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          存储技术更加注重技术的升级 2020年中国大陆存储将进入丰年

          2020年01月15日 11:15 ? 次阅读

          与2018 年的并购、建厂、扩产、投产相比,到目前为止,今年的存储器领域并未出现大规模的并购建厂,而是更加注重技术的升级、以及新产品的研发。

          2019 年长鑫 19 纳米 DRAM 正式量产,17 纳米工艺重大突破;长江存储 64 层 3D NAND 量产,128 层 3D NAND 取得重大突破。2020 年中国大陆存储进入丰年。

          下面一起回顾一下 2019 年存储产业领域发生的那些大事件。

          存储技术更加注重技术的升级 2020年中国大陆存储将进入丰年

          一、国内篇

          2019 年 2 月 20 日,东南大学国家 ASIC 工程中心时龙兴教授、杨军教授团队在 ISSCC 上发表了题为《Sandwich-RAM: An Energy-Efficient In-Memory BWN Architecture with Pulse-Width Modulation》的论文,这是 ISSCC 上第一次录用中国大陆存储芯片领域相关论文,是首次深度学习处理器领域入选的论文。

          1、合肥长鑫 CXMT

          长鑫存储首次介绍建设情况

          2019 年 5 月 15 日,DRAM 生产商长鑫存储董事长兼 CEO 朱一明介绍长鑫的建设经历和知识产权体系。

          朱一明表示,长鑫存储通过自主研发再创新,累计投入 25 亿美元研发费用,建成了严谨合规的研发体系,并结合当前先进设备完成了大幅度的工艺改进,开发出独有的技术体系,拉近了与世界先进水平的技术差距。长鑫存储完成了第一座 12 英寸 DRAM 存储器晶圆厂的建设,技术和产品研发有序开展。目前,制造工艺进展顺利,已持续投入晶圆超过 15000 片。

          平尔萱谈长鑫技术问题

          2019 年 9 月 19 日,长鑫存储副总裁、未来技术评估实验室负责人平尔萱博士在演讲中表示 基于授权所得的奇梦达相关技术和从全球招揽的极具丰富经验的人才,长鑫存储借助先进的机台已经把原本奇梦达的 46 纳米 DRAM 平稳推进到了 10 纳米级别。公司目前开始在 EUV、HKMG 和 GAA 等目前还没有在 DRAM 上实现的新技术进行探索。

          8Gb DRAM 芯片宣布投产

          2019 年 9 月 20 日,在 2019 世界制造业大会上,合肥长鑫自主制造项目宣布投产,其与国际主流 DRAM 产品同步的 19 纳米第一代 8Gb DDR4 首度亮相。

          据了解,长鑫存储内存芯片自主制造项目于 2016 年 5 月由合肥市政府旗下投资平台合肥产投与细分存储器国产领军企业兆易创新共同出资组建,是安徽省单体投资最大的工业项目,一期设计规划产能每月 12 万片晶圆。

          目前,该项目已通过层层评审,并获得工信部旗下检测机构中国电子技术标准化研究院的量产良率检测报告。据长鑫存储董事长兼首席执行官朱一明表示,投产的 8Gb DDR4 已经通过多个国内外大客户的验证,今年底正式交付。8Gb LPDDR4X 也于第四季度实现投产。

          集成电路制造基地项目签约

          2019 年 9 月 21 日,在 2019 世界制造业大会上,合肥市政府与长鑫存储技术有限公司、华侨城集团有限公司、北方华创科技集团股份有限公司等就合肥长鑫集成电路制造基地项目签约。

          合肥长鑫集成电路制造基地项目总投资超过 2200 亿元,选址位于合肥空港经济示范区,占地面积约 15.2 平方公里,由长鑫 12 英寸存储器晶圆制造基地项目、空港集成电路配套产业园和合肥空港国际小镇三个片区组成。

          其中长鑫 12 英寸存储器晶圆制造基地项目总投资 1500 亿元;空港集成电路配套产业园总投资超过 200 亿元,位于长鑫存储项目以西;合肥空港国际小镇总投资约 500 亿元,规划面积 9.2 平方公里,总建筑面积 420 万平方米,位于长鑫存储项目以北。

          制造基地全部建成后,预计可形成产值规模超 2000 亿元,集聚上下游龙头企业超 200 家,吸引各类人才超 20 万人。

          专利授权

          2019 年 12 月,长鑫存储和 WiLAN Inc. 联合宣布,长鑫存储与 WiLAN Inc. 合资子公司 Polaris InnovaTIons Limited 有关达成专利许可协议和专利采购协议。依据专利许可协议,长鑫存储从 Polaris 获得大量奇梦达(Qimonda)的 DRAM 技术专利的实施许可。

          未来规划

          根据规划,长鑫存储合肥 12 英寸晶圆厂分为三期,第一期满载产能为 12 万片,预计分为三个阶段执行,第一阶段要完成单月 4 万片,目前为 2 万片,2020 年第一季底达到 4 万片。2020 年开始规划建设二期项目,并于 2021 年完成 17nm 工艺的 DRAM 研发。

          2、紫光集团

          宣布进军 DRAM 产业

          2019 年 6 月 30 日,紫光集团正式宣布组建 DRAM 事业群,委任刁石京为 DRAM 事业群董事长,高启全(Charles Kau)为 DRAM 事业群首席执行官(CEO)。此举标志着 DRAM 业务版块在紫光集团内部获得战略提升。

          随后,紫光迅速布局,8 月 27 日和重庆市人民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发起设立紫光国芯集成电路股份有限公司,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。

          12 英寸 DRAM 存储芯片制造工厂计划于 2019 年底开工建设,预计 2021 年建成投产。

          64 层 3D NAND 闪存投产

          2019 年 8 月 26 日,长江存储 64 层 3D NAND 闪存芯片在第二届中国国际智能产业博览会上首次公开展出。

          9 月 2 日,长江存储在其官方微信正式宣布,已经投产基于 Xtacking 架构打造的 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。

          长江存储上海研发中心落户张江

          2019 年 8 月 31 日,2019 世界人工智能大会“生态引领、智链浦东”峰会在世博中心召开?;嵘?,长江存储上海研发中心签约上海集成电路设计产业园。

          紫光长存(上海)集成电路有限公司与张江高科签约的长江存储上海研发中心为自主研发存储芯片项目,将在张江成立上海研发中心,预计研发投入每年不低于 1 亿元。

          聘任坂本幸雄

          2019 年 11 月 15 日,紫光集团正式宣布任命前尔必达 CEO 坂本幸雄(Yukio Sakamoto)为紫光集团高级副总裁兼日本分公司 CEO,负责拓展紫光在日本市场的业务。

          坂本幸雄在接受《钻石周刊》独家专访中谈到,紫光的目标是 5 年内量产 DRAM,他的工作就是协助达成目标。紫光要在日本神奈川县川崎办公室设立“设计中心”,预定招募 70 到 100 位工程师,和中国的制程据点密切合作,大约花 2、3 年建构量产的体制。

          武汉新芯二期投产

          2019 年武汉新芯二期扩产项目顺利投产,将于 2020 正式量产。

          2018 年 8 月 28 日,武汉新芯集成电路制造有限公司召开二期扩产项目现场推进会在武汉召开。据悉武汉新芯二期扩产项目规划总投资 17.8 亿美元;2018 年 12 月开始进入设备安装调试。

          紫光成都存储器制造基地项目

          2019 年,原预计于 2020 年第三季投产的紫光成都存储器制造基地项目主厂房还在建设中。

          2018 年 10 月 12 日,紫光成都存储器制造基地项目开工。据介绍,紫光成都存储器制造基地项目占地面积约 1200 亩,总投资达 240 亿美元,将建设 12 寸 3D NAND 存储器晶圆生产线,并开展存储器芯片及???、解决方案等关联产品的研发、制造和销售,旨在打造世界一流的半导体产业基地。据悉,项目全部建成将可形成月产芯片 30 万片。

          128 层 3D NAND 获突破

          2019 年长江存储 128 层 3D NAND Flash 已经取得重大突破,目前正在改进良率中,预期 2020 年投产。

          未来规划

          长江存储武汉厂目前的产能约月产能 2 万片,预计到 2020 年四季度会达到月产能 5 万片。

          紫光成都厂按计划 2020 年第三季度投产,到 2020 年四季度月产能可爬升到 1 到 2 万片。

          按照计划,2019 年顺利量产 64 层 3D NAND Flash 之后,长江存储会跳过 96 层堆叠直接杀向 128 层堆叠,而据悉 128 层 3D NAND Flash 也已经取得重大突破,这也意味着,2020 年长江存储将要进行 128 层 3D NAND Flash 的量产。

          3、晋华集成

          据悉,晋华工厂有 200 余台设备,原计划 2018 年底试产。然而,由于福建晋华和美光之间的诉讼,美国当地时间 2018 年 10 月 29 日,美国将福建晋华列入了出口管制的实体清单。随后,联电也宣布暂停为福建晋华提供研发协助。至此福建晋华的 DRAM 几乎陷入停滞。

          但是 2019 年以来,笔者在多个场合见到晋华集成副总经理徐征,虽然并未透露任何有关晋华的信息,但其代表晋华公开现身,应该表明“晋华仍在运转当中”。

          二、海外篇

          1、铠侠 / 东芝

          与西数联合投资北上 K1 工厂

          2019 年 5 月,和西数达成正式协议,共同投资在日本岩手县北上市建造的“K1”制造工厂。

          K1 工厂的建设预计将在 2019 年秋季完成,而东芝存储器和西部数据对 K1 工厂设备的联合投资将从 2020 年开始实现 96 层 3D NAND Flash 的初始生产。

          四日市工厂停电

          2019 年 6 月 15 日,日本四日市停电 13 分钟(从 18:25 到 18:38),而东芝存储器因为在该市拥有多个工厂也随之备受关注。

          东芝存储器在四日市市运营的 6 个晶圆厂(NY2,Y3,Y4,Y5-1,Y5-2 和 Y6),都遭受不同程度的损失。

          2019 年 6 月下旬,西部数据表示停电事故影响到西部数据共约 6EB 当量的 wafer 产出,约占当季供应量的一半左右。

          收购台湾光宝 SSD 业务

          2019 年 8 月 30 日,与光宝(liton Technology CorporaTIon)签署了收购其 SSD(固态硬盘)业务的最终协议。收购价格为 1.65 亿美元,该交易预计将于 2020 年上半年完成,并将根据惯例进行收市调整和监管审批。

          其中收购包括存货、机器设备、员工团队、技术与知识产权、客户供应商关系等营业与资产,预计 2020 年 4 月 1 日完成。

          此次收购视为加强公司 SSD 业务的一种方式。

          更名 Kioxia

          2019 年 10 月 1 日,东芝存储器正式更名为 Kioxia 公司。全球所有东芝存储器公司都会采用新的品牌名称 Kioxia,基本上同一天生效。而东芝电子(中国)有限公司计划将于 2020 年春天完成更名。

          东芝存储器称,融合了“记忆”与“价值”的双重含义,Kioxia 代表了公司以“存储”助力世界发展的使命,同时也是公司愿景的基石。

          Kioxia 将开创新的存储器时代,以应对日益增大的容量、高性能存储和数据处理的需求。

          2、美光

          恢复向华为出货部分芯片

          2019 年 5 月,美国商务部将华为列入一项黑名单后,美国存储芯片大厂美光也停止了华为的出货。然而,不久之后,有外媒报道,美光执行长 Sanjay Mehrotra 表示,在评估美国对华为的禁售令之后,已经恢复部分芯片出货。

          美光确定,可以合法恢复一部分现有产品出货,因为这些产品不受出口管理条例 (EAR) 和实体清单的限制。Mehrotra 同时指出,因为华为的情况依然存在不确定性,因此美光无法预测对华为出货的产品数量或持续时间。

          不过,到目前为止,尚未有美光再次向华为停止出货的消息传出。

          延迟日本广岛 DRAM 新厂投资计划

          美光位于日本广岛的 DRAM 工厂(Fab 15)最新的生产厂房 B 栋已于 2019 年 6 月初落成启用,其无尘室的面积较原先扩大了 10%,并计划进行新一代 DRAM 的生产,以缩小与三星的差距。

          Fab 15 实际上是在 2013 年美光买下尔必达后纳入麾下的,原计划在今年中期在该厂展开 1Z nm 制程的下一代 DRAM 生产,不过据传该厂已动工的 F 栋厂房部分扩建已经向后推迟了 7 个月,F 栋厂房原本预计在 2020 年的 7 月份完成兴建,如今已经延迟到 2021 年的 2 月份,足足向后延迟了 7 个月的时间。

          各中原因,众说纷纭,有说是因为对华为禁运,有说是因为数据市场低迷。

          新加坡闪存厂完成扩建

          2019 年 8 月 14 日,美光宣布完成新加坡 NAND Flash 厂 Fab 10A 的扩建,这是继 Fab 10N、Fab 10X 之后的第三座 NAND Flash 工厂。

          扩建的 Fab 10A 为晶圆厂区无尘室空间带来运作上的弹性,可促进 3D NAND 技术先进制程节点的技术转型。另外,扩建的 Fab 10A 厂区将根据市场需求调整资本支出,在技术及产能转换调整情况下,Fab 10 厂区总产能将保持不变。

          台湾 DRAM 扩产

          2019 年 8 月,美光(Micron)将在台湾加码投资,要在现有厂区旁兴建 2 座晶圆厂,总投资额达 4000 亿元新台币(约合人民币 903 亿元),生产最新制程 DRAM。美光此次 4000 亿新台币扩建案,规划在目前中科厂旁,兴建 A3 及 A5 二座晶圆厂。

          其中,A3 厂房是以扩建无尘室为名,且已进入工程兴建阶段,预定 2020 年 8 月完工投,并陆续装机,2020 年第 4 季导入最新的 1Z 制程试产,借此缩小与三星的差距;第二期 A5 厂将视市场需求,逐步扩增产能,规划设计月产能 6 万片。

          完成收购 IMF,结束和英特尔的合作

          2019 年 10 月 31 日,美光完成对英特尔在双方合资公司 IM Flash Technologies 的股权收购,位于犹他州 Lehi 的工厂成为美光的全资子公司。此举表明,美光和英特尔在 NAND Flash 方面的合作也将彻底结束,包括 3D NAND 技术的研发,将各自独立推动自己的未来技术路线图。

          3、SK 海力士

          停产部分 NAND Flash 产 品

          2019 年第一季度,SK 海力士财报表现不尽如人意,营收为 6.77 兆韩元,环比下滑 32%,同比下滑 22%;营业利润为 1.37 兆韩元,环比下滑 69%,同比下滑 69%;净利润 1.1 兆韩元,环比下滑 68%,同比下滑 65%。

          因此,SK 海力士表示,为专注于改善收益,在 NAND Flash 部分,将停止生产成本较高的 36 层与 48 层 3D NAND,同时提高 72 层产品的生产比重。

          在 DRAM 领域,将逐渐扩大第一代 10 纳米 (1X) 产量,并从下半年起,将主力产品更换为第二代 10 纳米 (1Y) 产品。与此同时,为支援新款服务器芯片的高用量 DRAM 需求,将开始供给 64GB ??椴?。

          无锡新厂完工

          2019 年 4 月 18 日,SK 海力士无锡二工厂(C2F)举行了竣工仪式。二工厂是在原有 DRAM 生产线 C2 的基础上实施的扩建工程。二工厂项目全部建成后,SK 海力士无锡工厂将形成月产 18 到 20 万片 12 英寸晶圆的产能。

          不过由于各种原因,目前产能推进不是很积极。

          量产业界首款 128 层 4D NAND 芯片

          2019 年 6 月 26 日,SK 海力士宣布,已成功开发并开始量产世界上第一款 128 层 1Tb TLC 4D NAND 闪存芯片。

          在相同的 4D 平台和工艺优化下,SK 海力士在现有 96 层 NAND 的基础上又增加了 32 层,使制造工艺总数减少了 5%。与以往技术迁移相比,96 层向 128 层 NAND 过渡的投资成本降低了 60%,大大提高了投资效率。

          这款 128 层的 1Tb NAND 闪存芯片实现了业界最高的垂直堆叠,拥有 3600 多亿个 NAND 单元,每个单元在一个芯片上存储 3 位。相较于此前的 96 层 4D NAND,SK 海力士新的 128 层 1Tb 4D NAND 可使每块晶圆的位产能提高 40%。

          4、三星

          全球首发量产 512GB eUFS3.0 闪存芯片

          2019 年 2 月 27 日,三星电子宣布,全球首发量产 512GB eUFS3.0 闪存芯片,成为了全球唯一一家可以量产 512GB eUFS3.0 闪存芯片的公司,该芯片用于三星折叠屏手机 Galaxy Fold。

          三星电子表示,eUFS3.0 芯片连续读取速度可达 2100MB/s,是现有 eUFS 2.1 速度的两倍有余,也是普通 SD 卡速度的 20 多倍,计划下半年开始供应 1TB 与 256GB 规格的 eUFS 3.0 闪存芯片。

          推出 1Z 纳米制程 DRAM

          在 DRAM 制程陆续进入 10 纳米级制程后,三星电子于 2019 年 3 月 21 日宣布,开发第三代 10 纳米等级(1znm)8GB DDR4。

          而这也是三星发展第二代(1ynm)制程 DRAM 之后,经历 16 个月,在不使用 EUV 的情况下,再次开发出更先进制程的 DRAM 产品。

          随着 1znm 制程产品问世,并成为业界最小的存储器生产节点,三星的生产效率比以前 1ynm 等版 DDR4 DRAM 高 20%以上。

          三星指出,跨入 1znm 制程的 DRAM 生产,将为全球 IT 加快朝向下一代 DRAM 界面,包括 DDR5、LPDDR5 和 GDDR6 等预做准备。

          量产全球首款 12Gb LPDDR5 DRAM

          2019 年 7 月 18 日,三星电子官方宣布量产全球首款 12Gb LPDDR5 DRAM。据了解,三星 12Gb LPDDR5 DRAM 主要针对未来智能手机,优化其 5GAI 功能。

          采用第 2 代 10 纳米等级(1ynm)制程的新款 12Gb LPDDR5 DRAM,传输速度可达到 5500Mbps,是现有 LPDDR4X 速率 4266Mbps 的 1.3 倍。

          三星表示,2020 年将量产 16Gb 的 LPDDR5 DRAM 颗粒。

          三星西安基地扩产

          2019 年 12 月 25 日,三星西安二期二阶段开工,预计投资达 80 亿美元,规划月产能 7 万片。

          三星西安基地二期一阶段月产能 6 万片,已经开始投片试产,将于 2020 年 3 月正式量产。

          二期整体完工后,西安总产能将高达 25 万片。

          三星华城停电

          2019 年 12 月 31 日下午,三星华城基地发生大约一分钟的断电事故,导致三星华城芯片工厂的部分芯片生产已经暂停。

          据悉,此次断电是因为区域电力传输电缆出现问题,目前部分 DRAM 和 NAND 闪存的生产已经暂停,预计需要大约两到三天时间才能全面恢复。此次事故可能造成数百万美元损失,但没有造成重大破坏。

          而 2018 年,三星平泽工厂一次半小时的断电造成了据估计高达 500 亿韩元(约合 4332 万美元)的损失。

          5、英特尔

          2019 年 9 月,英特尔表示,3D XPoint 闪存依然采用第一代两层堆叠技术,制造还依赖美光工厂的产能。

          明年上市的第四代 3D 闪存已经确定将使用 144 层堆叠技术,并且同 96 层堆叠时代不同的是 QLC 闪存将成为首发产品。但继续沿用 FloaTIng Gate 浮栅结构,英特尔表示这种结构在数据保存期上较 Charge Trap 结构更有优势。

          PLC(5bit per cell)可行性也在讨论中,并没有量产的时间表。

          出售 IMF,结束和美光的合作

          2019 年 10 月 31 日,英特尔完成在和美光的合资公司 IM Flash Technologies 中的股权出售,位于犹他州 Lehi 的工厂成为美光的全资子公司。此举表明,美光和英特尔在 NAND Flash 方面的合作也将彻底结束,包括 3D NAND 技术的研发,将各自独立推动自己的未来技术路线图。

          6、华邦电子

          高雄新厂延后

          华邦电子高雄 12 英寸厂房于 2019 年 7 月封顶,原本预期 2021 年底可开始进入生产,初期以 25 纳米 DRAM 开始投片。2019 的 2 月 6 日华邦电子表示,由于 2012 年存储器市况将趋于稳定,但因存储器价格仍然不好,所以高雄 12 英寸厂的装机时间将递延到 2022 年第一季。

          中科厂挺进下一代制程

          2019 年,中科厂已经安装 20 纳米和 25 纳米的 DRAM 设备,在此试验新制程,如果良率得以提升,然后再搬到高雄新厂量产。

          7、旺宏电子

          加码 3D NAND Flash

          2019 年 12 月 9 日,旺宏公司表示将于 2020 年下半年开始量产 48 层 3D NAND 存储器,并且已经收到了客户的订单。此外,公司计划在 2021 年量产 96 层,在 2022 年量产 192 层 3D NAND 存储器。

          旺宏成立 30 年,目前已经在 ROM、NOR Flash 拿下全球第一的地位,下一个目标则是要在 20 年内,成为 NAND Flash 的领导厂商。

          8、南亚科技

          自主研发 10 纳米级工艺

          2019 年,南亚科技完成自主研发 10 纳米级 DRAM 技术,将在 2020 年下半年试产。

          南亚科技现在以 20 纳米技术为主力,技术来源为美光。随着南亚科技 10 纳米制程导入自主技术,意味未来不再仰赖美光授权,摆脱数十年来技术长期依赖国际大厂的状况,免除动辄上百亿元的授权费用。

          南亚科技已成功开发出 10 纳米 DRAM 新型记忆体生产技术,使 DRAM 产品可持续微缩至少三个时代。第一代的 10 纳米前导产品 8Gb DDR4、LPDDR4 及 DDR5 将建构在自主制程技术及产品技术平台,2020 下半年后将进入产品试产。第二代 10 纳米制程技术已开始研发阶段,预计 2022 年前导入试产,后续会开发第三代 10 纳米制程技术。

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