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DRAM芯片市场发展史

在外资厂商故意操纵下,华为、中兴、小米、联想等中国手机、pc厂商,经常遇到dram缺货情况。而在中国国内,仅有中芯国际具备少量dram产能,根本无法实现进口替代。更严重的事例还有:2016年3月,美国政府下令制裁中国中兴通讯,禁止美国厂商给中兴提供元器件。这种情况简直让人不寒而栗。2017年4月,华为手机爆出闪存门事件。事情的根源,实际就是华为手机用的nand flash内存严重缺货。 

怎么办呢?有钱可以买吧?2015年7月,中国紫光集团向全球第三大dram厂商,美国镁光科技,提出230亿美元的收购要约。结果被镁光拒绝了,理由是担心美国政府,会以信息安全方面的考虑,阻挠这项交易。 

那就自己造吧。于是从2016年起,中国掀起了一场dram产业投资风暴。紫光集团宣布投资240亿美元,在武汉建设国家存储器基地(武汉新芯二期12英寸晶圆dram厂),占地超过1平方公里,2018年一期建成月产能20万片,预计到2020年建成月产能30万片,年产值超过100亿美元。计划2030年建成月产能100万片。福建晋华集团与联华电子合作,一期投资370亿元,在晋江建设12英寸晶圆dram厂,2018年建成月产能6万片,年产值12亿美元。规划到2025年四期建成月产能24万片。合肥长鑫投资494亿(72亿美元),2018年建成月产能12.5万片。http://yushuo2.51dzw.com/ 

2017年1月,紫光集团宣布投资300亿美元(约2000亿人民币),在江苏南京投资建设半导体存储基地,一期投资100亿美元,建成月产能10万片,主要生产3d nand flash(闪存)、dram存储芯片。 

上述四个项目总投资超过660亿美元(4450亿元人民币)。确实有点疯狂。 

但是只要认真研究过去半个世纪,世界dram产业的发展历史,就会让人看清一件事情。 

——拿钱砸死对手,少砸一点就会死!不相信的都死了! 

2016年6月,美国ibm实验室的研究人员janusz nowak,向记者展示新型的磁性储藏器(stt-mram)12寸晶圆。磁性内存既有dram和sram的高性能,又有闪存的低功耗和低成本,被认为具有竞争下一代内存的潜力,但是还存在很多问题。 

2017年6月,韩国三星电子宣布,开始在平泽工厂(fab18),批量生产64层堆叠的256gb第四代tlc v-nand内存产品。三星目前v-nand占整体nand flash产能的70%以上,拥有500多项专利。 

照片展示了一堆古董内存。从上到下是:采用三星颗粒的两根32m 72针dram内存,韩国生产。中间是新加坡ncp的256m pc133 sdram内存。最下面是采用英飞凌颗粒的64m pc133 sdram内存,葡萄牙生产。其中ncp是新加坡赫克松(hexon)集团的内存品牌。赫克松成立于1989年,是德国英飞凌和日本尔必达的亚太区总代理,因此采购两家的dram颗粒,到新加坡组装成内存条,然后销售到中国大陆,靠价格低廉取胜。不过时至今日,德国英飞凌(奇梦达)和日本尔必达,都已经破产倒闭。只剩下了韩国三星独霸江湖。 

dram是动态随机存储器的意思,也就是电脑内存。对于今天的消费者来说,电脑内存只是些绿色的小条条,售价不过几百元。然而这些小玩意,却走过了长达120年的复杂演进历史。从百年前的穿孔纸卡、磁鼓、磁芯到半导体晶体管dram内存。人们已经很难想象,一个电冰箱大小的计算机存储器,只能存储几k数据,售价却高达几万美元。在中国市场,1994年的时候,一根4m内存售价1400元,相当于两个月工资。1999年台湾921大地震,在北京中关村,一根64m sdram内存条,价格可以在几天内,从500元暴涨到1600元。 

自1970年,美国英特尔的半导体晶体管dram内存上市以来,已经过去47年。dram内存芯片市场,累计创造了超过1万亿美元产值($1000,000,000,000美元)。企业间掺杂着你死我活的生死搏杀。美国、日本、德国、韩国、中国台湾的选手,怀揣巨额筹码,高高兴兴地走进来,却在输光光之后黯然离场。无数名震世界的产业巨头轰然倒地。就连开创dram产业的三大元老——英特尔、德州仪器和ibm,也分别在1986年、1998年和1999年,凄惨地退出了dram市场。目前,只有韩国三星和海力士,占据绝对垄断地位,在dram市场呼风唤雨,赚得盆满钵满。 

从美国到韩国,这个巨大的转变,背后隐藏着半个世纪以来,那些不为人知的经济战争,足以载入经济学教科书。把欧美和中国,那些冒牌经济学家,极力鼓吹的“自由市场经济”论调,彻底扫进垃圾堆。 

——这是一场真正的经济战争,国与国之间的生死较量,惨烈程度远超液晶战争。 

1949年,美国哈佛大学实验室的王安博士,发明磁芯存储器。这种古老的存储器一直使用到1970年代。直至被英特尔批量生产的dram内存淘汰。 

在叙述这场经济战争前,我们先从总体上,了解一下dram内存产业的脉络和现状。 

电脑存储器的发明者,几乎都来自计算机巨头——美国ibm公司。ibm的历史最早可追溯到1890年代。美国统计学家霍列瑞斯(hollerith machin)研制了穿孔制表机,采用在卡纸上打孔的方式,记录统计数据。1890年,美国进行第12次人口普查时,便大量采用这种机器。直到1930年代,ibm每年仍要销售上千万张穿孔纸卡。 

1932年,ibm公司的奥地利裔工程师古斯塔夫·陶斯切克(gustav tauschek),发明了第一种被广泛使用的计算机存储器,称为“磁鼓存储器”。直到1950年代,磁鼓依然是大型计算机的主要存储方式。1956年,ibm公司购买了中国人王安博士(上海人),拥有的“磁芯存储器”专利。磁芯存储一直使用至1970年代。1966年,ibm公司的研究人员,罗伯特·登纳德博士,发明了半导体晶体管dram内存,并在1968年获得专利。

然后,1970年美国英特尔,依靠批量生产dram大获成功,逼死了磁芯存储器。1976年日本厂商进攻dram市场后,差点将英特尔逼死。1985年美国发动经济战争,扶植韩国厂商进攻dram产业,又将日本厂商逼死。1997年美国发动亚洲金融风暴,差点将韩国厂商逼死。美国控制韩国经济后,韩国厂商又借着dram市场的暴利翻身崛起。此时不怕死的台湾人冲进dram市场,投入500亿美元却亏得血本无归。2007年全球经济危机,逼死了德国厂商,并将台湾dram厂商打翻在地,狠踩两脚。2017年,不怕死的中国大陆厂商冲了进来,准备投资660亿美元,进攻dram市场。 

有人说,中国人疯了。 

我说没疯,因为中国——做为世界第一大电子产品制造国,居然90%以上的内存靠进口,剩下那部分,居然连国产的产量,都控制在韩国企业手里。 

2015年,韩国三星电子投资136亿美元(15.6万亿韩元),在韩国京畿道平泽市,建设12寸晶圆dram厂(fab18)。该项目占地2.89平方公里,总产能预计将达到每月45万片晶圆,其中3d nand闪存芯片将占据一半以上。主要生产第四代64层堆叠3d nand闪存芯片。2017年7月4日三星宣布该厂投产。 

行业高度垄断——韩国三星独占鳌头 

我们来看看市场情况,就知道中国为什么非要进攻dram市场了。半导体存储器主要应用于台式电脑、笔记本电脑、手机、平板电脑、固态硬盘、闪存等领域,包括dram、nand flash和nor flash三大类。2015年全球半导体存储器销售总额达772亿美元。在全球3352亿美元的集成电路产业中,占据23%的份额,是极为重要的产业核心部件。 

其中dram内存主要用于台式电脑、笔记本电脑,全球市场规模约420亿美元,目前被韩国三星、海力士和美国镁光三家垄断,占据90%以上的份额。从1992年以来,韩国三星在dram市场已经连续25年蝉联世界第一,占据绝对垄断地位,市占率超过60%。似乎无人可以撼动它的地位。 

nand flash闪存主要用于手机存储、平板电脑、ssd固态硬盘、大容量闪存,全球市场规模约300亿美元,垄断形势更加严重。韩国三星、海力士、美国镁光、英特尔、闪迪、日本东芝六家厂商,垄断了全球99%的产量。其中仅三星、海力士、东芝三家,就占了80%以上的份额。nor flash闪存属于小众产品,主要用于16m以下的小容量闪存,全球市场规模只有30亿美元,由美国镁光、韩国三星、台湾旺宏、华邦、中国大陆的兆易创新等7家企业瓜分。 

行业高度垄断造成的结果,是前三大厂商可以轻易操纵产量和价格,用低价来挤垮竞争对手,或用涨价来谋取暴利。2016年由于全球内存芯片缺货,三星电子营业收入达到809亿美元,利润高达270亿美元。韩国海力士收入142亿美元,美国镁光收入128亿美元。 

而中国厂商深受其害。中国是世界最大的电子产品制造国。2016年,光是中国就是生产了3.314亿台电脑,21亿台手机(其中智能手机占15亿台),1.78亿台平板电脑。与之相对应,2016年,中国进口dram产品超过130亿美元。中国需要的存储器芯片9成以上需要进口。国内dram产能也掌握在韩国海力士等外资厂商手中。 

2015年起,美国镁光(micron),在新加坡woodlands投资40亿美元,扩建fab 10x晶圆厂,主要生产第二代32层堆叠3d nand闪存。2017年建成后,月产能14万片晶圆,采用16纳米工艺。

dram芯片即动态随机存取存储器,dram 只能将数据保持很短的时间,所以需要定时刷新。dram 分为很多种,常见的主要有fpram/fastpage、edoram、sdram、ddr ram、rdram、sgram 以及 wram 等。
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