《電子技術(shù)應(yīng)用》
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新一輪的DRAM資本大戰(zhàn)開打,,歷史會重演嗎,?

2018-05-14
關(guān)鍵詞: DRAM 存儲器

  繼三星,、SK海力士之后,,臺灣南亞科,、華邦電和力晶等三家記憶體相關(guān)業(yè)者,,都悄悄啟動增加資本支出計劃,。隨著業(yè)者「資本支出大戰(zhàn)」再度開打,,是否會打破維系已久的產(chǎn)業(yè)平衡默契,導(dǎo)致價格反轉(zhuǎn),,備受關(guān)注,。

  其中,主攻記憶體芯片設(shè)計與制造的南亞科,、華邦電今年資本支出都近200億元,,南亞科更上調(diào)逾七成至197.1億元,華邦電則為歷史新高的182億元,年增逾二成,。

  力晶雖已宣布轉(zhuǎn)型晶圓代工,,但仍有不少業(yè)務(wù)來自為晶豪科、愛普等記憶體設(shè)計業(yè)者代工芯片,,力晶日前宣布將啟動近3,000億元的12吋新廠建設(shè)計畫,,對產(chǎn)業(yè)影響同受矚目。

  隨著各種電子終端產(chǎn)品對記憶體需求量增加,,各大記憶體廠和市調(diào)機構(gòu)普遍認為,,今年DRAM業(yè)仍是大豐收的一年。

  看好記憶體需求強勁,,各大廠趁勢透過提高資本支出等方式,,擴大產(chǎn)出,希望能搶到更多商機,,也為未來市場供需失衡狀況埋下隱憂,。

  南亞科加碼投資20奈米制程,今年資本支出由原訂的115億元上調(diào)至197.1億元,,增幅逾71%,,規(guī)劃在明年第2季底前,將20奈米制程月產(chǎn)出提升至4.7萬片,,也讓南亞科DRAM月產(chǎn)能增至7.3萬片,。

  這是南亞科在轉(zhuǎn)型專注利基型記憶體市場后,重新擴大標準型記憶體,,甚至重返伺服器DRAM的一項重要投資行動,。

  南亞科強調(diào),增加的產(chǎn)出占全球供應(yīng)數(shù)量有限,,影響也有限,。

  華邦電與力晶也都宣布增加資本支出,力晶并將啟動12吋新廠,,雖然相關(guān)計畫要到2020年才會完工并陸續(xù)投資,,但也隱約透露DRAM廠已有意增產(chǎn),未來是否會讓一直處于上漲的DRAM市況,,進入反轉(zhuǎn)下跌,,已成為全球投資人關(guān)注的焦點。

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  會引致新一輪倒閉潮嗎,?

  DRAM這個市場從來不是一個“安分”的市場,,當年英特爾轉(zhuǎn)向做CPU,是當時他所擅長的DRAM被日本廠商打得毫無招架之力的“無奈之舉”,,后來的日本又被韓國的DRAM鐵錘打得沒有翻身的機會,。中間還有中國臺灣地區(qū)的DRAM的群起而攻之,,但最后卻慘敗而歸。現(xiàn)在新一輪的DRAM投資戰(zhàn)開啟,,會否再現(xiàn)當年的DRAM慘況,?讓我們再次回顧一下過去幾十年的DRAM戰(zhàn)爭,以此為鑒:

  一,、Intel的DRAM崛起

  1968年,,時任仙童總經(jīng)理的鮑勃·諾伊斯,拉著研發(fā)部門負責人戈登·摩爾辭職,。從風險投資家阿瑟·洛克那里拉來250萬美元投資,正式成立了英特爾(Intel)公司,,洛克出任董事長,。Intel在英文中含有智慧和集成電路的意思,商標是花1.5萬美元,,從一家酒店手里買的,。當時公司只有諾伊斯和摩爾兩個員工,他們招兵買馬時,,又從仙童公司挖來了工藝開發(fā)專家安迪·格魯夫,,擔任運營總監(jiān)。

  英特爾成立之初,,繼承了仙童的技術(shù)能力,。公司制定的發(fā)展方向是研制晶體管存儲器芯片,這是一個全新的市場,。當時的半導(dǎo)體工藝主要有雙極型晶體管,,和場效應(yīng)(MOS)晶體管。這兩項工藝都是仙童的長項,。但是哪一種工藝用來生產(chǎn)的芯片更好,,他們并不清楚。于是公司成立了兩個研發(fā)小組,。1969年4月,,雙極型小組推出了64bit容量的靜態(tài)隨機存儲器(SRAM)芯片C3101,只能存儲8個英文字母,。這是英特爾的第一個產(chǎn)品,,客戶是霍尼韋爾。

  1969年7月,,場效應(yīng)管小組推出了256bit容量的靜態(tài)隨機存儲器芯片C1101,。這是世界第一個大容量SRAM存儲器?;裟犴f爾很快下達了訂單,。隨后,英特爾研究小組不斷解決生產(chǎn)工藝中的缺陷,于1970年10月,,推出了第一個動態(tài)隨機存儲器(DRAM)芯片C1103,,有18個針腳。容量有1Kbit,,售價僅有10美元,,它標志著DRAM內(nèi)存時代的到來。

  1972年,,憑借1K DRAM取得的巨大成功,,英特爾已經(jīng)成為一家擁有1000名員工,年收入超過2300萬美元的產(chǎn)業(yè)新貴,。C1103也被業(yè)界稱為磁芯存儲器殺手,,成為全球最暢銷的半導(dǎo)體芯片。同年IBM在新推出的S370/158大型計算機上,,也開始使用DRAM內(nèi)存,。到1974年,英特爾占據(jù)了全球82.9%的DRAM市場份額,。

  1973年石油危機爆發(fā)后,,歐美經(jīng)濟停滯,電腦需求放緩,,影響了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),。而英特爾在DRAM存儲芯片領(lǐng)域的份額也快速下降。因為他們引來了競爭對手,,主要有德州儀器(TI),、莫斯泰克(Mostek)和日本NEC。

  二,、日本的進攻

  在1970年代,,日本盡管可以生產(chǎn)DRAM內(nèi)存芯片,但是最關(guān)鍵的制程設(shè)備和生產(chǎn)原料要從美國進口,。為了補足短板,,1976年3月,經(jīng)通產(chǎn)省,、自民黨,、大藏省多次協(xié)商,日本政府啟動了"DRAM制法革新"國家項目,。由日本政府出資320億日元,,日立、NEC,、富士通,、三菱,、東芝五大企業(yè)聯(lián)合籌資400億日元??傆嬐度?20億日元(2.36億美元)為基金,,由日本電子綜合研究所,和計算機綜合研究所牽頭,,設(shè)立國家性科研機構(gòu)——“VLSI技術(shù)研究所”(超LSI技術(shù)研究組合),。

  研究所地址就選在,位于川崎市高津區(qū)的NEC中央研究所內(nèi),。日立公司社長吉山博吉擔任理事長,,根橋正人負責業(yè)務(wù)領(lǐng)導(dǎo),垂井康夫擔任研究所長,,組織800多名技術(shù)精英,,共同研制國產(chǎn)高性能DRAM制程設(shè)備。目標是近期突破64K DRAM和256K DRAM的實用化,,遠期在10-20年內(nèi),實現(xiàn)1M DRAM的實用化,。(VLSI是超大規(guī)模集成電路的簡稱)

  在這個技術(shù)攻關(guān)體系中,,日立公司(第一研究室),負責電子束掃描裝置與微縮投影紫外線曝光裝置,,右高正俊任室長,。富士通公司(第二研究室)研制可變尺寸矩形電子束掃描裝置,中村正任室長,。東芝(第三研究室)負責EB掃描裝置與制版復(fù)印裝置,,武石喜幸任室長。電氣綜合研究所(第四研究室)對硅晶體材料進行研究,,飯塚隆任室長,。三菱電機(第五研究室)開發(fā)制程技術(shù)與投影曝光裝置,奧泰二任室長,。NEC公司(第六研究室)進行產(chǎn)品封裝設(shè)計,、測試、評估研究,,川路昭任室長,。

  在產(chǎn)業(yè)化方面,日本政府為半導(dǎo)體企業(yè),,提供了高達16億美元的巨額資金,,包括稅賦減免、低息貸款等資金扶持政策,,幫助日本企業(yè)打造DRAM集成電路產(chǎn)業(yè)群,。到1978年,,日本富士通公司,研制成功64K DRAM大規(guī)模集成電路,。美國IBM,、莫斯泰克、德州儀器也在同時發(fā)布了產(chǎn)品,。這一年,,由于日本64K動態(tài)隨機存儲器(DRAM)開始打入國際市場,集成電路的出口迅速增加,。

  1980年,,日本VLSI聯(lián)合研發(fā)體,宣告完成為期四年的“VLSI”項目,。期間申請的實用新型專利和商業(yè)專利,,達到1210件和347件。研發(fā)的主要成果包括各型電子束曝光裝置,,采用紫外線,、X射線、電子束的各型制版復(fù)印裝置,、干式蝕刻裝置等,,取得了引人注目的成果。針對難度大的高風險研究課題,,VLSI項目采用多個實驗室群起圍攻的方式,,調(diào)動各單位進行良性競爭,保證研發(fā)成功率,。各企業(yè)的技術(shù)整合,,保證了DRAM量產(chǎn)成功率,奠定了日本在DRAM市場的霸主地位,。

  1982年,,美國50家半導(dǎo)體企業(yè)秘密結(jié)成技術(shù)共享聯(lián)盟,避免資金人力重復(fù)投資,??墒沁@些合作項目剛剛啟動,就傳來了壞消息,。美國剛剛研制出256K DRAM內(nèi)存,,而日本富士通、日立的256K DRAM已經(jīng)批量上市,。1983年間,,銷售256K內(nèi)存的公司中,除了富士通,、日立,、三菱,、NEC、東芝之外,,只有一家摩托羅拉是美國公司,。光是NEC九州工廠的256K DRAM月產(chǎn)量,就高達300萬塊,。日本廠商開出的海量產(chǎn)能,,導(dǎo)致這一年DRAM價格暴跌了70%。內(nèi)存價格暴跌,,使得正在跟進投資更新技術(shù)設(shè)備的美國企業(yè),,普遍陷入巨額虧損狀態(tài)。難以承受虧損的美國企業(yè),,紛紛退出DRAM市場,,又進一步加強了日本廠商的優(yōu)勢地位。

  三,、韓國廠商的收割

  1983年2月,,三星集團創(chuàng)始人李秉喆在東京發(fā)表宣言:宣布三星集團正式進軍半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),并準備出資1000億韓元(約1.33億美元),,執(zhí)行這項計劃,。在此之前,三星已經(jīng)建立半導(dǎo)體實驗室,,并聚焦在DRAM領(lǐng)域。三星之所以選擇DRAM,,是考慮到在所有存儲產(chǎn)品中,,DRAM的應(yīng)用范圍和市場潛力最大。但是從技術(shù)領(lǐng)域看,,三星當時存在著巨大的技術(shù)鴻溝,。如何獲得先進核心技術(shù)呢?三星嘗試從國外引進技術(shù),,連續(xù)遭到美國德州儀器,、摩托羅拉、日本NEC,、東芝,、日立等公司的拒絕。

  最終,,三星通過美國幾家陷入困境的小型半導(dǎo)體公司找到門路,。當時美國鎂光科技規(guī)模還很小,已經(jīng)被日本廉價DRAM擠壓得喘不過氣,,還要投錢研發(fā)256K DRAM產(chǎn)品,。于是鎂光將64K DRAM的技術(shù)授權(quán)給了韓國三星,。三星又從加州西翠克斯(CITRIX)公司買到了高速處理金屬氧化物的設(shè)計。

  獲得兩家美國公司技術(shù)后,,三星分別在美國硅谷和漢城南部30公里的龍仁市器興(Giheung),,設(shè)立兩個研發(fā)團隊,招募韓裔美國工程師,,日以繼夜地消化吸收技術(shù),。硅谷團隊負責收集美國的產(chǎn)業(yè)技術(shù)資訊。器興團隊負責建設(shè)工廠,,熟悉三星從日本夏普手里弄來的量產(chǎn)制程設(shè)備,。日本夏普由于被通產(chǎn)省歸類為消費電子公司,而非IC半導(dǎo)體公司,,因此不受出口技術(shù)規(guī)范管制,。三星找到這個漏洞,從夏普買來設(shè)備,。六個月后,,三星的工程師成功掌握了,量產(chǎn)64K DRAM的301項流程,,和其中8項核心技術(shù),,順利制造出生產(chǎn)模組。

  1983年12月1日,,三星電子社長姜振求召開記者招待會,,宣布三星已經(jīng)繼美、日兩國之后,,成功自行研發(fā)出64K DRAM,。1984年5月,三星第一座DRAM工廠在器興竣工,,工期只用了半年,。四個月后開始批量生產(chǎn)的64K DRAM。這比美國研制的同類產(chǎn)品晚了40個月,,比日本晚了6年,。當時三星生產(chǎn)線上的員工,多數(shù)是農(nóng)村來的婦女,,文化素質(zhì)不高,,但是服從性好。工廠技術(shù)管理,,主要靠三星從美國高薪招募回來的韓裔工程師,。

  1982年至1986年間,韓國四大財團在DRAM領(lǐng)域,,進行了超過15億美元的瘋狂投資,,相當于同期臺灣投入的10倍,。同時期,中國上海寶鋼項目投資40億美元左右,。但是在電子工業(yè)方面,,中國政府幾乎放棄了產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)權(quán)。各省市胡亂花費了3-5億美元,,購買外國淘汰技術(shù),,根本未能形成技術(shù)競爭力。而且在廣東,、福建,、海南、浙江等沿海省份,,巨額走私日本,、美國、臺灣電子元器件的沖擊下,,中國電子工業(yè)徹底崩潰,,就這樣跪了三十年也沒能爬起來。

  面對韓國企業(yè)咄咄逼人的追趕態(tài)勢,,日本廠商以低于韓國產(chǎn)品成本一半的價格,,向市場大量拋售產(chǎn)品,有意迫使韓國人出局,。結(jié)果韓國大型財團不但頂住巨額虧損壓力,,追加投資,還讓日本企業(yè)承擔了美國反傾銷的壓力,。美國與日本的紛爭,,讓韓國漁翁得利。1992年,,韓國三星超越日本NEC,,首次成為世界第一大DRAM內(nèi)存制造商,,并在其后連續(xù)蟬聯(lián)了25年世界第一,。

  1990年開始,韓國三大企業(yè)已經(jīng)具備了,,趕超日本DRAM產(chǎn)業(yè)的技術(shù)體系建設(shè),。三星建立了26個研發(fā)中心,LG和現(xiàn)代各有18,、14個研發(fā)中心,。與之對應(yīng)的是,三星的技術(shù)研究費用成倍增加,。1980年三星在半導(dǎo)體領(lǐng)域的研發(fā)費用僅有850萬美元,,到1994年已經(jīng)高達9億美元,。1990年三星還落后日本,第三個推出16M DRAM產(chǎn)品,。到1992年,,三星領(lǐng)先日本,推出世界第一個64M DRAM產(chǎn)品,。1996年,,三星開發(fā)出世界第一個1GB DRAM。與研發(fā)費用相對應(yīng),,1989年韓國的專利技術(shù)應(yīng)用有708項,,1994年竄升至3336項。

  但是作為產(chǎn)業(yè)后進者的韓國,,仍然存在致命短板,。韓國的核心生產(chǎn)設(shè)備和原料,主要從美國,、日本進口,。僅在1995年,韓國就進口了價值25億美元的半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備,,其中47%自日本進口,,30%來自美國。由于日本政府在設(shè)備管制方面的漏洞,,韓國可以輕易買到日本先進設(shè)備,,但是卻很難從日本引進技術(shù)。為了減少對外國供應(yīng)商的依賴,,1994年,,由韓國政府主導(dǎo),推出總預(yù)算2000億韓元(2.5億美元)的半導(dǎo)體設(shè)備國產(chǎn)化項目,,鼓勵韓國企業(yè)投資設(shè)備和原料供應(yīng)鏈,。韓國貿(mào)工部在漢城南部80公里的松炭和天安,設(shè)立兩個工業(yè)園區(qū),,專門供給半導(dǎo)體設(shè)備廠商設(shè)廠,。為了挖來技術(shù),韓國以優(yōu)厚條件招攬美國化工巨頭杜邦,、硅片原料巨頭MEMC,、日本DNS(大日本網(wǎng)屏)等廠商,在韓國設(shè)立合資公司,。

  完成量產(chǎn)技術(shù)積累后,,韓國企業(yè)開始向產(chǎn)業(yè)廣度擴張,以三星為例:三星從美國SUN公司引進JAVA處理器技術(shù),從法國STM(意法半導(dǎo)體)引進DSP芯片技術(shù),,從英國ARM引進聲音處理芯片技術(shù),,與日本東芝、NEC,、沖電氣(OKI)展開新型閃存方面的技術(shù)交流,。通過與美國、歐洲企業(yè)建立聯(lián)盟合作關(guān)系,,三星在DRAM之外,,獲得了大量芯片產(chǎn)業(yè)資源,開始向微處理器(CPU)等領(lǐng)域快速擴張,。

  1995年美國微軟公司推出Windows 95操作系統(tǒng),,受此影響,韓國與日本廠商瘋狂擴充產(chǎn)能,,導(dǎo)致DRAM產(chǎn)品供過于求,,引發(fā)DRAM價格暴跌70%。但是在美國的刻意扶植下,,韓國廠商仍然力壓日本,。1996年,韓國三星電子的DRAM芯片出口額達到62億美元,,居世界第一,,日本NEC居第二。韓國現(xiàn)代電子以21.26億美元居第三位,。LG半導(dǎo)體以15.4億美元居第九位,。


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