半導(dǎo)體存儲(chǔ)器是現(xiàn)代以數(shù)據(jù)為中心社會(huì)的關(guān)鍵戰(zhàn)略市場，并受到重要的大趨勢的推動(dòng)，這些大趨勢包括移動(dòng)性，云計(jì)算,，人工智能（AI）和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）,。NAND（非易失性）和DRAM（易失性）是當(dāng)前的主流存儲(chǔ)器,，分別用作智能手機(jī)，固態(tài)硬盤,，PC,，服務(wù)器和車輛等廣泛應(yīng)用和系統(tǒng)的存儲(chǔ)和工作的存儲(chǔ)器。2019年,，NAND和DRAM占整體獨(dú)立存儲(chǔ)器市場的96％,，合并收入為1070億美元。

　　中國是存儲(chǔ)設(shè)備的重要市場,，并且由于移動(dòng),，汽車和服務(wù)器市場的需求旺盛，其需求繼續(xù)保持強(qiáng)勁增長,。值得注意的是,，中國購買了全球制造的所有NAND和DRAM芯片的1/3以上（圖1）。

　　中國的中央和地方政府與私人企業(yè)合作,，已投資數(shù)十億美元發(fā)展本地半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),，以彌合國內(nèi)生產(chǎn)與消費(fèi)之間的差距。早在2015年,，中國政府就啟動(dòng)了一項(xiàng)大規(guī)模資助計(jì)劃,，以將其國內(nèi)半導(dǎo)體IC生產(chǎn)從2015年的不到20％提高到2025年的70％。大約20個(gè)地方政府設(shè)立了指導(dǎo)基金,。達(dá)成總價(jià)值超過900億美元的總體投資計(jì)劃,。中國一直在努力與這一雄心勃勃的計(jì)劃保持同步。

　　但是我們必須認(rèn)識(shí)到,，打造和運(yùn)營與市場領(lǐng)先者相同的技術(shù)能力的半導(dǎo)體晶圓廠并不是一個(gè)僅通過投入資金就能解決的問題。特別地,，由于3D NAND和DRAM設(shè)備的高制造復(fù)雜性,，存儲(chǔ)器是一項(xiàng)非常具有競爭性和挑戰(zhàn)性的業(yè)務(wù)。應(yīng)考慮的主要挑戰(zhàn)之一是對高級(jí)技術(shù)IP和工程人才的需求,。美光,，三星和SK hynix等外國公司不接受前沿存儲(chǔ)器產(chǎn)品的技術(shù)許可或與當(dāng)?shù)毓镜暮献骰锇殛P(guān)系。而且,，收購?fù)鈬鴮?shí)體的交易通常受到全世界外國政府的阻止,。

　　如今，中國OEM必須從領(lǐng)先的國際供應(yīng)商那里購買其大部分NAND和DRAM芯片,，例如美光,，英特爾和Western Digital（美國），三星和SK hynix（韓國）以及Kioxia（日本）。這些參與者在技術(shù)開發(fā)方面處于領(lǐng)先地位,，并制定了快速而積極的擴(kuò)展計(jì)劃,。在2019年，同時(shí)提供NAND和DRAM產(chǎn)品的制造商（例如三星,，SK hynix和美光）將其存儲(chǔ)芯片生產(chǎn)的30％以上賣給了位于中國的公司,，以及純NAND廠商（例如Kioxia，Western Digital和英特爾–平均將其NAND生產(chǎn)的30％銷往中國（圖2）,。

　　在與西方的貿(mào)易緊張關(guān)系不斷升級(jí)的背景下,，在中國建立自給自足的半導(dǎo)體生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)程已大大加快。然而,，領(lǐng)先的半導(dǎo)體國家可以通過貿(mào)易手段很容易地限制其發(fā)展,。因?yàn)橹袊雽?dǎo)體制造商仙子啊依靠外國公司來提供最新的晶圓廠設(shè)備（WFE），因?yàn)楸镜卦O(shè)備供應(yīng)商無法提供領(lǐng)先的制造工具,，而且與全球同行的技術(shù)差距太大,，無法在幾年的時(shí)間里消除差距。

　　因此,，對于美國（應(yīng)用材料,，Lam Research，KLA Tencor）以及歐洲（ASML,，EVG）和日本（Canon和Tokyo Electron）的巨型半導(dǎo)體設(shè)備生產(chǎn)商來說,，預(yù)計(jì)中國仍將是其未來多年的主要市場，美國政府對芯片制造技術(shù)的貿(mào)易限制將極大地限制此類WFE玩家的可服務(wù)市場,，并將對中國的存儲(chǔ)器制造能力產(chǎn)生重大影響,。

　　除此以外，如果美國存儲(chǔ)器制造商被禁止向中國出售產(chǎn)品,，他們將不得不尋找新客戶來購買他們的產(chǎn)品,，而韓國或日本的其他存儲(chǔ)器制造商將看到中國的需求激增。隨著可以從中購買的公司數(shù)量減少,，中國公司可能會(huì)看到內(nèi)存價(jià)格上漲的趨勢,。

　　中國存儲(chǔ)公司概述

　　中國有幾個(gè)正在進(jìn)行的半導(dǎo)體存儲(chǔ)項(xiàng)目，當(dāng)中涉及國內(nèi)外參與者（圖3）,。SK hynix,，三星和英特爾（最近出售給SK海力士）是主要的外國芯片制造商，在中國擁有大量的NAND和DRAM生產(chǎn),。SK hynix的無錫DRAM晶圓廠每月的裝機(jī)容量為200,000個(gè)晶圓（WPM）,，而三星和英特爾的3D NAND晶圓廠可分別生產(chǎn)120,000 WPM（西安）和65,000 WPM（大連）。

　　兩家最具競爭力的本地公司是長江存儲(chǔ)（YMTC）和長鑫存儲(chǔ)（CXMT）,。在NAND業(yè)務(wù)中,，長江存儲(chǔ)在中國處于領(lǐng)先地位,。目前，該公司正在國內(nèi)小批量運(yùn)送64L NAND（包括SSD）,，預(yù)計(jì)在2021年將有128L產(chǎn)品投入生產(chǎn)和出貨,。至于DRAM，CXMT是中國最先進(jìn)的DRAM公司,，已憑借基于10G1制程的8Gb DDR4產(chǎn)品進(jìn)入市場,。2019年，YMTC和CXMT均在半導(dǎo)體制造設(shè)備上花費(fèi)了巨額資金,，為全球WFE供應(yīng)商提供了不少收入,。

　　在DRAM業(yè)務(wù)中，還有兩家值得一提的公司：福建晉華集成電路有限公司（JHICC）和清華紫光集團(tuán),。JHICC一直在與臺(tái)灣聯(lián)華電子合作開發(fā)DRAM,，但在2018年10月因?yàn)槊绹钠鹪V，而遭受了重大挫折,。

　　清華紫光集團(tuán)是著名的國有控股工業(yè)集團(tuán)和投資集團(tuán),，在政府中國集成電路產(chǎn)業(yè)的框架內(nèi)運(yùn)作推廣策略。它擁有對多家公司的控制權(quán),，其中包括YMTC,，西安UniIC半導(dǎo)體，UNIC內(nèi)存技術(shù)（最近已轉(zhuǎn)移到其他子公司）以及Unimos Microelectronics（以前稱為ChipMos,，上海）,。

　　盡管中國開始發(fā)展其NAND和DRAM產(chǎn)業(yè)，但由于當(dāng)?shù)毓?yīng)鏈的完善發(fā)展以及本地主要無晶圓制造商GigaDevice Semiconductor的推動(dòng),，中國已成為NOR閃存業(yè)務(wù)的領(lǐng)先國家之一,。在2019年，GIGADEVICE的SPI NOR業(yè)務(wù)排名全球第三,，而在全球的Nor Flash業(yè)務(wù)中,，GD排在華邦，旺宏電子和賽普拉斯之后,，位居全球第四,。

　　中國還啟動(dòng)了一些新項(xiàng)目，以推動(dòng)新型非易失性存儲(chǔ)器（NVM）技術(shù)的商業(yè)化,，例如自旋轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)矩磁阻RAM（STT-MRAM），相變存儲(chǔ)器（PCM）和電阻性RAM（ReRAM）,。圖3中列出了一些新興的NVM公司,。

　　長江存儲(chǔ)成立于2016年，資金總額為240億美元,。該公司總部位于武漢,，在中國經(jīng)營著最先進(jìn)的3D NAND晶圓廠,，并計(jì)劃將長期生產(chǎn)目標(biāo)定為30萬WPM。YMTC擁有約4,000名員工,，由清華紫光集團(tuán)控制,，清華紫光集團(tuán)持有該公司51％的股份。成立后不久,，YMTC收購了武漢新芯半導(dǎo)體制造有限公司（XMC）代工廠,，以利用其300mm晶圓廠。XMC是中國第一家基于TSV技術(shù)的圖像傳感器制造商,，并一直與Spansion（后來與Cypress合并）合作開發(fā)和制造32L NAND器件,。

　　YMTC的一個(gè)重要里程碑是2018年推出了Xtacking 技術(shù)，自2012年以來,，XMC就一直在使用硅片間堆疊技術(shù),。在Xtacking 方法中，首先在兩個(gè)不同的die上制造3D NAND存儲(chǔ)器陣列和CMOS邏輯電路,，然后進(jìn)行混合鍵合工藝用于將兩個(gè)部分放在一起,。Xtacking 聲稱能夠?qū)崿F(xiàn)更高的I / O速度，更大的每個(gè)die位密度,，更短的開發(fā)時(shí)間和更快的制造周期,。

　　2019年9月，YMTC宣布量產(chǎn)中國首款基于Xtacking 的64L 3D NAND ,。從那時(shí)起,，YMTC計(jì)劃跳過96L技術(shù)，轉(zhuǎn)而使用128L技術(shù),，以趕上即將增加第一代1xxL 3D NAND產(chǎn)量的國際NAND廠商（見圖4）,。值得注意的是，YMTC已開始開發(fā)128L NAND,，其128L 1.33Tb QLC 3D NAND已通過多個(gè)控制器合作伙伴的樣品驗(yàn)證,。

　　總體而言，2020年1月爆發(fā)的COVID-19大流行似乎并未對YMTC的路線圖產(chǎn)生重大影響,。

　　2020年5月,，Phison宣布其控制器支持YMTC的3D NAND，從而為基于中國NAND的SSD進(jìn)入市場鋪平了道路,。YMTC也可能很快推出基于64L 3D NAND芯片的自有品牌SSD,，最初瞄準(zhǔn)中國的PC OEM。到目前為止,，這些芯片已被兩家中國公司采用：Longsys Electronics用于其Lexar品牌的固態(tài)硬盤和Power Electronic Technology用于其Gloway品牌的固態(tài)硬盤,。

　　在當(dāng)前激烈的價(jià)格競爭中，YMTC進(jìn)入NAND市場被認(rèn)為是新一輪市場整合的可能觸發(fā)因素,。不論其3D NAND芯片的質(zhì)量水平如何,，YMTC都能獲得中國品牌廠商的購買支持,。同時(shí)，作為中國的“冠軍”,，它將獲得中國當(dāng)?shù)貜?qiáng)有力的支持,。

　　長鑫存儲(chǔ)于2017年在安徽省合肥市成立。該公司隸屬于政府所有的合肥工業(yè)投資集團(tuán)（HIIG）,。早在2017年,，CXMT宣布以72億美元的價(jià)格收購300mm DRAM晶圓廠，目標(biāo)產(chǎn)能為120,000 WPM,。CXMT在2019年第三季度完成了第一階段設(shè)施（Fab 1）的建設(shè),，并引進(jìn)了用于生產(chǎn)40,000 WPM的設(shè)備。它擁有大約3,000名員工,，其中超過75％是從事與研發(fā)相關(guān)項(xiàng)目的工程師,。CXMT已獲得了奇夢達(dá)最初設(shè)計(jì)的IP許可。CXMT可以訪問1000萬份文檔,，涉及模型,，設(shè)計(jì)，制造,，控制,，質(zhì)量系統(tǒng)，OPC,，測試模式,，包裝等。2020年4月,，CXMT還與Rambus簽署了許可協(xié)議,。

　　CXMT的最初目標(biāo)是解決一些國內(nèi)DRAM需求。除Longsys和Gloway外,，第二大內(nèi)存模塊供應(yīng)商ADATA Technology也已將CXMT的8Gb DDR4芯片用于面向中國臺(tái)式機(jī)/筆記本電腦市場的DIMM產(chǎn)品,。

　　據(jù)報(bào)道CXMT計(jì)劃在2021年之前完成其17 nm制程技術(shù)的開發(fā)。該公司還概述了未來的制程：在中期,，它將使用HKMG和氣隙位線（air-gap bit lin

　?。┘夹g(shù)，而從長遠(yuǎn)來看,，它將使用柱狀電容器,，柵極全能晶體管以及（EUV）光刻。但是,，長鑫存儲(chǔ)未來的挑戰(zhàn)依然巨大,。

　　兆易創(chuàng)新成立于2005年，總部位于北京,，采用無晶圓廠模式運(yùn)作,，與代工伙伴以及組裝測試廠保持著牢固的關(guān)系。GigaDevice及其代工合作伙伴半導(dǎo)體制造國際有限公司（SMIC）正在以至少25,000 WPM的產(chǎn)能為中國NOR市場提供動(dòng)力,。當(dāng)前的產(chǎn)品組合包括NOR（512Kb – 512Mb,，現(xiàn)在有1-2Gb采樣），SLC NAND（1-8Gb）存儲(chǔ)器和微控制器（MCU）,。GigaDevice還與Rambus建立了一家名為Reliance Memory的合資公司,，專注于新興的存儲(chǔ)器，主要是電阻RAM（ReRAM）,。最近,，它從Rambus和Reliance Memory獲得了180多項(xiàng)與ReRAM技術(shù)相關(guān)的專利和應(yīng)用程序的許可證。

　　GigaDevice經(jīng)歷了強(qiáng)勁的增長,，2019年的收入增長了46％左右,。計(jì)劃投資4.6億美元，并計(jì)劃進(jìn)一步擴(kuò)大業(yè)務(wù),。早在2017年,，它就與合肥工業(yè)投資集團(tuán)（HIIG）和CXMT達(dá)成了一項(xiàng)為期5年的協(xié)議，開發(fā)總投資額為27億美元（19％的HIIG和20％的GigaDevice）的19nm DRAM技術(shù),。對DRAM技術(shù)的訪問,，再加上其現(xiàn)有的NOR閃存和SLC NAND業(yè)務(wù)，可能會(huì)使GigaDevice成為中國存儲(chǔ)器行業(yè)的一支新力量,。

　　中國準(zhǔn)備從3D NAND開始改變內(nèi)存市場格局

　　中國廠商開始逐漸成為存儲(chǔ)市場的新興力量,，并可能引發(fā)存儲(chǔ)器業(yè)務(wù)的深刻變化。得益于政府投資基金的大量資金支持以及研發(fā)和制造的領(lǐng)先優(yōu)勢,，YMTC在所有宣布的中國記憶體生產(chǎn)商中最早取得成功,。Yole預(yù)計(jì)YMTC的大量NAND產(chǎn)量（？4％）可能會(huì)在2021年進(jìn)入市場,，而DRAM需要更長的時(shí)間,。因?yàn)橹圃霥RAM晶圓非常困難，而且中國要想與其他行業(yè)保持競爭力,，就可能需要更長的時(shí)間,。作為中國最先進(jìn)的DRAM制造商，CXMT將在2020年提高19nm工藝（10G1）的產(chǎn)量,。

　　如今,，顯然已經(jīng)將主流內(nèi)存放在優(yōu)先位置，這些內(nèi)存對于不斷增長的數(shù)據(jù)中心和移動(dòng)業(yè)務(wù)至關(guān)重要,。3D NAND和DRAM項(xiàng)目已占據(jù)了大部分資源,，而其他內(nèi)存技術(shù)的投資要么相當(dāng)有限，要么主要集中在最有前途的公司,。

　　但是,，中國并沒有忽視所有新興的NVM業(yè)務(wù),，并啟動(dòng)了許多旨在獲取新的內(nèi)存專業(yè)知識(shí)和IP并開發(fā)新技術(shù)工藝和產(chǎn)品的項(xiàng)目，為整個(gè)半導(dǎo)體內(nèi)存業(yè)務(wù)的下一步發(fā)展做好準(zhǔn)備,。

　　同時(shí),，由于發(fā)達(dá)的本地供應(yīng)鏈和GigaDevice的活動(dòng)，獨(dú)立的NOR閃存將仍然是中國最堅(jiān)固的存儲(chǔ)器業(yè)務(wù),。