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nand年底量产国产DRAM年底将量产，但前路依旧漫漫

发布时间 : 2024-11-24

作者 : 小编

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国产DRAM年底将量产，但前路依旧漫漫

本月初，紫光集团旗下长江存储正式宣布，其64层堆栈3D NAND闪存已开始量产。虽然国产3D NAND已经取得了突破了，但是在DRAM内存芯片领域，国内依然是一片空白。原本被寄予厚望的福建晋华，由于遭遇美国“禁令”，已长期处于停摆状态。受此影响，硕果仅存的合肥长鑫存储不得不小心翼翼，放慢节奏，强化合规，稳扎稳打。根据最新的消息显示，目前合肥长鑫的DRAM研发进展顺利，已经提前进行机台安装，有望在今年年底顺利量产国产DRAM内存。另外，紫光集团在3D NAND领域取得突破之后，也开始进军DRAM领域，力求在2021年量产。

长鑫存储：有望年底量产DDR4内存

2017年9月，国家大基金宣布入股国产存储芯片厂商兆易创新，取得约11%股权，成为了其第二大股东。随后，兆易创新宣布与合肥市产业投资控股集团签署合作协议，研发19纳米制程的12吋晶圆DRAM，预算为人民币180亿元，兆易创新出资20%。目标是研发19nm工艺的DRAM内存，预计在2018年12月31日前研发成功，即实现产品良率（测试电性良好的芯片占整个晶圆的比例）不低于10%。而该项目依托的就是合肥睿力集成，由长鑫集成控股，而长鑫集成则是长鑫存储的母公司。

相对于兆易创新来说，成立于2016年的长鑫存储还只是一家初创公司。但是，长鑫存储并不是从0开始，而是站在巨人的肩膀上前行。

在5月15日的GSA Memory+论坛上，长鑫存储的董事长兼CEO朱一明先生首次对外公开表示，长鑫存储的DRAM技术主要来自于已破产的德系DRAM厂商奇梦达。

朱一明也强调长鑫存储通过与奇梦达的合作，将一千多万份有关DRAM的技术文件及2.8TB数据收归囊中，这也是公司最初的技术来源之一。长鑫存储在所接收技术和国际合作的基础上，利用专用研发线，展开世界速度的快速迭代研发，已持续投入晶圆超过15000片。建立了严谨合规的研发体系并结合当前先进设备完成了大幅度的工艺改进，开发出独有的技术体系，拉近了与世界先进水平的技术差距。

长鑫存储的DRAM项目总投资超过72亿美元（495亿人民币），项目建设三期工程，一期建设的是12英寸晶圆厂，建成后月产能为12.5万片晶圆。

据朱一明介绍，长鑫存储花了14个月的时间就完成了晶圆厂建设，一共花费25亿美金用在研发和资本支出。

另外去年福建晋华由于与美光的专利纠纷，最终导致晋华被禁运，彻底停摆。而这也对长鑫存储造成了一定的影响。因此，长鑫存储也格外的低调，格外的重视研发的合规和IP策略。朱一明当时表示，长鑫存储已经拥有16000项专利申请。

资料显示，目前长鑫存储开发的是19nm工艺的DRAM内存芯片，去年底已经推出了8Gb DDR4内存样品，今年三季度推出8Gb LPDDR4内存样品，根据最新的消息显示，目前合肥长鑫的DRAM研发进展顺利，已经提前进行机台安装，有望在今年年底顺利量产国产DRAM内存，月产能将达到2万片晶圆，后续会不断提升到12.5万片晶圆/月的目标产能。

虽然长鑫存储的19nm 8Gb DDR4内存与美光、三星等公司的先进的第三代10nm工艺内存还有一两代的代差，但是量产推向市场还是可以的，因为市面上很多内存条也就是这个规格，用于制备单条8GB、16GB的内存条也没有问题。可以说，这个起点还是非常高的，但后续的良率、产能提升才是关键。另外还需要加快缩小与美光、三星等DRAM厂商的技术差距。

根据长鑫存储去年透露DRAM项目规划就显示，长鑫存储计划在2018年底量产8Gb DDR4工程样品；2019年3季度量产8Gb LPDDR4；2019年底实现产能2万片/月；2020年开始规划二厂建设；2021年完成17纳米技术研发。

从目前来看，长鑫存储基本是按照既定的计划在走。

紫光集团：2021年量产DRAM

早在今年6月30日晚间，紫光集团发布公告称，决定组建紫光集团DRAM事业群，全力加速发展国产内存。随后，在今年8月底，紫光集团又跟重庆市政府签署投资协议，宣布在重庆建设DRAM事业群总部及内存芯片工厂，预计今年底动工，2021年正式量产内存。

据知情人透露，紫光集团早在2015年即开始布局DRAM，延揽高启全加入紫光集团就是布局的开始，在高启全加入紫光集团的同时，紫光国微（原名同方国芯）收购了任奇伟团队所创办的公司（现在的西安紫光国芯），任奇伟团队的前身是奇梦达公司的西安研发中心，任奇伟团队一直从事DRAM的研发工作，目前团队人数约500人，从紫光国微的年报披露情况看，该团队的DRAM产品销售收入每年约在5~6亿人民币之间，其产品自行设计，在境外代工。2015年，紫光集团还试图通过收购美光进入DRAM和3D NAND领域，但收购美光受到美国政府的阻击，未能如愿以偿。

不过，目前全球的存储芯片三巨头，三星、海力士、美光，都是既做DRAM又做3D NAND。据知情人透露，紫光集团在收购美光遇阻后，原计划通过自行研发先进入DRAM领域，然后再进入3D NAND，但在国家集成电路产业基金的协调下，紫光和湖北省、武汉市合作，与国家集成电路产业基金一起，在武汉新芯的基础上，组建了长江存储，制定了先三维闪存，后DRAM的战略，同时布局DRAM的研发，积蓄DRAM的工艺人才。

据知情人透露，紫光集团借助长江存储和武汉新芯的平台，聚集了大量的3D NAND和DRAM的工艺研发人员，工艺研发人员人数近2000人。目前长江存储和武汉新芯的员工人数近6000人。

需要指出的是，紫光自主研发内存可能需要3到5年时间，这意味着即便2021年厂房建好了，内存生产也只可能是小批量的，大规模的量产可能要等2022年了。

技术来源都是奇梦达？未来发展或受限

从前面的介绍来看，长鑫存储和紫光集团的DRAM技术来源似乎主要都是奇梦达。

而奇梦达的DRAM技术主要以沟槽式DRAM技术为主，而当前美光、三星等DRAM大厂都采用的是堆栈式技术。

在DRAM的制造中以电容定义的方法区分，主要分为堆栈式（Stack）和深沟槽式（Trench）电容器两大类型。沟槽式DRAM的电容在栅极下方，堆栈式DRAM的电容器则在栅极上方，是这两种DRAM最大的差异。

在沟槽式DRAM的制造中，必须先在基板蚀刻出沟槽，然后在沟槽中沉积出介电层，以形成电容器，然后在电容器上方再制造出栅极，构成完整的DRAM Cell。这种工艺最大的技术挑战有二，一是随着线宽越来越细，沟槽的宽深比跟着增加，如何蚀刻出这种沟槽，是相当大的技术挑战。其次，在进行沉积工艺时，由于沟槽的开口越来越细，要在沟槽里面沉积足够的介电材料，形成容值够高的电容器，也越来越难。相较之下，堆栈式DRAM则没有上述问题，因此随着工艺节点越往前推进，沟槽式DRAM的采用者越来越少。

当然，这并不是说长鑫存储、紫光集团的技术来源于奇梦达，就一定会完全沿着奇梦达的老路来走。但是，目前堆栈式DRAM技术已经相当成熟，要想绕开美光、三星的专利围堵，显然是非常的困难。

此前，另外一家国产DRAM厂商——福建晋华选择的就是堆栈式DRAM路线，而其DRAM技术来源则是与台湾联电的合作。整体晋华项目的第 1 期，总计将投入 53 亿美元，并将于 2018 年第 3 季正式投产，届时导入 32 纳米制程的 12 寸晶圆月产能，预计达到 6 万片的规模。公司目标最终推出 20 纳米产品，规划到 2025 年四期建成月产能 24 万片。

但是，台湾联电的DRAM技术来源是否是完全自研呢？

2017年9月，美光在台湾控告联电，指控从美光跳槽到联电的员工窃取DRAM商业秘密，涉嫌将美光 DRAM 技术泄漏给联电，帮助联电开发32nm DRAM。随后战火开始蔓延至福建晋华。

2017年12月，美光科技在美国加州提起民事诉讼，控告联电及福建晋华侵害其DRAM的商业机密。值得注意的是，2017年2月，联电资深副总经理陈正坤出任晋华集成总经理，而其正是前美光高层。

随后，福建晋华在国内起诉美光自有品牌Crucial英睿达MX300 2.5-inch SSD 525GB固态硬盘以及Crucial DDR4 2133 8G笔记本内存条等十余款自有品牌产品涉嫌侵害晋华专利。

虽然美光与晋华的在中国的专利纠纷仍在诉中，不过2018年7月3日，中国福州中级人民法院发布针对美光半导体(西安)及(上海)的诉中禁令，禁止美光在中国销售 26个DRAM 与FLASH 产品，包含相关的固态硬盘 SSD 与记忆卡产品。

随后，美国当地时间2018年10月29日，美国商务部宣布出于维护国家安全的考量，将晋华列入出口管制实体清单。很快，美系的供应商开始撤出晋华及中断对于晋华的支持。10月31日，联电也宣布暂停为福建晋华提供研发协助。至此，福建晋华正式陷入停摆。

从福建晋华的教训当中，我们不难看出，美光等DRAM大厂是不可能坐视其他新的竞争对手成长壮大起来的。如果选择与其相同或相近的DRAM技术路线，则有可能被其所拥有的DRAM专利布局所封堵，因此另辟蹊径选择走“奇梦达”之前走的沟槽式DRAM技术路线确实是一个相对安全的路径。

但是，正如前面所说的，沟槽式DRAM技术路线有着其自身的“缺陷”，在现有工艺下去做可能不会有问题，但是随着DRAM制程工艺往10nm、5nm、3nm......更先进的制程工艺走下去的时候，沟槽式DRAM技术将会遇到更大的问题。所以，如何在避开美光、三星等国外DRAM大厂的专利围堵的情况下，寻找到一条可持续走下去的技术路线成为了国产DRAM破局的关键。

编辑：芯智讯-浪客剑

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。

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