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全球第二家拥有全线存储芯片晶圆制造能力公司诞生

2019-07-02来源: 芯思想关键字:紫光  DRAM

2019年6月30日,紫光集团发布公告,宣布组建DRAM事业群,委任刁石京为DRAM事业群董事长,高启全(Charles Kau)为DRAM事业群首席执行官(CEO)。此举标志着DRAM业务版块在紫光集团内部获得战略提升。紫光集团将成为继美光(Micron)之后,全球第二家拥有DRAM、NAND Flash、NOR Flash全线存储芯片晶圆制造能力的公司。

 

由于深受存储芯片短缺之苦,中国大陆在过去五年掀起了存储芯片制造厂建设热潮。除了长江存储的NAND Flash外,还有福建晋华和合肥长鑫的DRAM项目,紫光集团此次宣布入局DRAM,给国产DRAM增添了一股的新势力。

 

虽然紫光集团在公告中没有透露具体的DRAM发展计划,但俗话有云“字越少,事越大”,公告全文不足100字,但给业界带来一声惊雷。

 

紫光集团涉足三大存储产品线

 

综观目前全球存储芯片巨头三星、SK海力士、美光、东芝、西部数据、英特尔,三星、SK海力士、美光都是同时拥有3D NAND和DRAM两大存储芯片,两条腿走路肯定比一条腿走路稳当,起码不容易摔跤。反观只有3D NAND芯片的东芝存储和英特尔,其在存储市场波动下,营收极易受到波动。

 

有数据表示 ,2018年中国大陆共进口3120亿美元的芯片,其中存储芯片高达1150亿美元。在1150亿美元的存储芯片中,高达97%的份额是DRAM和3D NAND芯片。

 

紫光集团目前布局的存储芯片业务有NAND Flash、NOR Flash。旗下长江存储的3D NAND Flash已经开始32层生产,即将量产64层,其创新的XtackingTM技术更实现3D NAND芯片结构的历史性突破。

 

事实上,紫光集团布局DRAM业务由来已久。早在2015年,紫光集团就透过旗下上市公司紫光国芯微电子股份有限公司(Guoxin Micro,原同方国芯电子股份有限公司)收购西安华芯半导体有限公司51%的股份,并于2015年12月15日更名为西安紫光国芯半导体有限公司,2018年6月14日成为全资子公司;2018年10月11日,紫光国芯微电子股份有限公司发布公告,拟剥离公司旗下专注于DRAM存储器芯片设计研发的西安紫光国芯给紫光集团下属全资子公司北京紫光存储,但至今日应该还未完成交接。

 

西安紫光国芯半导体有限公司的前身可追溯到2003年,2003年12月作为英飞凌(Infineon)存储器事业部在西安成立;2006年4日英飞凌全球拆分存储器事业部成为奇梦达(Qimonda),奇梦达科技(西安)有限公司也随之成立并开始作为一家独立的公司运营;2009年5月浪潮集团收购奇梦达科技(西安)有限公司进行改制重建并更名为西安华芯半导体有限公司。

 

西安紫光国芯在DRAM领域具有深厚的功底,主营业务包括存储器设计开发及自有品牌存储器产品的销售,开发的存储器芯片产品覆盖SDR、DDR、DDR2、DDR3、LPDDR(低功耗系列)和NAND Flash,存储器模组产品包括服务器内存模组(R-DIMM)、笔记本内存模组(SO-DIMM)和台式机内存模组(U-DIMM)等。同时还开发有包括GDDR6等相关的存储器controler 和PHY IP核,并在大带宽存储器、近存/存内计算存储器、嵌入式存储SRAM和新型存储器RRAM领域进行了研发和布局。

 

基于西安紫光国芯和长江存储的成功经验,紫光集团正探索出一条存储器设计制造的产业发展之路。

 

刁+高”双巨头掌舵DRAM事业群

 

紫光集团已经正式组建DRAM事业群,由刁石京担任DRAM事业群董事长,高启全担任DRAM 事业群CEO。

 

刁石京现担任紫光集团联席总裁、紫光国微董事长、紫光展锐执行董事长、长江存储执行董事等职务。毕业于清华大学,在ICT领域拥有超过30年经验,在加入紫光集团前,曾任电子工业部办公厅、信息产业部办公厅部长办公室副主任,国务院信息化工作办公室综合组副组长兼机关党委副书记,工业和信息化部电子信息司副司长、司长。同时,还兼任全国信息技术标准化技术委员会副主任委员、全国音频视频及多媒体系统与设备标准化技术委员会主任委员、工业和信息化部电子科技委副主任委员及通信科技委委员等要职。

 

高启全出生于1953年10月,获得台湾大学化学系获学士学位,获美国北卡罗莱纳大学化工系硕士学位,有“台湾存储教父”之称。1979年硕士毕业后,加入仙童(FairChild);1981年进入英特尔,从事DRAM研发工作;1985年英特尔放弃存储业务,加入美国华智公司(号称是台湾第一家存储芯片公司),和团队一起研制完成全球第二个1M DRAM,后来由于华智出现财务问题,1987年加入台积电,担任台积电第一个6英寸晶圆厂厂长;1989年离开台积电和吴敏求共同创立旺宏(Macronix,MXIC),担任执行副总;由于和吴敏求矛盾公开化,1995年进入南亚科(Nanya)担任执行副总,期间押宝DDR,打败当时英特尔主导的Rambus DRAM,成为现今记忆体规格主流;2004年,入主华亚科(Inotera,原英飞凌与南亚科合资成立),带领华亚科、南亚科一步步跻身台湾DRAM双雄;2012年担任南亚科技总经理主导公司策略营运,同时并担任华亚科技董事长等职务,并成功与美光谈判,化解了当时两家公司可能倒闭的危机,与美光的技术合作,也使得华亚科、南亚科持续保有竞争优势;2015年10月加入紫光集团,出任紫光集团全球执行副总裁;2016年担任长江存储的执行董事、代行董事长。

 

血腥的存储产业

 

1966年,IBM公司的研究人员罗伯特·登纳德博士,发明了半导体晶体管DRAM内存,并在1968年获得专利。1970年英特尔推出全球首个1K DRAM,从此开创了DRAM时代。

 

自1970年至今已经过去50年。DRAM市场累计创造了超过1万亿美元产值。企业间掺杂着你死我活的生死搏杀。美国、日本、德国、韩国、中国台湾的企业,怀揣巨额资金,高高兴兴地冲杀进来,却大都丢盔弃甲黯然离开。包括开创DRAM产业的三大巨头在内的无数名震世界的产业巨头轰然倒地;英特尔、德州仪器和IBM,也分别在1985年、1998年和1999年,凄惨地退出了DRAM市场。

 

全球DRAM厂商竞合关系


1974年英特尔占有全球DRAM市场83%的份额。1976年日本厂商进入DRAM市场后,10年时间逼迫霸主英特尔于1985年退出DRAM市场。

 

全球DRAM厂商历史变迁

 

1983年三星电子和现代(SK海力士的前身)进入DRAM市场,在1990年代躲过了日美企业的联合绞杀,到了2000年代,又碰上了财大气粗的中国台湾厂商携500亿美元进场。

 

2007年全球爆发经济危机,2009年奇梦达破产;2012年尔必达破产,被美光收购;2013年茂德破产,力晶被迫转型晶圆代工躲过破产命运,台湾几大玩家全军覆没。

 

目前,只有三星电子、SK海力士和美光科技,占据绝对垄断地位,在DRAM市场呼风唤雨,数钱数到手抽筋。

 

 

全球DRAM厂商主要方向

 

全球DRAM技术路线

 

三星、SK海力士、美光同时拥有3D NAND和DRAM两大存储芯片制造能力。本文主要讲述DRAM技术路线。

 

 

三星、SK海力士、美光DRAM工艺路线图

 

首先,要注意的是,不同于CPU处理器等逻辑芯片的制造工艺都精确到具体数值(7纳米、5纳米),闪存、内存工艺一直都是很模糊的叫法,比如10纳米级别(介于20纳米和10纳米之间)。在存储芯片从20纳米级进入10纳米级工艺之后,厂商对工艺的描述已经不再使用具体的数字了,20nm之后是1x nm工艺,再往后则是1y nm工艺,还有1z nm工艺的说法,至于XYZ具体的含义,由于每家公司的工艺并不一样,所以缺少详细的解释。

 

三星电子

 

2016年第一季量产第一代10纳米级工艺是1x纳米DRAM;2017年12月20日三星电子宣布批量生产业界领先的1y纳米级8Gb DDR4 DRAM产品。2019年3月三星电子公开业界首款第三代1z纳米级8GB DRAM产品。三星在开发完成1z纳米级DRAM后,将加快向下一代DRAM接口(DDR5、LPDDR5和GDDR6)过渡,为后续产品量产打下基础。

 

美光科技

 

2016年第二季量产第一代10纳米级工艺也就是1x纳米;2018年量产第二代1y纳米,目前积极扩大产能;2019年与客户验证第三代1z纳米。有消息称,美光在10纳米级技术还准备了至少三种新的工艺:1α纳米、1β纳米、1γ纳米。1α纳米、1β纳米、1γ纳米应该是一代比一代更先进,一代比一代更逼近10纳米。美光表示说1β纳米、1γ纳米会采用沉浸式四重曝光技术,比现在的双重曝光、三重曝光更复杂。

 

SK海力士

 

2016年上半年完成1x nm工艺的DRAM开发工作;2018年11月完成第二代1Y纳米级8Gb DDR4 DRAM和第二代1Y纳米级16Gb DDR5的开发。目前正在进行第二代1Z纳米级技术开发。

 

合肥长鑫

 

2019年5月15日的GSA Memory+论坛上,长鑫存储董事长朱一明透露,公司DRAM项目计划年内大规模投产,产生正向现金流,实现商业可持续。

 

长鑫存储DRAM技术来源于奇梦达,持续投入研发超过25亿美元,并不断完善自身研发技术;长鑫存储完成了第一座12英寸DRAM存储器晶圆厂建设,技术和产品研发有序开展,已持续投入晶圆超15000片。

 

2018年19纳米产品第一阶段成果通过鉴定,预计2021年完成17纳米技术研发。

 

紫光集团的胜算

 

DRAM

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关键字:紫光  DRAM

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