NAND Flash和DRAM的強勁需求對存儲芯片供應商來說將會變得前景可期,傳聞近期長江存儲計劃跳過原定192層技術(shù)挑戰(zhàn)232層NAND且計劃2022年底量產(chǎn)。該計劃已經(jīng)超越了鎧俠和三星分別于今年計劃推出的162層、224層NAND,。這則消息對于中國本土半導體而言無疑是振奮的好消息,但目前國內(nèi)的存儲芯片技術(shù)是否真正能支撐得住呢?

在半導體市場需求旺盛的引領(lǐng)下,去年全球半導體市場高速增長,。根據(jù)WSTS統(tǒng)計,2021年全球半導體銷售達到5559億美元,同比增長26.2%。中國仍然是最大的半導體市場,2021年的銷售額總額為1925億美元,同比增長27.1%,。其中,邏輯IC,、模擬IC、傳感器及存儲IC市占及需求穩(wěn)健提升,。所以,中國存儲IC市場未來可期,。

但是,有市場僅是前提,緊隨其后的是芯片設(shè)計和生產(chǎn)。從產(chǎn)能角度而言,根據(jù)IC Insights今年5月公布的數(shù)據(jù)顯示,去年國內(nèi)芯片產(chǎn)量只占其銷售總額的不到20%,。在去年國內(nèi)制造的312億美元IC中,半導體企業(yè)總部位于中國的僅占123億美元(39.4%),。臺積電、SK海力士,、三星,、英特爾、聯(lián)華電子等其他在中國擁有的晶圓廠生產(chǎn)了其余的芯片,。因此,中國存儲IC必須克服設(shè)計和制造工藝上的不足才能夠獲取有力市場份額,。

以DRAM為例。據(jù)OFweek電子工程網(wǎng)編輯了解,國外三大存儲芯片供應商美光,、SK海力士和三星就憑借先進的制造設(shè)備和設(shè)計工藝去年貢獻了全球DRAM市場94%的市場份額,其中僅韓國SK海力士和三星就完全碾壓其他對手占據(jù)全球DRAM銷售額的71.3%,。

國內(nèi)外存儲“芯片”兩大陣營:DRAM和NAND Flash

圖1:三星、美光,、SK海力士,、南亞,、力積電和長鑫存儲等市場企業(yè)的DRAM路線圖。圖片來源/TechInsights

國內(nèi)存儲IC原廠如何趕上?從2020年上半年開始,存儲大廠的博弈繼續(xù)加劇,。三星于該年10月率先使用極紫外光刻機(EUV)技術(shù)生產(chǎn)14nm DRAM,。SK海力士緊隨其后,在2021年通過EUV生產(chǎn)10nm DDR5 DRAM。美光預計2024年采用EUV技術(shù)生產(chǎn)DRAM,。反之,長鑫存儲,、南亞科技、華邦電子的生產(chǎn)工藝可能介于20nm及以上,。與前者相比,后者尚處于“追趕期”,。

另外,值得一提的是,國內(nèi)DRAM制造商長鑫存儲利用新技術(shù)工藝推出的DRAM產(chǎn)品已經(jīng)與國際主流產(chǎn)品接軌并參與競爭。

目前,從“芯片”陣營上劃分,國外DRAM原廠主要以韓國三星和SK海力士,、美國的美光為主;中國本土存儲芯片原廠DRAM主要是長鑫存儲,、南亞科技、力積電,、華邦電子,而福建晉華DRAM芯片尚未取得進展,。

接下來是NAND Flash主題。從目前來看,國外NAND Flash主要廠商主要是:韓國三星和SK海力士;美國的美光,、西部數(shù)據(jù),、英特爾;及日本的鎧俠;中國本土則是長江存儲、武漢新芯,、臺灣旺宏電子為主,。

圖2:三星、鎧俠/WD,、SK海力士,、美光、長江存儲和旺宏電子等市場企業(yè)的3D NAND路線圖,。圖片來源/TechInsights

這些主要的NAND芯片制造商正在為生產(chǎn)大容量存儲芯片而競相角逐3D NAND,。如三星推出的176層、鎧俠/西部數(shù)據(jù)162層,、美光176層,、SK海力士176層的3D NAND。

面對競爭白熱化的3D NAND,國產(chǎn)NAND企業(yè)也是不甘示弱!在去年,長江存儲128層Xtacking TLC和QLC產(chǎn)品已經(jīng)上市,。旺宏電子(MXIC)還宣布了他們的第一個48層3D NAND原型,將于2022年底或2023年初量產(chǎn),。

總體而言,一方面對手利用快速技術(shù)迭代搶食存儲市場的步伐一直不停歇,一方面本土國產(chǎn)存儲芯片廠商面臨從制造設(shè)備、工藝設(shè)計等多重阻力,欲趕超對手尚需時間和技術(shù)創(chuàng)新,。

針對如此,在中國仍是全球最大的半導體市場中,中國本土存儲芯片廠商如何逆勢突圍?如何依靠國產(chǎn)替代優(yōu)勢搶占份額,又有何利用NAND等主流芯片進行市場布局?這應是當下國內(nèi)存儲供應鏈企業(yè)重點思考的問題,。

2022年6月22日,由OFweek電子工程網(wǎng)舉辦的“OFweek2022(第二期)工程師系列在線大會——半導體技術(shù)在線會議”即將召開,本次會議出席的重量演講嘉賓之一的東芯半導體股份有限公司(以下簡稱“東芯半導體”)副總經(jīng)理陳磊將為大家?guī)碇黝}為《存儲芯時代下的主流與新序》。該議題將重點闡述半導體市場環(huán)境及趨勢、國產(chǎn)替代主流趨勢及存儲行業(yè)新次序下的本土存儲廠商的突圍之路,。

東芯半導體:聚焦中小容量NAND,、NOR、DRAM存儲芯

存儲芯片設(shè)計公司東芯半導體成立于2014年,專注于中小容量存儲芯片設(shè)計研發(fā),主要產(chǎn)品業(yè)務涉及NAND,、NOR,、DRAM、MCP四大版塊,。其產(chǎn)品廣泛應用于5G通信,、物聯(lián)網(wǎng)終端、消費電子,、工業(yè)和汽車電子產(chǎn)品等領(lǐng)域,。

自成立以來,東芯半導體即致力于實現(xiàn)本土存儲芯片的技術(shù)突破,通過統(tǒng)一底層設(shè)計、功能性可變式的研發(fā)架構(gòu),構(gòu)建了強大的設(shè)計電路圖及封裝測試的數(shù)據(jù)庫,實現(xiàn)了芯片設(shè)計,、制造工藝,、芯片設(shè)計、封裝測試等環(huán)節(jié)全流程的掌控能力,并擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán),。公司設(shè)計研發(fā)并量產(chǎn)的24nmNAND,、48nmNOR均為國內(nèi)目前領(lǐng)先的NAND、NOR工藝制程,。

東芯半導體憑借以低功耗,、高可靠性為特點的多品類存儲芯片產(chǎn)品及在工藝制程及性能等方面出色的表現(xiàn),產(chǎn)品不僅在高通、博通,、聯(lián)發(fā)科、紫光展銳,、中興微,、瑞芯微、北京君正,、恒玄科技等多家知名平臺廠商獲得認證,同時已進入三星電子,、海康威視,、歌爾股份,、傳音控股、惠爾豐等國內(nèi)外知名客戶的供應鏈體系,被廣泛應用于通訊設(shè)備,、安防監(jiān)控,、可穿戴設(shè)備、移動終端等終端產(chǎn)品,。

該公司主要產(chǎn)品為非易失性存儲芯片NAND Fash,、NOR Fash;易失性存儲芯片DRAM以及衍生產(chǎn)品MCP。在此次在線活動上,東芯半導體將展示多款各類型存儲芯片,如下。

(1)SPI NAND Flash

產(chǎn)品特點:單芯片設(shè)計的串行通信方案,引腳少,、封裝尺寸小;在同一顆粒上集成了存儲陣列和控制器并帶有內(nèi)部ECC模塊;擁有38nm及2xnm的成熟工藝制程,未來將繼續(xù)研發(fā)1xnm先進工藝制程;容量從512Mb到4Gb,3.3V/1.8V兩種電壓;WSON/BGA等多種封裝形式,。

(2)PPI NAND Flash

產(chǎn)品特點:高可靠性;容量從1Gb到8Gb,3.3V/1.8V兩種電壓;TSOP48/VFBGA63/VFBGA67等多種封裝方式。

(3)SPI NOR Flash

產(chǎn)品特點:增加DTR傳輸模式;支持Single/Dual/Quad SPI和QPI四種指令模式;容量從32Mb到512Mb,3.3V/1.8V兩種電壓;WLCSP/WSON/SOP等多種封裝方式,。

(4)DDR3(L)

產(chǎn)品特點:高傳輸速率以及低工作電壓;具有標準SSTL接口,、8n-bit prefetch DDR架構(gòu)、8個內(nèi)部bank;容量從1Gb到4Gb,1.5V/1.35V兩種電壓;主流的內(nèi)存產(chǎn)品,。

(5)MCP

產(chǎn)品特點:具有NAND Flash和DDR多種容量組合;Flash和DDR均為低電壓的設(shè)計,核心電壓1.8V;DDR包含LPDDR1/LPDDR2兩種規(guī)格;合二為一進行封裝,高效集成電路,提高產(chǎn)品穩(wěn)定性,。

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