大浪淘沙：一文看懂內(nèi)存芯片的發(fā)展史

1958年9月12日，來(lái)自德州儀器公司的杰克·基爾比（Jack Kilby），成功地將包括鍺晶體管在內(nèi)的五個(gè)元器件集成在一起，制作了世界上第一塊鍺集成電路。

次年7月，美國(guó)仙童半導(dǎo)體公司的羅伯特·諾伊斯（Robert Norton Noyce），基于硅平面工藝，成功發(fā)明了世界上第一塊硅集成電路。

杰克·基爾比（左），羅伯特·諾伊斯（右）

正如大家現(xiàn)在所知，這兩位大佬的發(fā)明，擁有極為重要的意義。集成電路的出現(xiàn)，有力推動(dòng)了電子器件的微型化，也為芯片時(shí)代的全面到來(lái)奠定了基礎(chǔ)。

進(jìn)入1960年代后，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電子行業(yè)開(kāi)始了將集成電路技術(shù)用于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)領(lǐng)域的嘗試。

當(dāng)時(shí)，半導(dǎo)體存儲(chǔ)技術(shù)被分為ROM和RAM兩個(gè)方向。ROM是只讀存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)不會(huì)因?yàn)閿嚯姸鴣G失，也稱(chēng)外存。而RAM是隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)運(yùn)算數(shù)據(jù)，斷電后，數(shù)據(jù)會(huì)丟失，也稱(chēng)內(nèi)存。

今天，我們重點(diǎn)說(shuō)說(shuō)RAM這個(gè)領(lǐng)域。
 

1966年，來(lái)自IBM Thomas J. Watson研究中心的羅伯特·丹納德（Robert H. Dennard），率先發(fā)明了DRAM存儲(chǔ)器（動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器）。

羅伯特·丹納德

這種存儲(chǔ)器基于“MOS型晶體管+電容結(jié)構(gòu)”，具有能耗低、讀寫(xiě)速度快且集成度高的特點(diǎn)。直到現(xiàn)在，我們的計(jì)算機(jī)內(nèi)存、手機(jī)內(nèi)存、顯卡內(nèi)存等，都是基于DRAM技術(shù)。

1968年6月，IBM注冊(cè)了晶體管DRAM的專(zhuān)利。但是，正當(dāng)他們準(zhǔn)備進(jìn)行DRAM產(chǎn)業(yè)化的時(shí)候，美國(guó)司法部啟動(dòng)了對(duì)他們的反壟斷調(diào)查。

這些調(diào)查拖延了IBM的DRAM產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度，從而給其它公司帶來(lái)了機(jī)會(huì)。

不久后，1969年，美國(guó)加州的Advanced Memory System（先進(jìn)內(nèi)存系統(tǒng)）公司捷足先登，成功生產(chǎn)出了世界上第一款DRAM芯片（容量?jī)H有1KB），并將其銷(xiāo)售給計(jì)算機(jī)廠商霍尼韋爾公司（Honeywell）。

霍尼韋爾公司收到這批DRAM芯片后，發(fā)現(xiàn)工藝上存在一些問(wèn)題。于是，他們找到了一家新成立的公司，請(qǐng)求幫助。

這家公司，就是1968年羅伯特·諾伊斯（前文提到的硅集成電路發(fā)明人）和戈登·摩爾（摩爾定律的提出者）等人共同創(chuàng)辦的英特爾（Intel）。

羅伯特·諾伊斯（左）和戈登·摩爾（右）

英特爾公司成立后，主要業(yè)務(wù)就是研制晶體管半導(dǎo)體存儲(chǔ)器芯片。

當(dāng)時(shí)，半導(dǎo)體工藝主要有兩個(gè)研究方向，分別是雙極型晶體管和場(chǎng)效應(yīng)（MOS）晶體管。英特爾自己也不知道哪個(gè)方向正確，于是，成立了兩個(gè)研究小組，分別跟進(jìn)兩個(gè)技術(shù)方向。

1969年4月，雙極型小組率先有了突破，推出了64bit容量的靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（SRAM）芯片——C3101。這個(gè)芯片是英特爾的第一款產(chǎn)品，主要客戶(hù)就是霍尼韋爾。

場(chǎng)效應(yīng)管小組也不甘落后，1969年7月，他們推出了256bit容量的靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器芯片——C1101。這是世界第一個(gè)大容量SRAM存儲(chǔ)器。

1970年10月，場(chǎng)效應(yīng)管小組再接再勵(lì)，成功推出了自己的第一款DRAM芯片（也被認(rèn)為是世界上第一款成熟商用的DRAM芯片）——C1103。

Intel C1103，有18個(gè)針腳，容量1Kbit，售價(jià)10美元。

C1103推出后，獲得極大成功，很快成為全球最暢銷(xiāo)的半導(dǎo)體內(nèi)存，服務(wù)于HP、DEC等重要客戶(hù)。

在C1103的幫助下，英特爾也迅速發(fā)展壯大。1972年，英特爾的員工人數(shù)超過(guò)1000人，年收入超過(guò)2300萬(wàn)美元。1974年，英特爾DRAM產(chǎn)品的全球市場(chǎng)份額達(dá)到驚人的82.9%。

英特爾的早期團(tuán)隊(duì)

就在英特爾在DRAM領(lǐng)域賺得盆滿缽滿的同時(shí)，它的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手也在迅速崛起。

1973年，美國(guó)德州儀器（TI）、莫斯泰克（Mostek）等廠商先后進(jìn)入DRAM市場(chǎng)。

德州儀器在英特爾推出C1103之后，就進(jìn)行了拆解仿制，通過(guò)逆向工程，研究DRAM的架構(gòu)和工藝。后來(lái)，1971年和1973年，他們先后推出了2K和4K DRAM，成為英特爾的強(qiáng)勁對(duì)手。

德州儀器，英特爾的老對(duì)手

莫斯泰克公司由德州儀器半導(dǎo)體中心的前首席工程師L.J.Sevin創(chuàng)立（1969年），技術(shù)實(shí)力同樣不俗。

1973年，他們推出了16針腳的DRAM產(chǎn)品——MK4096，也對(duì)英特爾的市場(chǎng)地位形成了挑戰(zhàn)（其它公司都是22針腳，針腳越少，制造成本越低）。

1976年，莫斯泰克公司又推出了MK4116，采用了POLY-II（雙層多晶硅柵）工藝，容量達(dá)到16K。這款產(chǎn)品獲得了巨大成功，一舉逆轉(zhuǎn)了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局，將自己的DRAM市占率提升到了75%。

可惜，沒(méi)過(guò)多久，因?yàn)樵庥鰜?lái)自資本市場(chǎng)的惡意收購(gòu)，莫斯泰克公司的股權(quán)結(jié)構(gòu)大幅變動(dòng)，管理層劇烈動(dòng)蕩，技術(shù)人員迅速流失，公司很快走入低谷。

1979年，該公司被美國(guó)聯(lián)合技術(shù)公司（UTC）收購(gòu)。后來(lái)，又轉(zhuǎn)賣(mài)給了意法半導(dǎo)體。

1978年10月，四個(gè)莫斯泰克公司的技術(shù)人員離職，在愛(ài)達(dá)荷州一家牙科診所的地下室，共同創(chuàng)立了一家新的存儲(chǔ)技術(shù)公司。

這家公司，也就是后來(lái)的存儲(chǔ)業(yè)巨頭——鎂光（Micron）。

除了國(guó)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手之外，英特爾面臨的更大威脅來(lái)自國(guó)外。更具體來(lái)說(shuō)，是來(lái)自——日本。

1970年代，日本經(jīng)濟(jì)高速崛起。為了在全球科技產(chǎn)業(yè)鏈占據(jù)有利位置，他們?cè)诎雽?dǎo)體技領(lǐng)域進(jìn)行了精心布局。

1976年，日本通過(guò)舉國(guó)體制，成立了VLSI聯(lián)合研發(fā)體（VLSI：THE VERY LARGE SCALE INTEGRATED，超大規(guī)模集成）。

聯(lián)合研發(fā)體一共設(shè)有6個(gè)實(shí)驗(yàn)室，專(zhuān)門(mén)進(jìn)行高精度加工技術(shù)、硅結(jié)晶技術(shù)、工藝處理技術(shù)、監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)、裝置設(shè)計(jì)技術(shù)等領(lǐng)域的研究。

不久后，這個(gè)聯(lián)合研發(fā)體就成功攻克了電子束光刻機(jī)、干式蝕刻裝置等半導(dǎo)體核心加工設(shè)備，以及領(lǐng)先的制程工藝和半導(dǎo)體設(shè)計(jì)能力，為日本半導(dǎo)體行業(yè)的騰飛奠定了基礎(chǔ)。

1977年，在VLSI項(xiàng)目的幫助下，日本成功研制出了64K DRAM，追平了美國(guó)公司的研發(fā)進(jìn)度。

到了1980年代，日本廠商（富士通、日立、三菱、 NEC、東芝等）繼續(xù)發(fā)力，憑借質(zhì)量和價(jià)格優(yōu)勢(shì)，開(kāi)始反超美國(guó)公司。

1986年，日本存儲(chǔ)器產(chǎn)品的全球市場(chǎng)占有率上升至65%，而美國(guó)則降低至30%。

在慘烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)下，美國(guó)英特爾公司直接宣布放棄了DRAM市場(chǎng)（1985年）。而唯一能夠在日系廠商夾縫中生存的，只剩下摩托羅拉（Motorola）。

全球半導(dǎo)體企業(yè)排名（1987年）

螳螂捕蟬，黃雀在后。就在日本半導(dǎo)體廠商眼看就要一統(tǒng)江湖的時(shí)候，外部政治環(huán)境開(kāi)始發(fā)生了微妙的變化。

1985年，美蘇冷戰(zhàn)氣氛不斷減弱，日美貿(mào)易摩擦不斷增加。在巨大的財(cái)政赤字壓力下，美國(guó)里根政府開(kāi)始將注意力轉(zhuǎn)移到打壓日本經(jīng)濟(jì)上。

這一年，美國(guó)主導(dǎo)了著名的《廣場(chǎng)協(xié)議》，逼迫日元升值。與此同時(shí)，美國(guó)半導(dǎo)體協(xié)會(huì)也發(fā)起了對(duì)日本半導(dǎo)體等產(chǎn)品的反傾銷(xiāo)訴訟。后來(lái)，兩國(guó)達(dá)成了對(duì)日本半導(dǎo)體產(chǎn)品的價(jià)格監(jiān)督協(xié)議。

在接二連三的打擊下，日本半導(dǎo)體產(chǎn)品的市場(chǎng)份額一落千丈，很快喪失了主導(dǎo)權(quán)。

█ 韓系半導(dǎo)體的崛起

那么，日本廠商讓出來(lái)的市場(chǎng)份額，是不是被美國(guó)廠商拿走了呢？

并沒(méi)有。

正所謂“螳螂捕蟬，黃雀在后”，日本廠商快速失勢(shì)的同時(shí)，美國(guó)的另一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手又殺了出來(lái)，那就是——韓國(guó)。

早在日本啟動(dòng)VLSI項(xiàng)目的時(shí)候，韓國(guó)政府也沒(méi)閑著。他們?cè)趹c尚北道的龜尾產(chǎn)業(yè)區(qū)建立了韓國(guó)電子技術(shù)研究所（KIET），高薪籠絡(luò)美國(guó)的半導(dǎo)體人才，集中研發(fā)集成電路關(guān)鍵技術(shù)。

除了KIET之外，韓國(guó)三星、LG、現(xiàn)代和大宇等財(cái)閥，也看中了半導(dǎo)體技術(shù)的市場(chǎng)前景，通過(guò)購(gòu)買(mǎi)、引進(jìn)技術(shù)專(zhuān)利及加工設(shè)備，對(duì)其進(jìn)行消化吸收，積蓄技術(shù)力量。

1984年，三星半導(dǎo)體建成了自己的第一個(gè)存儲(chǔ)器工廠，批量生產(chǎn)64K DRAM。誰(shuí)也沒(méi)有想到，這個(gè)名不見(jiàn)經(jīng)傳的韓國(guó)企業(yè)，會(huì)變成日后的行業(yè)“巨無(wú)霸”。

話說(shuō)，從1980年代至今，DRAM產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了將近四十年的發(fā)展。如果用一個(gè)詞來(lái)形容這四十年，那就是——“腥風(fēng)血雨”。

原因很簡(jiǎn)單，DRAM半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，最大的特點(diǎn)就是其周期性規(guī)律。行業(yè)人士曾經(jīng)總結(jié)：DRAM半導(dǎo)體存儲(chǔ)，每賺錢(qián)一年，就要虧錢(qián)兩年，所謂“賺一虧二”。

在這種強(qiáng)烈的周期性規(guī)律下，想要長(zhǎng)期生存下去，是一件非常困難的事情。DRAM廠商需要有強(qiáng)大的現(xiàn)金流和融資能力，能夠維持高強(qiáng)度的研發(fā)支出，保持團(tuán)隊(duì)的穩(wěn)定。

在虧損周期，DRAM廠商需要更多的錢(qián)，才能夠活下去。在繁榮周期，也不能大意。廠商在選擇擴(kuò)充產(chǎn)能時(shí)機(jī)時(shí)，需要非常謹(jǐn)慎。不然，就可能導(dǎo)致供大于求，盈利變虧損。

四十年前，全球大概有40-50家DRAM廠商。如今，只剩下三家，競(jìng)爭(zhēng)之殘酷，由此可見(jiàn)一斑。

這四十年里，有一家企業(yè)不僅堅(jiān)持活了下來(lái)，還干掉無(wú)數(shù)對(duì)手，長(zhǎng)期占據(jù)霸主地位。這家企業(yè)，就是前面提到的三星（Samsung）。

三星的故事，有些同學(xué)可能聽(tīng)說(shuō)過(guò)。他們采取了一個(gè)被無(wú)數(shù)商學(xué)院寫(xiě)入教材的“殺手锏”戰(zhàn)略——反周期投入。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，反周期投入，就是利用行業(yè)周期性發(fā)展的特點(diǎn)，在行業(yè)進(jìn)入低谷時(shí)，在競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手都收縮規(guī)模時(shí)，反其道而行之，加大投入，擴(kuò)大產(chǎn)能，進(jìn)一步打壓價(jià)格，從而讓對(duì)手加劇虧損，甚至倒閉。

換言之，就是大家玉石俱焚，但是我更有錢(qián)，把你焚死了，我再繼續(xù)活。

三星這家公司，就是靠著韓國(guó)的舉國(guó)之力，接二連三地采用“反周期投入”策略，干掉了無(wú)數(shù)對(duì)手，成為了半導(dǎo)體存儲(chǔ)領(lǐng)域的老大。

接下來(lái)，我們就詳細(xì)看看，這幾十年到底發(fā)生了什么。

第一次“反周期投入”

三星的第一次“反周期投入”，就發(fā)生在前文所說(shuō)的1980年代中期。

當(dāng)時(shí)，日美激戰(zhàn)正酣，DRAM市場(chǎng)普遍不景氣，價(jià)格大跌。DRAM芯片的價(jià)格從每片4美元（1984年），跌到了每片0.3美元（1985年）。

第二次“反周期投入”

1992年，日本住友樹(shù)脂廠發(fā)生爆炸，導(dǎo)致原材料供應(yīng)緊張，內(nèi)存價(jià)格暴漲。這一年，三星率先推出世界上第一個(gè)64M DRAM。

1993年，全球半導(dǎo)體市場(chǎng)又開(kāi)始轉(zhuǎn)弱。這時(shí)，三星故技重施，采取了第二次“反周期投入”。他們投資興建8英寸硅片生產(chǎn)線，用于生產(chǎn)DRAM。

1995年，微軟公司W(wǎng)indows95視窗操作系統(tǒng)發(fā)布，極大地刺激了內(nèi)存的需求，帶動(dòng)內(nèi)存價(jià)格大幅上揚(yáng)，三星的投資獲得回報(bào)。全球各大廠商后知后覺(jué)，紛紛投資擴(kuò)大產(chǎn)能。

好景不長(zhǎng)，到了1995年的年底，各廠商8英寸晶圓廠投產(chǎn)后，導(dǎo)致產(chǎn)能急劇增加，反而使得DRAM變成供大于求。于是，賣(mài)方市場(chǎng)又變成了買(mǎi)方市場(chǎng)，價(jià)格又開(kāi)始下跌。

在此情況下，廠商們被迫削減產(chǎn)量，減小投資規(guī)模。

三星繼續(xù)擴(kuò)大投資。1996年，三星推出世界上第一個(gè)1GB DRAM，奠定了自己的行業(yè)領(lǐng)軍地位。

1996-1998年，DRAM持續(xù)處于下行周期。

1999年，DRAM價(jià)格下跌的趨勢(shì)有所緩解。因?yàn)?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E4%BA%92%E8%81%94%E7%BD%91/">互聯(lián)網(wǎng)泡沫的出現(xiàn)，DRAM行業(yè)進(jìn)入了短暫的繁榮階段。

這一年，在激烈的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下，內(nèi)存行業(yè)發(fā)生了若干個(gè)重大變化：

韓系方面，韓國(guó)現(xiàn)代內(nèi)存與LG半導(dǎo)體合并，成立現(xiàn)代半導(dǎo)體，后來(lái)，又從現(xiàn)代集團(tuán)拆分（2001年），改名海力士（Hynix）。

美系方面，鎂光收購(gòu)德州儀器內(nèi)存部門(mén)。

日系方面，日立、NEC、三菱電機(jī)的DRAM業(yè)務(wù)整合，抱團(tuán)成立了爾必達(dá)（ELPIDA）。

歐系方面，西門(mén)子集團(tuán)的半導(dǎo)體部門(mén)獨(dú)立，成立了億恒科技。幾年后，2002年，改名為英飛凌（Infineon）。再后來(lái)，2006年，英飛凌科技存儲(chǔ)器事業(yè)部拆分獨(dú)立，變成了奇夢(mèng)達(dá)（Qimonda）。

2000年，全球DRAM市場(chǎng)份額的前五名之中，有兩家是韓系廠商，分別是排名第一的三星（23.00%），還有排名第三的現(xiàn)代（19.36%）。

不久后，互聯(lián)網(wǎng)泡沫破碎，全球經(jīng)濟(jì)危機(jī)爆發(fā)。PC市場(chǎng)遭受重創(chuàng)，DRAM的市場(chǎng)需求也急速下降，價(jià)格又迎來(lái)了跳水。

2001年，DRAM市場(chǎng)規(guī)模從288億美元腰斬至110億美元。

2002-2006年，DRAM市場(chǎng)逐漸從低谷中恢復(fù)，整體增長(zhǎng)形勢(shì)良好。

2006年，三星開(kāi)發(fā)出世界上第一個(gè)50nm工藝的1GB DRAM。海力士則開(kāi)發(fā)出當(dāng)時(shí)世界上最高速的200MHz 512MB Mobile DRAM。

那一時(shí)期，DRAM市場(chǎng)逐漸形成了五強(qiáng)格局，分別是：三星（韓）、SK海力士（韓）、奇夢(mèng)達(dá)（德）、鎂光（美）和爾必達(dá)（日）。

第三次“反周期投入”

2007年，微軟推出Vista系統(tǒng)。該系統(tǒng)對(duì)內(nèi)存消耗較大，DRAM廠商預(yù)期內(nèi)存需求大增，于是紛紛增加產(chǎn)能。

但實(shí)際上，Vista銷(xiāo)量很差，沒(méi)有帶動(dòng)內(nèi)存市場(chǎng)，導(dǎo)致產(chǎn)能再次過(guò)剩。

更悲催的是，2008年，金融危機(jī)爆發(fā)，導(dǎo)致DRAM市場(chǎng)雪上加霜。內(nèi)存價(jià)格一路下跌，甚至跌破材料成本。

在這個(gè)關(guān)鍵時(shí)期， 三星第三次祭出“反周期投入”的殺招，進(jìn)一步擴(kuò)大產(chǎn)能，加劇了行業(yè)虧損。

2009年春天，排名第三的德系廠商奇夢(mèng)達(dá)宣布破產(chǎn)倒閉，歐洲廠商正式退出了DRAM市場(chǎng)。

2011年，DRAM供應(yīng)量再次超過(guò)實(shí)際需求，價(jià)格暴跌。這一次，爾必達(dá)沒(méi)能熬過(guò)去，宣布破產(chǎn)，標(biāo)志著日本廠商全面退出了DRAM產(chǎn)業(yè)。

于是，五強(qiáng)變?nèi)龔?qiáng)，DRAM領(lǐng)域只剩下三星（韓）、鎂光（美）、海力士（韓）。三家公司的市占率加起來(lái)，超過(guò)了93%。

2011年之后，DRAM內(nèi)存的市場(chǎng)格局沒(méi)有發(fā)生什么重大變化。但是，DRAM的用戶(hù)需求和市場(chǎng)環(huán)境，變化很大。

除傳統(tǒng)PC之外，隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備（攝像頭等）迅速崛起，極大地帶動(dòng)了對(duì)DRAM的需求。

云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和AI人工智能的發(fā)展，又推動(dòng)了數(shù)據(jù)中心的數(shù)量增加，從而帶來(lái)了服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的急劇增加，也刺激了DRAM的銷(xiāo)量增長(zhǎng)。

這些需求，逐漸使得DRAM細(xì)分為標(biāo)準(zhǔn)型DRAM、移動(dòng)型DRAM、繪圖型DRAM、利基型DRAM等類(lèi)別。

標(biāo)準(zhǔn)DRAM主要應(yīng)用于PC、服務(wù)器等。移動(dòng)型DRAM主要為L(zhǎng)PDDR，應(yīng)用于智能手機(jī)、平板電腦等場(chǎng)景。繪圖型DDR用于顯卡的顯存（GDDR）。利基型DRAM，主要應(yīng)用于液晶電視、數(shù)字機(jī)頂盒、網(wǎng)絡(luò)播放器等產(chǎn)品。

多產(chǎn)品場(chǎng)景的旺盛需求，推動(dòng)了DRAM價(jià)格的上揚(yáng)。2018年左右，比特幣等數(shù)字貨幣的需求爆發(fā)，更是讓DRAM市場(chǎng)迎來(lái)了難得的“黃金時(shí)期”。

2019年之后，由于前期產(chǎn)能擴(kuò)張和去庫(kù)存因素，內(nèi)存價(jià)格下跌較多。加密貨幣市場(chǎng)價(jià)格崩塌、智能手機(jī)市場(chǎng)進(jìn)入成熟期，使得市場(chǎng)需求疲軟，DRAM再次進(jìn)入低谷期。

根據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)發(fā)布的數(shù)據(jù)，從2020年下半年開(kāi)始，到2022年5月，都屬于DRAM市場(chǎng)的好轉(zhuǎn)期。

今年6月開(kāi)始，DRAM行情暴跌。6月份銷(xiāo)量下降了36%，7月份又下降了21%，可以說(shuō)是全面崩盤(pán)，慘不忍睹。根據(jù)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，四季度跌幅將進(jìn)一步擴(kuò)大。

DRAM行情暴跌

接下來(lái)，我們?cè)購(gòu)募夹g(shù)的角度，看看這些年DRAM的發(fā)展。

一直以來(lái)，DRAM芯片都是以微縮制程的方式，來(lái)提高存儲(chǔ)密度。

DRAM每一次制程的更新?lián)Q代，都需要大量的投入。

以30nm更新到20nm為例，后者需要的光刻掩模版數(shù)目增加了30%，非光刻工藝步驟數(shù)翻倍。對(duì)潔凈室廠房面積的要求，也隨著設(shè)備數(shù)的上升而增加了80%以上。

以前，這些成本都可以通過(guò)單晶圓更多的芯片產(chǎn)出，以及性能帶來(lái)的溢價(jià)，進(jìn)行彌補(bǔ)。但是，隨著工藝制程的不斷微縮，增加的成本和收入之間的差距逐漸縮小。

2013年左右，當(dāng)制程工藝進(jìn)入20nm之后，制造難度大幅提升。18/16nm之后，繼續(xù)在二維方向縮減尺寸，已不再具備成本和性能方面的優(yōu)勢(shì)。

于是，DRAM芯片廠商開(kāi)始另辟蹊徑，開(kāi)始研究Z方向的擴(kuò)展能力。也就是說(shuō)，開(kāi)始推進(jìn)3D封裝。

作為行業(yè)龍頭，三星率先從封裝角度實(shí)現(xiàn)了3D DRAM。他們采用TSV封裝技術(shù)，將多個(gè)DRAM芯片堆疊起來(lái)，從而大幅提升單根內(nèi)存條容量和性能。后來(lái)，各個(gè)廠商紛紛跟進(jìn)，3D DRAM成為主流。

在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)方面，行業(yè)一般采用由固態(tài)技術(shù)協(xié)會(huì)（JEDEC）制定的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，也就是大家熟悉的DDR1-DDR5。

DRAM三巨頭，都具備了DDR5/LPDDR5的量產(chǎn)能力。三星正在搗鼓DDR6，據(jù)說(shuō)2024年完成設(shè)計(jì)。

在芯片工藝制程上，DRAM目前的表述和以前有所不同。以前，都是直接40nm、20nm這么叫?，F(xiàn)在，因?yàn)殡娐方Y(jié)構(gòu)是三維的，所以線性的衡量方式不再適用，出現(xiàn)了1X、1Y、1Z、1α、1β、1γ之類(lèi)的術(shù)語(yǔ)表達(dá)制程。

█ 中國(guó)DRAM產(chǎn)業(yè)的過(guò)去和現(xiàn)在

最后，我們?cè)賮?lái)看看國(guó)內(nèi)的DRAM產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況。

中國(guó)是全球半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的重要市場(chǎng)之一，也是全球半導(dǎo)體存儲(chǔ)廠商的“必爭(zhēng)之地”。

但是，實(shí)事求是來(lái)說(shuō)，我們自己的DRAM產(chǎn)業(yè)發(fā)展，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

國(guó)內(nèi)DRAM產(chǎn)業(yè)的起步，可以追溯到1990年代。

當(dāng)時(shí)，日本NEC在中國(guó)大陸成立了兩家合資公司，從事DRAM的生產(chǎn)。

第一家，是1991年NEC和首鋼合資成立的首鋼NEC。

首鋼NEC從1995年開(kāi)始，采用6英寸1.2微米工藝，生產(chǎn)4M DRAM（后來(lái)升級(jí)到16M）。后來(lái)，1997年DRAM全球大跌價(jià)，首鋼NEC遭受重創(chuàng)，從此一蹶不振。后來(lái)，首鋼NEC淪為NEC在海外的一個(gè)代工基地，退出了DRAM產(chǎn)業(yè)。

第二家，是1997年NEC和華虹集團(tuán)合資成立的華虹NEC。

華虹NEC從1999年9月開(kāi)始，采用8英寸0.35微米工藝技術(shù)，生產(chǎn)當(dāng)時(shí)主流的64M DRAM內(nèi)存芯片。2001年后，隨著NEC退出DRAM市場(chǎng)，華虹也退出了DRAM產(chǎn)業(yè)。

2004年，中國(guó)又開(kāi)始了DRAM產(chǎn)業(yè)的第二次嘗試。這次有所行動(dòng)的，是中芯國(guó)際。

當(dāng)時(shí)，中芯國(guó)際在北京投資建設(shè)了中國(guó)大陸第一座12英寸晶圓廠（Fab4），2006年大規(guī)模量產(chǎn)80nm工藝，為奇夢(mèng)達(dá)、爾必達(dá)代工生產(chǎn)DRAM。

好景不長(zhǎng)，2008年，由于中芯國(guó)際業(yè)務(wù)調(diào)整，退出了DRAM業(yè)務(wù)。第二次嘗試，宣告失敗。

2015年，中國(guó)DRAM采購(gòu)金額約為120億美元，占全球DRAM供貨量的21.6%。嚴(yán)重依賴(lài)進(jìn)口的現(xiàn)狀，促使國(guó)內(nèi)開(kāi)始了針對(duì)DRAM業(yè)務(wù)的第三次嘗試。

這次嘗試，最具代表性的，就是武漢、合肥和廈門(mén)三大存儲(chǔ)器基地。這些基地借助國(guó)家和地方層面的產(chǎn)業(yè)政策，投入了大量資本（超過(guò)2500億人民幣），發(fā)展半導(dǎo)體存儲(chǔ)技術(shù)，培養(yǎng)人才。

目前，國(guó)內(nèi)在DRAM領(lǐng)域比較有代表性的企業(yè)是合肥長(zhǎng)鑫、福建晉華、紫光國(guó)芯、兆易創(chuàng)新、北京矽成、東芯半導(dǎo)體、南亞科技（中國(guó)臺(tái)灣）、華邦電子（中國(guó)臺(tái)灣）、力積電（中國(guó)臺(tái)灣）等。

合肥長(zhǎng)鑫，是國(guó)內(nèi)DRAM存儲(chǔ)芯片的龍頭企業(yè)。他們的DRAM技術(shù)主要來(lái)自于已破產(chǎn)的德系DRAM廠商奇夢(mèng)達(dá)，以及日系廠商爾必達(dá)。

2019年9月20日，合肥長(zhǎng)鑫宣布中國(guó)大陸第一座12英寸DRAM工廠投產(chǎn)，并發(fā)布了首個(gè)19nm工藝制造的8G DDR4，屬于歷史性突破。

根據(jù)機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)，合肥長(zhǎng)鑫的產(chǎn)能2022年到2023年將有望達(dá)到12.5萬(wàn)片。

福建晉華，大家應(yīng)該會(huì)有所耳聞。前幾年，他們被美國(guó)政府制裁，新聞鬧得很大。

2016年5月，福建晉華與聯(lián)電合作，進(jìn)行利基型DRAM的生產(chǎn)。2017年12月，鎂光指控福建晉華和聯(lián)電盜用了自己的內(nèi)存芯片技術(shù)。2018年1月，福建晉華也就專(zhuān)利侵犯向鎂光提起訴訟。2018年10月，福建晉華被列入出口管制實(shí)體清單。2018年11月，美國(guó)司法部又以竊取鎂光商業(yè)機(jī)密為由起訴聯(lián)電和福建晉華。

一番折騰之后，聯(lián)電扛不住了。2019年1月底，聯(lián)電宣布撤出福建晉華DRAM項(xiàng)目。2021年11月，聯(lián)電和鎂光達(dá)成和解。目前，福建晉華方面審查還沒(méi)有完整的最終結(jié)果。

好了，洋洋灑灑寫(xiě)了那么多，看到這里的都是真愛(ài)。

總之，DRAM存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)、手機(jī)等產(chǎn)品的重要組成部分，也是數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施不可或缺的“零件”。

目前，國(guó)內(nèi)DRAM存儲(chǔ)器已經(jīng)基本解決了有無(wú)的問(wèn)題。下一步，要解決就是良品率提升的問(wèn)題，以及產(chǎn)能爬坡問(wèn)題。在融資能力、產(chǎn)業(yè)鏈配套及人才梯隊(duì)等方面，我們還需要不斷加強(qiáng)，謹(jǐn)慎前行。

期待我們能夠早日打破“三強(qiáng)”格局，在DRAM領(lǐng)域占據(jù)更重要的地位。

謝謝大家的耐心觀看！下期，小棗君和大家聊聊FLASH存儲(chǔ)的發(fā)展史，敬請(qǐng)期待！

參考資料：

1、《這場(chǎng)DRAM技術(shù)困局誰(shuí)來(lái)破？》，王凱琪，全球半導(dǎo)體觀察；

2、《DRAM江湖之美國(guó)演義》，芯光社；

3、《存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展歷程》，謝長(zhǎng)生；

4、《DRAM芯片國(guó)產(chǎn)化替代進(jìn)程曲折、前途光明》，湘財(cái)證券，王攀、王文瑞；

5、《存儲(chǔ)大廠又一次豪賭》，半導(dǎo)體行業(yè)觀察；

6、《存儲(chǔ)芯片行業(yè)研究報(bào)告》，國(guó)信證券；

7、《國(guó)產(chǎn)存儲(chǔ)等待一場(chǎng)革命》，付斌，果殼；

8、《關(guān)于半導(dǎo)體存儲(chǔ)，沒(méi)有比這篇更全的了》，芯師爺；

9、《科技簡(jiǎn)章035-半導(dǎo)體存儲(chǔ)之閃存》，悟彌津，知乎；

10、百度百科、維基百科相關(guān)詞條。