隨著SK海力士(SK Hynix)與英特爾(Intel)大連廠收購案的成形,,閃存(NAND Flash)產(chǎn)業(yè)的整合也拉開序幕,。雖然5G、大數(shù)據(jù),、智能物聯(lián)網(wǎng)以及AI的迅速崛起,,帶來了NAND Flash應用的增長,但供應商競爭態(tài)勢依然激烈,,大家擴產(chǎn)態(tài)勢積極,,短期內(nèi)仍將保持供過于求和價格下跌局面。
11月20日,,2020年北京微電子國際研討會暨 IC WORLD 學術(shù)會議在北京舉行,,長江存儲(YMTC)首席執(zhí)行官楊士寧表示,長江存儲64層3DNAND成功打入華為Mate 40供應鏈,。而以往手機閃存這樣的核心器件,,國產(chǎn)手機主要是依賴三星、鎧俠,、西數(shù),、美光等美日韓公司。
長存64層3D NAND——“出道即巔峰”
長江存儲成立于2016年,,2018年量產(chǎn)32層NAND Flash,,2019年9月64層基于Xtacking架構(gòu)的256Gb 3D NAND Flash宣布量產(chǎn)。
這也是國內(nèi)第一個宣布量產(chǎn)64層堆棧3D NAND的廠商,,Xtacking架構(gòu)擁有的獨立加工模式,,使產(chǎn)品開發(fā)時間縮短了3個月,生產(chǎn)周期縮短了20%,,也在很大程度上提高了產(chǎn)品性能,。
楊士寧表示,雖然這只是長存的第一個64層產(chǎn)品,,但已經(jīng)做到了中國企業(yè)華為的Mate 40旗艦手機里面,,可謂“出道即巔峰”。在這里面,,也看到了中國國內(nèi)半導體產(chǎn)業(yè)鏈彼此協(xié)同合作和未來長遠的發(fā)展機會,。
此外,,楊士寧還展示了 Xtacking 技術(shù),表示:“在這一方面,,長江存儲也是走在國際最前沿,,技術(shù)也是非常先進的,以后可以委托給中芯國際代工,;同時也要感謝國產(chǎn)同行的支持,。”他還表示,,目前只有帶有 Xtacking 標簽的終端產(chǎn)品才擁有真正的長江存儲國產(chǎn)閃存芯片,。
用3年的時間,長江存儲實現(xiàn)從32層到64層再到128層的跳躍式發(fā)展,。楊士寧表示,,長江存儲與其它廠商相比,僅用3年完成他們6年走過的路,,目前的技術(shù)處于全球一流水準,,下一步是解決產(chǎn)能的問題。
從長江存儲公布的最新路線圖可以看出,,今年4月發(fā)布的128 層的TLC/QLC NAND Flash也正在推進,。
在今年舉辦的中國電子信息博覽會上,長江存儲展示了128層QLC閃存產(chǎn)品,,它是業(yè)內(nèi)首款128層QLC規(guī)格3D NAND,,且擁有已知型號產(chǎn)品中最高單位面積存儲密度,最高I/O傳輸速度和最高單顆NAND Flash容量,。
2020年全球存儲廠商已經(jīng)基本上集體跨過了“百層關(guān)卡”,,三星2020年4月份開始量產(chǎn)128層,美光,、SK海力士均推出了128層3D NAND閃存芯片,,西數(shù)、鎧俠則推出了堆棧112層,,不過其存儲密度更高,。長江存儲將在128層的量產(chǎn)時間上緊緊追趕頭部廠商。
楊士寧表示:“我說我們不做最后一名,,我們肯定不做最后一名,,但跟我們比的都是有很長歷史的競爭對手。雖然不是官方宣布,,但我們會爭取在下一代技術(shù)走到最前沿,,爭取做到第一名或第二名。”
根據(jù)CFM公布2020年三季度閃存芯片全球市場份額顯示,,三星為33.3%,,位居第一;Kioxia(東芝鎧俠)21.4%,;西部數(shù)據(jù)為14.3%,;SK海力士為11.3%;美光為10.3%,;英特爾為7.9%,。
這六家企業(yè)占據(jù)了全球閃存市場的98.4%。目前長江存儲的產(chǎn)量位列全球第七,,約占1%?,F(xiàn)階段從占有率看,還不能從根本上影響美日韓,。但隨著長江存儲產(chǎn)能、良品率不斷提升,,將對美日韓的國際存儲芯片廠商帶來沖擊,,競爭將加劇。
Mate 40 的 SFS 閃存和這有關(guān)系嗎,?
此前在第三方機構(gòu)拆解分析華為Mate 40系列手機時發(fā)現(xiàn),,采用的是自研SFS1.0閃存,容量上擁有128GB,、256GB,、512GB三種。雖然華為在發(fā)布會上沒有對此進行介紹,,但是這顆閃存在測評中展現(xiàn)出了奇高無比的性能,。相比其他主流旗艦智能手機如小米10至尊版、三星Note 20 Ultra上的UFS3.1閃存,,華為SFS1.0閃存的隨機讀寫速度幾乎翻倍,。
主流 UFS 3.1 機型的順序讀取速度平均約為1800MB/s左右,順序?qū)懭胨俣燃s為700MB/s左右,,隨機寫入約在200-300MB/s范圍中,。在華為Mate 40 Pro的測評結(jié)果中,該機連續(xù)讀取約為1966MB/s,,持續(xù)寫入1280MB/s,,隨機讀取383M/s,隨機寫入更是直接近乎翻倍地達到了548MB/s,。
現(xiàn)在看來,,SFS1.0閃存性能遠超UFS3.1確實出了依靠華為自研主控芯片,還有閃存顆粒的功勞,不過無法確定這些顆粒就來自長江存儲,,因為只有在Mate 40 Pro以上的機型才搭載SFS技術(shù),,而Mate 40仍采用UFS3.1。
已贏得一大波SSD廠商
不可否認的是,,長江存儲的NAND Flash品質(zhì)已經(jīng)得到國內(nèi)一批做嵌入式存儲廠商的認可,,日前《電子工程專輯》在采訪國內(nèi)嵌入式存儲芯片廠商時,得到反饋“長江存儲的wafer的封裝良率非常高,,達到國際頭部原廠水準,,從穩(wěn)定性來說已經(jīng)達到非常高的要求,這也是他們可以從64層直接跳到128層的原因,?!?/p>
不過就目前而言,長江存儲除了華為這個客戶以外,,在SSD市場上仍舊主打中低端,。在此前長江Xtacking合作伙伴生態(tài)大會上,國科微,、金泰克,、聯(lián)蕓、嘉合勁威,、威剛,、佰維、銘瑄,、七彩虹,、朗科、臺電等廠家共同確立了長江存儲Xtacking生態(tài)聯(lián)盟,。
雖然這里面有不少不錯的消費級SSD廠商,,比如金泰克、威剛,、七彩虹等,,但是全球第一SSD品牌金士頓未加入該聯(lián)盟。
根據(jù)國際高科技研究機構(gòu)TrendForce集邦咨詢數(shù)據(jù)顯示,,再2019年全球前十大SSD模組廠自由品牌于SSD渠道市場出貨市占率排名中,,以企業(yè)級客戶為主的金士頓,市占率是第二名威剛的三倍多,。
不過隨著產(chǎn)品進入華為供應鏈,,長江存儲可以快速了解旗艦機型對NAND Flash的具體需求,了解手機產(chǎn)品主控如何配合,。在產(chǎn)品技術(shù)更新迭代上更上一層樓后,,未來預計將加快打入其他頭部品牌供應鏈的步伐,今后也可以進入其他手機、平板等消費電子領(lǐng)域,,徹底打開消費者市場,。
華為幫國產(chǎn)廠商,也是幫自己
華為這邊,,雖然目前臺積電依然不能為華為代工先進工藝芯片,,高通等廠商也只能恢復供應4G芯片,但這并沒有阻礙華為核心元器件去美化,、加強扶持國產(chǎn)廠商的決心,。之前傳出的華為“南泥灣”項目,就是要通過“自力更生,、艱苦奮斗”,,“在困境期間,希望實現(xiàn)自給自足”,。
從今年6月份開始,,華為就已經(jīng)開始對相應核心產(chǎn)品進行了重新設(shè)計,主要是核心元器件去美化,,不過這主要在5G基站等品類中,,由于智能手機涉及的元器件過多,所以華為還沒有辦法完全排除美系廠商,。
在華為最新款的Mate 40系列旗艦機中,,不少關(guān)鍵芯片仍舊使用的是海思自研產(chǎn)品,,比如5G基帶,、電源管理IC、音頻編解碼器,、Wi-Fi/BT/GNSS無線組合IC,、MB/HB功率放大器模塊、LNA/RF開關(guān)等等,。
同時,,他們也在降低美廠商元器件的使用,大力扶持國產(chǎn)芯片廠商,,比如首次在旗艦機當中引入了國產(chǎn)芯片廠商廣東希荻微電子的電池管理芯片,、聯(lián)發(fā)科的包絡(luò)追蹤芯片,同時為了降低美國芯片廠商供貨風險,,日韓以及歐洲的元器件占比也在增加,,而屏幕主要是京東方等國產(chǎn)OLED屏。
華為輪值CEO郭平之前就曾公開表示:“由于華為只是一家公司,,我們用投資和技術(shù)來幫助供應鏈合作伙伴走向成熟,。”
不過因為目前中國沒有具備先進工藝芯片制造能力的企業(yè),在高端制造設(shè)備,、材料和EDA軟件方面也需要依賴美日韓企業(yè),,也是目前所有中國半導體企業(yè)面臨的問題——全球化過程中只做了設(shè)計,也是教訓,。
11月15日,,在第二屆中國互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)資源大會上,清華大學教授,、中國半導體行業(yè)協(xié)會副理事長魏少軍在演講中,,再度談及了中國半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的困境。魏少軍稱,,目前的難點主要在制造和材料上,。
與其他環(huán)節(jié)相比,材料問題更特殊,,是多重因素導致的,。全球光刻膠一年的用量只在“個位數(shù)”,但化工企業(yè)的規(guī)模往往幾百上千億,,光刻膠這樣的精細化工產(chǎn)品對大企業(yè)的吸引力不大,。因為這對企業(yè)而言,是投入產(chǎn)出的問題,。
長江存儲也一樣,,根據(jù)市場消息分析,長江存儲的制造設(shè)備國產(chǎn)率不到30%,,這可能是最大的不確定因素,。楊士寧在IC WORLD上也提到,目前國內(nèi)半導體制造業(yè)最大的問題是缺少先進設(shè)備和技術(shù),,尤以光刻機最為重要,。
中國大陸方面半導體工藝遲遲停留在14nm難以前進,由于荷蘭ASML的EUV光刻機難以入華,,因此國內(nèi)像中芯國際這樣的巨頭也想方設(shè)法推出新技術(shù)來實現(xiàn)等效7nm工藝芯片的研發(fā),。其中,異構(gòu)集成(Heterogeneous Integration,,HI)被認為是增強功能及降低成本的可行方法,,是延續(xù)摩爾定律的新路徑,也是值得中國半導體廠商深入研究的領(lǐng)域,。