《電子技術(shù)應(yīng)用》
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崩盤與重生,DRAM芯片50年興衰

2022-12-09
作者: L晨光
來源:半導(dǎo)體行業(yè)觀察

  2022年,智能手機(jī)、PC等消費(fèi)電子市場(chǎng)需求放緩,供需失衡之下,庫存持續(xù)上升,存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)不可避免受到嚴(yán)重影響。

  TrendForce表示,DRAM價(jià)格自年初以來就一路走跌,下半年合約價(jià)每季跌幅更超過10%,顯見需求市場(chǎng)的嚴(yán)峻;閃存市場(chǎng)同樣呈現(xiàn)供過于求的狀態(tài),導(dǎo)致第三季wafer價(jià)格跌幅達(dá)30%-35%,預(yù)計(jì)第四季NAND價(jià)格持續(xù)下探。

  Gartner此前觀點(diǎn)表示,全球半導(dǎo)體市場(chǎng)疲軟期至少將持續(xù)到2023 年,預(yù)計(jì)明年的半導(dǎo)體收入將下降2.5%左右。而存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)的下滑勢(shì)頭會(huì)更大,可能突破10%。

  世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)協(xié)會(huì)(WSTS)給出的預(yù)測(cè)更為悲觀。其表示,受到存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)急劇冷凍所拖累,2023年的全球半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模將萎縮4.1%至5570億美元,存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)則將出現(xiàn)17%的降幅。

  市場(chǎng)的供過于求強(qiáng)烈推動(dòng)了存儲(chǔ)市場(chǎng)進(jìn)入下行周期,存儲(chǔ)芯片的頭部廠商正努力跨越“寒冬”。

  在存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)陣陣寒意再次涌上心頭之際,我們來回顧一下存儲(chǔ)行業(yè)的發(fā)展歷程,以求從中汲取經(jīng)驗(yàn),反哺行業(yè)發(fā)展。

  以史為鏡,可以知興替。

  存儲(chǔ)行業(yè)興起于上實(shí)際60年代,是半導(dǎo)體行業(yè)重要的細(xì)分領(lǐng)域,約占整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)的25%。DRAM和NAND閃存為存儲(chǔ)芯片行業(yè)中占比最高的兩個(gè)分支,銷售總額占據(jù)了整個(gè)存儲(chǔ)芯片行業(yè)90%以上的市場(chǎng)份額。

  存儲(chǔ)行業(yè)的發(fā)展歷程大致可分為3個(gè)階段。1990年以前,DRAM為存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)上主要的產(chǎn)品,且伴隨少量的EPROM和EEPROM;1990年至2000年,NOF Flash開始逐步占據(jù)一定比例的市場(chǎng)份額;2000年以后,NAND Flash開始爆發(fā)式增長(zhǎng),其市場(chǎng)規(guī)模直逼DRAM, 而NOF Flash的市場(chǎng)規(guī)模于2006年達(dá)到頂峰后開始逐漸下滑,但于近兩年又開始有微小上升趨勢(shì)。

  存儲(chǔ)行業(yè)的主要玩家伴隨歷史發(fā)展發(fā)生了顯著的變化,霸主地位由一開始的美國(guó)企業(yè)(1969-1984年)逐步轉(zhuǎn)移到日本(1985-1996年),最后再轉(zhuǎn)移到韓國(guó)企業(yè)(1996-現(xiàn)在)。

  據(jù)WSTS統(tǒng)計(jì),目前在DRAM市場(chǎng),三星、美光、SK海力士合計(jì)占比約94%;NAND Flash領(lǐng)域,三星、鎧俠、SK海力士、西部數(shù)據(jù)、美光、英特爾合計(jì)占比約98%。

  DRAM產(chǎn)業(yè)“第六次大蕭條”

  相比于過去兩年的“一芯難求”,隨著消費(fèi)電子市場(chǎng)進(jìn)入下滑周期,以DRAM為代表的芯片需求正在快速下滑。

  DRAM產(chǎn)業(yè)正在被貼上“第六次大蕭條”、“產(chǎn)業(yè)下行”、“市場(chǎng)寒冬”的標(biāo)簽??v觀內(nèi)存芯片全球發(fā)展史,圍繞DRAM產(chǎn)業(yè)發(fā)展而產(chǎn)生的激烈競(jìng)爭(zhēng)此起彼伏。

  1966年,來自IBM的羅伯特·登納德成功研發(fā)出MOS型晶體管+電容結(jié)構(gòu),半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的發(fā)展從此開啟。

  行業(yè)發(fā)展早期,Intel依靠DRAM量產(chǎn)實(shí)現(xiàn)一家獨(dú)大。由于當(dāng)時(shí)大中型計(jì)算機(jī)使用的磁鼓存儲(chǔ)器笨重昂貴,Intel向計(jì)算機(jī)用戶大力宣傳DRAM,1972 年憑借 1K DRAM 取得巨大成功。服務(wù)于HP、DEC等重要客戶,IBM在新推出的S370/158大型計(jì)算機(jī)上,也開始使用DRAM內(nèi)存。

  1974年,英特爾DRAM產(chǎn)品的全球市場(chǎng)份額達(dá)到驚人的82.9%。就在英特爾在DRAM領(lǐng)域賺得盆滿缽滿的同時(shí),競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手也在迅速崛起。1973年,美國(guó)德州儀器(TI)、莫斯泰克(Mostek)、日本NEC等廠商先后進(jìn)入DRAM市場(chǎng)。

  其中,Mostek利用技術(shù)升級(jí)成為市場(chǎng)霸主,70年代后期,Mostek一度占據(jù)了全球DRAM市場(chǎng)85%的份額??上?,沒過多久,因遭遇資本市場(chǎng)的惡意收購,公司發(fā)展遭遇較大障礙。Mostek被UTC收購,后來又轉(zhuǎn)賣給了意法半導(dǎo)體。1978年,幾位從Mostek公司離職的技術(shù)人員,在愛達(dá)荷州一家牙科診所的地下室,共同創(chuàng)立了一家新的存儲(chǔ)技術(shù)公司,也就是后來的存儲(chǔ)巨頭——Micron(美光)。

  Mostek是內(nèi)存界第一個(gè)敗退的巨頭,也為美國(guó)群雄接下來的連續(xù)崩潰埋下了伏筆。

  除了國(guó)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手之外,英特爾面臨的更大威脅來自國(guó)外。1970年代,經(jīng)濟(jì)高速崛起的日本看到DRAM市場(chǎng)潛力后,在70年代末期以舉國(guó)體制發(fā)展DRAM技術(shù),成立了VLSI聯(lián)合研發(fā)體。在VLSI項(xiàng)目的幫助下,1977年日本成功研制出了64K DRAM,追平了美國(guó)公司的研發(fā)進(jìn)度。

  隨后日本 DRAM 產(chǎn)業(yè)進(jìn)入增長(zhǎng)爆發(fā)期。到了1980年代中期,富士通、日立、三菱、 NEC、東芝等一眾日本廠商繼續(xù)發(fā)力,憑借質(zhì)量和價(jià)格優(yōu)勢(shì),快速占領(lǐng)全球市場(chǎng),開始反超美國(guó)公司。

  1984年,日立生產(chǎn)的DRAM內(nèi)存已開始采用1.5um生產(chǎn)工藝,三菱甚至公開4M DRAM關(guān)鍵技術(shù)。到1986年,僅東芝一家,每月1M DRAM產(chǎn)量就超過100萬塊。

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  由于日本廉價(jià)DRAM的大量?jī)A銷,美光被迫裁員一半,只得向美國(guó)政府尋求幫助;Intel也深陷泥潭,無奈退出DRAM市場(chǎng)。

  另外,1983-1985年游戲機(jī)市場(chǎng)的崩盤,市場(chǎng)銷量下降到只有之前的10%不到,也是導(dǎo)致內(nèi)存嚴(yán)重過剩,導(dǎo)致了Intel和國(guó)家半導(dǎo)體等美國(guó)廠商退出DRAM領(lǐng)域的一個(gè)重要原因。

  1986年,日本存儲(chǔ)器產(chǎn)品的全球市場(chǎng)占有率上升至65%,而美國(guó)則降低至30%。

  然而,就在日本半導(dǎo)體廠商橫掃存儲(chǔ)市場(chǎng)的時(shí)候,外部政治環(huán)境開始發(fā)生了微妙的變化。1985年日美關(guān)系發(fā)生轉(zhuǎn)變,美國(guó)主導(dǎo)的《廣場(chǎng)協(xié)議》以及對(duì)日本半導(dǎo)體產(chǎn)品發(fā)起反傾銷訴訟,致使日本產(chǎn)品性價(jià)比極速下降。

  在接二連三的打擊下,日本半導(dǎo)體產(chǎn)品市場(chǎng)份額一落千丈,很快喪失了主導(dǎo)權(quán)。

  此時(shí)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展機(jī)會(huì)轉(zhuǎn)向了韓國(guó),韓國(guó)三星、LG、現(xiàn)代、大宇等財(cái)閥集團(tuán)也看中了半導(dǎo)體技術(shù)的市場(chǎng)前景,通過購買、引進(jìn)技術(shù)專利及加工設(shè)備,對(duì)其進(jìn)行消化吸收,積蓄技術(shù)力量。其中,三星通過購買專利疊加自研的方法迅速崛起,隨后在 DRAM領(lǐng)域繼續(xù)保持著高投入研發(fā),最終實(shí)現(xiàn)技術(shù)超越成為新巨頭。

  1998年韓企在DRAM份額超過日本企業(yè)。

  DRAM產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了幾十多年的發(fā)展,如果用一個(gè)詞來形容這四十年,那就是——“腥風(fēng)血雨”。

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  2001年,因?yàn)楝F(xiàn)代電子從現(xiàn)代集團(tuán)中拆分,公司改名為海力士。同年美光完成收購德州儀器的內(nèi)存部門,隨著1999年到2001年內(nèi)存行業(yè)整合結(jié)束,三星、美光、海力士、英飛凌四家掌握有全球近八成的DRAM市場(chǎng)份額。

  在經(jīng)過日韓兩國(guó)之間不斷的價(jià)格戰(zhàn),激烈競(jìng)爭(zhēng)的大浪淘沙后,DRAM市場(chǎng)玩家剩下三星、SK海力士、奇夢(mèng)達(dá)、美光、爾必達(dá)這五家。

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  2007年微軟推出Vista系統(tǒng),提高了對(duì)內(nèi)存的消耗,各大廠商紛紛擴(kuò)大產(chǎn)能以應(yīng)對(duì)市場(chǎng)需求,結(jié)果Vista銷量平淡,供過于求的DRAM價(jià)格便一路下滑,并在2008年全球金融危機(jī)中跌破材料成本。

  此時(shí)的三星為了提高市場(chǎng)占有率,不惜虧本擴(kuò)大產(chǎn)能加劇行業(yè)虧損,導(dǎo)致奇夢(mèng)達(dá)和爾必達(dá)接連被淘汰。在歷經(jīng)多年搏殺后,全球DRAM廠商逐漸從“群雄逐鹿”變成“三足鼎立”。

  2016年手機(jī)內(nèi)存需求的快速增長(zhǎng)導(dǎo)致全球內(nèi)存芯片缺貨,而內(nèi)存條價(jià)格也跟著水漲船高。據(jù)Business korea報(bào)道,內(nèi)存價(jià)格大漲的背后可能不全是市場(chǎng)因素,是三星、美光等存儲(chǔ)公司通過削減產(chǎn)量、減少供應(yīng)的方式,抬高了DRAM的價(jià)格。

  可見,商業(yè)世界里,一個(gè)行業(yè)高度壟斷可能造成的結(jié)果是:頭部廠商有可能操縱產(chǎn)量和價(jià)格,用低價(jià)來擠垮競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,或用漲價(jià)來謀取暴利。

  DRAM產(chǎn)業(yè)最大的特點(diǎn)就是其周期性規(guī)律。業(yè)內(nèi)人士曾指出:DRAM存儲(chǔ),每賺錢一年,就要虧錢兩年,所謂“賺一虧二”。

  在這種強(qiáng)烈的周期性規(guī)律下,想要長(zhǎng)期生存下去,是一件非常困難的事情。DRAM廠商需要有強(qiáng)大的現(xiàn)金流和融資能力,能夠維持高強(qiáng)度的研發(fā)支出,保持團(tuán)隊(duì)的穩(wěn)定。

  在虧損周期,DRAM廠商需要更多的錢,才能夠活下去。在繁榮周期,也不能大意。廠商在選擇擴(kuò)充產(chǎn)能時(shí)機(jī)時(shí),需要非常謹(jǐn)慎。不然就可能導(dǎo)致供大于求,盈利變虧損。

  “逆周期投資”法寶

  四十年前,全球大概有幾十家DRAM廠商。如今,只剩下三家,競(jìng)爭(zhēng)之殘酷,由此可見一斑。這四十年里,有一家企業(yè)不僅堅(jiān)持活了下來,還干掉無數(shù)對(duì)手,長(zhǎng)期占據(jù)霸主地位。這家企業(yè),就是前面提到的三星。

  三星這家公司,就是靠著韓國(guó)的舉國(guó)之力,接二連三地采用“逆周期投資”策略,干掉了無數(shù)對(duì)手,成為了半導(dǎo)體存儲(chǔ)領(lǐng)域的老大。

  第一次“逆周期投資”

  三星的第一次“反周期投入”,就發(fā)生在前文所說的1980年代中期。

  彼時(shí),日美激戰(zhàn)正酣,DRAM市場(chǎng)普遍不景氣,價(jià)格大跌,從1984年初的每片4美元下降到1985年的30美分。而三星推出64K DRAM時(shí),生產(chǎn)成本是1.3美元/片。

  面對(duì)行業(yè)寒冬,三星不僅沒有收縮投資,反而開始逆向投資,擴(kuò)大產(chǎn)能,并開發(fā)更大容量的DRAM。到1986年底,三星半導(dǎo)體累積虧損3億美元,股權(quán)資本完全虧空,接近破產(chǎn)。

  關(guān)鍵時(shí)期,韓國(guó)政府出手“救市”,總共投入近3.5億美金,并且以政府名義背書,給三星拉來了20億美元的個(gè)體募資。并且趕上日本半導(dǎo)體被美國(guó)壓制,加上PC電腦進(jìn)入熱銷期帶來的行業(yè)繁榮,使得三星順利翻盤,迎來業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)。

  不久后,以三星為代表的韓系DRAM廠商,逐漸蠶食了日本半導(dǎo)體企業(yè)讓出的市場(chǎng)份額,占據(jù)了市場(chǎng)的主導(dǎo)地位。

  第二次“逆周期投資”

  1992年,日本住友樹脂廠發(fā)生爆炸,導(dǎo)致原材料供應(yīng)緊張,內(nèi)存價(jià)格暴漲。這一年,三星率先推出世界上第一個(gè)64M DRAM。

  1993年,全球半導(dǎo)體市場(chǎng)又開始轉(zhuǎn)弱。這時(shí),三星故技重施,采取了第二次“反周期投入”,投資興建8英寸硅片生產(chǎn)線來生產(chǎn)DRAM。

  1995年,微軟公司W(wǎng)indows95視窗操作系統(tǒng)發(fā)布,極大地刺激了內(nèi)存的需求,帶動(dòng)內(nèi)存價(jià)格大幅上揚(yáng),三星的投資獲得回報(bào)。全球各大廠商后知后覺,紛紛投資擴(kuò)大產(chǎn)能。

  然而,到了1995年底,各廠商8英寸晶圓廠投產(chǎn)后,導(dǎo)致產(chǎn)能急劇增加,使得DRAM供大于求。于是,賣方市場(chǎng)又變成了買方市場(chǎng),價(jià)格又開始下跌。在此情況下,廠商們被迫削減產(chǎn)量,減小投資規(guī)模。

  三星繼續(xù)擴(kuò)大投資。1996年,三星推出世界上第一個(gè)1GB DRAM,奠定了行業(yè)領(lǐng)軍地位。

  直到1999年,DRAM價(jià)格下跌的趨勢(shì)有所緩解。因?yàn)榛ヂ?lián)網(wǎng)泡沫的出現(xiàn),DRAM行業(yè)進(jìn)入了短暫的繁榮階段。

  同年,在激烈的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下,DRAM行業(yè)發(fā)生了若干重大變化:

  韓國(guó)現(xiàn)代內(nèi)存與LG半導(dǎo)體合并,成立現(xiàn)代半導(dǎo)體,后來,又從現(xiàn)代集團(tuán)拆分(2001年),改名海力士(Hynix);美國(guó)存儲(chǔ)廠商美光收購德州儀器內(nèi)存部門;日本方面,日立、NEC、三菱電機(jī)的DRAM業(yè)務(wù)整合,抱團(tuán)成立了爾必達(dá)。

  歐洲方面,西門子集團(tuán)的半導(dǎo)體部門獨(dú)立,成立了億恒科技,2002年改名為英飛凌。再后來,2006年英飛凌科技存儲(chǔ)器事業(yè)部拆分獨(dú)立,變成了奇夢(mèng)達(dá)。

  然而好景不長(zhǎng),隨著互聯(lián)網(wǎng)泡沫破碎,2000年全球遭遇互聯(lián)網(wǎng)危機(jī)。PC市場(chǎng)遭受重創(chuàng),DRAM的市場(chǎng)需求也急速下降,而三星、美光、海力士、英飛凌等龍頭企業(yè)剛經(jīng)歷擴(kuò)產(chǎn),價(jià)格又迎來了跳水,DRAM市場(chǎng)規(guī)模從288億美元腰斬至110億美元。

  經(jīng)濟(jì)危機(jī)過后,DRAM市場(chǎng)從低谷中逐漸恢復(fù)。2006年,三星開發(fā)出世界上第一個(gè)50nm工藝的1GB DRAM;海力士則開發(fā)出當(dāng)時(shí)世界上最高速的200MHz 512MB Mobile DRAM。

  那一時(shí)期,DRAM市場(chǎng)逐漸形成了五強(qiáng)格局:三星(韓)、SK海力士(韓)、奇夢(mèng)達(dá)(德)、美光(美)和爾必達(dá)(日)。

  第三次“逆周期投資”

  2007年,微軟推出Vista系統(tǒng)。該系統(tǒng)對(duì)內(nèi)存消耗較大,DRAM廠商預(yù)期內(nèi)存需求大增,于是紛紛增加產(chǎn)能。但實(shí)際上,Vista銷量很差,沒有帶動(dòng)內(nèi)存市場(chǎng),導(dǎo)致產(chǎn)能再次過剩。

  更殘酷的是,2008年金融危機(jī)爆發(fā),導(dǎo)致DRAM市場(chǎng)雪上加霜。內(nèi)存價(jià)格一路下跌,甚至跌破材料成本,行業(yè)面臨洗牌。

  就在眾廠商哀鴻遍野時(shí),三星第三次舉起了“反周期”屠刀,決定將三星電子總利潤(rùn)的118%投入DRAM擴(kuò)張業(yè)務(wù),進(jìn)而加劇行業(yè)虧損,給艱難度日的對(duì)手們壓上最后一根稻草。

  當(dāng)年排名第三的德系廠商奇夢(mèng)達(dá)成為倒在2009年春天的第一個(gè)大廠。自此,歐洲玩家正式退出DRAM 市場(chǎng)。2012年初,曾經(jīng)的DRAM頭部廠商爾必達(dá)也支撐不下去了,宣布破產(chǎn),曾經(jīng)占據(jù)DRAM市場(chǎng)50%以上份額的日本,也輸?shù)袅俗詈笠粡埖着啤?/p>

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  總結(jié)來看,三星充分利用了存儲(chǔ)器行業(yè)的強(qiáng)周期特點(diǎn),在價(jià)格下跌,生產(chǎn)過剩,其他企業(yè)削減投資的時(shí)候,逆勢(shì)瘋狂擴(kuò)產(chǎn),通過大規(guī)模生產(chǎn)進(jìn)一步下殺產(chǎn)品價(jià)格,從而逼競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手退出市場(chǎng)甚至直接破產(chǎn),世人稱之為“逆周期投資”。

  三星的逆周期投資已經(jīng)成為半導(dǎo)體界的一段傳奇故事。

  至此,DRAM領(lǐng)域形成了三星、SK海力士、美光“三足鼎立”的局面。2011年之后,DRAM內(nèi)存的市場(chǎng)格局沒有發(fā)生什么重大變化。但是,DRAM的用戶需求和市場(chǎng)環(huán)境,變化很大。

  之后,三大DRAM廠商為提高自身市占率 ,繼續(xù)大打價(jià)格戰(zhàn),DRAM價(jià)格不斷下跌。2017-2018年,受益于數(shù)據(jù)中心、智能手機(jī)市場(chǎng)需求,DRAM市場(chǎng)迎來增長(zhǎng)。服務(wù)器DRAM、移動(dòng)DRAM需求成長(zhǎng),DRAM廠商的供應(yīng)量增長(zhǎng)低于市場(chǎng)需求量,DRAM價(jià)格一路上揚(yáng)。此外,運(yùn)算加密貨幣所需的繪圖型DRAM推動(dòng)了市場(chǎng)供不應(yīng)求加劇。

  2019 年,由于前期產(chǎn)能擴(kuò)張和去庫存因素,存儲(chǔ)芯片價(jià)格下跌較多。加密貨幣市場(chǎng)價(jià)格崩塌、智能手機(jī)市場(chǎng)進(jìn)入成熟期,驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)進(jìn)一步需求疲軟,DRAM價(jià)格跌幅最高達(dá)37%。

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  1994年以來,DRAM江湖經(jīng)歷了五次大蕭條。目前,DRAM行業(yè)又處于多周期疊加下的“寒冬”,DRAM產(chǎn)業(yè)的第六次蕭條或許正在路上。

  DRAM江湖:從群雄割據(jù),到三分天下

  總體上來說,DRAM產(chǎn)業(yè)每3-5年都經(jīng)歷“需求提出-供不應(yīng)求-價(jià)格上漲-擴(kuò)充產(chǎn)能-產(chǎn)能過剩-價(jià)格下跌-重新洗牌”的過山車,如此不斷循環(huán)。

  縱觀 DRAM發(fā)展歷史,DRAM產(chǎn)業(yè)具備成長(zhǎng)和周期雙重屬性,圍繞成本、技術(shù)、品質(zhì)等為核心競(jìng)爭(zhēng)要素,而背后需要企業(yè)在融資能力、產(chǎn)業(yè)鏈配套及人才梯隊(duì)等全方位儲(chǔ)備,考驗(yàn)企業(yè)系統(tǒng)性的資源調(diào)動(dòng)能力。

  DRAM行業(yè)早期競(jìng)爭(zhēng)激烈,參與者眾多,70 年代是市場(chǎng)分水嶺。1972 年,Intel 憑借 1K DRAM研發(fā)取得成功,迅速占領(lǐng)市場(chǎng)。同時(shí)期,IBM 和德州儀器也開始入局。1973 年,PC 需求放緩對(duì)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)造成沖擊。德州儀器和各大日本廠商抓住時(shí)機(jī)進(jìn)入內(nèi)存市場(chǎng),Intel 市場(chǎng)份額快速下降。80 年代,日本廠商憑借低價(jià)的優(yōu)勢(shì)份額持續(xù)提升,韓國(guó)三星也在此時(shí)開始布局DRAM。1984 年,Intel 開始退出市場(chǎng);1998 年,德州儀器將存儲(chǔ)業(yè)務(wù)出售給美光;1999年 IBM 也將合資工廠出售給東芝并退出市場(chǎng)。

  過去50多年的發(fā)展歷程中,存儲(chǔ)企業(yè)間搏殺慘烈,王朝幾經(jīng)更替。美國(guó)、日本、德國(guó)、韓國(guó)、中國(guó)臺(tái)灣的選手,懷揣巨額籌碼,興高采烈地走進(jìn)來,卻在輸光之后黯然離場(chǎng)。無數(shù)名震世界的產(chǎn)業(yè)巨頭轟然倒地,就連開創(chuàng)DRAM產(chǎn)業(yè)的三大元老——英特爾、德州儀器和IBM,也在商業(yè)廝殺中含恨退出了DRAM市場(chǎng)。

  經(jīng)過大浪淘沙后,英特爾、IBM、英飛凌、Motorola、德州儀器、日立、三菱、東芝、松下、現(xiàn)代、LG等廠商紛紛退出了DRAM江湖。

  近10年來DRAM市場(chǎng)集中度逐漸上升,當(dāng)前全球DRAM廠商的數(shù)量不到10家,形成了三星電子、SK海力士、美光三足鼎立的格局,在DRAM市場(chǎng)呼風(fēng)喚雨,賺得盆滿缽滿。2021年,三巨頭總共占有94%的DRAM市場(chǎng)份額。

  NAND閃存,35年跌宕起伏

  另一邊,NAND閃存市場(chǎng)同樣激烈。

  在日美激戰(zhàn)正酣的1984年,東芝(2017年4月東芝存儲(chǔ)器集團(tuán)從東芝公司剝離,并于2019年10月正式更名為KIOXIA,中文名為鎧俠)跨時(shí)代地提出了“閃存”概念,宣告一個(gè)新時(shí)代的到來。

  遺憾的是,F(xiàn)lash閃存并沒有得到東芝公司的充分重視。相比已經(jīng)開跑多年的DRAM,以及日本DRAM正強(qiáng)勢(shì)碾壓美國(guó),剛面世的NAND閃存在東芝眼里瞬間黯然失色。

  直到三年之后,東芝才根據(jù)閃存的概念發(fā)明出了全球第一塊NAND閃存芯片,為之后的電腦、智能手機(jī)、數(shù)據(jù)中心等許多新應(yīng)用奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

  整個(gè)90年代末,受益于手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、便攜式攝像機(jī)、MP3播放器等消費(fèi)數(shù)碼產(chǎn)品的爆發(fā),F(xiàn)lash市場(chǎng)規(guī)模迅猛提升。當(dāng)時(shí),市場(chǎng)一片繁榮,參與的企業(yè)也數(shù)量眾多。

  此時(shí)的閃存市場(chǎng),競(jìng)爭(zhēng)開始加劇,英特爾、三星、東芝等廠商互不相讓地追逐NAND閃存的制高點(diǎn)。

  進(jìn)入21世紀(jì),NAND Flash崛起的勢(shì)頭更加迅猛。

  在互聯(lián)網(wǎng)泡沫與美國(guó)的圍追堵截之下,2001財(cái)年,東芝在巨額虧損之下徹底剔除DRAM,將DRAM業(yè)務(wù)賣給了美光。之后便決意重拾此前不被自己重視的NAND閃存業(yè)務(wù)。

  三星則一路披荊斬棘,將NAND閃存的容量從1G升到2GB、4Gb、8Gb、16Gb、32Gb、64Gb,在工藝方面,三星成功開發(fā)出90nm、70nm、50nm、40nm、30nm。

  雖然退出DRAM市場(chǎng),但在閃存領(lǐng)域,英特爾并未放棄。1992年,英特爾第一款NAND閃存產(chǎn)品姍姍來遲,容量為12MB。

  在這場(chǎng)技術(shù)競(jìng)賽中,單打獨(dú)斗不是市場(chǎng)的主旋律。東芝聯(lián)手閃迪,英特爾則選擇了美光。

  在DRAM爭(zhēng)霸賽中發(fā)展良好的美光,在NAND閃存領(lǐng)域比其余幾家存儲(chǔ)企業(yè)出發(fā)都晚。2005年,英特爾與美光成立合資公司IM Flash,珠聯(lián)璧合一方面是抵御三星與東芝的沖擊,另一方面則是押注未來,全力進(jìn)軍3D NAND。

  2007年,手機(jī)進(jìn)入智能機(jī)時(shí)代,喬布斯在舊金山的馬士孔尼會(huì)展中心,從口袋中掏出了那款影響世界的iPhone,再次對(duì)閃存市場(chǎng)技術(shù)格局造成影響。

  基于芯片性能和應(yīng)用需求,NOR Flash的市場(chǎng)份額開始被NAND Flash大量取代。NAND閃存迎來黃金期,同時(shí)各家企業(yè)在新技術(shù)上的競(jìng)賽也更加激烈。

  也是在這一年,2D NAND走到頭。這一次東芝又引領(lǐng)了潮頭,獨(dú)辟蹊徑發(fā)布基于BiCS技術(shù)的3D NAND。而三星并沒有借鑒東芝的結(jié)構(gòu),反而另辟蹊徑選擇了VG垂直柵極結(jié)構(gòu)的V-NAND閃存。

  閃存行業(yè)進(jìn)入3D時(shí)代。此后數(shù)年,英特爾與美光、東芝(鎧俠)、SK海力士以及三星走在在追逐更高密度,更高層數(shù)的道路上。

  產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期,朝氣蓬勃,各家企業(yè)都能找到屬于自己的生態(tài)位,產(chǎn)業(yè)一旦進(jìn)入成熟期,并購加劇,馬太效應(yīng)之下生態(tài)位要么擴(kuò)張,要么被蠶食。2010年之后,整個(gè)閃存行業(yè)動(dòng)蕩不安,收購事件此起彼伏,一方面鞏固自身優(yōu)勢(shì),另一方面彌補(bǔ)短板。

  LSI收購Sandforce、閃迪收購IMFT、 蘋果收購Anobit、Fusion-io收購IO Turbine。其中美光與SK海力士是最為活躍的兩家企業(yè)。

  據(jù)統(tǒng)計(jì),美光在2010完成對(duì)閃存制造商N(yùn)umonyx的并購,2012年收購PCle虛擬化解決方案供應(yīng)商Virtensys,2015年收購SSD控制器初創(chuàng)公司Tidal,2019年正式收購IM Flash。SK海力士則在2012年收購意大利NAND閃存開發(fā)商Ideaflash,并在2021年拿下英特爾的NAND閃存業(yè)務(wù)。

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  而英特爾與美光這一對(duì)戰(zhàn)友對(duì)技術(shù)路線出現(xiàn)了分歧。2019年,英特爾與美光正式結(jié)束了在NAND Flash技術(shù)方面長(zhǎng)達(dá)14年的合作關(guān)系。最終美光收購了IM Flash,英特爾則獨(dú)自建立了NAND Flash和3D XPoint存儲(chǔ)器研發(fā)團(tuán)隊(duì),但沒多久,英特爾就徹底放下了NAND Flash,如同其當(dāng)年放下DRAM一樣。這一決定算是宣告英特爾對(duì)NAND閃存的告別,同時(shí)也切斷了基于3D XPoint技術(shù)打造出傲騰(Optane)產(chǎn)品線,同時(shí)也為英特爾的存儲(chǔ)之路徹底地畫上句號(hào)。

  英特爾告別賽場(chǎng)之后,將一部分財(cái)產(chǎn)留給了昔日戰(zhàn)友美光,另外的場(chǎng)地留給了后起之秀SK海力士。2021年12月底,SK海力士以90億美元的價(jià)格接手了英特爾NAND閃存業(yè)務(wù)及SSD業(yè)務(wù),后在美國(guó)成立NAND閃存解決方案提供商Solidigm。2021年第四季度,海力士加上Solidigm的市場(chǎng)總份額來到了全球第二,僅次于三星。

  通過市場(chǎng)博弈和整合并購,NAND Flash領(lǐng)域的玩家數(shù)量越來越少。最終,形成了由三星、SK海力士、鎧俠、西部數(shù)據(jù)、美光等巨頭為主導(dǎo)的集中型市場(chǎng)。

  NAND的江湖春秋

  自1987年發(fā)明NAND閃存以來,經(jīng)過了35年的跌宕起伏,有前浪退出,也有后浪涌進(jìn)。東芝雄霸市場(chǎng)、三星一躍龍門、美光與SK海力士強(qiáng)勢(shì)突圍,以及退出賽場(chǎng)的英特爾,都為NAND Flash市場(chǎng)演繹了一場(chǎng)橫跨時(shí)空的精彩劇情,并創(chuàng)寫了屬于自己的江湖春秋。

  從WSTS公布的出貨量數(shù)據(jù)來看,NAND閃存的發(fā)展大致可以分為三個(gè)階段。2000年至2016年間,NAND閃存出貨量呈現(xiàn)線性增長(zhǎng)趨勢(shì);2016年至2018年,出貨量相對(duì)穩(wěn)定;2018年之后,受益于數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)增長(zhǎng),NAND閃存出貨量隨之增加。

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  從NAND閃存市場(chǎng)的角度看,隨著2001年以后音樂播放器、數(shù)碼相機(jī)、手機(jī)等領(lǐng)域疾速增長(zhǎng),NAND閃存市場(chǎng)需求持續(xù)上揚(yáng),出貨量以線性趨勢(shì)持續(xù)增加。

  發(fā)展至今,大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、元宇宙等新興領(lǐng)域的快速發(fā)展,對(duì)NAND產(chǎn)品的容量、性能、功耗提出了更高的要求。在技術(shù)沒有代際差異的情況下,NAND產(chǎn)品趨于標(biāo)準(zhǔn)化同質(zhì)化,成本、堆疊層數(shù)和市場(chǎng)規(guī)模正在成為NAND產(chǎn)業(yè)接下來的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)。一系列閃存廠商再次紛紛加速技術(shù)演進(jìn)和市場(chǎng)布局,以爭(zhēng)奪NAND閃存市場(chǎng)的主導(dǎo)權(quán)。

  寫在最后

  回顧存儲(chǔ)行業(yè)的發(fā)展歷史,應(yīng)用市場(chǎng)的更迭、供需關(guān)系的改變和存儲(chǔ)芯片的價(jià)格波動(dòng)主導(dǎo)了眾多存儲(chǔ)公司的命運(yùn),催生了市場(chǎng)新格局。

  行業(yè)廠商的起起伏伏也展示了市場(chǎng)判斷對(duì)于企業(yè)經(jīng)營(yíng)的重要性。存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)由于其周期性和產(chǎn)線投產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)等緣故,扎堆投資,就容易造成供過于求,進(jìn)而使半導(dǎo)體公司出現(xiàn)虧損、生產(chǎn)線荒廢、人員解散,又會(huì)導(dǎo)致市場(chǎng)緊缺,價(jià)格上升,又開始建立新的或者改善原生產(chǎn)線。這種情況下,如何對(duì)市場(chǎng)周期進(jìn)行預(yù)判,又如何度過低迷期,都對(duì)各家存儲(chǔ)企業(yè)提出了極高的要求。

  當(dāng)前,存儲(chǔ)市場(chǎng)再次吹起下行的寒風(fēng),存儲(chǔ)廠商在先進(jìn)技術(shù)方面的競(jìng)爭(zhēng)不見頹靡。

  無論是第五代10nm級(jí)DRAM技術(shù),還是更高層數(shù)堆疊的NAND Flash,存儲(chǔ)大廠都在積極發(fā)力,以保持市場(chǎng)領(lǐng)先地位,并滿足市場(chǎng)對(duì)高容量、高性能產(chǎn)品需求,呈現(xiàn)出持續(xù)發(fā)展的潛能。

  與此同時(shí),存儲(chǔ)廠商們也在布局未來的潛力市場(chǎng)。雖然移動(dòng)、PC等消費(fèi)市場(chǎng)呈現(xiàn)出疲軟態(tài)勢(shì),但云、服務(wù)器、高性能運(yùn)算、車用與工控等領(lǐng)域結(jié)構(gòu)性增長(zhǎng)需求不減,半導(dǎo)體市場(chǎng)結(jié)構(gòu)化增長(zhǎng)的特征,為存儲(chǔ)原廠的增長(zhǎng)提供了堅(jiān)實(shí)后盾。

  盡管存儲(chǔ)市場(chǎng)需求近期疲軟,但長(zhǎng)期需求趨勢(shì)依然強(qiáng)勁,數(shù)字化的浪潮已經(jīng)不可逆轉(zhuǎn),存儲(chǔ)市場(chǎng)長(zhǎng)久來看必然是向更高更大的格局邁進(jìn)。

  回顧過往幾十年存儲(chǔ)行業(yè)發(fā)展脈絡(luò),起起伏伏正如傳奇投資人John Templeton所言:“牛市在悲觀中萌生,在懷疑里成長(zhǎng),在樂觀中登頂,在亢奮里寂滅”。

  存儲(chǔ)市場(chǎng)的興衰也大抵如此。



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