最近国产储存芯片的突破,是几代半导体人20年的梦想传承
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关注内存市场的朋友最近应该会敏感地发现,内存条最近经常打折促销,相比与17年那会儿内存条价格暴涨5倍堪比"金条",最近的价格愈发亲民良心。
是那些垄断内存芯片厂商突然良心发现,大发慈悲开始玩降价了吗?
当然不会,而是因为国内首颗真正意义上的国产颗粒的DDR4内存条即将上市了,与之前的所谓贴牌国货不同,这次运用的长鑫颗粒是"真·中国芯",虽然距离顶级的DRAM芯片仍然有差距,但至少实现了从0到1的艰难突破。
众所周知,芯片最近几年一直是中国进口商品中的最大项,每年进口金额超过3000亿美金,其中内存芯片的进口金额超过800亿美金,涵盖NAND闪存芯片(常用来储存视频、照片等大容量资料)和DRAM芯片(常用做运行软件时的缓存)。
近年来,在国家集成电路大基金的支持下,巨大资源投入到储存芯片厂商的建设中,初步形成了长江储存、合肥长鑫、福建晋华为主的三大龙头企业。
其中,中国的国产NAND芯片的攻坚者,主要是来自武汉的长江储存;
而价格波动更剧烈、门槛也相对更高的DRAM芯片,其市场一直被几个寡头垄断,现在现在三星电子,SK海力士和美光科技(MU)三家公司占据着95%的市场份额,而它在中国的自主玩家主要有两个,即合肥的长鑫储存和福建的晋华储存。
2018年底,美国商务部以晋华涉及违反美国国家安全利益为由,对福建晋华实施禁售,使得晋华的DRAM项目进展困难。晋华被指控的根本原因,在于其核心技术的匮乏。晋华的技术来自于联电,其自身不具备储存技术研发能力,当时采用的是出钱委托联电研发,然后知识产权共有这种模式,而联电自身的技术来源也是存疑的,才有了后来美光起诉联电以及晋华窃取美光专利,以及之后美国商务部制裁等一连串连锁反应。
在那之后,合肥长鑫成了国内在DRAM领域屈指可数的可用之师,回顾中国DRAM产业的发展史,也是一部艰难、起伏、令人叹惋的血泪史。
一、缘起
2000年4月,张汝京建立中芯国际集成电路制造有限公司,他在大力发展逻辑芯片代工之余,也开始畅想做中国人自己的DRAM储存芯片。
彼时的DRAM芯片以一体化的IDM为主,代工市场并不大,但中芯国际很快就找到了自己的合作对象:来自德国慕尼黑的英飞凌科技公司。
这家公司也对于中国这个新兴市场很感兴趣,并积极拥抱与中芯国际的合作,于2002年先后转让了两条微米生产技术,两者进入甜蜜的蜜月期。
2006年初,英飞凌科技公司将其DRAM部门进行拆分上市,负责人是马来西亚华裔罗建华,他给这个新拆分的公司取了一个很有诗意的名字:奇梦达(Qimonda)。
["Qimonda"一字拥有不同含意并关联了不同的语言,"Qi"意为呼入与流动的能量(炁),而"monda"为拉丁文中"世界"之意;直觉上可解释为"进入世界的钥匙"(key-monda)。]
得益于与前者的深度合作,中芯国际很快就成为大陆最大的DRAM芯片供应商之一,市场占有率接近30%,中国人终于开始拥有属于自己的DRAM生产线,这是梦开始的地方。
二、梦碎
然而好景不长,在奇梦达成立不久,中芯国际即因为与竞争对手台积电的产权纠纷,开始了一场长达三年多的漫长诉讼。
与此同时,盟友奇梦达公司也出事了。
2007年,因为市场上DRAM储存的严重的供过于求,内存市场价格暴跌,紧接着就是2008年的金融危机,直接给了刚诞生不久的奇梦达公司一拳重击,并于2009年1月向法院申请破产保护。
同年年底,中芯国际与台积电的纠纷也终于尘埃落定,中芯国际不得不与台积电签下屈辱条约,包括转让股份给台积电、支付巨额赔偿金,其创始人张汝京也被迫离职,并由原华虹集团的王宁国(1946年生)接任CEO。
2010年1月,中芯国际被迫全面停止DRAM项目的研究与生产,中国第一个自己的DRAM产业链也就此黯然落幕。
三、希望
你以为故事就这么结束了吗?
当然不,中国人第一次对DRAM的尝试虽然失败了,但依然保留了一些火种。
奇梦达在破产后,留下了巨大的遗产,首先是其在中国的设计团队被保留了下来,经由浪潮集团接手改为西安国芯,后被转让给对储存芯片很感兴趣的紫光集团。
可惜奇梦达最核心的专利技术,最终被其母公司英飞凌科技公司回收,在经营几年效果平平之后,最后以极低廉的价格卖给了加拿大的专利倒卖公司北极星公司(Polaris)。
也是在中芯国际如火如荼地做芯片的那些年,一个毕业于纽约州立大学,名为朱一明(1972年生)的年轻人,察觉到国内半导体行业的机会,毅然回国于2005年创立了一家叫做"亿兆创新"的小公司。
金融危机的固然使很多老牌半导体厂商陷入困境,与此同时也带来了一些机会,使得"亿兆创新"有了一些生存的机会。
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苹果至今都没有推出5G手机,主要原因还是因为基带芯片,从iPhone 7开始混用高通和intel的基带,直到现在已经完全依赖intel,而intel直接宣布放弃5G基带芯片的研发,也让苹果的5G进程受到了极大的阻碍,原本领先行业的苹果,最终只能在iPhone11上继续使用4G,
在主流储存芯片的类型中,除了绝对主流的DRAM(内存)和NAND(闪存)之外,还有一个占比很小的种类Nor flash(非易失闪存技术)。
它不像另外两种储存那样每年都能在容量上迅速提升,但由于其嵌入式的功能又始终保有一定的市场(约占3%),在主流厂商不太重视的前提下,给了亿兆创新一些机会,它深耕Nor flash市场,短短几年就成为全球前列的Nor flash供应商。
在规模逐渐扩大的基础上,亿兆创新逐渐将目光朝向占有市场绝对大宗地位的DRAM内存上,并意图通过收购美国加州的ISSI公司进军DRAM市场,但在中间多次波折之后最终还是以失败告终。
可以说,从2010年中芯国际DRAM项目的落幕起,一直持续很多年,中国企业在DRAM内存产业上都处于一种"真空期",这期间,以三星、海力士、美光为代表的储存公司,以垄断寡头的姿态,占据了国内绝大部分的内存市场,并时常以火灾、洪灾等诸多所谓"不可抗力因素"为借口,哄抬内存价格,让国内消费者苦不堪言。
四、重生
真正的转机出现在2016年底,那时,在安徽合肥成立了一家新公司,名为合肥长鑫。
紧接着在2017年初,亿兆创新对外公布与合肥市的合作协议明细,内容十分有意思。
直白点解释,就是由合肥市政府和亿兆创新一起出钱完善"合肥长鑫项目",专攻DRAM内存,其中由合肥市政府先拿大头的钱(约75%),亿兆创新只需出剩下的25%,并负责这个项目的运营和推进,将来要是把这个项目做成了,合肥市政府的股权就由亿兆创新收购。
这等于就是政府对亿兆创新说:小老弟别担心,我出钱你出力,别怕亏钱,输了算我的,成了算你的,我就收个辛苦费,专业的事情还是让专业的人来做。
这已经不是合肥市第一次有这种骚操作了,在10年前,合肥市花60亿引入京东方新一代屏幕生产线的时候,甚至不惜推迟市内的地铁轨道建设,后来京东方的成功也证明了政府的眼光,并为合肥市拉来了价值近千亿的完整产业链,历史总是惊人的相似。
事到如今,那就干吧,然而还有很多难关等待突破。
首先是资金,虽然有合肥市政府的支持,但DRAM项目着实是一个惊人的"耗金怪",长鑫第一期预计就要投入180亿,后面的研发、规模化的投入更是不计其数。
无巧不成书,这时候,中央成立两年多的"国家半导体大基金"也注意到了合肥与亿兆的合作项目,并主动入场注资数十亿,完成了中央、地方、企业的"井冈山会师"。
其次是专利,福建晋华的故事告诉我们,不能自主研发的芯片产业都是"纸老虎",更撑不起中国制造的未来,那合肥长鑫要怎么渡过这个坎呢?
大家还记得前文中加拿大的专利倒卖公司北极星公司(Polaris)吗?
没错,后来北极星公司把当年收购的奇梦达专利,一起打包卖给了合肥长鑫,据朱一明描述,这个打包而来的专利文件包足足一千多万分,拥有将近2.8TB的数据,而长鑫正是在奇梦达的基础上展开研究和迭代,并逐渐缩小与主流储存供应商的差距的。
最后也是最重要的就是人才。
大家还记得前文中中芯国际的继任CEO王宁国吗?
在张汝京被迫离职中芯国际后,王宁国砍掉DRAM的生产线,在一年多的时间内帮助中芯国际扭亏为盈,并于2011年卸任CEO,在此之后沉寂了许多年。
等到他再次回到公众视野时,已经变成合肥长鑫的CEO,他利用自己在半导体行业多年的影响力,重新汇聚起一众半导体人才,重启当年被他亲手结束的国产自主化DRAM项目。
2018年7月,已经72岁的王宁国,在长鑫项目逐渐步入正轨之际,最终卸任长鑫CEO,把传承的火炬交于46岁的朱一明(彼时卸任亿兆CEO),这是两代半导体人的接力,更是中国芯片制造的梦想与传承。
2019年9月,长鑫宣布量产8Gb颗粒的国产DDR4内存。
2020年5月14日,首颗搭载长鑫颗粒的光威DDR4内存条上架,与此同时,各家垄断内存厂商纷纷打折促销,内存条价格瞬间猛降。
这是垄断内存厂商的怜悯吗?
当然不是!这是几代半导体人前仆后继的追求,更是他们日以夜继奋斗的结果。
诚然,这批国产自主的DRAM储存还有很长的路要走,我们也承认有差距,但是至少实现了从0到1的艰难突破,这也需要普通消费者的支持和鼓励,国货当自强。
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