中国存储芯片突围30年,存储芯片业迎来发展良机

芯圈那些事 2022-08-12

存储芯片兆易创新中国芯片

4423 字丨阅读本文需 10 分钟

2004年,日后的江苏盐城富豪、“闪存龙头”兆易创新创始人朱一明,还在硅谷打工。这一年,他陷入了“缺钱”的烦恼。

此前,他一直贯彻着“天之骄子”的成长路径,年仅17岁时从盐城阜宁县考到清华大学读物理系,5年读完本科和硕士;又赴美留学,成了杨振宁的校友,拿到第二个硕士学位;成为一名硅谷精英,爬上项目主管的位置。

顺风顺水的生活持续到2003年底,由于与老板在工作上出现摩擦,他决定辞职创业,并在2004年注册成立了一家存储芯片企业。

在为了创业找投资这件事上,朱一明吃了许多闭门羹:在90年代末,朱一明兼职写程序就能年入30万元,而他四处游说也仅为天使轮拉到了10万美元的投资,对于动辄花费百亿的芯片项目而言,杯水车薪。

那时的他恐怕没有想到,这种缺钱的境况会持续大约5年。直到2009年的B轮融资,兆易创新都在资金危机边缘徘徊。

这5年是全球存储市场风云变迁、中国存储行业受挫后再次出发的5年。

如今超857亿市值芯片牛股、大陆闪存龙头兆易创新的成长史,也是中国存储芯片行业发展的一个缩影。

在“废墟”中建立

2004年初,朱一明正式离职,注册成立美国技佳公司(GigaDevice Semiconductor Inc.),拉投资成为迫在眉睫的一项任务,但辛苦约见的投资人大多不感兴趣。

朱一明对创业项目的设想是,成为能够与三星电子抗衡的存储芯片企业。

相信大部分投资人听到这里,就会起身离桌、微笑告别,转身把这个年轻人的联系方式拉入黑名单。

谁人不知,90年代末至21世纪初是互联网的时代,无论中美,互联网造富的故事俯拾皆是:2003年携程赴美上市,首日收盘涨幅88.6%,创下纳斯达克3年来首日涨幅记录;转年游戏《传奇》的开发商盛大网络登陆纳斯达克,创始人陈天桥身家飙升至88亿元,成为《胡润2004 IT富豪榜》中的第一名……

“当时的硅谷,只要拥有一个关于互联网的创意,凭借一份简单的企划书,就能获得可观的投资。”《互联网时代》一书这样描述那一时期。

与之对比,芯片行业刚从历史罕见的行业萧条中缓过劲来,投融资十分谨慎。Gartner数据显示,2001年全球半导体行业收入下滑了32%,堪称历史最惨。

存储芯片在整个半导体产业中产值占比超20%,素有“半导体行业风向标”之称,在黑暗的2001年中受挫最为严重。

当时的全球存储巨头三星、海力士等企业都在这一年出现业绩滑坡,其中海力士一度因为无力偿还贷款而计划“卖身”。

不仅在硅谷不被看好,大洋彼岸的中国,也刚刚经历了一轮建设芯片项目的泡沫,市场对芯片项目的态度趋向于谨慎。

90年代,为了弥补现代以来国内半导体行业的劣势,国内先后启动908、909等项目,开始了轰轰烈烈的芯片建设大潮,存储芯片成为了这轮浪潮中的抓手。

时任日本NEC社长的佐佐木曾对此分析道:好比初生的婴儿要吃母奶,芯片工业中一个工厂应该先做存储器,因为存储器品种单一、数量巨大、工艺复杂、对设备的依赖性较强,有利于生产线迅速完成各环节的磨合。

换句话说,存储器可以作为制作工艺成熟与否的标准。

存储芯片可简要分为动态随机存取存储器(DRAM)和闪存(Flash)芯片,闪存又可分为NOR Flash、NAND Flash。国内大多选择应用更广泛、市场规模更大的DRAM产品。

彼时,中国在摸着石头过河的阶段,从芯片设计到制造,在每个技术环节都是弱项。而且新项目投产后,卖给谁、如何取得客户信任,都是未知数。因此,与外国企业合资成为了可行又稳妥的选择。

比如,1991年、1997年,首钢集团、华虹集团先后与日本NEC合资,分别成立了首钢NEC、华虹NEC。

合资模式的一大特点是,合资企业存在“依赖病”,独立性低、抗风险能力差,除了要引进技术,由于中国尚没有完整的芯片产业链,还需要依赖外企的客户资源、销售网络。

事实的确印证了这一点,首钢NEC在1995年曾创下9.1亿营收的记录,一度喊出“首钢未来不姓钢”的口号,但在1997年的DRAM价格低潮期中,首钢NEC陷入亏损,最终在2000年由NEC获得控股权,沦为后者的一个海外代工基地。首钢集团也回归了钢铁主业。

2001年遭受芯片行业大萧条后,外国合资方日本NEC决定退出DRAM市场,华虹NEC也开始转型为代工企业,于2004年退出DRAM行业。

国内几大DRAM项目面临的冲击,证明了在巨头集中、格局固化的芯片市场中,中国初创企业想要“突围”有多难。

举国体制尚且面临种种困难,一个年轻人要做成“翻版三星”,如何让投资人信服?

别无选择之下,朱一明只能更加勤奋地拜访投资人。

2004年初夏,在硅谷的一家星巴克里,朱一明第二次约见一位来自中国的投资人,也是朱一明的清华校友——时任清华大学信息技术研究院院长的李军。

此前,朱一明并未给李军留下足够好的印象,李军曾直言:“第一次见面,感觉他还没准备好。”

这次第二轮见面,为了获得认同,朱一明决定用技术说话,带来了自己研发的一款应用于静态随机存取存储器(SRAM)领域的高速静态存储器模型。

或许是通过这项新技术看到了创业项目的潜力,又或许是同为清华人的惺惺相惜,李军终于决定帮朱一明一把。

他为朱一明引荐了知名华人天使投资人周顺圭,后者拿出了10万美元的资金支持美国技佳,还把自己的车库低价出租给朱一明用作“研发基地”。

这段时间里,朱一明的清华校友、也是他在硅谷公司的前同事舒清明,也辞职加入了美国技佳。

闪存龙头的新征程

2016年,对于国内存储芯片市场和兆易创新来说,是意义重大的一年。

这一年,在全球NOR Flash市场已经夯实基础的中国玩家们,终于开始将目光投向曾经惨败过的DRAM产品,兆易创新也是其中之一。

2016年8月份,兆易创新成功上市,随即在9月20日因筹划一桩收购案而开始停牌:上市不满一个月的兆易创新,迫切想要通过收购一家国际存储芯片大厂获得DRAM研产能力。

戏剧化的是,收购标的北京矽成的实际经营实体,正是2008年时想用1000万美元收购芯技佳易的美国ISSI。

不过,最终兆易创新对北京矽成的收购在2017年8月终止。北京矽成在2018年以26.42亿元的价格花落北京君正。

海外收并购并不是兆易创新在DRAM研发上的唯一选择。

2016年合肥产投牵头成立了长鑫存储。翌年兆易创新公告,其与合肥产投签署了合作协议,约定双方共同投资长鑫存储,开展“19nm存储器的12英寸晶圆存储器研发项目”,其中包含DRAM研发。

该项目预算约为180亿元人民币,约定由合肥产投、兆易创新按照4:1的比例筹集资金。

经过多年的市场教育,芯片投融资已不再是“冷板凳”,长鑫存储发展过程中还逐渐吸引了大基金、阿里、腾讯等许多明星资本加盟。

从时间线来看,长鑫存储也十分争气。2018年7月16日,长鑫存储宣布正式投片试产;同一天兆易创新官宣,朱一明辞掉了公司的总经理职务(仍担任董事长)。

之后,朱一明兼任起了长鑫存储的董事长、首席执行官两个职位,并承诺在长鑫存储盈利之前不领取一分钱的工资和奖金。

恐怕这时兆易创新也“不需要”他了,从2019年第三季度起,兆易创新成为了全球第三大NOR Flash厂商。

与长鑫存储筹建同期,2016年2月26日,福建省电子信息集团、及泉州、晋江两级政府共同出资设立了晋华集成,初期晋华集成与联电开展技术合作,专注于DRAM领域。

晋华与长鑫,可谓是中国DRAM领域的双子星。但晋华的后续发展遭遇了更多波折。

2018年10月29日,美国商务部公布了一项决议,宣布将对晋华集成实施禁售,10月30日起正式生效。自此,兆易创新和长鑫存储,成为了中国DRAM仅存不多的希望。

2020年底,长鑫存储的DRAM芯片通过了高通、海思、联发科、展锐等主流芯片厂商多款芯片的认证,兆易创新从这一年开始代销长鑫存储的DRAM产品。

至今,长鑫存储是大陆规模最大,且唯一一家能够制造DDR4/LPDDR4(DRAM细分产品)的存储芯片厂商。

2019年9月,兆易创新定增43.24亿元,布局DRAM芯片项目,其自有品牌DRAM已经在2021年6月推出。

钱学森先生晚年曾经总结:“60年代我们全力投入两弹一星,我们得到很多。70年代我们没有搞半导体,我们为此失去很多。”

从90年代至今,经过失落的30余年,中国企业终于蹒跚走回了DRAM技术自研的道路上。而曾经面临种种困难的芯片创业者们,也将在国际领先市场中“会师”。

民生证券研报显示,截至2020年末,长江存储取得近1%的全球市场份额,成为国际六大NAND Flash厂商以外市场份额最大的玩家。根据长江存储的产能规划测算,2025年长江存储的全球市占率将达到约6%,有望打破国际垄断的格局。

大陆为什么要发展存储芯片?

发展存储芯片的必要性在于其大而重要。重要体现在存储芯片是电子系统的粮仓,数据的载体,关乎数据的安全;大体现在其市场规模足够大,约占半导体总体市场的三分之一。以行军打仗作比喻,发展存储芯片可谓是兵马未动粮草先行。

重要:电子系统的粮仓

一个基本的电子系统主要包括以下几个部分:传感器、处理器、存储芯片和执行器。传感器负责获取数据,处理器负责处理数据,存储芯片负责存储数据,执行器负责执行处理器的结果。

我们通常对运行速度更快、能够运行更大应用软件的电子产品有着更多的偏好,而决定这些电子设备性能高低的核心部件除了我们所熟悉的处理器以外,存储芯片提供的读取速度能力也是重要影响因素之一。

存储芯片芯片可简单分为闪存和内存,闪存包括 NAND FLASH 和 NOR FLASH,内存主要为 DRAM。为了更加方便的理解存储芯片的作用,如果把执行一段完整的程序比喻成制造一个产品,那么存储芯片相当于仓库,而处理器相当于加工车间。为了提高产品制造的速度,提升加工车间的效率是一个方法,也就是提高处理器的性能;还有一个方法就是缩短原材料从仓库到加工车间的时间,设置一个临时的小仓库,堆放目前专门生产的产品的原材料,可以大大缩短制造时间。大仓库相当于存储芯片中的闪存,而小仓库则相当于存储芯片中的内存,对于电子产品的运行都不可或缺,因此它们在产品的应用范围上有着很高的重合度。

内存不同于闪存,虽然它们都是处理器处理所需数据的载体,但是内存的作用是提供了一个处理当前所需要数据的空间,它的空间容量较闪存小,但读取数据的速度更快,就像 VIP 通道一样,它为当前最需处理的数据提供了快速的通道,使得处理器能够快速获取到这些数据并执行。

同为闪存的 NAND FLASH 的 NOR FLASH 的区别主要在于应用领域不同, NAND FLASH 主要应用于智能手机、SSD、SD 卡等高端大容量产品,而 NOR FLASH 主要应用于功能机、MP3、USBkey、DVD 等低端产品。此外,在汽车电子、智能机手机中 TDDI、AMOLED 中也会用到 NOR FLASH。

随着各种应用程序的越来越复杂,各种新兴场景的不断落地应用,例如:人工智能、物联网、大数据、5G 等,需要存储的数据也越来越庞大。目前,信息数据已经不仅仅是数字,而是一种资产,大数据的运用使得互联网公司成为数据处理中心,互联网公司之间的竞争是流量的竞争,得数据者得天下。例如腾讯依靠其吸引流量的王牌:微信,打造了一个完整的产业生态链,通过对大数据的分析处理,可以实现对亿万用户的精准画像,从而进行精准营销。

庞大:半导体行业的风向标

从全球半导体销售额同比增速上看,全球半导体行业大致以 4-6 年为一个周期,景气周期与宏观经济、下游应用需求以及自身产能库存等因素密切相关。自 2010 年以来,存储芯片逐渐成为半导体行业发展的主要驱动力。

据 WSTS 数据,2017 年世界半导体市场规模为 4086.91 亿美元,同比增长20.6%,首破 4000 亿美元大关,创七年以来(2010 年为年增 31.8%)的新高。

其中,集成电路产品市场销售额为 3401.89 亿美元,同比增长 22.9%,大出业界意料之外,占到全球半导体市场总值的 83.2%的份额。存储芯片电路(Memory)产品市场销售额为 1229.18 亿美元,同比增长 60.1%,占到全球半导体市场总值的 30.1%,超越历年占比最大的逻辑电路(1014.13 亿美元),也印证了业界所谓的存储芯片是集成电路产业的温度计和风向标之说。

存储芯片产业迎三大利好

当前,全球集成电路进入重大调整变革期,为我国发展自主可控的存储芯片产业提供了重大机遇。

目前,我国存储芯片产业发展迎来三大利好。一方面,存量市场加速转移,增量市场就在大陆。对于移动终端存量市场,大陆是全球最大的生产基地和消费市场,相配套的存储芯片从美日台韩向大陆转移加速进行;其次,云存储和物联网是最大增量市场,大视频时代流量爆发,而大陆是全球最大的数据生产地和消费地,云存储芯片需求量快速爆发;此外,大陆拥有全球最优秀的互联网公司、终端品牌和电子产业链,有望引领物联网应用端创新。

来源:市界,芯智讯,电子发烧友

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