黑钢.384

  • 1449 主题
  • 1536 帖子
  • 4025 积分
  • 身份:版主
  • E币:1738

过去的20个月里,中国半导体产业,有多少进步?

2019-11-25 11:06:51 显示全部楼层
贸易战20个月以来中国芯片制造产业进展
文/宁南山
来源:宁南山(ID:ningnanshan2017)

中国与美国贸易战自2018年3月份爆发以来,已经持续了20个月的时间,在之前的多篇文章里面,我们已经提到了中国与美国的竞争核心产业在信息技术产业,这是人类以后很长一段时间内最赚钱的产业,而从底层的硬件,基础软件到应用软件,美国都占据绝对优势,而在美国以外,只有中国能与之全面竞争,其他国家和经济体只能在某个方面相对美国占据优势。
在这20个月的时间里面,中国的半导体产业在危机意识的刺激下,加快了技术和工艺进步的步伐。
本文关注下制造领域的进展。
1:中芯国际和华虹的进展快速
我们首先看下主力军中芯国际的进展情况,
中芯国际在2018年2月8日发布的2017年的全年财报,并没有提到14nm技术的研发进展情况,只是提到“我們成功上量 28 納米技術產品組合,在 2017 年四季度收入貢獻超過10%。”
“同時,我們繼續擴展技術平臺,多樣化收入來源”,这里说的技术平台扩展,是指在更多的行业获取收入,并没有提到通过先进工艺技术进击来实现收入增长。在几个月之后公布的2018年的第一季度财报里面,中芯国际仍然没有披露和提及其14nm制程的进度情况,而该季度财报公布时刻,中国与美国贸易战已经爆发。
2018年8月9日,中芯国际发布了2018年上半年财报,里面关于技术进展是这样的:
我們欣喜地告訴大家,在14 納米 FinFET 技術開發上獲得重大進展。第一代 FinFET 技術研發已進入客戶導入階段。除了 28 納米 PolySiON 和 HKC,我們28納米 HKC+技術開發也已完成。
而在2018年11月7日中芯国际公布的Q3财报里面,也并未描述14nm进程情况,但是其提到“進入第四季,雖然行業進入季節性調整,但我們將持續進行先進工藝平臺的客戶導入與驗證工作,為未來成長儲備力量。”
以上说明,14nm的客户导入和验证至少从2018年8月之前就已经开始,且到了2018年Q4客户导入之后仍将继续进行。
到了2019年2月14日,中芯在发布2018年全年财报时,对先进工艺制程的描述是这么说的:
“梁孟松博士指出:“我們努力建立先進工藝全方位的解決方案,特別專注在 FinFET 技術的基礎打造,平臺的開展,以及客戶關係的搭建。目前中芯國際第一代 FinFET 14nm 技術進入客戶驗證階段,產品可靠度與良率已進一步提升。同時12nm的工藝開發也取得突破。透過研發積極創新,優化產線,強化設計,爭取潛在市場,我們對於未來的機會深具信心。”
中芯此次明确的提到了14nm工艺的可靠性和良率在经过半年的客户导入之后得到了进一步提升,同时首次提及12nm工艺开发取得技术突破。
时间到了2019年5月8日,中芯国际公布了今年的Q1财报,对技术进展是这么说的:
“中芯國際聯席首席執行官,梁孟松博士說:“FinFET 研發進展順利,12nm工藝開發進入客戶導入階段,下一代 FinFET研發在過去積累的基礎上進度喜人。上海中芯南方 FinFET 工廠順利建造完成,開始進入產能布建。我們將為快速契合客戶的技術遷移做好準備,以面對日新月異的行業環境。”
在这次的财报里面,中芯首度提到12nm工艺开始进入客户导入阶段,我们可以看下时间轴,14nm的客户导入是在2018年Q2左右,
在2018年Q4可靠性和良率得到了提升,
在2019年Q1完成了在上海的工厂建造,开始进入产能布建。
而更为先进的12nm工艺技术在2018年Q4取得重大突破
在2019年的Q1开始客户导入。
不仅如此,中芯国际还首次提到了下一代FinFET研发进度喜人,但并未解释下一代FinFET是多少纳米,应该也是14nm和12nm。
2019年8月8日,中芯国际发布了2019年上半年财报,
对于技术进展是这么描述的:
“FinFET 工藝研發持續加速,14nm進入客戶風險量產,預期在今年底貢獻有意義的營收。第二代 FinFETN+1 技術平臺已開始進入客戶導入 ”
已经明确的提到了14nm已经开始进入风险量产,到2019年Q4将会开始贡献营收。
同时提到了第二代FinFET N+1技术平台已经开始进入客户导入,和Q1财报的“下一代FinFET研发进度喜人”相互呼应。但同样未解释具体用于多少nm。
2019年11月12日,中芯国际发布的2019年Q3的财报,对于技术进展再次确认:
“FinFET 技術研發不斷向前推進:第一代 FinFET已成功量產,四季度將貢獻有意義的營收;第二代 FinFET 研發穩步推進,客戶導入進展順利。”
实际上从过去一年多中芯公布的季度报告来看,其14nm的客户导入,验证,工厂完工,可靠性和良率提升,以及到目前的风险量产,整个进展是完整的,也是非常神速的。
2019年Q4开始贡献有意义的营收问题不大,实际上我们也可以说,中芯国际的14nm现在就已经量产了。
中芯国际现阶段盈利并不太好,我们可以看看台湾媒体2019年9月对中芯国际的报道,他们依然执着的把梁孟松称之为叛将,把中芯国际的盈利和联电以及台积电对比了一番,结果自然中芯国际惨输。

Q3单季度,中芯国际摆脱了上半年亏损的局面,实现了盈利,净利润8462.6万美元,相比去年同期的759.1万美元大涨了1014%。
不过现阶段,中芯国际对于中国大陆半导体产业的意义显然不是赚钱,而是支撑产业链自主化,不只是支撑国产半导体设计产业可以在国内实现闭环生产,减少被可能的制裁打击的损失,同时也为上游的国产半导体生产设备厂家提供市场。
2019年5月24日,中芯国际向纽约证交所申请将美国存托股(ADS)退市,最后交易日为6月13日,理由为:
1、与全球交易量相比,中芯国际ADS交易量相对有限;
2、维持ADS在纽约证券交易所上市及在美国证券交易委员会注册并遵守交易法的定期报告和相关义务中所带来较重的行政负担和较高的成本等。
很多人都把这件事联想到了华为被禁,不过这个不一定要做太多的联想,因为目前为止(2019年11月)中芯国际的美国ADR(存托凭证)依然还在,并且华为事件是发生在5月16日,中芯国际也很难在短短8天内就完成递交申请动作。
在2019年Q4, 中芯国际的14nm贡献有意义的营收,以及12nm继续客户导入之后,下一步的长期计划是10nm和7nm制造工艺,而预计后者需使用极紫外光刻机,新闻报道中芯国际去年以 1.2 亿美元从 ASML 订购EUV光刻机,
注意这个1.2亿美元只是新闻报道,实际的合同价格其实中芯国际并没有披露,1.2亿美元的数字只是让我们了解光刻机的价格的量级。
EUV光刻机计划是将于 2019 年交付,但因为ASML的火灾事件受到影响,到目前也还没有交付,预计要拖到2020年了。
还是那句话,中芯国际10年甚至更长时间也不要想在营收规模和盈利上超越台积电,存在的意义是把技术自主化推进下去,形成和保持大规模的半导体制造工艺研发团队。
除了中芯国际以外,国内第二大的半导体代工厂,华虹集团旗下的华力微电子先进工艺也进展较为顺利,2018年华力微电子首次实现28nm低功耗工艺量产,客户为台湾的联发科的无线通信数据处理芯片。

2019年3月21日举行的SEMICONChina 2019先进制造论坛上,上海微电子华力微电子研发副总裁邵华发表了主题演讲,介绍了华力微电子半导体制造的新进展,
2019年底华力微电子将量产28nm HKC+工艺,
明年(2020年)底则会量产14nm FinFET工艺。
这个进度比中芯国际慢一年半左右,以28nm HKC+工艺为例,中芯国际是在2018年H1财报里面宣布掌握了该工艺,而华力微电子则在2019年底实现量产。
14nm工艺中芯国际是在2019年上半年开始风险量产,而华力微电子则计划是在2020年底。
这证明先进技术工艺正在中国大陆不断发展和扩散。
当然了,先进工艺真正的大规模导入并没有那么快,以华力微为例,
其2019年Q3单季度,华力微0.35um及以上工艺营收仍是公司营收主力,占比49.70%。
其130nm及以下工艺营收占比仅为33.9%。
再看中芯国际,
其2019年Q3单季度收入占比最高的工艺是150/180nm (35.8%)、
其次是55/65nm (29.3%)、40/45nm (18.5%)、110/130nm (6.6%)、250/350nm (4.2%)、28nm (4.3%)、90nm (1.3%),
2019年第三季度中芯国际量产最先进的28nm工艺占比只有4.3%。
我们知道中芯国际的28nm工艺量产是在2015年Q3,当时单季度占比是0.1%,如下图;


从2015年Q3到2019年Q3,中芯国际用了4年的时间才把28nm工艺的营收占比从0.1%提升到了4.3%,速度非常缓慢。
我们对比下行业龙头台积电,其2011年Q4开始量产28nm工艺,到了2013年Q2其28nm仅仅用了大约一年半的时间,工艺营收占比就超过了台积电的20%。
这是为什么呢,这是赢家通吃和追赶者的宿命。
先进芯片制造工艺带来的研发和产线投资成本非常高,谁最先突破谁就可以利用其市面上唯一先进工艺供应商的优势快速大规模出货,不仅可以以高价格出售先进工艺晶圆,同时也可以率先对产线进行折旧,当竞争对手也突破该制程工艺时,台积电已经掌握更先进的制程了,那么就可以通过把成熟制程降价进行价格竞争迫使对方陷入价格战,降低对方新工艺突破带来的利润。
芯片制造的资本支出都高的惊人,2019年10月17日,台积电的法说会上,宣布其2019年的全年资本支出预计将达到140-150亿美元,比上年增加40亿美元。
而这增加的40亿美元里面,15亿美元是用于7nm产能,25亿美元是用于5nm产能

我们要知道,仅仅这增加的用于7nm和5nm的40亿美元投资,就已经超过中芯国际2018年全年的营收了。
所以全球代工厂能够进入10nm以下制程的,目前只有台积电和三星了,其他的玩家例如台联电和GF都已经放弃了7nm先进工艺的研发,投资太大,而客户又越来越少,投资风险太高无法收回成本。
目前看第三家和第四家进入10nm以下制程的只有英特尔和中芯国际有可能性。
竞争对手率先突破先进工艺并且实现折旧,对中芯国际带来的压力巨大。
用中芯国际的联席CEO赵海军博士,在大约两年前2017年Q4的财报电话会议上的话来说就是:“竞争对手的28nm已经是成熟制程,可以凭借折旧周期以及良率优势进行高强度的价格竞争。目前28nm产品的价格对中芯国际的压力非常大,导致这部分产品的产能爬坡过程给总体毛利率带来很大挑战,公司目前对于 28nm的扩产事宜采取谨慎态度。”
实际上中芯国际对于28nm的态度到2019年Q4的也没有改变,那就是谨慎的对待28nm大规模扩产,把资金集中在攻克14nm/12nm FinFET工艺以及下一代FinFET N+1工艺的研发上。
另外中芯国际2019年底量产14nm,那么什么时候能够实现占比大规模上升呢?
这取决于中芯国际自身的技术进步和竞争态势。
台积电2014年Q3开始量产16nm工艺,2015年Q3营收占比就已经达到了20%,
到现在四五年的时间台积电的16nm产线折旧还没有完全完成,以台积电投资30亿美元建设的南京工厂为例,2018年底才开始量产,因此中芯还有追赶时间,必须争分夺秒完成14nm和12nm的良率和可靠水平提升。
当然,中芯国际目前的环境比起以前有了很大的改善,
一个是梁孟松博士2017年加盟中芯之后,很大的加速了中芯的技术进步,2018年28nm HKC+工艺开发完成,意味着中芯国际已经基本掌握了28nm技术,完成了从28nm中较为低端的PolySion,到28nm HKC,再到28nm HKC+的三级跳进步,从2019年开始中芯的28nm进入较为成熟制程阶段。另外中芯14nm和12nm的进度也很喜人。
一个是目前国内客户迫于技术制裁的外部压力,开始加大和中芯国际的合作力度,从中芯国际来自国内客户的营收规模和占比都在不断上升就可以看出,这可以在一定程度上抵消来自业界竞争对手的成本竞争压力。
华为是在5月份被美国宣布禁令的,此举一定对中国国产芯片设计厂家产生了巨大的影响,中芯国际Q3单季度净利润8462.6万美元,相比去年同期的759.1万美元大涨了1014%,并且该季度来自中国本土的营收比例上升到了60.5%,相信华为事件刺激国产芯片制造本土化因素对此是有贡献的。
按照中芯国际的28nm从2015年到2018年用了三年的时间技术上逐渐成熟,即使我们考虑以上的乐观因素,那么中芯国际的14nm的营收占比稳定达到一定比例(10%)至少也要2021年甚至2022年以后了,这和台积电的差距依然是巨大的,毕竟台积电2015年Q3 16nm制程的营收占比就超过了20%。
在这里我想提一下薪资问题,
我们也知道中芯国际面临低毛利率的压力,2019年Q3的财报,中芯国际的毛利率仅为20.8%,这使得提供高薪资暂时比较困难。
以梁孟松为例,他在2009年离开台积电,而之后因为任职三星的原因被台积电告上法庭,而根据台湾《天下》杂志拿到的文件,根据台积电的披露,梁孟松在台积电的17年期间,薪资暨股票及现金红利,合计高达6亿2693万台币(按照2019年11月的汇率约合1.38亿人民币)。平均年所得超过3600万台币(按照2019年11月的汇率约合810万人民币),高过台湾绝大多数企业总经理。
而根据中芯国际的执行副总裁李智2017年接受台媒digitimes采访时的透露,中芯国际给梁博士的年薪为税后20万美金左右,另外还会给期权激励,
当然梁博士2019年的薪资变成多少了,我们暂时不得而知,应该会有增加,另外这两年中芯国际的港股也涨了不少,相信有所收获。
但无论如何,对梁博士这种高端人才,其入职时的薪水显然不足以体现他的身价。
另一方面,中芯国际在应届生们的心目中,校招薪资竞争力是不高的,且入职后每年薪资涨幅也不尽如人意,导致新人成长起来之后离职比较普遍,这是不利于本土高端人才的培养和成长的。
除此之外,就是依靠加班提高收入,
对制造型企业而言,由于基本薪资对于名校毕业生缺乏竞争力,
那么入职中芯的工艺工程师通过加班挣加班费成为提高总体收入的选择,
一个月如果加班24个小时,那么1.5倍加班费相当于工作36个小时,差不多是20%的基本薪资了。除了加班以外,还存在白班和夜班的问题,负责生产制造的工程师都需要倒班,也就是上白班和上夜班循环进行,当然倒班会有补贴。
加班加上倒班,是非常辛苦的,那么更需要薪酬有竞争力。
优秀学生往往来自名校,也是同龄人的佼佼者,
实事求是的说,优秀人才在心理上往往具有在工作和生活上都要胜过其他人的强烈好胜心,
中芯国际的岗位又主要是在北京,上海,深圳这样的一线城市,
薪资竞争力不够,会让优秀人才面临不仅长时间进行强度较高的工作,
横向对比上薪资水平低于其生活圈子平均水平,心理上会有巨大落差,
另一方面也难以应对一线城市的生存压力。
中芯国际多少也意识到了这个问题,这几年校招薪水也在往上涨,仅就硕士校招的批发价薪资而言,2019年比2016年上涨了大约25%以上,看起来是不错的涨幅,但是仍然不够,对国内优秀人才而言,还很难说有很大吸引力。
当然了,我国制造业企业一般都会包吃住,像中芯国际不管是上海工厂还是深圳工厂都提供宿舍,以上海为例,双人间月租仅800元,这个优秀传统要继续保持下去。
我每年都在跟踪搜集国内一线制造业企业的薪资水平,
我认为如果考虑加班费和吃住福利也都折算成待遇,
中芯国际这样地处一线城市的高端制造业给硕士应届生的薪资应该争取达到25万-30万人民币以上才会有比较好的竞争力,这并不是我空想出来的数字,
2019年秋招的2020届应届生硕士,
包括海思,寒武纪,平头哥,比特大陆等一线芯片设计公司的薪资批发价已经普遍达到了30万人民币的水平。
实际上,在制造业里面,一些行业会有这样的公司出现,那就是虽然技术能力或者综合实力比不上一线大公司,但是却愿意以高薪和行业顶级公司抢夺优秀人才。
例如芯片设计行业的格科微,消费电子行业的TP-LINK,在同行业都算不上顶尖公司,但是2019年校招中却能给名校优秀硕士毕业生开出30万人民币以上的批发价年薪。
值得一提的是,不管是TP还是格科微,其给出高薪的口号都是和华为抢人才,可见行业龙头企业给高薪带来的示范效应。
事实上,给少数优秀人才高薪,其实成本上升并没有那么大,例如每年发放150个年薪25-30万人民币的硕士应届毕业生的SP,把这150人作为技术后备核心培养。每年其实也就是多出一两千万人民币的成本,注意是硕士,如果是博士,那么应该还要更高。
而中芯国际本身,每年各种设备折旧和摊销费用都在几十个亿人民币。
当然中芯国际也已经在搞了,就是技术培训生,不过一般是博士,其薪资水平高出一般值,不过我认为还是认为薪资竞争力还需要提升。
敢不敢于用高薪去抢人才,其实很大程度也是观念问题,
重视设备超过重视人才的想法在我国制造业普遍存在,
花大价钱购买先进设备的时候毫不手软,都要买最好的,
但是对于人才,尤其是刚毕业的优秀应届生却重视程度不够,意识不到优秀人才和企业是互相成就的,优秀人才创造的价值上限也会远远高于设备的花销。
在观念改变上,行业龙头企业应该担负起责任,因为龙头企业的薪资水平往往会极大影响行业薪资水平的高低,华为海思在2018年的率先大规模涨薪,就带动了整个芯片设计行业薪资水平上涨,短期内可能不少企业会因此感到成本上升的痛苦,但是长期看却是有利于整个行业包括公司自己的长期发展的。
如同本文前述,技术进步的速度某种意义上决定着中芯国际的未来的命运,
那么更要重视培养人才的重要性,我国芯片制造行业,在给予优秀人才的薪资定价时,绝不能只考虑本行业的薪资情况,而是要敢于在更大的范围内,和其他行业的优秀制造业企业去竞争顶尖工科人才。
别的不说,与中芯国际总部同在上海的华力微,其平均每年加上奖金能有大约18个月工资,我算过其2019年秋招硕士应届生的基本薪资+奖金,另外还有加班费,夜班费,住宿和餐补福利进行折算,一年也有20万+人民币了,事实上已经接近综合年入25万-30万这个比较有竞争力的应届硕士薪资水平区间。
2:中国国产256Gb 64层NAND闪存已经开始量产
可能很多人都没有注意到,我国国产的NAND FLASH闪存已经开始规模化量产,而且是完全自主知识产权。
长江存储官网在2019年9月2日刊登的消息,
在中国武汉,长江存储在IC China 2019前夕宣布,公司已开始量产基于Xtacking架构的64层256 Gb TLC 3D NAND闪存,以满足固态硬盘、嵌入式存储等主流市场应用需求,这是中国首款64层3D NAND闪存
所谓256Gb TLC闪存,指的是每颗裸芯片的存储容量为256千兆字位,每个存储单元为三个字位的三维闪存。
长江存储64层3D NAND闪存晶圆长的是下面这个样子:
1.jpg
长江存储认为,其64层3D NAND闪存的亮点是:
1):是全球首款基于Xtacking架构设计并实现量产的闪存产品,这个架构的特点是可实现在两片独立的晶圆上分别加工外围电路和存储单元,这样有利于选择更先进的制造工艺。当两片晶圆各自完工后,只需一个处理步骤就可通过数十亿根垂直互联通道(VIA)将两片晶圆键合。相比传统3D NAND闪存架构,Xtacking可带来更快的I/O传输速度、更高的存储密度和更短的产品上市周期。
2):拥有同代产品中最高的存储密度(同代产品特指截止目前业界已上市的64/72层3D NAND 闪存)
作为集成器件制造商(IDM - Integrated Device Manufacturer),长江存储还计划推出集成64层3D NAND闪存的固态硬盘、UFS等产品,以满足数据中心,以及企业级服务器、个人电脑和移动设备制造商的需求。
下图是长江存储核心厂区近况(来自2019年9月2日的报道)

长江存储的量产时间刚好赶在了三星,海力士和美光等大厂新技术扩产减缓的时间段。
存储器是资本密集型产业,其价格具有周期性
由于产能增加和市场需求低迷,2018年从1月份开始,全球NAND 闪存价格在持续下降,到了2018年12月,其价格比起年初竟然下跌了大约70%
受此影响,各个闪存大厂例如三星,海力士,美光等的营业收入和利润在2018年Q3达到了峰值候,从2018年Q4开始环比就出现了下降。
到了2019年NAND 闪存的价格依然在继续下降,以三星为例,其半导体事业部(包括存储和显示面板)2019年前三季度营收下降了29%,营业利润更是下降了71%。
长江存储的64层NAND闪存在业界是什么水平?仍然落后量产的最先进技术,但是已经赶上了市场生产和销售的主流。
从2018年7月起,三星开始量产96层NAND 闪存
英特尔在2018年9月大连工厂二期投产96层闪存,
海力士在2018年11月也宣布96层NAND 闪存量产
西部数据和东芝也都在2018年下半年实现了96层的量产。
由于NAND闪存的市场价格持续下跌,进入2019年后依然处于下降态势,
今年以来市场上主流的64层/72层闪存库存高企,导致所有大厂都放缓了96层闪存的扩产速度,因为一旦更高技术的产品大规模扩产,意味着将进一步挤压现有技术产品的价格下探。
以美光2019年9月底发布的财报为例,其6-8月的财季NAND闪存价格又比上个季度下降了不到10%,当然降幅有所收窄,2019年以来比起年初累计下降了40%,
以三星为例,由于存储器的价格大跌,2019年前三季度三星的资本支出同比下降了24%,
各个大厂96层闪存的扩产速度很大减缓,导致目前市面上仍然是64层/72层NAND闪存为主,这给长江存储带来了机遇。
长江存储在2018年Q4,也就是去年底成功的量产了32层NAND闪存,相对于业界主流都已经在开始量产96层,显然差距很大,因此长江存储也只是对32层进行了试产,深圳的江波龙公司是国内最大的存储终端产品供应商之一,其8Gb U盘就使用了长江存储32层的存储颗粒。
在一年之后的2019年9月,长江存储正式宣布成功量产了64层闪存,暂时赶上了主流产品的末段班车,
预计长江存储会利用市场低迷,主流大厂96层闪存扩产缓慢的机遇,以较大的规模量产64层闪存,我查询了长江存储的资本支出,
今年4月,武汉市发改委表示,国家存储器基地加速建设,完成投资10.3亿元。
而在2019年10月21日,湖北省政府新闻办召开2019年前三季度湖北经济运行情况新闻发布会,提到了长江存储前9个月完成投资118亿元,比起4月份公布的数字很大增加。
目前已经有新闻报道,说长江存储将在2020年底把产能提高到6万片每月,不过该数字没有得到长江存储的确认。
另一方面风险依然存在,由于各家大厂持续进行减产,市场供求态势逐渐变化,各大供应商开始预期NAND闪存价格逐渐回升,
以市场领头羊三星作为指标,
三星在2019年第三季度的财报里面表现出了对未来的乐观态度,其决定在2019年Q4大幅度增加资本支出,计划单季度投资105亿美元,这个增加的幅度之大,以至于在前三季度资本支出大跌24%的情况下,全年资本总支出会和2018年持平。
注意,三星电子的资本支出中半导体是最大的部分,以2019年前三季度为例,总计16.8万亿韩元的资本支出中,半导体资本支出占了14万亿韩元,占比超过83%,剩余为显示器和其他。
原因为2019年第三季度存储器市场开始回暖,该季度三星的DS业务(包括存储器和显示面板)营收竟然增长了9.2%,而前三季度累计则是下跌29%。
Q3单季度DS业务的营业利润仅仅下降了1.7%,而前三季度则下降了71%。
市场的快速变化,也会极大的影响长江存储的后续对64层的扩产选择,毕竟新技术的量产和扩产意味着老技术的价格下降和逐步淘汰。
因此长江存储面临着和中芯国际类似的追赶者宿命,尽管市场传言长江存储会跳过96层闪存,在2020年量产128层NAND 闪存,一举赶上业界主流水平,但是此消息并未得到官方正式确认时间表。全球首家宣布量产128层闪存的是海力士,其在2019年6月份宣布在2019年下半年量产。
总体来说,长江存储的技术追赶速度比中芯国际赶超之路要快。
长江存储在2019年秋招中也表现的可以,其给应届硕士开出的薪资比去年涨了不少,
普遍在15-20万人民币之间,这在武汉已经是不错的薪资了。
相信随着长江存储的营收逐渐增加,其给工程师和工人加薪的空间也会越来越广阔。
长江存储在2019年Q4实现的64层 256Gb NAND闪存的量产,如果先不考虑其产能的话,意味着中国消费电子品牌被韩国公司大肆收割巨额利润的时代在开始逐渐过去了。
如果长江存储在2020年能够实现量产128层,尽管技术上仍然还有差距,但是已经追上了主流水平,这将是历史性的突破,如果产能和良率能够及时跟上,那么中国公司和消费者在2016-2017年被韩系厂家收割百亿美元级别的净利润的时代将逐渐成为历史。
尽管长江存储实现盈利还早,但是其已经开始体现出了其历史价值和意义。
长江存储的代行董事长高启全在2018年底接受记者采访时表示,NAND闪存2023年全球市占率20%是长江存储的目标,同时在2023年良率也要赶上世界水准,这样不管是亏损还是盈利大家都是一样,要亏一起亏,要赚一起赚,这样就可以避免被市场扫地出门,我们拭目以待。
3:合肥长鑫已经量产DRAM存储器
做DRAM比做NAND闪存还要难,闪存全球还有六家公司占据主要份额(三星,东芝,美光,海力士,英特尔,西部数据),而DRAM全球主要就是三家:(三星,海力士,美光)。
2017年4月份长江存储代行董事长高启全曾经解释了紫光集团优先做NAND闪存的原因,他提到,传统2D转3D NAND技术后,半导体机台设备几乎都要换新,所以这时候投入是对的,每一个存储器公司都站在同一个出发点。
而DRAM技术,每转进新一代制程技术仅增加20%的半导体机台设备,既存的半导体大厂的多数机台设备都已经折旧光了,新加入DRAM技术的人去买新设备来生产,成本非常贵,会没有竞争力可言,因此长江存储优先将资源放在3D NAND,而非DRAM技术上。
另外从技术上来讲,相对于DRAM技术,国内在NAND闪存技术上的积累也相对更为乐观。因为先进技术的发展,专利是一个不可避免的问题,先发厂家会利用专利作为武器对后发厂家进行打击。2018年底高启全在接受中国证券报记者采访时,记者问到了长江存储的自主研发技术储备实力,高启全回答,
“刚开始,我们获得了一些专利授权,在此基础上研发了32层3D NAND,但到64层,就是完全自主独立开发。目前的研发设计团队在硅谷有一个、上海有一个,有国外的人才力量,也有中科院同仁加入我们。工艺方面的团队主要来自武汉新芯。中科院研发团队有1000多个专利,同时长江储存在过去几年也申请了500多项专利。专利不在于数量,在于好不好用,有些人有一、两万个专利但没有一个好用,人家想来攻击你的时候还是能攻击你。”
这一段意思很清楚,长江存储的32层NAND闪存技术是来自专利授权基础上进行研发,而64层则完全是自主技术,参见上面长江存储高管在不同公开场合宣传的Xtacking架构,而且着重提到,研发有中科院的同仁加入,同时中科院研发团队有1000多个专利。
实际上我们在中科院的官网上也可以看到其研发人员参与长江存储研发的报道。
而相比NAND闪存敢于自信的说完全自主研发而言,我国在DRAM上面的积累就相对比较弱了,因此主要采取“高铁模式”,即通过全套引进国外先进技术,并在其基础上持续创新和发展。
2019年5月15日,在全球半导体联盟(GSA)与上海市集成电路行业协会共同举办的存储峰会上,DRAM生产商长鑫存储董事长兼CEO朱一明发表了《中国存储技术发展与解决方案》主题演讲,介绍自身的建设经历和知识产权体系,其提到“DRAM产业在全球发展了几十年,制程技术持续进步,在架构、制程、设计、接口、测试、系统等方面存在很多专利,且绝大部分控制在三星、海力士和美光手中。新进者是否拥有合规的技术来源以及自主创新能力成为立足发展的关键。”
其同时明确的提到技术来源,合肥长鑫与奇梦达合作,将一千多万份有关DRAM的技术文件(约2.8TB数据)收归到自己手中,当然后续的技术演进是基于结合了长鑫自己的技术。

奇梦达是一家德国公司,是从英飞凌拆分出来的知名DRAM大厂,但在2009年1月,奇梦达向法院申请破产保护。
值得一提的是,奇梦达全球有两家比较大的研发中心,慕尼黑研发中心和中国研发中心(位于西安),2009年奇梦达破产后,其西安的研发中心的研发团队被浪潮集团收购并重建更名为西安华芯半导体,在2015年再被紫光集团收购变成了今天的紫光国芯,继续从事DRAM的研发设计,不过由于缺乏投入,其经营和发展并不好。
2019年6月30日,紫光集团宣布组建DRAM事业群,委任高启全为CEO,这意味着紫光认为长江存储的NAND闪存技术推进比较顺利,开始规模投入DRAM的研发和生产了。

另外,2019年8月27日,紫光集团与重庆市政府签署紫光存储芯片产业基地项目合作协议,根据协议,紫光集团将在重庆两江新区建设包括DRAM总部研发中心在内的紫光DRAM事业群总部、DRAM存储芯片制造工厂、紫光科技园等,预计今年底动工,2021年正式量产内存,也就是说紫光的DRAM的研发和生产,重庆会是其中之一,祝贺重庆!
这就非常有意思了,我国目前做DRAM的公司,除去被美国制裁打击的福建晋华外,紫光集团和长鑫存储的DRAM技术初始来源都是来自德国奇梦达。
朱一明在2019年5月的演讲中还披露,长鑫一共花费25亿美金用在研发和资本支出。
同时也强调合肥长鑫具有合规完善的技术来源,同时重视知识产权,长鑫共有1万6千个专利申请。另外在设备等方面,长鑫与其他龙头公司有紧密的合作,例如与ASML合作做论文,进一步加强自身的技术积累。到2019年5月为止,已经持续投入晶圆超过15000片。
同时表示,到2019年年底实现量产19nm 8Gb DDR4,并且实现产能2万片每月;
2021年完成17nm技术研发。
朱一明在5月份的演讲中提到的时间线最终得以如期完成,甚至可以说提前了,
9月20日,世界制造业大会在安徽合肥开幕,本次大会上,合肥长鑫存储正式宣布其自主研发的8Gb DDR4量产,在世界制造业大会现场,朱一明表示,公司投产的8Gb DDR4已通过多个国内外大客户的验证,今年底正式交付,另有一款供移动终端使用的低功耗产品也即将投产,注意是移动终端,但是没有说是手机还是其他。
长鑫存储对媒体表示:
合肥 12 寸晶圆厂总共有三期,全部完成后的产能是36万片每个月。
第一期满载产能为 12 万片,目前为 2 万片,2020 年第一季底达到 4 万片。至于什么时候第一期达到8万片乃至满载产能12万片,会视研发进程、产品良率、市场需求来决定投产速度。请注意,这个2万片,4万片,都是企业对外的宣传口径,只是一个概数。
在此之前一天,9月19日在深圳举行的中国闪存峰会CFMS2019上,长鑫存储副总裁、未来技术评估实验室负责人平尔萱博士做了题为《DRAM技术趋势与行业应用》的演讲,首次公开长鑫存储的技术细节,以及对DRAM技术现状和未来的看法。
在这次峰会上,应该说对于公众最大的疑问得到了解释,那就是如果长鑫的技术是来自奇梦达,而公众认为奇梦达量产的DRAM都是过时的沟槽式(Trench),而目前市场主流包括长鑫的DRAM都是用的堆叠式(Stack Capacitor Structure),这让公众对长鑫的真正技术来源有所疑问。
平尔萱是上海同济大学应用物理系硕士,及美国爱荷华州立大学电子工程博士。
在2017年9月加入长鑫存储技术有限公司前,任职于美国应用材料,担任存储器及材料研发总经理一职。在此之前还曾任职于美国晟迪、美国美光等世界知名公司,先后担任总监、技术研发经理等职务,拥有170项美国专利。
对于公众的疑问,平尔萱博士做出了解释,奇梦达在当时已经提出了Buried word line transistor的堆叠式概念,并且在2008年已经基于此技术成功的做出了46nm工艺的DRAM。


只不过在堆叠式技术产品完成研发的2008年,金融危机让DRAM价格断崖式下滑,奇梦达的Buried Word Line技术还没来得及进入量产,就在2009年破产,之后合肥长鑫购买了长鑫的技术,并且在此基础上发展到了目前量产的19nm工艺,并且将在2021年量产17nm。
我之前写过一篇中国公司进行海外并购的案例搜集,收购来自德国的技术公司真的让中国本土制造业企业获得了巨大的进步。
事实上我国制造业通过收购获取的技术,来自德国应该是最多的,比日本和美国都多,
以德国为例,就有被美的收购的库卡机器人,被山东潍柴收购的林德液压,
以及DRAM技术被中国收购的奇梦达,还有被徐工收购的全球工程机械50强的施维英,
如果看整个欧洲的话,其他还有被中资收购的意大利倍耐力轮胎,瑞士的先正达集团等等,另外法国的阿尔斯通和德国西门子也对我国转让了高铁技术。
一方面要感谢2008年的金融危机,一方面欧洲还真的算是中国的好伙伴了。
另外和NAND闪存类似,DRAM市场也是高资本支出和技术密集型产业,因此长鑫实现了初步的量产,不代表其短期内可以大规模扩产,其对媒体的信息也明确的表示,什么时候能够达到第一期规划的12万片每个月产能,会视研发进程、产品良率、市场需求来决定投产速度,请注意,即使长鑫能够达到第一期的12万片月设计产能,其全球DRAM市场的份额也是低于10%的。
最后简单做个总结:
1:短期内,不要奢望中芯国际超越台积电,长江存储和合肥长鑫能够超越三星。
我国显示面板行业的老大京东方,2005年开始液晶面板的量产,距今已经14年了,在技术水平,营收和盈利上也还没有赶上三星显示面板业务的水平。更不要说国产存储器厂家了。
以2019年为例,长江存储在武汉1-9月的资本支出为118亿人民币,不到20亿美元,而三星2019年Q4的单季度计划资本支出就是105亿美元,这其中大部分是半导体制造支出。
2019年我们只是在第四季度终于解决了有无的问题,在技术上依然落后最先进水平,而营收和产能的扩张也要受到技术进步速度,市场价格,市场竞争水平的影响。
即使是野心勃勃的长江存储,其目标也只是四年后,到2023年市占率20%,能否实现也还是未知数,要知道即使达到20%的市占率,总体也还是离三星这样的领头羊有很大差距,更不要说盈利赶超。
至于技术难度更大的DRAM就更不用说了,第一期12万片的月产能即使全部完成,全球市占率也不到10%,更何况目前第一期何时能够满产,连长鑫存储自己也要视市场变化和技术进步情况而定。
我国的NAND闪存和DRAM在2019年底的相继量产,并且暂时赶上了市场主流产品的车尾,对我国的意义,主要在于避免下游企业,包括华为,中兴,联想,浪潮,小米,OV等公司再次出现被三星,海力士,东芝,美光等存储器公司大肆收割了终端产品销售利润的情况发生。当然了,要实现这一点,还需要上下游共同配合,
下游的国产品牌需要逐渐将长江存储和长鑫存储的存储器导入到主流出货产品尤其是旗舰产品中,而上游的长江存储和长鑫存储也要根据技术和市场价格的变化而扩张产能,这都还需要时间。
中芯国际离量产7nm还有多远?
比起长江存储和长鑫存储,更为急迫的是中芯国际,
争分夺秒的实现14nm/12nm进入技术成熟制程,并且进一步实现7nm量产才是最重要任务,毕竟形势不等人,台积电的先进制程对华为来说是一把达摩克里斯之剑,华为不管是5G设备还是智能手机,都高度依赖台积电。
中芯国际在2015年和华为,高通以及比利时IMEC(比利时大学校际微电子研究中心) 共同成立合资公司,中芯国际作为最大股东,共同研发14纳米芯片工艺。
下图来自西南证券,其根据中芯国际的数据进行整理,从2015年开始,中芯国际开始了对14nm的研发投入,到2019年底真正量产用了四年的时间。

而根据2017年初时任中芯CEO的邱慈云,以及在当年5月接替他的中芯CEO赵海军(现在和梁孟松一起是Co-CEO),两位均提到中芯国际将在2017年启动对7nm技术的研发。
那么我们可以认为中芯开始7nm研发的时间是在2017年下半年。
到今天的进度,中芯国际一直没有披露,按照比较乐观的估计,应该是在2021年中到年底开始量产,用三年半到四年的时间完成。
我们可以对比下台积电,台积电的16nm量产的时间是2014年Q3,其7nm量产的时间是2018年Q2,用了差不多4年的时间。
我们可以回忆下,中芯国际的14nm在2019年底才第一次形成有意义的营收,而中芯国际在2018年8月9日发布的2018年上半年财报首次提到技术进展:
我們欣喜地告訴大家,在 14 納米 FinFET 技術開發上獲得重大進展。第一代 FinFET 技術研發已進入客戶導入階段。
也就是在14nm技术上,中芯国际提前了大约一年半通知市场取得了重大进展,开始进入客户导入阶段。如果我们按照2021年12月实现量产计算的话,那么到今天还有25个月的时间,这段时间对华为来说会比较难熬。
就性能方面的差距而言,中芯国际的联席CEO赵海军在2017年9月7日的北京微电子国际研讨会上做了《专注大生产技术》的演讲,其中提到:
首先,在die尺寸方面,从28nm到14nm,按正比例缩小,可以缩小到原来四分之一,而从14nm到7nm,又进一步缩小了四分之三;
其次,在性能方面,从28nm到14nm,提升了44%,而从14nm到7nm,性能又提升了43%。而中芯国际如果攻克从28nm到7nm难关的话,性能可以提升68%。
2:技术的来源与本土化
现在基本上是清楚的,
中芯国际:以来自台湾的高级研发人才为核心推进自主化集成电路制造技术;
长江存储:
32层NAND闪存来自于技术授权,64层为自主开发的Xtacking架构,中科院给予长江存储的NAND闪存开发给予了很大的技术支持;
DRAM技术以原德国奇梦达西安研发团队为班底进行开发。
合肥长鑫:
来自于德国奇梦达的技术授权基础上自主开发,根据朱一明2019年9月的讲话,长鑫存储已经建立了一支拥有自主研发实力、工作经验丰富的成建制国际化团队。目前,长鑫存储员工总数超过 2700 人,核心技术人员超过 500 人
还是那句话,希望本土一流集成电路制造专家早日脱颖而出。
3:感谢2014年推动集成电路大基金的那群人
2014年的中国国家集成电路大基金的成立,可以说是过去10年以来中国制造业的最大的里程碑事件之一,
我国制造业其他方面的大事件,如果要和集成电路大基金比较的话,
2000年—2010年:
一个是华为为首的国产通信设备产业持续崛起,
一个是以2008年首条高铁通车为标志的中国高铁网络,
一个是以2009年首个特高压电网部署为标志的中国电网,
2010-2020年:
一个是歼20首飞(2011年)和国产航母下水(2017年)为标志的中国军工产业
一个是以空间站(天宫一号2011年),货运飞船(天舟一号2017年),长征五号(2016年首飞)和北斗导航卫星(2020年完成全球组网)为标志的中国航天产业
一个是在全球竞争中脱颖而出的华为,小米,OPPO, VIVO以及联想五大全球消费电子品牌,以及海康威视,中兴等电子品牌。
一个是集成电路大基金成立(2014年),
长江存储成立(2016年),长江存储64层256Gb NAND 闪存量产(2019年);
合肥长鑫成立(2016年),长鑫存储8Gb DDR量产(2019年)
中芯国际28nm量产(2015年),中芯国际14nm量产(2019年)
除此之外,实际上2020年我国还会有2015年开工建设的华龙一号核电站进入商用,
以及国产ARJ 21支线喷气式客机商用(2015年),国产C919大飞机首飞(2017年)
但是如果我们看2010-2020年的这些中国制造业的里程碑式的事件,会发现2014年的集成电路大基金成立是唯一不在“长期计划”内的事件。
其他的领域,不管是国家主导的航天,喷气式民航飞机,国产航母,四代机,
还是民营企业主导的国产消费电子品牌全球份额猛增,都是多年前就已经开始了计划,准备或者发展,某种意义上有种水到渠成的意味。
而唯有2014年的集成电路大基金,更像是短期筹备,快速决策并且形成国家意志的产物。
而该基金成立之后,到第一期结束陆续对中国集成电路产业投入了上千亿人民币,而其中绝大部分投入到了中芯国际,长江存储这样的集成电路制造业,很大的推动了国产集成电路制造的发展,同时大量的资金也投向了设计和封测产业。
而如果这个基金不是2014年成立,而是2015年,2016年甚至2017年才成立,那么中国在2018年遭遇贸易战和技术打击之后的情况又会不一样了。
恰恰是2014年成立的大基金,在2018-2019年中国开始受到美国半导体技术打击之前赢得了数年的时间,让长江存储,中芯国际等企业得到了巨大的支持和发展。
希望以后能有深度报道这个大基金出炉的全过程,是怎样的一群人前瞻性的推动了其出台并且最终上升为国家战略。

最新评论

楼层直达:

FPFA兔兔爸

  • 0 主题
  • 256 帖子
  • 831 积分
  • 身份:版主
  • E币:479
FPFA兔兔爸 2019-11-25 11:27:38 显示全部楼层
能花钱买到的都不是事!

ywbyt01_786751933

  • 0 主题
  • 5 帖子
  • 257 积分
  • 身份:LV1 技术小白
  • E币:227
如果不打毛衣战了,这些成果又会清零。

小远

  • 0 主题
  • 8 帖子
  • 349 积分
  • 身份:LV2 初级技术员
  • E币:319
小远 2019-11-28 10:21:32 显示全部楼层
为奋斗在一线的工程师们致敬,为了自己,也为了国家!
广告

FPFA兔兔爸

  • 0 主题
  • 256 帖子
  • 831 积分
  • 身份:版主
  • E币:479
FPFA兔兔爸 2019-11-28 13:32:12 显示全部楼层
选对敌人呀,很大程度上,我们是由自己的敌人来塑造的

自做自受

  • 25 主题
  • 845 帖子
  • 1651 积分
  • 身份:LV4 高级技术员
  • E币:925
自做自受 2019-11-28 20:38:07 显示全部楼层
重磅!日本松下宣布将退出半导体产业
https://www.eet-china.com/news/2 ... campaign=2019-11-28
人家都在卖卖卖、退退退,我们却在买买买、进进进。往哪儿展?

自做自受

  • 25 主题
  • 845 帖子
  • 1651 积分
  • 身份:LV4 高级技术员
  • E币:925
自做自受 2019-11-28 20:39:56 显示全部楼层
重磅!日本松下宣布将退出半导体产业
人家都在卖卖卖、退退退,我们却在买买买、进进进。往哪儿展?
我要评论
6
14
广告
关闭 热点推荐上一条 /1 下一条
快速回复 返回列表