND上取得突破,是十多年持续研发的成果。早在2006年,武汉就投资100亿元启动武汉新芯项目,经过多年的磨砺和成长,武汉新芯在存储器领域已经有了一定成果。之后合肥、武汉等5座城市争夺存储器基地,由于武汉新芯在这方面已经有一定基础,因而最后武汉取得了胜利。随后,紫光等国有资本对武汉大量注资,并在将武汉新芯的基础上成立组建了长江存储。
在研发路线选择上,紫光选择同时走技术引进和自主研发路线。
就技术引进来说,紫光曾经试图以每股21美元,总价230亿美元的价格全面收购镁光,结果没能完成收购。紫光也试图以38亿美元收购西部数据15%股权,然后由西部数据出资190亿美元“曲线收购”闪迪,结果因受外部势力干涉最终不得不终止。之后,还传出紫光试图出资53亿美元收购SK海力士20%的股份,但该收购传闻最终也没有结果。
在海外收购频频碰壁的同时,紫光在境外持续高薪寻找优秀的人才,并严格遵守国际商业的道德规则,“只带人不带文件”,坚持“自己的技术要靠自己研发”,紫光集团还聘请了在中国台湾省有“存储教父”之称的高启全。在整合两岸技术团队之后,长江存储开启了自主研发之路,并在2017年完成32层NAND的小批量生产,在2019年完成了64层NAND量产。
可以说,紫光用实践说明了,在当下这个大环境下,与外商合作或并购的技术引进模式很难走通,与其并购或技术合作,不如直接挖人,组建自己的团队自主研发。毕竟,技术是随着人走的,人才是一家半导体企业最宝贵的财富。
长江存储独创Xtacking架构
长江存储本次发布的64层NAND采用了Xtacking架构。根据公开资料,长江存储搞出的Xtacking架构可在一片晶圆上独立加工负责数据I/O及记忆单元操作的外围电路。这样的加工方式有利于选择合适的先进逻辑工艺,以让NAND获取更高的I/O接口速度及更多的操作功能。存储单元同样也将在另一片晶圆上被独立加工。当两片晶圆各自完工后,创新的XtackingTM技术只需一个处理步骤就可通过数百万根金属垂直互联通道将二者键合接通电路,而且只增加了有限的成本。
长江存储CEO杨士宁博士指出:
利用Xtacking技术,长江存储3D NAND闪存未来可带来更快的I/O传输速度、更高的存储密度和更短的产品上市周期。
还有材料指出:
紫光的64层的3D NAND得益于Xtacking技术,使得产品开发时间缩短三个月,生产周期可缩短20%,NAND I/O速度大幅提升到3.0Gbps,比传统3D NAND拥有更高的存储密度。这使得紫光的64层的3D NAND单位面积的存储密度可以接近国际大厂的96层3D NAND。
因此,紫光的64层NAND是具备一定市场竞争力的技术。根据长江存储的最新报道,64层NAND已于9月正式量产,2020年逐步提升产能,据业界传言,2020年底产能可望提升至月产6万片晶圆的规模。由于紫光的64层NAND性能逼近国际大厂的96层3D NAND,因而可以直接在商业市场与外商竞争。此前还有业界消息称,紫光会跳过96层NAND,直接研发128层NAND,力争在技术上进一步缩短与外商的差距,而这些消息目前还未得到官方的证实。
长江存储要重复京东方的突围之路
目前,长江存储只是技术上取得了突破,而且产能也比较有限。相对于三星、SK海力士、镁光、英特尔等国际大厂,无论在技术上,还是在市场份额上都有一定差距。长江存储在原材料、设备等方面对外商有较大依赖,在实现不被卡脖子方面依然任重道远。
因而对于长江存储正式宣布64层NAND量产,“沸腾体”或“厉害体”是不合时宜的。在未来几年内,由于要与三星等国际巨头拼刺刀,因而长江存储可能在未来5年内都很难赚到多少钱,甚至可能会重复京东方多年前连续亏损的发展历程。
比较让人担心的是,在媒体一轮“沸腾体”炒作后,之后几年因为企业营收和业绩不够“沸腾”,然后媒体又来一轮带节奏,抹黑长江存储。这并非杞人忧天,京东方就因为业绩不好看,被媒体誉为“A股亏损王”。
不过,长江存储也有很多有利的因素。首先是资本上紫光具备与国际大厂较量的实力,赵伟国曾经表示,计划筹集3700亿元为未来5年准备充足的“弹药”,因而紫光能够为长江存储提供充足的资金支持。
由于紫光体量巨大,产品线很全,不仅有NAND,还有PCIe NVMe SSD主控芯片,还有H3C这样的整机厂,内部可以进行垂直整合。
据小道消息,在2020年长江存储的64层NAND产能提升上来后,紫光麾下H3C的服务器、存储设备、智能终端将率先搭载长江存储的NAND。将来不排除向智能手机厂商组团推销展锐的SoC和长江存储NAND的可能性。这种垂直整合在长江存储NAND推向市场初期,能够提供非常关键的推动作用。一旦长江存储的NAND通过紫光系企业的推动获得市场认可,那么,国内其他企业自然会跟进,并使国外存储芯片企业在中国市场份额逐年降低。
期待在3至5年后,国人日常办公写的文稿,外出旅游的拍的照片,能够存储在国产的NAND里。
铁君(公众号 tieliu1888)
本文系观察者网独家稿件,未经授权,不得转载。
紫光与英特尔一纸2年采购密约曝光,掀开千亿存储帝国的野心全貌
一触即发的中美贸易大战,在今天似乎出现了一线转机 ,包括CNBC、《华尔街日报》等美国媒体都报道,特朗普政府放出消息希望中国增加采购美国产的汽车与半导体产品,借此减少中美之间的贸易逆差金额。虽然此一消息并未获得任何一方的证实回应,但美股周一收盘全面大涨,其中道琼指数大涨669点,涨幅2.84%,而以科技股为主的纳斯达克指数涨幅则是更胜一筹,终场上涨227点,涨幅达到3.26%。市场多认为,美股大涨是受到媒体报道中国考虑从美国购买更多半导体的消息所影响。
图丨纳斯达克呈现上涨之势
上周特朗普突然其来的点燃中美贸易战引线的动作,固然引发市场震撼,但必须注意的是,中美双方的谈判其实早已进行很长一段时间,两者之间的相互试探底线、角力拉扯,是谈判必然的历程,不论是中国或美国都不会在毫无准备的情况下展开谈判。
以中美之间的贸易清单来看,半导体显然在其中扮演非常关键的角色, 不只是因为中国高度依赖自美进口半导体芯片产品与相关设备,更因为,美国多家半导体大厂对中国市场的依赖度已经大到无法脱身。
根据美国CBS报道包括高通(Qualcomm)、美光(Micron)对中国市场依赖度都超过50%、 德州仪器(TI)则也超过40%,至于包括赛灵思(Xilinx)、英特尔(Intel)等大厂对中国市场的依赖程度也超过20%水平。
图丨高通近年全球营收中,中国市场占了一半以上
而或许正是因为如此,与其提出其他的贸易谈判条件,此时传出中国考虑增加对美采购半导体消息,之所以会如此受到瞩目、并立即带动股市大涨,就是因为,半导体采购这个选项,正是美国最想要的谈判结果。
但身为全球最大半导体芯片市场、同时也是全球芯片采购金额最大国,中国每年进口芯片金额超过2,000亿美元, 为了不再受制于人,从政府到企业打造自有半导体霸业的企图心不但强烈、而且迅猛。
而高度依赖进口的存储芯片产业,长期受制于人的状态,无疑中国半导体产业的心头上最难受的那根刺,欲除之而后快,也因此,过去几年中国存储芯片产业的投资力道之猛,也是外界有目共睹。
图丨打造“中国芯”
在此其中,紫光集团打造千亿存储帝国的万丈雄心,从武汉、南京相继建立新12寸厂的动作格外引人瞩目,正当所有人期待紫光长江存储宣布成功研发国内第一颗32层3D NAND芯片、等待量产的消息时,紫光存储迅雷不及掩耳的宣布一系列自主品牌的闪存产品问世,着实让所有人都惊呆了。
而这背后,隐藏的是紫光与英特尔一纸2年密约的内幕。
紫光左手研发3D NAND技术,右手采购芯片提前布局品牌渠道
根据供应链透露,2017年紫光旗下的长江存储在埋首3D NAND技术开发同时,也同步和英特尔谈成了一纸采购密约,计划在2018、2019年两年期间,紫光将向英特尔采购 3D NAND芯片,以英特尔大连12寸厂生产的产品为优先。
这纸合约背后象征的意义是,紫光从芯到云的千亿存储帝国布局,已经提前启动,而不会等几年后长江存储的单月十万片产能都开出后才慢慢规划。紫光不只是投入3D NAND核心技术开发,更在终端市场上,提供UFS、eMMC、SSD等产品,打造中国最大的闪存产品供应商。
业界曾开玩笑指出,紫光自己也研发3D NAND技术,却跟英特尔采购,不会是要把英特尔的3D NAND芯片当成是自己的研发成果吧?
以上当然是玩笑话,因为多数人对于商业布局的思考速度,可能还跟不上灵活的紫光。事实上,紫光向英特尔采购3D NAND不但可提前布局渠道,更可增加集团营收,何乐而不为呢!
这纸合约落地后,紫光也启动一系列配套,以最常用的合资手法,与台湾SSD供应商光宝集团成立合资企业,进行SSD产品的生产制造。光宝在2017年9月以4,500万美元成立苏州光建存储,同年12月苏州紫光存储办理增资引进紫光,目前该公司的持股中,苏州紫光持股55%,光宝持股45%。
迅雷不及掩耳地,紫光存储在2018年3月初,就宣布一系列五大闪存产品线问世, 包括eMMC系列、UFS系列、企业级SATA SSD、企业级PCIe SSD,以及消费型P5120 PCIe SSD。
紫光打造一系列闪存产品 要当中国闪存最大制造商
紫光一路以来自制NAND Flash芯片、生产eMMC/UFS/企业级SSD等终端产品,就连当中关键的NAND Flash控制器,紫光也有属于自己的一套战略守则,采取自制IC和对外采购两套剧本同步进行。
紫光的闪存产品中,外购的NAND Flash控制器来自两大供应商,分别为慧荣(SMI)和群联,这两家也是全球除了三星、SK海力士等NAND Flash芯片大厂之外,最主要的两家独立型NAND Flash控制器供应商。
紫光自制的NAND Flash控制器技术,是来自于并购SSD控制器公司得瑞领新(Dera), 这是一家成立于2015年的新兵,技术团队来自于华为、SST等,成立不到几年,该公司已经火速被紫光收购,成为自制SSD控制器的内部团队。
图丨SSD控制器公司得瑞领新(Dera)
紫光三月初亮相的五大闪存产品中,第一款嵌入式eMMC系列是锁定中高端的手机和平板计算机领域,集成了新一代3D NAND TLC技术, 同时兼具效能、可靠度和成本,涵盖32GB、64GB、128GB等应用领域。
第二款UFS系列是国产品牌中第一个UFS系列的闪存产品,锁定高端旗舰型智能手机和高端平板计算机,提供SSD等级的效能、可靠度,而同时也兼顾便携式产品最在意的低功耗需求,可支持64GB、128GB、256GB等大容量应用。
再者,在SSD产品在线,紫光的策略很显然是着重于数据中心、服务器市场的企业级SSD领域。
推出的两款企业级SSD分别为S6110 SATA SSD和P8130 PCIe SSD,前者是面向基础设施和低成本数据中心升级的需求,后者是锁定高端数据中心和云计算中心领域,全面支持NVMe1.2,较特别的是,该产品是采用紫光自己研发的NAND Flash控制器。
再者是消费型P5120 PCIe SSD,应用在笔记本电计算机,采用M.2封装形式,辅以高纠错能力算法(LDPC)技术,让其中的3D NAND TLC的使用寿命更长,诉求是高性价比。
图丨紫光集团董事长赵伟国
业界分析,紫光的策略要打造从芯片技术,到所有终端产品都一条龙掌握的存储帝国, 这次向英特尔采购3D NAND芯片、布局终端市场,一来是与英特尔战略布局伙伴的思维做考量,二来是紫光亟欲赶快打开渠道市场的任督二脉。
建立品牌、经营渠道是需求时间的积累,紫光不可能等到几年后长江存储的芯片可以大量生产时,才开始耕耘渠道市场。芯片的研发需要时间,但渠道布局可以提前启动,上、下游策略可以独立思考,等到时机成熟再把耕耘的成果做连贯,落实上、中、下游自研、自制、自销的一条龙策略。
英特尔、美光分道扬镳,紫光见缝插针抢到位子
紫光依靠向采购英特尔的3D NAND芯片来提前进入品牌渠道市场,可以先累积品牌的知名度,打开渠道端的任督二脉。再者,紫光与英特尔在3D NAND领域的另类合作,是先培养感情,等待未来技术合作,无论是授权或生产制造等契机,这样推测也十分合理。
英特尔在3D NAND技术的开发上一直是与美光联手,但年初双方宣布散伙,因此未来在3D NAND策略上,英特尔和美光势必各自寻找合作伙伴。
紫光与英特尔关系深厚,且英特尔2015年起将大连12寸晶圆厂从生产处理器芯片改装成3D NAND生产线,搭上中国消费性电子需求蓬勃发展的热潮,业界自然将紫光配对成英特尔在3D NAND领域的新合作伙伴。
然短期内,基于政治因素考量,美国总统特朗普要同意英特尔将核心的3D NAND技术转移给中国企业生产,是有些难度的,特朗普多次阻止中国并购欧美企业,立场已经很明显,何况3D NAND是核心技术。
业界分析,短期内双方要谈到技术授权层次,阻碍会较高,但其他战略上的合作仍是可以进行,例如这次英特尔和紫光的采购合约,就是一例,紫光凭借此合约先练习渠道市场,英特尔也借着紫光的势力打开中国市场,可为合则两利。
不只是与英特尔合作密切,紫光与西部数据WD虽然谈并购不成,但双方也合资了一家公司叫做紫光西部数据有限公司, 而这家合资公司的主要业务是推动大数据存储的生态系统。
可以窥见紫光的行事风格是广阔交友,买卖不成仁义在,虽然与多家国际大厂谈技术授权、并购等都未能成交,但彼此仍是以各种方式维持合作关系,作为未来合作更上一层楼的火苗。
国际并购频碰壁,转向再攻另辟新路
紫光在进军存储产业的初期,其实是想要走海外收购之路。 2015年曾提出以230亿美元收购美光,一次解决DRAM及NAND Flash技术和专利问题,然美光婉拒,业界认为即使同意,美国政府也不会放行美国仅存的DRAM公司被中国企业收购。之后,紫光试图并购西部数据(WD)也未成功,即使是日本存储大厂东芝NAND Flash部门的出售案,也先排除中国企业,对于中国自建存储产业来掌握核心技术的计划是十分忌惮。
海外并购之路在欧美日力阻之下是暂时喊停,但不可否认,这是一条最快也是最安全的捷径。所谓安全是指,在正规并购后,可以合法使用DRAM和NAND Flash专利,免于触及潜在的侵权问题。
既然并购不成,与国际大厂保持合作关系,不啻是一条灵活的策略,而紫光在布局芯片领域上的好伙伴,当属英特尔了。紫光和英特尔一直以来就合作密切,在紫光集团先后收购了展讯、RDA瑞迪科两家公司成立紫光展锐公司后,英特尔也在2014年投入15亿美元入股紫光展锐。
紫光抢先执行增加对美芯片采购 赵伟国堪称神机妙算
而日前中美贸易大战一触即发的态势,无疑是在全球半导体产业抛出一枚深水炸弹。
如多家媒体所报道的内容,传闻中国大陆为了降低对美贸易顺差,向美提议扩大采购美国半导体 ,同时减购韩国、台湾制造的芯片,该策略隐含许多政治角力计算,但对照紫光集团在帮中国打造关键存储器基地的同时,也先一步与英特尔结盟,更大手笔采购3D NAND芯片,紫光董事长赵伟国的“神机妙算”确实让外界印象深刻。
图丨西部数据3D NAND
紫光在存储领域上的发展策略,是中国集成电路产业发展的最典型案例,采自主研发与技术授权/并购两只腿走路,条条路都尝试,观念开放、策略灵活、布局缜密,未来自可请君入瓮。
紫光集团旗下的长江存储投入10多亿美元,研发3D NAND芯片技术将近两年, 按照进度,在2017年底成功研发32层3D NAND芯片技术,下一步是再投入20亿美元量产64层3D NAND技术,缩短与国际大厂三星、东芝、SK海力士之间的差距。
尽管紫光的存储芯片研发已经是中国三大存储阵营中,进度最快的一支,然以这个节奏仍是不够,要技术研发、芯片试产、量产开出都条件逐一到位,确实是稳扎稳打,但如果可以缩短成功之路,当然是再美妙不过。而选择延续过去与英特尔的缘份,进而在存储领域与英特尔结盟,这对于紫光而言,无疑是一着极为漂亮的出手。
赵伟国一开始搞集成电路产业或许图得是周边利益,但越搞越大后,到现在已然是被迫要扛下中国存储产业成败的重责大任,对紫光集团或赵伟国而言,现在必须有没有回头路的决心,一定会努力作、用力干,干出成绩来,毕竟紫光、赵伟国这些关键字已经和中国集成电路产业画上某种等号了!
综观紫光投入存储领域已有三年多,大手笔的投资、战线更拉很长,当仁不让要做中国存储领头羊。几年前紫光董事长赵伟国的非典型高调作风在业界留下不同评价,虽然现在检视成绩单还太早,但紫光在存储领域布局的绵密、细腻程度,背后强大的企图心已然不容忽视。
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