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中国台湾存储器梦破碎对大陆存储器发展之借鉴

2017/01/13
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阅读需 21 分钟
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导读:此文是 2008 年由我所写,至今重读觉得还有价值。存储器要做出来并不难,美、日、韩、中国台湾地区都可以,中国也不可能例外。问题是在成本,有关成本的主要因素,一是折旧,通常占 40%-50%,是个大头;另一个是工艺制程,如 90nm 与 70nm 制程在每片晶圆上产出的芯片数量分别为 750-1050 个及 1350-1420 个,成本差距达 40%以上;再有如成品率,人家 90%,你才 80%,又差一步。加上存储器的技术进步很快,不但在工艺制程方面,现在的 3D NAND,到 2018 年时可能已经量产 64 层或更多层产品,这一切都影响到存储器的制造成本。


可以想到全球存储器业的垄断者三星、海力士、美光、东芝等的最后一招,一定是采用价格战来压制中国的崛起。


中国台湾地区取得全球晶圆代工第一、封装第一及 IC 设计第二(仅次于美国)的骄人成绩,并没有沾沾自喜,相反总是在努力寻找差距,并确立追赶目标,这一点非常难能可贵。例如在中国台湾岛内自 2004 年开始,就半导体及平板显示业展开大讨论,以南韩为目标寻找差距,口号是“为什么韩国能,中国台湾不能?”

通过分析与比较,中国台湾在半导体产业中的目标是:1) 总产值要超过韩国,成为继美国,日本之后的全球第三位;2) 在未来三至五年中,存储器业要超过韩国,成为全球第一。

为什么选择存储器作为突破口?

这是一个值得思考的好问题。回顾 80 年代日本追赶美国,以及 90 年代韩国追赶日本,都是以存储器作为突破口。原因是存储器市场巨大、设计技术相对简单且易于扩大市场份额。


韩国就是在 6 英寸晶圆厂过渡到 8 英寸晶圆厂的世代交替时,以 9 座 8 英寸晶圆厂的产能优势,一举取代日本厂商跃居全球 DRAM 产业的第一。

中国台湾地区试图以同样的方法,希望在 8 英寸过渡到 12 英寸晶圆厂的世代交替时,以拥有全球最多的 12 英寸晶圆厂来取胜。结果中国台湾并未成功,三星及海力士仍雄居全球存储器第一与第二位。

中国台湾在存储器方面重投资策略未能奏效

半导体业内有个潜规则,只要舍得投资就有可能成功。例如中国台湾地区半导体业在 90 年初代工模式刚兴起时,年投资金额与年销售额之比达 60%以上。

根据此理念,中国台湾地区从 2004 年开始加速存储器方面的投资。例如从 2004 至 2008 年期间,中国台湾地区在存储器方面的总投资达 300 亿美元以上,拥有近 20 条 12 英寸晶圆生产线,位列全球第一,大大超出同期三星的投资。但是最终并未因 12 英寸晶圆生产线多而取得胜利,日前中国台湾地区已宣布放弃存储器追赶策略,而转向固守阵地。中国台湾 DRAM 和三星投资比较,如下图所示。

中国台湾 DRAM 与三星在投资方面的比较


原因初探

中国台湾地区在存储器方面重投资而未能奏效,原因是多方面的,也可以认为中国台湾地区在半导体策略上的一次重大失误。据笔者观察有以下三个主要原因:

首先,中国台湾地区在发展存储器业中主要采用代工模式,而代工模式在 DRAM 中以失败告终。

众所周知,在 DRAM 产业中有两个趋势已成为共识。一个是工艺制程转变快,紧跟摩尔定律。由于存储器的产品设计上相对简单,无多大差异。例如在 12 英寸晶圆中,同为 512Mb DDR2 产品,在相同工艺制程下,假设成品率均为 85%时,90nm 制程每片晶圆上产出的芯片数量为 750 至 1050 个,70nm 制程则是 1350 至 1420 个,成本差距达 40%以上。所以目前全球 DRAM 业纷纷从 70nm 制程加快转进 6x-5xnm 制程。

另一个是月产能达 15 万片的超级大厂盛行,投资高达 50-80 亿美元。主要原因是出于运营成本的考虑,运行 3 个 5 万片晶圆厂的成本肯定高过一个 15 万片晶圆厂。按此理分析,代工厂的产能小,无法与 IDM 厂竞争。当产能足够大时,一来代工厂担心未来订单不足而犹豫扩充产能,同时那些 IDM 厂又担心代工厂会与自己争夺客户。另外,从根本上那些 IDM 厂也不可能把最先进制程的产品交给代工厂。因此,代工模式在 DRAM 业中受到质疑,中芯国际于 2007 年退出存储器代工可能也是基于此理。

再有一个原因,中国台湾地区存储器业中缺乏自己应有的技术,过多的依赖于技术转移。例如力晶与尔必达,茂德与海力士及华亚科与奇梦达(现在的美光),这三对都是前者依赖于后者的技术,因而台系厂缺乏自已应有的技术,等于没有脊梁。这也是中国台湾地区存储器追赶韩国失败的主要原因。

最后一个原因是全球存储器的市场未能达到预期。而目前几乎 2/3 的新建或扩充产能集中在存储器业中。从市场分析,推动全球存储器业再次跃起有如下几个潜在因素:Vista 操作系统的普及,全球服务器和数据处理中心中存储器的更替,以及笔记本和移动多媒体中 SSD 的推广。因种种原因市场并未如预期那么大,而前几年的投资开始发酵,造成供过于求的局面,最终导致 DRAM 和 NAND 闪存价格的持续下跌完全超出市场预期。

中国台湾地区存储器业经过近 5 年努力,花费 300 亿美元以上的投资,结果未能超过韩国。一方面表明韩国在存储器方面的实力之强大;另一方面也证明“金钱不是万能的”,挑战了半导体业的潜规则。

结语

任何策略不可能简单地复制,任何成功都是由多个因素共同促成的。中国台湾地区在半导体业总体上是成功的,但是此次存储器之梦未能实现。

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