合肥長鑫是如何在銅墻鐵壁上鉆出洞來的？
動態(tài)隨機存取存儲器（DRAM）是一種半導(dǎo)體存儲器，用于計算機處理器中以實現(xiàn)最佳功能。隨著云計算的應(yīng)用場景越來越多，市場對于DRAM的需求正在擴大。這個市場，向來不是中國企業(yè)的舞臺，很長的一段時間里，三星電子，SK海力士和美光科技（MU）三家公司占據(jù)著95％的市場份額，它們稱為“ DRAM Trio”或“ D3”。它們既是高墻，也是鐵板。
如今，一絲絲裂縫出現(xiàn)了。
5月14日，合肥長鑫推出了自己的DRAM芯片產(chǎn)品，這被視作中國企業(yè)在此領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了從0到1的突破。
DRAM芯片退潮記
中國曾經(jīng)在DRAM領(lǐng)域，嘗試過突破。
1993年，“908工程”的主體項目——無錫華晶生產(chǎn)出國內(nèi)第一塊基于2.5um制程工藝的256 Kb DRAM。
但這并不能令人滿意。自1990年開始的“908工程”，此時已經(jīng)投資了20多億元，但市場化的前景依然模糊，一兩塊產(chǎn)品的突破，顯然不能滿足期待。
擔(dān)心很快成為現(xiàn)實，1997年，無錫華晶總算建成投產(chǎn)，但“建成即落后”的現(xiàn)實和隨之而至的金融危機，讓它陷入發(fā)展瓶頸。
1997年，華晶投產(chǎn)時，韓國的芯片技術(shù)，尤其是DRAM技術(shù)，已經(jīng)大幅度領(lǐng)先美國及日本，成為世界第一，推出了0.18um制程工藝的1Gb容量的DRAM。但華晶的技術(shù)，正是來自日本。
1998年，無錫華晶與上海華虹簽署合作協(xié)議，為“909工程”的主體項目上海華虹生產(chǎn)MOS圓片，華晶芯片生產(chǎn)線開始承接上華公司來料加工業(yè)務(wù)，開始執(zhí)行100%代工的Foundry模式。
中國企業(yè)第一次主動放棄了在DRAM芯片的追趕與努力，這也意味著，相關(guān)技術(shù)開始步步落后。尤其是衡量DRAM芯片的兩個重要指標制程工藝和容量，更是再無追趕可能。
上海華虹試圖追趕，并開始引入日系的DRAM芯片企業(yè)NEC。1999年9月，華虹開始量產(chǎn)基于0.35um制程工藝8吋晶圓的64M DRAM芯片，但同樣的產(chǎn)品，三星已經(jīng)在1992年量產(chǎn)。
2001年，NEC沒能熬過互聯(lián)網(wǎng)泡沫，宣布退出DRAM市場，并將半導(dǎo)體部門剝離出來，另外合資成立了爾必達（Elpida）。華虹立刻陷入了困局，不僅是工藝落后，現(xiàn)在連技術(shù)源都失去了，此后，華虹開始轉(zhuǎn)型，并于2004年開始晶圓代工，退出了DRAM產(chǎn)業(yè)。
“市場換技術(shù)”并沒有帶動產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，中國芯片企業(yè)，再次嘗到了苦果。
同樣是2004年，上市后的中芯國際在北京投資建設(shè)了中國大陸第一座12吋晶圓廠（Fab 4），并于2006年大規(guī)模量產(chǎn)與奇夢達（Qimonda AG）母公司英飛凌（Infineon Technologies）提供的80nm制程工藝的DRAM芯片，同時為奇夢達、爾必達代工生產(chǎn)DRAM芯片，到2008年時，中芯國際在DRAM制造領(lǐng)域，已經(jīng)獲得了大陸30%的市場份額，但是隨著與臺積電（TSMC）官司的加深，中芯國際被迫放棄DRAM芯片業(yè)務(wù)。
中國大陸的DRAM芯片從設(shè)計到制造，全線衰落。
2008年的金融危機，導(dǎo)致了DRAM芯片行業(yè)發(fā)生了巨大變化，奇夢達倒閉，爾必達被鎂光(Micron)收購，全球DRAM產(chǎn)業(yè)，進入到美韓壟斷的三星（Samsung）、海力士（Sk Hynix）及鎂光的“三巨頭”時代。
2013年開始，智能手機行業(yè)崛起，DRAM市場迅速擴大，已經(jīng)掌握了絕對定價權(quán)的美韓企業(yè)，拉開了DRAM價格一路上漲的大潮！肮S失火、倉庫進水、供電不足”均成為漲價理由。
在2019年中國半導(dǎo)體進口的統(tǒng)計中，DRAM芯片進口金額高達800億美元，占到了芯片進口總額的一半。
突然殺出一個合肥長鑫
早在2014年6月24日，國務(wù)院印發(fā)《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》，將集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展上升為國家戰(zhàn)略。當(dāng)年9月24日，國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金（簡稱“大基金”）成立。
全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)格局基本確定的情況下，國家牽頭，發(fā)起沖擊。
此時的DRAM市場格局是這樣的：三星以45%在市場占有率，占據(jù)著絕對地位，海力士29%緊隨其后，加上鎂光的21%，美韓占據(jù)了DRAM市場的95%，剩下的份額，被臺灣的南亞和華邦瓜分，中國，從0開始。
2016年，中國儲存器迎來了“自建”元年。
2月26日，晉華由福建省電子信息集團、及泉州、晉江兩級政府共同出資設(shè)立，初期晉華集成與聯(lián)電開展技術(shù)合作，專注于DRAM領(lǐng)域；
6月13日，合肥長鑫由合肥產(chǎn)投牽頭成立，主攻DRAM方向；
7月26日，長江存儲成立，首個NAND Flash生產(chǎn)線在武漢建設(shè)，一期投資240億美元。
面對一個動輒上百億元巨額投資、由寡頭壟斷、市場容量過萬億、年進口總金額超1000億美元的產(chǎn)業(yè)，中國的做法，不僅大膽，而且不再像之前的項目一樣，著眼一處。
這種采用多方并進、多點齊投的發(fā)展模式，帶給了人們不同的思考。
合肥、泉州、武漢+紫光的“三地一企”的投資方式中，合肥是最不被看好的一處，彼時的武漢，已經(jīng)有紫光的一些公司在運營，他們是武漢新芯、西安國芯等，加上武漢已經(jīng)爭取到“國家儲存器基地”項目。
而泉州、晉江兩級共建的晉華，和臺灣有一衣帶水的優(yōu)勢，加上其技術(shù)來源是聯(lián)華電子，更是有一定優(yōu)勢。
但是，最終，是合肥又獲得了一個“京東方”。
這個被稱為“506項目”在合肥悄然啟動了，直到2017年3月9日，這個后來被稱為合肥長鑫的項目，都被叫做“506”。
2016年10月17日，項目開始。
2017年3月1日，安徽省《關(guān)于印發(fā)2017年省級調(diào)度項目的通知》發(fā)布，合肥長鑫的項目，位列其中。被譽為“戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)”的項目是一個12吋晶圓基地，總投資534億，2017年預(yù)計投資35億，并計劃在當(dāng)年完成調(diào)試工作。
很快，合肥長鑫的研發(fā)進入到了快車道，當(dāng)所有人都以為，合肥長鑫會在兆易創(chuàng)新提供的技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)DRAM芯片時，美國的禁令，給所有人都潑了一盆冷水。
合肥長鑫不得不調(diào)整了研發(fā)方向，從公開信息看，禁令來臨時，合肥長鑫的32層DRAM芯片已經(jīng)研發(fā)完成，64層DRAM芯片則逐步攻破原有技術(shù)難點，此后，合肥長鑫調(diào)整的研發(fā)方向，直接進入64層DRAM芯片的研發(fā)，并對原有的架構(gòu)設(shè)計進行了一定程度的調(diào)整，以規(guī)避可能出現(xiàn)的專利風(fēng)險。
制程工藝方面，同時進行著兩個10nm級方案，分別是1x nm的19nm和1y nm的17nm，分屬兩個不同的團隊同時進行，這與三星等巨頭存在差距，但距離不大。
2018年1月，合肥長鑫建成全國最大的單一12吋DRAM芯片晶圓生產(chǎn)產(chǎn)線。7月16日，合肥長鑫召開了一場“控片投片總結(jié)會”，宣布正式投產(chǎn)電性片，合肥長鑫是我國三大存儲器項目第一個宣布建成投片的項目。
會上，朱一明接過72歲王寧國CEO的位置，他是兆易創(chuàng)新的創(chuàng)始人，此舉被認為是合肥長鑫利用朱一明的影響力來進行國際采購和國際合作最重要的一步。
10月22日，朱一明訪問歐洲，先是希望從ASML，購買EUV光刻機。隨后前往比利時Leuven，拜訪IMEC（Interuniversity Microelectronics Centre，微電子研究中心）。
9月21日，2019世界制造業(yè)大會制造強國建設(shè)專家論壇在合肥召開，合肥長鑫宣布總投資1500億元的合肥長鑫DRAM芯片自主制造項目投產(chǎn)，將生產(chǎn)國內(nèi)第一代基于10nm級（19nm）制程工藝的8Gb DDR4內(nèi)存。
朱一明表示，“投產(chǎn)的8Gb DDR4通過了多個國內(nèi)外大客戶的驗證，今年底正式交付，另有一款供移動終端使用的低功耗產(chǎn)品也即將投產(chǎn)！
到了今年5月14日，京東上架第一個純國產(chǎn)DDR4內(nèi)存(采用國產(chǎn)長鑫顆粒)——光威弈系列Pro，這是合肥長鑫的第一個消費級DRAM芯片產(chǎn)品。
在2016年5月立項到2020年5月14日消費級產(chǎn)品上市，短短的五年時間內(nèi)內(nèi)，合肥長鑫在元件、光罩、設(shè)計、制造和測試領(lǐng)域都積累了許多的技術(shù)和經(jīng)驗。
截止到5月19日，公開查詢到合肥長鑫的發(fā)明專利及授權(quán)發(fā)明專利超過850項，獲得轉(zhuǎn)移專利50余項，在一份“不公布發(fā)明人”的轉(zhuǎn)移專利中，我們看到了一份名為“隔離溝槽的填充方法、設(shè)備及隔離溝槽的填充結(jié)構(gòu)”的專利，這便是現(xiàn)階段合肥長鑫DRAM芯片的主要技術(shù)之一。
除了自主研發(fā)外，合肥長鑫的另一個關(guān)鍵詞是“奇夢達”，這是朱一明歐洲之行的另一個成果。
技術(shù)是護城河，資金是助推劑
2006年5月1日，由英飛凌半導(dǎo)體部門分拆而成的新內(nèi)存公司奇夢達成立，并迅速成為全球第二大的DRAM公司、300mm工業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者和個人電腦及服務(wù)器DRAM產(chǎn)品市場最大的供應(yīng)商之一。
因2008年次貸危機的影響，奇夢達于2009年1月23日向法院申請破產(chǎn)保護， 4月1日，奇夢達正式進入破產(chǎn)清算程序，這個時候，它的市場占有率依舊高達10%，位列當(dāng)時全球第五大DRAM芯片供應(yīng)商。
奇夢達是DRAM芯片技術(shù)的另一個流派。
2006年9月18日，奇夢達與南亞（Nanya Technology）合作，宣布推出基于75nm制程工藝的DRAM芯片的全新溝槽式技術(shù)(Trench Wordline Technology)，這完全不同于三星、海力士和鎂光掌握的堆棧式技術(shù)（Stacking Wordline Technology）。
溝槽式的意思就是在記憶體上往下挖，以達到更大的儲存空間，而堆棧式顧名思義就是在記憶體上面往上堆，以獲得更大的存儲空間。
溝槽式遇到的技術(shù)瓶頸，會比堆棧式的快，顯然，奇夢達也發(fā)現(xiàn)了這個情況，隨后，便開始了新技術(shù)的研發(fā)。
2008年2月2日，在IEDM2008大會上，奇夢達提交了名為《6F2 buried wordline DRAM cell for 40nm and beyond》的論文，正式提出了基于40nm級（實際是46nm）的埋入式字線技術(shù)(Buried Wordline)，這是一種基于“溝槽式技術(shù)”的技術(shù)變種，實現(xiàn)方式類似于堆棧式技術(shù)。
這一技術(shù)再一次成為了DRAM芯片發(fā)展史上的重要技術(shù)節(jié)點之一，奇夢達重新將DRAM芯片技術(shù)定義為“埋入式”和“堆棧式”。
4月22日，奇夢達與華邦（Winbond）簽訂65nm 埋入式技術(shù)DRAM芯片技術(shù)移轉(zhuǎn)協(xié)議，該項協(xié)議的重要內(nèi)容便是將奇夢達近期發(fā)表的埋入式DRAM芯片技術(shù)在后期的發(fā)展中納入到華邦以后的生產(chǎn)中，并取代之前的58nm制程技術(shù)。此時，基于埋入式技術(shù)的46nm制程工藝的開發(fā)已經(jīng)完成，但是，危機已經(jīng)來臨。
8月12日，華邦與奇夢達再次簽署協(xié)議，不過這次簽署的是《無力清償程序和解合約》，協(xié)議顯示，夢達公司并同意放棄于其無力清償程序中得對華邦電子所為之主張，華邦電子也同意不繼續(xù)參與奇夢達公司之無力清償程序。
更重要的是，華邦獲得了奇夢達遺留的46nm技術(shù)，依靠這一技術(shù)，華邦在2011年12月開發(fā)并量產(chǎn)了46nm的DRAM芯片。之后，由于與爾必達的合作，華邦放棄了DRAM標準件的生產(chǎn)，轉(zhuǎn)入到消費級DRAM產(chǎn)品的持續(xù)開發(fā)中去，直到2017年6月，華邦才將DRAM芯片提升到38nm，之后再無進展。
2015年6月，英飛凌將手中奇夢達的專利轉(zhuǎn)手打包出售，價格是3000萬美元，接手的公司是一家位于加拿大的專利“倒賣”公司，叫Polaris Innovations Limited（北極星公司）。
之后，奇夢達便消失在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的長河之中，其技術(shù)再次面世，已經(jīng)是在中國。
2019年5月15日，合肥長鑫在上海舉辦的GSA MEMORY+峰會上，公布了自己的DRAM技術(shù)來源，是通過與奇夢達合作，獲得了一千多萬份與DRAM相關(guān)的技術(shù)文件（約2.8TB數(shù)據(jù)），以及16000份專利，具體的合作方式，合肥長鑫方面并沒有透露。
這一消息，讓人們知道了合肥長鑫的技術(shù)來源和風(fēng)險規(guī)避，至少，在專利壁壘和技術(shù)門檻極高的半導(dǎo)體行業(yè)，手握專利，吃飯不愁。
2019年12月5日，Polaris Innovations Limited的母公司W(wǎng)i-LAN Inc.將這些專利打包賣給了中國的合肥長鑫，雙方均沒有披露具體的成交金額。
這些知識產(chǎn)權(quán)由12000多個專利組成，包括與DRAM、FLASH存儲器、半導(dǎo)體工藝、半導(dǎo)體制造、光刻、封裝、半導(dǎo)體電路和存儲器接口等相關(guān)的技術(shù)，其中包括約5000多種美國專利和申請，7000多項國際性專利和申請，這些專利的平均有效期均超過4年，也就是說，基于奇夢達技術(shù)專利開發(fā)的DRAM芯片，在未來面臨的市場風(fēng)險，會小得多。
到了今年4月27日，合肥長鑫與美國半導(dǎo)體公司藍鉑世（Rambus Inc.）——這也是一家專利“倒賣”公司，簽署專利許可協(xié)議，合肥長鑫從藍鉑世獲得大量DRAM芯片技術(shù)專利的實施許可。
專利，成為合肥長鑫自救的手段之一，當(dāng)然，也不排除有一定的市場風(fēng)險。
有意思的是，在獲得奇夢達技術(shù)支持后，合肥長鑫花費25億美元的研發(fā)費用，在重新設(shè)計芯片架構(gòu)后，迅速將奇夢達遺留的46nm技術(shù)，提升到10nm級（量產(chǎn)19nm，研發(fā)17nm）的水平。
這無疑又一次說明，只有強大的資金實力，才能成為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的玩家。DRAM行業(yè)的三個玩家，無一不是這樣發(fā)展起來的，尤其是三星和海力士。
在前期強大的資金支持下，通過提供高利潤、高附加值的產(chǎn)品，獲得利潤后，大規(guī)模投入到新技術(shù)、新產(chǎn)品的開發(fā)中去，然后再迅速推出新產(chǎn)品，獲得極大的競爭優(yōu)勢，完成了良性循環(huán)。
三星如此、臺積電如此、英特爾如此、高通如此、華為如此，每一個芯片行業(yè)的玩家，都是從技術(shù)研發(fā)、資金支持走過來的，當(dāng)專利越來越集中、市場越來越集中的情況下，新進入者的門檻越來越高，法律風(fēng)險越來越大，面對高科技的沖擊就越來越小心。
因此，新進入者們，實際上最先考慮應(yīng)該是，如何能活下來，生存，才是他們最大的挑戰(zhàn)。
截止到發(fā)文時，合肥長鑫前期投資已經(jīng)超過500億，而且還在源源不斷的投資中，僅僅是46nm提升到10nm級，就花費了25億美元，以今天的匯率來看，早就超過了一期的計劃投資180億元人民幣，而后期的16nm/14nm/12nm，64層/128層的研發(fā)，還不知道會花多少錢，規(guī)劃中的二期項目，更是追趕路上要用錢堆出來的項目。
只有國家意志的投入，才可能有高科技的產(chǎn)出，這種不計回收的投資，也只有舉國之力才可能完成。
追吧，追吧，目標就在眼前了
在合肥長鑫最新公布的產(chǎn)能計劃中，在2020Q1已經(jīng)達到4萬片/月。到年底一期二階段投產(chǎn)后，計劃能達到8萬片/月。到2021年Q1時，一期工程達到滿產(chǎn)，月產(chǎn)能12萬片，基本上能達到我國市場的3%，這是從0開始的極大進步。
在2019年9月20日的中國制造業(yè)大會上，合肥長鑫公布了其技術(shù)發(fā)展計劃。長鑫通過授權(quán)獲得了奇夢達曾經(jīng)的的埋入式字線相關(guān)技術(shù)，并借助從全球招攬的人才和先進制造裝備，把奇夢達的46nm平穩(wěn)推進到了10nm級。
與此同時，合肥長鑫也已經(jīng)開始了HKMG、EUV和GAA等新技術(shù)的研發(fā)，這些技術(shù)研發(fā)的每一步，都是對國外先進技術(shù)的追趕。
有意思的是，在未來的發(fā)展中，這幾個方向，也是三巨頭著力發(fā)展的方向，合肥長鑫的基調(diào)，基本上就是試圖在1y nm/128層時追趕上三巨頭。
而且，在市場上，國際大廠在市場上圍剿中國公司突破壟斷產(chǎn)業(yè)時的殺手锏——價格戰(zhàn)，在搭載合肥長鑫DRAM芯片產(chǎn)品上線后，就開始上演。
比如長達700多天沒有出現(xiàn)過降價的金士頓內(nèi)存，在光威弈系列Pro上架后，就出現(xiàn)了降價促銷的情況，雖然這本身就是一個商家的“促銷行為”，但是這不得不被深受其害的中國好事者們樂道，而且，他的價格很有針對性，光威中國芯內(nèi)存不是賣218嗎，我賣215。
追趕、廝殺、超越，無數(shù)中國企業(yè)曾經(jīng)踐行過的道路，正在半導(dǎo)體行業(yè)中上演。
編輯：admin 最后修改時間：2020-06-02
