黃陽棋 劉超 喬路

摘 要：英特爾作為現(xiàn)代存儲技術(shù)的開創(chuàng)者之一，經(jīng)歷過數(shù)次存儲領(lǐng)域的變革，其自身的存儲業(yè)務(wù)也不斷發(fā)展演進(jìn)。歷史的發(fā)展經(jīng)驗往往能夠為我國現(xiàn)在的困難指明方向。在當(dāng)前存儲產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵時期，吸收歷史經(jīng)驗教訓(xùn)，總結(jié)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律對預(yù)判我國存儲產(chǎn)業(yè)發(fā)展和制定引導(dǎo)政策具有重要意義。作者整理了英特爾過去50年存儲業(yè)務(wù)發(fā)展脈絡(luò)，分析了其中的戰(zhàn)略動機(jī)和人才培養(yǎng)、管理機(jī)制，并結(jié)合我國實際情況，探討對我國存儲產(chǎn)業(yè)發(fā)展的借鑒與啟示，給出政策建議。

關(guān)鍵詞：英特爾;存儲發(fā)展史;DRAM;NAND Flash;新型存儲;人才培養(yǎng)

中圖分類號：TP333文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1003-5168（2020）28-0025-03

The Enlightenment of Intel's 50 Year Storage Development History to China

HUANG Yangqi LIU Chao QIAO Lu

（China Center for Information Industry Development，Beijing 100048）

Abstract： As one of the pioneer of the modern storage technology， Intel has been through multi-times of revolutions in this area and has been keeping evolving. Historical development experience can always point out the direction for the current difficulties. In the critical period of storage industry development， it is significant to learn from history and summarize the pattern in order to decide the path of the storage industry in China and draw up policies. The authors The author combed the storage history of Intel in the past 50 years， analyzed its strategic motivation， personnel training and management mechanism， and discussed the reference and Enlightenment for the development of China's storage industry， and gave policy recommendations.

Keywords： Intel;the history of storage development;DRAM;NAND Flash;emerging storage;talent development

存儲器是現(xiàn)代計算系統(tǒng)中不可或缺的一環(huán)。2019年，全球存儲器市場超過1 000億美元，是市場最大的集成電路單一產(chǎn)品。從1950年代電子計算機(jī)發(fā)明至今，存儲器經(jīng)歷了從磁帶、磁盤到今天DRAM、NAND Flash、NOR Flash的快速發(fā)展。英特爾作為首家實現(xiàn)DRAM存儲器產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)，在存儲領(lǐng)域一直占據(jù)著重要位置，其存儲業(yè)務(wù)隨著技術(shù)進(jìn)步與市場變化發(fā)生了數(shù)次重大轉(zhuǎn)型[1]。近年來，我國開始重視存儲器發(fā)展，并在這一領(lǐng)域進(jìn)行了對應(yīng)布局，但相關(guān)企業(yè)仍處于起步初期，急需尋找一條可靠的發(fā)展路徑。因此，分析英特爾存儲的發(fā)展軌跡和人才培養(yǎng)、管理模式對我國存儲器的發(fā)展具有重要的借鑒意義。

1 英特爾存儲器發(fā)展史

1.1 最早的DRAM企業(yè)

1970年，英特爾憑借其量產(chǎn)的1kb DRAM存儲器C1103，將DRAM的每字節(jié)售價降低到1美分，徹底取代了笨重的磁芯存儲器，在賺到第一桶金的同時，開創(chuàng)了以DRAM作為計算機(jī)內(nèi)存的時代。1974年，英特爾在DRAM市場中的占比高達(dá)82.9%;但是到了20世紀(jì)80年代，日本半導(dǎo)體企業(yè)通過政府強(qiáng)力的資金和研發(fā)支持，在良率和成本上均取得了優(yōu)勢，英特爾市場份額很快跌至20%以下，只能于1985年放棄DRAM轉(zhuǎn)型微處理器。

1.2 最早的閃存企業(yè)

作為以存儲起家的公司，英特爾在發(fā)展DRAM的同時，也一直在大力發(fā)展非易失性存儲，如EPROM、EEPROM等。特別是在20世紀(jì)80年代，日本東芝公司忽視了由其員工所發(fā)明的閃存技術(shù)，英特爾則投入大量資金和人員研發(fā)，成功推出了NOR Flash取代之前的EPROM和EEPROM。但是，由于NAND Flash更加容易集成，同時具備讀寫和大規(guī)模存儲優(yōu)勢，主流存儲市場逐漸轉(zhuǎn)向NAND Flash。英特爾不得不于2008年剝離NOR Flash業(yè)務(wù)與意法半導(dǎo)體的NAND Flash業(yè)務(wù)合并成立閃存公司恒憶，該公司于2010年被美光所收購。

1.3 與美光合作開發(fā)NAND Flash

2006年，在NOR Flash市場逐漸失勢而NAND Flash快速興起之時，受限于自身在NAND Flash領(lǐng)域積累的不足，英特爾選擇與美光建立了合資公司IMFT用于NAND Flash和新型存儲器的制造和研發(fā)。這使得兩家能夠共同分擔(dān)研發(fā)費用，共享研發(fā)成果和制造產(chǎn)能。但是，由于英特爾與美光在3D NAND Flash技術(shù)的未來發(fā)展上出現(xiàn)了分歧，英特爾于2015年開始自行建線生產(chǎn)NAND Flash產(chǎn)品，將大連工廠升級為3D NAND閃存工廠，這也是目前英特爾唯一的閃存工廠。同時，于2019年正式將IMFT完全轉(zhuǎn)讓給美光。自2015年英特爾獨立發(fā)展存儲器以來，該業(yè)務(wù)一直處于虧損狀態(tài)，需要依靠處理器業(yè)務(wù)的持續(xù)輸血，至2019年底，其現(xiàn)任CEO宣布擬縮減NAND Flash投資，不再實施擴(kuò)產(chǎn)計劃。

1.4 研發(fā)新型存儲以瞄準(zhǔn)下一代數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)

2015年，英特爾與美光兩家公司在IMFT共同開發(fā)了3D Xpoint存儲器（相變存儲器），并推出了傲騰持久內(nèi)存模塊產(chǎn)品[2]。持久內(nèi)存的特點在于同時擁有接近DRAM的讀寫速率、NAND Flash的容量及掉電后持久存儲的能力。英特爾基于這一特性開發(fā)出了一種全新的存儲器使用方式，即把持久內(nèi)存像內(nèi)存一樣直接連接到系統(tǒng)總線，使得CPU可以更加高效地調(diào)取存儲于其中的持久性數(shù)據(jù)，一定程度上解決了內(nèi)存與外存由于讀寫速率差距引發(fā)的“存儲墻”問題，進(jìn)而提升了數(shù)據(jù)中心性能。

2 英特爾存儲器發(fā)展戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型與人才培養(yǎng)機(jī)制分析

2.1 持續(xù)跟蹤布局新興存儲技術(shù)

隨著大數(shù)據(jù)時代的來臨，計算性能實現(xiàn)了飛速發(fā)展，存儲的延遲和功耗越來越成為整體性能的瓶頸。英特爾的存儲半導(dǎo)體戰(zhàn)略被定位為“補(bǔ)充作為核心的CPU業(yè)務(wù)”，其發(fā)展存儲器的目的在于發(fā)展建立在存儲之上的計算系統(tǒng)和信息技術(shù)。因此，英特爾在存儲業(yè)務(wù)常年虧損的情況下，也一直在進(jìn)行戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，持續(xù)跟蹤布局最為先進(jìn)的存儲技術(shù)，通過CPU的利潤補(bǔ)貼新型存儲的研發(fā)和生產(chǎn)。2019年，英特爾同時商用了傲騰持久內(nèi)存與新一代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器，這種同時整合CPU與持久內(nèi)存的策略使得英特爾成為目前唯一一家持久內(nèi)存的完整解決方案供應(yīng)商，在這一快速增長的新興市場中搶得先機(jī)。

2.2 清晰明確的存儲發(fā)展戰(zhàn)略

英特爾存儲器研發(fā)歷史優(yōu)秀，技術(shù)儲備相對雄厚，相繼率先商用了DRAM和NOR Flash，具有先發(fā)優(yōu)勢，但是，在面對存儲行業(yè)以成本和規(guī)模取勝為主的競爭時，仍然陷入了持續(xù)虧損的局面。DRAM方面，日本企業(yè)通過國家支持的聯(lián)合研發(fā)，實現(xiàn)了技術(shù)突破，在成本上擊敗了英特爾;NOR Flash方面，在NAND Flash的持續(xù)沖擊下，市場規(guī)模不斷萎縮。面對持續(xù)虧損的DRAM和NOR Flash業(yè)務(wù)，英特爾果斷采取了放棄策略，轉(zhuǎn)而通過合作研發(fā)擁抱新技術(shù)。歷史經(jīng)驗表明，存儲器技術(shù)和產(chǎn)業(yè)格局不斷更新迭代，即使是英特爾這樣的技術(shù)和資金巨頭也必須有所取舍，而市場的特點決定了成本和規(guī)模是存儲的關(guān)鍵，要想發(fā)展好存儲器，就必須下定決心，做好持續(xù)發(fā)展、大規(guī)模發(fā)展的準(zhǔn)備。

2.3 存儲器技術(shù)需具備可控發(fā)展能力

保持自身技術(shù)能力是存儲企業(yè)生存的關(guān)鍵?？v然是英特爾這樣擁有強(qiáng)大技術(shù)能力的企業(yè)，在NAND Flash技術(shù)上也不得不采取與擁有技術(shù)的美光合作的方式，以求得技術(shù)和專利的共享。但是，依靠合作也存在技術(shù)路徑選取和發(fā)展戰(zhàn)略分歧等弊端。2015年，英特爾開始自行建廠投資3D NAND Flash，并且于2019年與美光分道揚鑣，開始獨立發(fā)展。因此，存儲器技術(shù)的發(fā)展無論是通過技術(shù)授權(quán)、合作還是自主發(fā)展，關(guān)鍵在于是否可控，是否具備獨立發(fā)展能力。

2.4 因地制宜的人才培養(yǎng)機(jī)制

作為大型跨國企業(yè)，英特爾成功利用本土化人才培養(yǎng)策略打開多國市場的大門。1999年，英特爾開始在中國區(qū)實行“未來領(lǐng)袖培訓(xùn)計劃”，從本土中層員工中甄選出具有發(fā)展?jié)摿Φ囊慌诉M(jìn)行針對性培養(yǎng)，包括將這些“潛力股”送往美國總部或海外培訓(xùn)等。宏碁集團(tuán)現(xiàn)任全球總裁暨執(zhí)行長陳俊圣就曾受益于英特爾的人才本土化培養(yǎng)。

2.5 推陳出新的管理模式

在存儲這個飛速發(fā)展、日新月異的產(chǎn)業(yè)中，英特爾勇于探索和創(chuàng)新管理辦法，施行“去工人化”、創(chuàng)造“存在感”的人性化管理，如在工廠內(nèi)，技術(shù)工人可以和工程師就創(chuàng)新問題開展激烈討論，員工可以指出上級或老板的錯誤和問題，讓員工更有歸屬感、凝聚力和創(chuàng)新力[3]。

3 對我國存儲器發(fā)展的參考與借鑒

3.1 發(fā)展存儲器對我國信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)具有重要意義

英特爾的存儲器發(fā)展史證明了存儲器與CPU一樣在信息技術(shù)解決方案中不可或缺。目前，我國的信息系統(tǒng)仍然高度依賴國外存儲器廠商的產(chǎn)品，這將導(dǎo)致我國的信息產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈難以擺脫國外廠商的限制，同時，缺乏存儲技術(shù)的積累也限制了我國新型計算技術(shù)的更新迭代，難以適應(yīng)計算系統(tǒng)對低延遲、低能耗和高性能的計算需求，也不利于新型存儲技術(shù)的創(chuàng)新研究。

3.2 做好長時間持續(xù)投資持續(xù)虧損的準(zhǔn)備

從2015年英特爾開始建設(shè)大連的存儲器工廠開始，其存儲業(yè)務(wù)一直處于虧損狀態(tài)，5年總計虧損約20億美元。主要原因在于新建工廠的初期設(shè)備投入相對較大，折舊在成本中占據(jù)了很大一部分。我國存儲器項目投資存在的問題更甚。此外，存儲器單位容量的成本隨著技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)指數(shù)級的快速下降，與市場主流存在2～3代代差的產(chǎn)品幾乎不能獲取利潤。因此，我國存儲企業(yè)在追平國際主流的技術(shù)指標(biāo)前都無法依靠產(chǎn)品營收縮小虧損。參考英特爾10萬片月產(chǎn)能的NAND閃存工廠在不存在技術(shù)代差的情況下仍虧損超過5年，并且還未看到盈利希望，我國企業(yè)如果希望實現(xiàn)追趕，在技術(shù)尚未追上的情況下，預(yù)計持續(xù)虧損超過10年，虧損總額有可能達(dá)百億美元。

3.3 提前進(jìn)行未來布局

存儲器的發(fā)展隨著計算系統(tǒng)日新月異，英特爾的3D Xpoint就是一種為了彌補(bǔ)內(nèi)存與外部存儲速率差異的持久性存儲器，類似的還有MRAM、RRAM等。這些新型存儲都是經(jīng)過長期研究才最終商業(yè)化的，如3D Xpoint是2015年首次推出的產(chǎn)品，但其所采用的相變存儲技術(shù)相關(guān)專利從2001年就開始逐年增加，技術(shù)積累持續(xù)了十幾年。產(chǎn)品商用后實際上已經(jīng)很難再有新的突破，后繼者也很難繞開已有的專利。因此，我國欲在存儲技術(shù)方面突破或引領(lǐng)，須通過收購獲取已出現(xiàn)的新型存儲技術(shù)，或提前布局15年之后可能商用的存儲技術(shù)。

4 發(fā)展建議

4.1 設(shè)立存儲研發(fā)專項，盡快縮短與國外差距

爭取在正在研究制定的2020—2035年國家科技重大專項計劃中設(shè)立存儲研發(fā)專項或子項，持續(xù)支持企業(yè)開展研發(fā)。同時，創(chuàng)新專項運作模式，以長江存儲、合肥長鑫等重點企業(yè)為主導(dǎo)，提出研發(fā)需求和目標(biāo)，聚合國內(nèi)主要存儲研發(fā)力量與骨干企業(yè)合作開展研發(fā)。

4.2 強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)理解和認(rèn)識，保持發(fā)展定力

加強(qiáng)各相關(guān)單位對存儲器的認(rèn)識和理解，在思想和資源上做好持續(xù)虧損的準(zhǔn)備，避免急功近利。發(fā)展策略上，初期以技術(shù)追趕、縮短差距為主，避免盲目擴(kuò)大產(chǎn)能，以減小前期虧損，在技術(shù)代差具備盈利條件后再逐步擴(kuò)大產(chǎn)能，實現(xiàn)自身造血能力。支持方式上，除了發(fā)揮大基金、政策性銀行作用外，要在堅持主體集中大原則上，充分發(fā)揮地方政府積極性，通過新型舉國優(yōu)勢實現(xiàn)存儲器產(chǎn)能的快速擴(kuò)張。

4.3 關(guān)注未來發(fā)展，提前進(jìn)行布局

下一代存儲中英特爾的3D Xpoint相變存儲器、Everspin的磁性存儲器（MRAM）等新興存儲已經(jīng)初露端倪，將有望填補(bǔ)DRAM和NAND閃存之間的數(shù)據(jù)傳輸速率差距。當(dāng)前，國內(nèi)在新興存儲領(lǐng)域尚未有影響力的企業(yè)。相變存儲器方面，江蘇時代芯存良率過低、量產(chǎn)陷入困境;磁性存儲器方面，北航趙巍勝與微電子所趙超團(tuán)隊聯(lián)合攻關(guān)取得了一定技術(shù)進(jìn)展，但尚未能產(chǎn)業(yè)化;阻變存儲器方面，微電子所劉明院士團(tuán)隊具有一定技術(shù)基礎(chǔ)，同樣距產(chǎn)業(yè)化尚遠(yuǎn)。實際上，我國已經(jīng)在新興存儲領(lǐng)域落后，未來一段時間都需要通過設(shè)立研究專項加大相關(guān)的研發(fā)投入，同時采取中試線小規(guī)模試產(chǎn)的方式，避免將尚未實用的技術(shù)盲目產(chǎn)業(yè)化。

4.4 發(fā)掘“潛力股”培養(yǎng)領(lǐng)軍人才

存儲作為高精尖的新型技術(shù)，其專業(yè)人才的培養(yǎng)往往需要3～5年甚至更長的時間。目前，我國在存儲方面面臨缺乏領(lǐng)軍人才的困境，而領(lǐng)軍人才往往是帶領(lǐng)一個團(tuán)隊實現(xiàn)突破的關(guān)鍵所在。英特爾從2009年起在我國舉辦“英特爾杯”職業(yè)技能大賽，旨在推動產(chǎn)教融合，發(fā)掘人才。國內(nèi)的存儲企業(yè)也應(yīng)該從現(xiàn)有員工或高校相關(guān)在校生中發(fā)掘“潛力股”，并因材施教，進(jìn)行針對性培養(yǎng)，以培養(yǎng)出了解本國存儲發(fā)展情況、基礎(chǔ)知識夯實、實踐經(jīng)驗豐富、具有領(lǐng)導(dǎo)能力的領(lǐng)軍人才。

4.5 適應(yīng)發(fā)展進(jìn)程不斷更新管理模式

隨著各個國家和地區(qū)逐漸意識到存儲產(chǎn)業(yè)的重要性，越來越多的存儲企業(yè)涌現(xiàn)出來。為了適應(yīng)高速發(fā)展的存儲產(chǎn)業(yè)，相關(guān)企業(yè)也應(yīng)該不斷嘗試新的管理模式，甚至發(fā)展出符合本公司文化的創(chuàng)新管理模式。

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