《存储器国产化是我国半导体发展大战略的重要一步》

  • 来源专题:集成电路
  • 编译者: tengfei
  • 发布时间:2017-11-20
  • 全球物联网、大数据中心、智能家居、便携设备等应用的发展不断丰富着我们的物质生活和精神生活,这些应用的正常运行都离不开半导体数据存储芯片。近年来,随着市场需求的猛增,存储芯片影响力不断增强。

    电子产品的粮食

    存储芯片作为集成电路的三大品类之一,目前广泛应用于内存、消费电子、智能终端和固态存储硬盘等领域,其销售额占整个芯片产业的比重超过25%,反映了一个国家或地区的半导体发展水平。

    对电子产品而言,存储芯片就像粮食一样不可或缺。它与数据相伴而生,哪里有数据,哪里就会需要存储芯片。而且随着大数据、物联网等新兴产业的发展,存储产业与信息安全等息息相关。

    数据显示,目前我国市场所消耗的DRAM量超过全球20%,而NAND的数据更是惊人,2017年预计将占全球30%以上,到2020年该占比将有望超过40%。

    与此形成鲜明对比的是,在存储器领域,我国几乎完全依赖于进口,存储器已经成为我国半导体产业受外部制约最严重的基础产品之一,存储器国产化也成了我国半导体发展大战略中的重要一步。

    国产存储芯片崛起

    2014年6月,国务院印发《国家集成电路产业发展推进纲要》,将半导体产业新技术研发提升至国家战略高度。我国半导体业的发展必定会跨入全球存储器的行列之中。至于未来能有多大作为,要看自身的努力程度和机遇,但是必须要在研发方面有所突破,或者在存储器生产线的运营中能够掌握它的独特规律。

    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,对于移动终端存量市场,我国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韩向我国转移加速进行;

    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,而我国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,我国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。

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  • 《2020年科技产业大预测:半导体产业和存储器市场将如何发展?》

    • 来源专题:集成电路
    • 编译者:shenxiang
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    • 全球市场研究机构集邦咨询今日(18日)于台大医院国际会议中心,举办「2020年集邦拓墣科技产业大预测」。本次研讨会精彩内容节录如下: 2020年半导体产业发展契机与挑战 2019年半导体产业出现10年来最大衰退,产值估计年减约13%。从IC设计、晶圆代工与OSAT三大面向观察,晶圆代工受惠于7纳米制程技术发展与相关产品加速导入市场,较能抵抗产业逆风带来的负面冲击。 展望2020年,在5G、AI、车用等需求持续增加与新兴终端应用的帮助下,半导体产业将逐渐走出谷底。 而中国台湾地区晶圆代工与OSAT产业之全球占比超过5成,IC设计产业则位居全球第二,预期在产业复苏与终端应用日渐多元的趋势下,台湾地区厂商有望掌握先机,进一步巩固在全球半导体产业的地位。 以AI而言,各大手机芯片供货商皆聚焦AI算力表现,因此2020年的决胜关键,取决于各大芯片厂的AI加速单元,如联发科的APU、高通的DSP与华为的达芬奇等在AI算力的表现以及执行效率高低等。 5G手机应用则是因为全球手机市场已经进入成熟期,导致芯片业者的竞争加剧,所以收购、投资成为提升芯片方案竞争力的必要手段。 车用方面,由于2019年未有大厂发布新一代产品线,加上7纳米的良率逐渐提升,2020年7纳米是否有机会进入车用芯片市场,将是极为重要的观察指标。 整体来看,为了延续摩尔定律,相关业者正努力加快先进制程的开发速度,时程规划也逐渐清晰,预期将持续带动产业发展并刺激需求。 IT基础架构转型驱动内存市场新纪元 近年因AI技术逐渐成熟与智能终端装置普及,多数应用服务皆藉由服务器来统合,尤其是需仰赖庞大数据进行运算与训练的应用服务,再加上虚拟化平台及云储存技术发展,服务器需求与日俱增。 此外,在产业结构改变与服务器运算单元大幅进步之下,亦将带动与传统应用服务截然不同的服务器架构发展,进一步推升服务器的需求。 在云端架构提供服务的基础上,终端被赋予的运算能力相对薄弱,多是藉由云端来获取运算与存储资源,预期5G商转后数据中心的应用将更多元,带动微型服务器(Micro Server Node)与边际运算(Edge Computing)成长,并将成为2020年后的发展主轴,以实现物联网与车联网等应用场景。 受到数据中心的落实驱动,2019年服务器DRAM全年使用量占整体DRAM的三成以上,预估2025年在5G相关部署驱动下,更将上升至接近四成。 内存市场趋势及智能手机发展解析 2019年全球内存市场呈现供过于求,供应端在高库存的压力下,季度价格不断探底,全年平均跌幅将近50%,展望2020年,内存市场是否延续此跌势,备受市场关注。 在整机方面,2020年智能手机的设计主轴除了极致全屏幕外,屏下指纹辨识及屏下镜头的搭载比例提高、内存容量加大,以及后摄多镜头与提高像素等优化照相表现等,同列明年智能手机功能配置的重点。 不过,最受市场期盼的仍属5G手机的应用,随着品牌厂的积极研发,以及中国大陆政府积极推动5G商转,预计明年5G手机的渗透率有望从今年的1%,大幅跃升至15%。 终局之战,谈2020年显示产业竞争态势与曙光 受到需求不振以及面板产能过剩的冲击,大尺寸面板市场正在经历一波不小的低潮。 韩系面板厂陆续弃守TFT-LCD TV面板市场,转往更高端的OLED TV与QD-OLED TV发展;台系面板厂则持续往更高端的产品市场移动,两个区域的厂商都试图减缓中国面板厂在规模与价格上的竞争压力。 而中国大陆面板厂在持续扩大产能下,预期将会逐渐取得TFT-LCD市场的主导权。小尺寸市场中,AMOLED机种透过屏下指纹辨识方案的搭载提升产品价值,确立在高端旗舰市场的地位,挤压了部分的LTPS机种往中端市场移动。 预期LCD机种未来只能透过价格策略与成本控制,尽可能确立自身的竞争力。展望2020年,在5G、电竞等议题的带动下,预计高刷新率面板将会是手机市场规格的一大新亮点。 Mini LED将成为显示产业升级的推手 由于Mini LED具备高亮度,加上LED排列间距的微缩,应用在背光显示器与自发光显示器上,将可大幅提升显示器的细致度与高对比度效果。 而Mini LED显示器与传统LED的技术落差并不大,差别仅在于使用更多颗Mini LED芯片,因此对于供应链中的LED封装厂与模组厂来说,只需要重新投资部分设备,如LED打件转移及检测设备等,以及重新设计驱动IC和挑选基板即可快速与Mini LED接轨,可谓是无痛升级。 Mini LED的导入,将可改善现有背光显示器(如电视、笔电、monitor、平板、车用、VR等),以及自发光的室内商业显示器等应用的显示性能,并提升既有显示产品的价值。预计2020年将会是Mini LED应用爆发的年代,预估电视及monitor等中大型的背光显示器将率先量产,其余仍须视品牌厂产品策略而定。 展望2020-5G实现商用 随着2020年上半年R16标准完成,各国电信营运商规划5G网络除在人口密集的大城市布建之外,亦会扩大服务范围商用,并有更多5G终端或无线基站等产品问世。 全球通讯产业发展重点仍为5G,不论芯片大厂高通、海思、三星与联发科等,亦或设备商华为、Ericsson与Nokia等都将推出各种5G解决方案抢攻市场。 另一方面,随着5G SoC制程走向成熟,加上5G终端技术与运营商网络投资,将带动芯片和终端成本下降。初期5G SoC定位在高端手机使用与测试,以期能快速提升5G手机渗透率。 在企业专网发展上,各国由于制度及产业特性不同,因而有不同考虑。但若是以市场利益而言,在各方瞄准5G垂直应用商机之际,垂直产业若能拥有频谱又能自建专网,将更能符合其产业领域的需求,但亦可能影响电信运营商的既有布局。电信运营商能否满足企业需求,为应解决的议题。 汽车市场衰退幅度有望缩小,电动化与自动化加速发展 2020年全球汽车市场总量仍将下滑,但衰退幅度有机会缩小至1.5%,原因在于虽然目前尚未见到主要市场有强大成长驱动力,但持续两年的中美贸易战在企业逐渐适应并拟出对策后,冲击力道逐步减轻。即便车市短期内仍处逆风,但电动化和自动化的脚步却不会停止。 多国在2020年后将加严汽车的二氧化碳排放标准,促使车厂更积极推出电动车款,预期各类电动车皆呈现成长。 然而,能纯电行驶的各类电动车发展仍受到价格高昂等因素限制,因此,同样能降低碳排放的Mild HEV(轻混合动力车)受到各界注目,预计2020年将有大幅成长。 而自动化的发展上,将有更多的ADAS次系统成为新车标配并带动传感器市场成长。此外,虽预期Level3的量产车款有限,但2020年有机会看到更多Level4等级的商用车市场化案例。 终端产品发展更多元,带动2020年市场扩展 当许多消费电子市场步入停滞或衰退之际,厂商开始加强新产品的开发,以更细分的市场和功能来推动产品的成长动能。例如游戏机经历数年终于将迎来次代产品的推出,但云端服务厂商也会趁机推出云端串流游戏以及相对应的硬件来抢食这块市场,至于Oculus、Valve等VR厂商将透过游戏和内容服务来竞争。 智能手表受惠于入门款产品售价降低,以及更多品牌和产品加入,市场将加速成长,预计2020年出货量将达到8,055万支。而语音功能成为蓝牙无线耳机、智能音箱等产品的成长关键,在低价与机海策略下市场将快速扩张。 此外,增加智能音箱的搭载功能也成为厂商吸引消费者的手段,包含显示屏幕、相机模组等,预估2020年智能音箱的出货量将窜升到1.7亿台。
  • 《魏少军:中国发展存储器芯片应以市场为主导》

    • 来源专题:集成电路
    • 编译者:tengfei
    • 发布时间:2016-10-24
    • 在国家政策刺激下,2016年各地纷纷传出加码存储芯片的声音:北京有紫光集团宣布300亿美元做存储器,武汉有武汉新芯准备耗资240亿美元打造国家级存储器基地,合肥放言要打造IC之都,福建晋华也在跃跃欲试。 众声喧嚷中,随着今年下半年长江存储的正式成立,武汉新芯与紫光集团走到了一起。合流背后到底发生了什么?它们的合流又对整个存储产业的发展意味着什么?中国到底该怎样发展存储?清华大学微电子研究所所长魏少军接受记者采访时认为,做存储器芯片不能四面开花,一定要集中力量办大事。紫光与武汉新芯能够走到一起,关键在于紫光的掌舵者赵伟国和武汉新芯的管理层都意识到,只有合起来成功的概率才是最高的。同时,发展存储器产业一定要遵循市场规律,要淡化“政府主导”的思路,谁的市场能力强,就由谁来主导。 魏少军预计,10年之后,中国自有存储器规模应该力争达到250亿美元,在国际上做到四分天下有其一,在国内占据半壁江山。 中国存储产业现状如何?在全球市场中处于怎样的位置? 魏少军:迄今为止,中国还没有一家专业的存储器企业。国内一些企业譬如兆易创新有一些自己的存储器产品,但主要集中在特殊领域。从主流市场来看,中国的存储器芯片基本是空白。我们每年进口大概将近500亿美元的存储器。 全球来看,存储市场已经发展多年,是一个相当成熟的产业。目前,基本上形成了东芝、三星、美光、闪迪、海力士五家厂商鼎立的格局。具体来看,在DRAM领域,韩国厂商占主导地位,占有约75%的市场份额;其次是美国厂商,约占20%的市场份额;还有5%是在台湾生产的。NAND Flash领域,韩国占了50%,美国占到百分之二十几,日本还有一些。 中国在PC领域曾经做过自己的处理器,譬如典型代表龙芯,现在看来结果并不理想。在全球存储产业如此成熟的情况下,中国再做自己的存储,会不会沦为又一个“龙芯”? 魏少军:这是两个完全不同的事情,需将存储器和CPU产业分开来看,它们的产业属性不一样。CPU需要很强的生态环境支持,即便你的CPU做得很好,没有软件在上面跑,别人也不会用你的。存储器则不一样,存储器不存在复杂的生态环境的问题,只要你的产品做得跟别人一样好或能超过别人,市场就会买单。所以存储器是可以发展的。 中国现在要去发展存储器产业,到底具备什么条件? 魏少军:中国现在大力发展存储器芯片,我认为是有机会的。一是中国的市场很大。目前这轮存储器市场的增长点主要是互联网公司的数据中心。在DRAM方面,随着技术的进步,数据中心的服务器增长,所需的内存越来越大,比如今天的服务器内存可能100G就好了,未来可能需要200G、300G,而数据中心服务器一建就是十几万台、几十万台,对DRAM的需求非常大。在数据存储方面,数据中心的存储需求逐渐从硬盘转向NAND Flash,给我们提供了新的机会。二是存储技术处于升级换代的时期,譬如DRAM的工艺制程走到20nm左右以后发展速度会放缓,闪存NAND Flash从二维转向三维,也给了我们机会。三是存储器芯片产业走到今天,对资金的需求量越来越大,从投资角度来看,投资规模大概要几百亿美元,且要持续多年地投入,能继续投这么多钱的企业也不多了。中国的企业有钱去做这些事。 中国目前在存储领域的技术积累有多少? 魏少军:在主流技术上,我们有一些储备,比如紫光国芯收购的西安华芯,在DRAM的设计上已经达到国际先进水平,曾经给台湾的半导体存储器公司做过不少设计服务。应该说,我们在存储芯片的设计技术上有了相当的积累,但在工艺上还没有经验。我个人觉得,我们现在的技术水平和国际水平有差距,但经过努力差距可以慢慢缩小。三五年内坚持研发,应该能够有突破。 存储是非常依赖核心技术的领域,以中国目前的存储技术积累,还有发展机会吗?若引进国外技术,技术可能从哪里来? 魏少军:技术不会永远高歌猛进,比如DRAM可能走到十几纳米就将停滞下来,在别人发展放缓的时间窗口里,我们可以一步步追赶。同时,在原有的技术之外,新技术会不断涌现,就像盖房子,你可以用砖,也可以用木头、竹子、钢材,关键在于技术上能否找到合适的路径去做这件事。现在,市场已经开始涌现许多新型存储器,譬如英特尔的X-Point等。中国的存储器企业或许可以从新技术上切入。 整体来说,中国的存储技术一方面是依靠自身不断地研发提升设计、工艺水平,一方面是采取开放的态度,跟别人合作。可能有些国际企业不愿意合作,但在巨大的市场诱惑下,总有人会尝试合作。我觉得半导体是开放的市场,任何企业封闭到最后肯定是做不成的。近十年来,技术的发展从来都是开放的,手机、操作系统包括ARM都开放了。大家都持开放心态的情况下,如果哪些在国际上占据优势的企业不愿开放合作,最后就只能把自己憋死。 为什么是现在这个时点来发展存储?中国存储产业以前为什么没有发展起来? 魏少军:本世纪初,随着18号文件发布,中国曾经迎来过一轮集成电路发展高峰。我们很多人很乐观,政府也很乐观。政府认为我们可以通过市场配置资源的形式来发展集成电路产业,可实际上是做不到的。市场配置资源的想法本身是对的,但是我们的企业当时没有能力来这样做。许多企业长期亏损,哪有钱去继续投资存储器呢?到了2012年,回过头来看,我们认为在集成电路产业发展过程中,市场机制是缺失的,需要政府出手引导。 政府出手并不是说政府去亲自操刀,而是给了社会资本信心,引导社会资本向半导体行业投资。如果15年前我们就能集中力量去做存储,现在的情况肯定不同。问题是,在过去15年的发展过程中,我们对集成电路,尤其是对存储器,没有大规模的投入。半导体行业,首先得有钱,没钱就建不了厂。要建存储器芯片工厂,少则几十亿美元,多则上百亿美元,这么多钱,谁投?如果说2014年,没有《纲要》的出现,没有大基金成立,没有全社会的关注和热情,谁会投这么多钱呢? 产业政策明确之后,各地都想发展存储,譬如福建晋华、安徽合肥、武汉新芯、紫光。最近随着长江存储的成立,武汉新芯与紫光走到了一起。它们为何走到一起?你怎么看这种转变? 魏少军:国家有了明确目标,要把存储做起来,但没有说怎么做。大家都意识到这个事情的战略意义,赵伟国想做,武汉新芯想做,合肥想做,晋华也想做,这是自然现象。 在这个过程中,其实大家都在不断思考:这边一个存储器,那边一个存储器,势必形成竞争,而且都是低水平地重复,是不是合起来做会好一点?紫光和武汉新芯能走到一起,我觉得这是大家在不断探索中形成的共识:做存储器四面开花是不可能的,一定是集中资源、人力、财力去做。在这个过程中,紫光很开放,武汉新芯也很开放,即便武汉新芯3月份宣布了投资240亿美元建存储基地,也愿意和紫光合作。之所以这样,关键在于紫光的掌舵者赵伟国和武汉新芯的管理层都意识到,只有合起来成功的概率才是最高的。 长江存储成立之后,你觉得是武汉主导还是赵伟国主导比较好? 魏少军:相对而言,武汉新芯做存储器具备更多的条件,但是主要由地方政府主导。我们觉得,做存储器一定要遵循市场的规律,要淡化“政府主导”的思路。 长江存储成立之后,我们希望由市场主导,就是说谁的市场能力强,谁来主导。武汉方面和赵伟国两者之间,赵伟国更加市场化,我肯定希望赵伟国来主导。但是,随着产业的发展,未来是不是有第三家参与者更加市场化? 做存储的架子搭起来之后,下一步可能会怎么走?预计中国存储未来的市场地位如何? 魏少军:存储架子搭起来之后,首先得做出有竞争力的产品,然后是形成良性循环,再就是不断扩大市场份额。我认为瞄准的产品一定是跟互联网大数据相关的,BAT等互联网公司对存储器有大量需求,国内又有信息安全的要求,抓住这个市场已经足够大了。至于先做3D NAND还是DRAM,要看哪个技术条件更成熟。从技术上看,3D NAND不需要走到20nm去,40nm可以做,32层也可以用用,相对容易,也是新兴产业。DRAM则可以慢慢走。 我预计,10年之后,中国自有存储器规模应该力争达到250亿美元,在国际上做到四分天下有其一,在国内占据半壁江山。