新一轮存储器大战序幕拉开

说到半导体市场最为火爆和持久的话题，莫过于存储器的行情了，涨价与降价循环往复，一直牵动着产业的神经。在中国，以DRAM和3D NAND Flash为代表的存储器同样是人们关注的焦点。

本周，紫光集团宣布，将在重庆两江新区设立紫光国芯集成电路股份有限公司和重庆紫光集成电路产业基金，建设包括DRAM总部研发中心在内的紫光DRAM事业群总部、DRAM存储芯片制造工厂、紫光科技园等。根据计划，紫光重庆DRAM存储芯片制造工厂计划于2019年底开工建设，预计2021年建成投产。

至此，紫光集团的DRAM业务正式落地到了重庆，而紫光宣布全面进军DRAM也就是在不久前的6月。至此，中国本土的存储器三强：长江存储（紫光旗下企业）、合肥长鑫和福建晋华都将业务重点聚焦在了DRAM上。

据悉，紫光在筹建长江存储之初，就是想做DRAM，但由于一些原因，改为了NAND Flash。此次组建DRAM事业群，并落地重庆，似乎是一种回归。

由于DRAM的成本要高于NAND Flash，而且其技术含量也更高，所以，能够做出、做好并量产DRAM，在某种程度上是企业、国家半导体实力的重要体现，因此，发展DRAM成为了我国本土三强的共识。

波动是历史常态

无论是历史，还是现在，DRAM和NAND Flash都是集成电路市场上的主要组成部分，占整个集成电路产值的30%，应用面非常广，从数据中心到手持设备，从基站到手机，从工厂设备到电子玩具，几乎没有用不到这两种存储器的。由于它们在市场上的用量巨大，所以带来的利润相当丰厚。

2017和2018年，就是因为市场缺货，价格暴涨，使得三星半导体收入大增，并首次超越了半导体行业的传统老大英特尔，排名上升到了第一的位置。

从历史表现上看，存储器行业总是处于交替出现的涨跌循环之中，其产业周期强于电子元器件市场整体的周期性，暴涨暴跌的情况是常态。存储器行业的周期性源于供给量和需求量的增减交替，而供需的错位与其自身特性有关，存储器需求量大、标准化程度高，下游需求容易被迅速推动。因此在需求端，新兴应用领域的出现会刺激存储器的市场需求，而在供给端，存储器厂商往往在景气度上行周期有较强扩充产能的意愿，在景气度下行周期则通过降价来清理库存，进而导致存储器价格呈现涨跌循环。

图：存储器市场剧烈波动

最近两三年，全球存储器市场就是在这样的规律下运行的。2017年和2018上半年，景气度大涨，主要厂商赚得盆满钵满。而到了2018下半年，市况急转直下，存储器价格大跌，使得几家大厂营收大幅下滑，苦不堪言。

虽然市场对DRAM和NAND Flash的需求量巨大，但供应商却少的可怜，如DRAM主要把持在三星、SK海力士和美光这三家的手中，而NAND Flash相对分散些，除了上述三巨头外，还有西部数据和东芝存储。但总体上说，全球存储器供应商的数量，与巨大的市场需求之间形成了很大的反差，这种少数人掌控大市场的局面，对于整体产业发展不太有利，在一定程度上，也会加剧市场动荡。

2018上半年，在缺货涨价到达高峰的时候，中国相关部门约谈了存储三巨头三星、SK海力士和美光，主要原因就是涉嫌价格操控。而在过去两年，以及过往历史，关于三巨头操控存储器市场的信息也会周期性地传出。巧合的是，存储三巨头被约谈后不久（具体约谈情况和后续没有公开），到了2018下半年，市况就发生了巨大的变化，价格一路下滑，直到今天。

从这方面讲，我国大力发展本土的存储器产业，特别是DRAM，也是势在必行。

你追我赶

虽然目前存储器市场处于低迷期，但从历史上看，这属于正常的波动低谷，众厂商都在新技术方面积极准备，以迎接市场复苏后的竞争。

在NAND Flash方面，目前已经进入了3D时代，几大厂商都在努力研发密度更高的3D NAND Flash，主要体现在堆叠层数上。

2018年，三星和SK海力士的96层产品陆续量产，而三星在研发128层3D NAND。其它厂商方面，东芝与西部数据也已完成96层3D NAND的研发，并多次扩大Fab6工厂的投资金额，为96层3D NAND的量产做准备，另外，它们也在进行着100层以上产品的研发。英特尔和美光也曾表示，96层3D NAND的开发完成，并已经交付，预计英特尔和美光96层3D NAND可在2019年下半年实现量产。

长江存储方面，其32层3D NAND已经于2018年量产，另外，长江存储Xtacking架构的64层NAND将于今年年底投产。该公司还计划在2020年跳过96层3D NAND，直接进入128层堆叠。

长江存储CEO杨士宁博士曾表示，采用Xtacking架构的64层3D NAND跟传统架构的96层相比，容量仅低15%。业界预计，长江存储2020年推出的128层堆叠可与国际大厂展开竞争。

在2018年的国际存储研讨会上，应用材料公司曾表示，到2020年，3D存储堆叠可以做到120层，2021年可以达到140层。可见，长江存储要跳过96层3D NAND，直接进入128层堆叠，追赶的脚步是多么的迫切，当然，这是要以扎实的技术功底做保障的，从目前的情况来看，长江存储在技术积累和研发方面确实是有突破的。

在DRAM方面，目前依然是国际三巨头的天下，由于技术壁垒较高，我国本土企业在这方面还是比较落后的。

紫光刚刚建立DRAM事业群，推出新产品并实现大规模量产尚需时日；福建晋华于2018年卷入了知识产权纠纷，一直比较低调，DRAM进展还有待观察；合肥长鑫是这三家中最先推出并量产DRAM的，据悉，该公司会在今年下半年有新动作。

无论是DRAM，还是NAND Flash，中国都在跟进，如果实现量产，并逐渐扩大规模的话，以中国的产量，以及市场的体量，肯定会逐步威胁到国际三巨头的市场份额。到那时候，在新的市场供需格局下，新形态的市场竞争肯定难以避免，甚至会更加残酷。对即将到来的挑战，我们拭目以待。

新兴存储和应用推动产业变革

一直以来，作为大宗商品，DRAM和NAND Flash都是以IDM为主要业态，鲜有成规模的晶圆代工产品。

而随着AI的普及，内存内计算兴起，各种新型的存储技术（MRAM和ReRAM等）正在实验室里摩拳擦掌，准备替代当下的存储器。而这些新兴的存储技术，似乎有可能在传统的IDM业态基础上，发生一些改变，特别是给晶圆代工厂，提供了更多的机会。这样，代工存储是否有了光明的前景呢？

去年9月，在中国台湾国际半导体展（SEMICON Taiwan）上，台积电新任董事长刘德音的一番表述在行业内引起了不小的波澜。据悉，在20分钟的英文演讲中，他总共提到了14 次“存储”。他一再强调，当前的人工智能运算，有8成以上的能源消耗在内存，是当前半导体技术的一大瓶颈。

紧接着，在接受媒体采访时，刘德音首度承认：台积电“不排除收购一家内存芯片公司”，但目前没有明确目标。

从刘德音的表述来看，台积电很有可能并购一家存储器厂商，无论是DRAM，还是NAND Flash，都会在其考虑范围之内，因为在2017年闹得沸沸扬扬的东芝TMC业务并购案中，台积电就曾经考虑过参与竞购，从而进入NAND Flash，但因为未能完全评估好而放弃。而此次刘德音的表态，其标的似乎更倾向于DRAM企业。

AI发展方兴未艾，而AI本身就是一个很复杂的存在，与CPU等传统处理器有着很大区别，AI就是要让更多的人类学习、思考和推理方式和逻辑进入机器当中，而机器学习过程中的训练和推理这两个过程越来越复杂，算法也越来越复杂，涉及的数据量也越来越大，而这些都需要大容量、高性能存储器的支持，这推动了各种新型存储器的发展。

在这方面，台积电已经开始布局了。时任台积电首席技术官Jack Sun曾经表示，其在2018进行了eMRAM芯片的风险生产，并计划在2019年生产采用22nm制程的eReRAM芯片。

关于ReRAM的详细信息，未包括在台积电提供的ReRAM报告中，但该公司已发表了许多基于金属氧化物结构的ReRAM论文。特别是台积电已经报道了在16nm FinFET的高k金属栅极（HKMG）中使用的二氧化铪高k介电材料，也可以用作电阻存储器件。

三星方面，利用其FD-SOI工艺，以及该公司在存储器制造方面的技术和规模优势，着力打造eMRAM，以满足未来市场的需求。

实际上，三星在MRAM研发方面算是起步较早的厂商，2002年就开始了这项工作，并于2005年开始进行STT-MRAM的研发，之后不断演进，到了2014年，生产出了8Mb的eMRAM。

据悉，三星的28FD-SOI嵌入式NVM分两个阶段。第一个是2017年底之前的电子货币风险生产，第二个是2018年底之前的eMRAM风险生产。并同时提供eFlash和eMRAM（STT-MRAM）选项。

代工厂在给客户进行风险生产时，制程和设计仍可能发生变化，用以优化性能并提高产量。由于制程尚未最终确定，因此此类生产由客户承担风险。风险生产阶段可能需要几个月的时间，因此，eFlash在2018年批量供货，而eMRAM将在2019年批量供货。

三星在开始进行新兴存储器研发的时候，其代工部门还隶属于三星集团，而随着2017年的拆分，三星的晶圆代工业务独立了出来，以满足和台积电的竞争需求。这样，在生产新型存储器方面，两家企业在不久的将来是否有一拼呢？

结语

无论是传统的DRAM和NAND Flash，还是新兴的存储技术，都孕育着市场供需关系，以及竞争格局和商业模式的变化，存储业新一轮的竞争序幕正在拉开。

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