2019年12月，合肥長鑫存儲正式成為了國內第一家，也是唯一一家DRAM供應商。這標志著中國的內存芯片徹底破冰，在國外銅墻鐵壁般的市場和專利圍堵中，撕開了一條口子，拿掉了卡著脖子的那只手。那么發(fā)展國產(chǎn)存儲有什么意義？現(xiàn)在的表現(xiàn)如何？

切膚之痛

2018年，半導體產(chǎn)業(yè)總規(guī)模是4780億美元，其中存儲器銷售額1692億美元，占了35%。但這么大塊蛋糕，跟我們完全沒有關系。以DRAM為例，全球市場被三星、SK海力士、美光三家吃掉了96%左右的份額，剩下一點蛋糕渣子被東芝、閃迪、臺灣南亞科技等瓜分，國產(chǎn)存儲沒有任何市場份額。

這樣的后果是什么呢？相信每一個DIY玩家提到2017年，都會淚流滿面。那一年，剛剛經(jīng)歷了顯卡“礦難”的玩家們又被內存閃了腰，內存價格開始發(fā)瘋，到年底已經(jīng)翻了三到四倍。一時間內存成為新的炫富和理財產(chǎn)品。甚至有段子說，開網(wǎng)吧虧錢倒閉，只能把店里的東西全賣了，沒想到之前買的幾百根內存賣掉之后，最后不但沒賠還小賺一筆。

千夫所指，源頭工廠表示很委屈，因為廠里生產(chǎn)線又雙叒叕停電了，或者失火了，或者被洪水沖了，總之對不起啊我們的安全管理部門就是一群驢。但是每個人都清楚，這是三星、美光和海力士三家壟斷巨頭，通過“假裝”生產(chǎn)事故控制產(chǎn)量，從而操控市場價格大賺黑心錢。就算有反壟斷調查，也不過罰點款，回去大家繼續(xù)拉電閘燒工廠。

現(xiàn)在，同規(guī)格內存300元上下。是巨頭們良心發(fā)現(xiàn)了？當然不是，而是因為長鑫、長江存儲這群國產(chǎn)“鯰魚”，在“壞事”。

中國作為全球最大的電子產(chǎn)品制造國和重要的電子產(chǎn)品消費市場，對存儲芯片有著巨大的需求。我國一直在努力減少對國外半導體制造公司的依賴，據(jù)報告，2019年我國集成電路進口4451.3億塊，同比增長6.6%，進口額為3055.5億美元，同比下降2.1%。集成電路出口2187億塊，同比增長0.7%，出口額為1015.8億美元，同比增長20%。

困境與難題

長久以來，我國的科技公司其實都是組裝廠，只能生產(chǎn)一些邊角的低技術含量產(chǎn)品，關鍵的核心芯片一直是中國制造之痛。半導體產(chǎn)業(yè)的三大支柱中，面板我們有京東方，處理器在桌面領域有龍芯、申威，在手機領域有麒麟，然而存儲器完全是零。

所謂存儲器，是指用于內存的DRAM和用于閃存的NAND顆粒，兩者的根本區(qū)別就是斷電后DRAM不再保留數(shù)據(jù)，而NAND可以。DRAM的研發(fā)難度和生產(chǎn)工藝要比NAND更高，所以全球范圍內生產(chǎn)DRAM顆粒的廠商也比NAND廠商更少，并且NAND有P/E次數(shù)限制而DRAM沒有。

在電腦里，硬盤要想與CPU溝通數(shù)據(jù)，需要經(jīng)歷一條長長的I/O路徑，包括存儲介質（磁盤、NAND）——介質驅動器/主控——I/O接口控制器（SATA/SAS/PCIE）——I/O通道擴展器/交換器（SAS Expande、PCIE Switch）——I/O通道主機總線適配器（SAS/SATA HBA/Raid適配器），最后才到CPU。且每一個零件都需要通過軟件層面也就是固件來溝通、管理、優(yōu)化性能等，非常復雜。目前如果想讓這條路徑全部國產(chǎn)化，無異于癡人說夢，但我們可以首先考慮一下介質和主控的突破，通俗地說就是搞定SSD的主控和NAND Flash顆粒，以及內存的DRAM顆粒。

機械硬盤構造精密，制造工藝極高，但全世界只有希捷和西數(shù)兩家在吃肉，剩一點湯全被HGST喝完，加之面對SSD的圍堵，這幾家也吃得并不開心，所以我們沒有技術攻堅的必要。正如當年索尼的磁帶Walkman堪稱機械和電子結合的藝術品，但最終還是被沒什么技術含量的閃存mp3打敗。SSD的門檻遠比機械硬盤低，沒有精密機械部件和模擬信號處理部件，SATA、PQE、NVMe等各種接口和協(xié)議都是標準開放的，但企業(yè)級NAND顆粒能占到SSD成本的90%。因此，在存儲器上實現(xiàn)彎道超車，是可行的。

2015年，我國啟動了“中國制造2025”的大規(guī)模融資計劃，將國內半導體集成電路產(chǎn)量從2015年的不到20%提高到2025年的70%。約有20個地方政府設立了指導基金，總投資計劃超過900億美元。但是，存儲器的制造是個極具競爭力和挑戰(zhàn)性的產(chǎn)業(yè)。由于3D NAND和DRAM的復雜性和利潤率三星、美光、海力士等頭部公司不會允許任何技術許可和合作，即便財大氣粗想并購也會遭到其背后的政府的阻撓。

縱觀國外的巨頭，固然有其自身雄厚的技術力量，但也離不開政府在背后的各種支持。同時半導體行業(yè)也是投入高、周期長、風險大、人才密集的行業(yè)，我們要發(fā)展國產(chǎn)存儲器，來自國家層面的支持是唯一的路。在這種舉國體制下，目前國內已經(jīng)建成三大內存基地，分別是武漢的長江存儲、合肥長鑫、福建晉華。三大基地總投資規(guī)模預計超過5000億元，其中長江存儲主要生產(chǎn)3D NAND閃存，合肥長鑫、福建晉華則專攻DRAM內存。不過福建晉華深陷與美光的專利訴訟被美國制裁，業(yè)務已經(jīng)癱瘓，復盤無望，而長鑫和長江，已經(jīng)各自實現(xiàn)了突破。

主控方面，我國已經(jīng)有了龍芯、聯(lián)蕓科技以及國科微，性能方面中規(guī)中矩，并非一窮二白的狀態(tài)，所以國產(chǎn)存儲器的誕生，才更讓人熱淚盈眶。

進擊的國產(chǎn)存儲

1.長鑫存儲

合肥長鑫存儲于2016年6月成立，相關制造基地總投資超過2200億元，目前已建成第一座12英寸晶圓廠并投產(chǎn)，擁有19nm的工藝制程能力，是目前國內唯一的DRAM設計制造一體化企業(yè)。全部建成之后，產(chǎn)能將占到全球20%左右。

2019年，長鑫完成了首顆國產(chǎn)19nm工藝的DDR4、LPDDR4內存研發(fā)量產(chǎn)，隨后就有威剛、七彩虹、光威等五六家品牌宣布推出采用該內存芯片的內存條，長鑫也成為全球第四家DRAM采用20nm以下工藝的廠商。

2020年底，長鑫提前達到4萬片/月的預期產(chǎn)能，實現(xiàn)了從投產(chǎn)到量產(chǎn)再到批量銷售的關鍵跨越，現(xiàn)已啟動6萬片/月產(chǎn)能建設目標。根據(jù)規(guī)劃，長鑫計劃于2021年完成17nm的工藝研發(fā)，并在三年內攻堅LPDDR5內存。

長鑫如何在短時間內就完成0到1的突破呢？當然是采用微軟和蘋果等土豪公司的通常做法：買！長鑫買下了奇夢達留下的1000萬份關于DRAM技術的文件，總量達到2.8TB，其中就包括奇夢達的Buried Wordline技術，直接避開了美韓巨頭的專利陷阱。

奇夢達，這家已經(jīng)破產(chǎn)的公司曾經(jīng)是DRAM行業(yè)的技術領導者，成功研發(fā)了業(yè)內應用至今的蜂巢式電容排布和埋入式字線晶體管技術，一度是全球第4大DRAM內層供應商，可惜沒能抗住DRAM的價格地震，于2009年4月破產(chǎn)。但在破產(chǎn)前，奇夢達還研發(fā)出了Buried wordline技術，將內存工藝推進到了46nm工藝。而長鑫通過購買技術，也形成專利防御，以避免重蹈福建晉華的覆轍。

買來了技術，還得改進，畢竟46nm工藝已經(jīng)老掉牙。長鑫在奇夢達技術的基礎上，通過引入雙重圖案對準（SADP）以及四重圖案對準（SAQP）等技術，并從內外雙面電容逐漸走到外部柱狀電容，成功將工藝推進到了1×nm，距三星、美光的技術僅一步之遙。他們還有一項名為“半導體存儲器件結構及其制作方法”的發(fā)明專利，解決了目前DRAM性能改善日趨困難的問題。

不過長鑫一直沒有公布過營收及盈利數(shù)據(jù)。有消息顯示長鑫在2020年Q1季度就虧了差不多1個億。但在半導體行業(yè)，這已經(jīng)是非常樂觀的數(shù)字。作為剛剛起步芯片行業(yè)的國內廠商而言，技術研發(fā)到產(chǎn)品測試、客戶配合都是燒錢的階段，前期賺不到錢是必然的，但至少國產(chǎn)DRAM實現(xiàn)了從無到有，未來可期。

說長鑫，不得不提一下合肥國資委，主投了破冰面板行業(yè)的京東方，還有原本奄奄一息的蔚來汽車，現(xiàn)在這兩家有多滋潤大家都很清楚。而借錢押寶半導體存儲產(chǎn)業(yè)明顯也走對了，所以有人開玩笑，合肥國資委才是最牛的風投機構。而長鑫這套完整的產(chǎn)業(yè)鏈一旦形成并成長起來，合肥市有望成為中國乃至世界的半導體產(chǎn)業(yè)基地，其背后的價值是無可估量的。

2.長江存儲

2016年7月，由紫光集團、國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金、湖北省集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金、湖北科投在武漢新芯的基礎上組建成立國產(chǎn)存儲領域的“航母”——長江存儲。總投資約1600億美元，其中紫光集團占股51.04%。同年12月，以長江存儲為主體的國家存儲器基地正式開工建設，其中包括3座全球單座潔凈面積最大的3D NAND Flash FAB廠房、1座總部研發(fā)大樓和其他若干配套建筑。

2017年，長江存儲成功設計并制造了首款32L堆疊的NAND閃存芯片，但是實在太落后了完全進不了市場。2019年9月，長江存儲宣布量產(chǎn)基于Xtacking架構的64L 256Gb TLC 3D NAND Flash。該閃存滿足固態(tài)硬盤、嵌入式存儲等主流市場應用需求與目前業(yè)界已上市的64/72層3D NAND閃存相比，其擁有同代產(chǎn)品中更高存儲密度。光威的弈系列SSD成為首款搭載該顆粒的產(chǎn)品上市。

根據(jù)長江存儲的介紹，Xtacking架構可在一片晶圓上獨立加工負責I/O及記憶單元操作的外圍電路。這樣的邏輯電路加工工藝，可以讓NAND獲取所期望的高I/O接口速度和功能。存儲單元同樣也將在另一片晶圓上被獨立加工，縮短生產(chǎn)工序和周期。當兩片晶圓各自完工后，只需一個處理步驟就可將二者堆疊結合，而且只增加了有限的成本，這似乎還是長江存儲的獨門絕技。

令人欣慰的是，長江存儲并沒有因為這點成績滿足和坐下來，因為64L堆疊NAND量產(chǎn)的時候，主流市場已經(jīng)進入96L。所以長江存儲做出了重要決定：跳過96，直接攻堅128L堆疊。2020年4月，長江存儲的128L 133Tb QLC 3D NAND芯片X2- 6070通過了SSD平臺上的示例驗證，超出所有業(yè)內人士的預期。

128L堆疊是什么概念呢？意味著長江存儲的新NAND僅僅落后美光和海力士兩個季度，與鎧俠和西數(shù)聯(lián)合開發(fā)的112L NAND不相上下。我國半導體終于在NAND這個細分領域唯一無限接近世界頂尖水平。長江存儲用了四年時間，練出了可以和美光、三星等國際巨頭掰掰手腕的力量。

值得一提的是，長江存儲的NAND器件使用的是DUV浸沒式光刻技術制造，即使沒有ASML光刻機，也能夠生產(chǎn)3D NAND芯片。因此，在追趕NAND巨頭的路上，我國并沒有太多設備方面的障礙。

目前，國內真正拿出了干貨的就是長鑫存儲和長江存儲，其他項目仍在籌建中。長江存儲的母公司清華紫光集團正在武漢建造第二家晶圓廠同時考慮在十年內對其DRAM業(yè)務進行總計8000億元人民幣的投資。2018年10月，總投資達240億美元的紫光成都存儲器制造基地項目開工。清華紫光還與重慶市政府簽署協(xié)議，在重慶成立研發(fā)中心和DRAM晶圓廠

基石已有，道路仍長

我們不希望國產(chǎn)存儲還是像龍芯那樣有產(chǎn)品無市場。幸好，一切還算順利。采用長鑫DRAM顆粒的光威弈Pro 8GB DDR4-3000內存，完全可以超頻使用。光威奕PRO SSD采用聯(lián)蕓科技主控，長江存儲的顆粒。還有長江存儲旗下品牌致鈦，采用了慧榮和聯(lián)蕓科技的主控，這些都是很純正的國產(chǎn)存儲，也是能夠實實在在買得到的產(chǎn)品。綜合性能都很不錯，但是價格還需進一步調整才能更有競爭力。不過，這已經(jīng)迫使國外巨頭“加強”了安全生產(chǎn)體系，那些打算繼續(xù)用黑片的廠商也該被淘汰出市場了。

寫在最后：

相信我們多數(shù)的消費者，都是從價格和性能方面選購產(chǎn)品，而國產(chǎn)產(chǎn)品如果能達到主流水平，大家也不會吝惜鈔票。只是多年來，我們受夠了自詡民族企業(yè)家的商人欺騙，比如漢芯，比如水氫汽車。但我們應該支持這些品牌，因為他們有真正的國產(chǎn)存儲產(chǎn)品，他們需要得到市場認可，需要資金的回籠和再投入，我們也希望在研發(fā)的同時，質量、渠道和售后都要跟上。很多東西，國產(chǎn)之后其實會給消費者帶來更大的實惠。就像汽車，如果我們沒有自己的汽車工業(yè)，那么桑塔納現(xiàn)在還得賣20萬元。