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47年DRAM芯片斗争史回顾,这才是最烧钱的行业

2017/07/26
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下面这张照片展示了一堆古董内存。从上到下是:采用三星颗粒的两根 32M 72 针 DRAM 内存,韩国生产。中间是新加坡 NCP 的 256M PC133 SDRAM 内存。最下面是采用英飞凌颗粒的 64M PC133 SDRAM 内存,葡萄牙生产。其中 NCP 是新加坡赫克松(Hexon)集团的内存品牌。赫克松成立于 1989 年,是德国英飞凌和日本尔必达的亚太区总代理,因此采购两家的 DRAM 颗粒,到新加坡组装成内存条,然后销售到中国大陆,靠价格低廉取胜。不过时至今日,德国英飞凌(奇梦达)和日本尔必达,都已经破产倒闭。只剩下了韩国三星独霸江湖。

DRAM 是动态随机存储器的意思,也就是电脑内存。对于今天的消费者来说,电脑内存只是些绿色的小条条,售价不过几百元。然而这些小玩意,却走过了长达 120 年的复杂演进历史。从百年前的穿孔纸卡、磁鼓、磁芯半导体晶体管 DRAM 内存。人们已经很难想象,一个电冰箱大小的计算机存储器,只能存储几 K 数据,售价却高达几万美元。在中国市场,1994 年的时候,一根 4M 内存售价 1400 元,相当于两个月工资。1999 年中国台湾 921 大地震,在北京中关村,一根 64M SDRAM 内存条,价格可以在几天内,从 500 元暴涨到 1600 元。

 

自 1970 年,美国英特尔的半导体晶体管 DRAM 内存上市以来,已经过去 47 年。DRAM 内存芯片市场,累计创造了超过 1 万亿美元产值($1000,000,000,000 美元)。企业间掺杂着你死我活的生死搏杀。美国、日本、德国、韩国、中国台湾的选手,怀揣巨额筹码,高高兴兴地走进来,却在输光光之后黯然离场。无数名震世界的产业巨头轰然倒地。就连开创 DRAM 产业的三大元老——英特尔、德州仪器和 IBM,也分别在 1986 年、1998 年和 1999 年,凄惨地退出了 DRAM 市场。目前,只有韩国三星和海力士,占据绝对垄断地位,在 DRAM 市场呼风唤雨,赚得盆满钵满。

 

从美国到韩国,这个巨大的转变,背后隐藏着半个世纪以来,那些不为人知的经济战争,足以载入经济学教科书。把欧美和中国,那些冒牌经济学家,极力鼓吹的“自由市场经济”论调,彻底扫进垃圾堆。

 

——这是一场真正的经济战争,国与国之间的生死较量,惨烈程度远超液晶战争。

 

 

1949 年,美国哈佛大学实验室的王安博士,发明磁芯存储器。这种古老的存储器一直使用到 1970 年代。直至被英特尔批量生产的 DRAM 内存淘汰。

 

在叙述这场经济战争前,我们先从总体上,了解一下 DRAM 内存产业的脉络和现状。

 

电脑存储器的发明者,几乎都来自计算机巨头——美国 IBM 公司。IBM 的历史最早可追溯到 1890 年代。美国统计学家霍列瑞斯(Hollerith Machin)研制了穿孔制表机,采用在卡纸上打孔的方式,记录统计数据。1890 年,美国进行第 12 次人口普查时,便大量采用这种机器。直到 1930 年代,IBM 每年仍要销售上千万张穿孔纸卡。

 

1932 年,IBM 公司的奥地利裔工程师古斯塔夫·陶斯切克(Gustav Tauschek),发明了第一种被广泛使用的计算机存储器,称为“磁鼓存储器”。直到 1950 年代,磁鼓依然是大型计算机的主要存储方式。1956 年,IBM 公司购买了中国人王安博士(上海人),拥有的“磁芯存储器”专利。磁芯存储一直使用至 1970 年代。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。

 

然后,1970 年美国英特尔,依靠批量生产 DRAM 大获成功,逼死了磁芯存储器。1976 年日本厂商进攻 DRAM 市场后,差点将英特尔逼死。1985 年美国发动经济战争,扶植韩国厂商进攻 DRAM 产业,又将日本厂商逼死。1997 年美国发动亚洲金融风暴,差点将韩国厂商逼死。美国控制韩国经济后,韩国厂商又借着 DRAM 市场的暴利翻身崛起。此时不怕死的中国台湾人冲进 DRAM 市场,投入 500 亿美元却亏得血本无归。2007 年全球经济危机,逼死了德国厂商,并将中国台湾 DRAM 厂商打翻在地,狠踩两脚。2017 年,不怕死的中国大陆厂商冲了进来,准备投资 660 亿美元,进攻 DRAM 市场。

 

有人说,中国人疯了。

 

 

我说没疯,因为中国——做为世界第一大电子产品制造国,居然 90%以上的内存靠进口,剩下那部分,居然连国产的产量,都控制在韩国企业手里。

 

2015 年,韩国三星电子投资 136 亿美元(15.6 万亿韩元),在韩国京畿道平泽市,建设 12 寸晶圆 DRAM 厂(Fab18)。该项目占地 2.89 平方公里,总产能预计将达到每月 45 万片晶圆,其中 3D NAND 闪存芯片将占据一半以上。主要生产第四代 64 层堆叠 3D NAND 闪存芯片。2017 年 7 月 4 日三星宣布该厂投产。

 

行业高度垄断——韩国三星独占鳌头

我们来看看市场情况,就知道中国为什么非要进攻 DRAM 市场了。半导体存储器主要应用于台式电脑、笔记本电脑、手机、平板电脑、固态硬盘、闪存等领域,包括 DRAM、NAND Flash 和 NOR Flash 三大类。2015 年全球半导体存储器销售总额达 772 亿美元。在全球 3352 亿美元的集成电路产业中,占据 23%的份额,是极为重要的产业核心部件。

 

其中 DRAM 内存主要用于台式电脑、笔记本电脑,全球市场规模约 420 亿美元,目前被韩国三星、海力士和美国镁光三家垄断,占据 90%以上的份额。从 1992 年以来,韩国三星在 DRAM 市场已经连续 25 年蝉联世界第一,占据绝对垄断地位,市占率超过 60%。似乎无人可以撼动它的地位。

 

NAND Flash 闪存主要用于手机存储、平板电脑、SSD 固态硬盘、大容量闪存,全球市场规模约 300 亿美元,垄断形势更加严重。韩国三星、海力士、美国镁光、英特尔、闪迪、日本东芝六家厂商,垄断了全球 99%的产量。其中仅三星、海力士、东芝三家,就占了 80%以上的份额。NOR Flash 闪存属于小众产品,主要用于 16M 以下的小容量闪存,全球市场规模只有 30 亿美元,由美国镁光、韩国三星、中国台湾旺宏、华邦、中国大陆的兆易创新等 7 家企业瓜分。

 

行业高度垄断造成的结果,是前三大厂商可以轻易操纵产量和价格,用低价来挤垮竞争对手,或用涨价来谋取暴利。2016 年由于全球内存芯片缺货,三星电子营业收入达到 809 亿美元,利润高达 270 亿美元。韩国海力士收入 142 亿美元,美国镁光收入 128 亿美元。

 

而中国厂商深受其害。中国是世界最大的电子产品制造国。2016 年,光是中国就是生产了 3.314 亿台电脑,21 亿台手机(其中智能手机占 15 亿台),1.78 亿台平板电脑。与之相对应,2016 年,中国进口 DRAM 产品超过 130 亿美元。中国需要的存储器芯片 9 成以上需要进口。国内 DRAM 产能也掌握在韩国海力士等外资厂商手中。

 

2015 年起,美国镁光(Micron),在新加坡 Woodlands 投资 40 亿美元,扩建 Fab 10X 晶圆厂,主要生产第二代 32 层堆叠 3D NAND 闪存。2017 年建成后,月产能 14 万片晶圆,采用 16 纳米工艺。

 

有钱都买不到——那就自己造吧

在外资厂商故意操纵下,华为、中兴、小米、联想等中国手机、PC 厂商,经常遇到 DRAM 缺货情况。而在中国国内,仅有中芯国际具备少量 DRAM 产能,根本无法实现进口替代。更严重的事例还有:2016 年 3 月,美国政府下令制裁中国中兴通讯,禁止美国厂商给中兴提供元器件。这种情况简直让人不寒而栗。2017 年 4 月,华为手机爆出闪存门事件。事情的根源,实际就是华为手机用的 NAND Flash 内存严重缺货。

 

怎么办呢?有钱可以买吧?2015 年 7 月,中国紫光集团向全球第三大 DRAM 厂商,美国镁光科技,提出 230 亿美元的收购要约。结果被镁光拒绝了,理由是担心美国政府,会以信息安全方面的考虑,阻挠这项交易。

 

那就自己造吧。于是从 2016 年起,中国掀起了一场 DRAM 产业投资风暴。紫光集团宣布投资 240 亿美元,在武汉建设国家存储器基地(武汉新芯二期 12 英寸晶圆 DRAM 厂),占地超过 1 平方公里,2018 年一期建成月产能 20 万片,预计到 2020 年建成月产能 30 万片,年产值超过 100 亿美元。计划 2030 年建成月产能 100 万片。福建晋华集团与联华电子合作,一期投资 370 亿元,在晋江建设 12 英寸晶圆 DRAM 厂,2018 年建成月产能 6 万片,年产值 12 亿美元。规划到 2025 年四期建成月产能 24 万片。合肥长鑫投资 494 亿(72 亿美元),2018 年建成月产能 12.5 万片。

 

2017 年 1 月,紫光集团宣布投资 300 亿美元(约 2000 亿人民币),在江苏南京投资建设半导体存储基地,一期投资 100 亿美元,建成月产能 10 万片,主要生产 3D NAND FLASH(闪存)、DRAM 存储芯片

 

上述四个项目总投资超过 660 亿美元(4450 亿元人民币)。确实有点疯狂。

 

但是只要认真研究过去半个世纪,世界 DRAM 产业的发展历史,就会让人看清一件事情。

 

——拿钱砸死对手,少砸一点就会死!不相信的都死了!

 

2016 年 6 月,美国 IBM 实验室的研究人员 Janusz Nowak,向记者展示新型的磁性储藏器(STT-MRAM)12 寸晶圆。磁性内存既有 DRAM 和 SRAM 的高性能,又有闪存的低功耗和低成本,被认为具有竞争下一代内存的潜力,但是还存在很多问题。

 

2017 年 6 月,韩国三星电子宣布,开始在平泽工厂(Fab18),批量生产 64 层堆叠的 256Gb 第四代 TLC V-NAND 内存产品。三星目前 V-NAND 占整体 NAND Flash 产能的 70%以上,拥有 500 多项专利。

 

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