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美光生变:存储芯片如何破局

3月26日,美国芯片公司美光(micron)的总裁第一次来到了清华大学,并高兴地宣布,将为校方提供10万美元,并期待双方在AI等科技领域深入合作。不料,两个月后,美光却被迫同中国最顶尖的科技公司“宣战”,暂停向华为供货。

美光是存储器生产企业,占到了全球23%的市占率,是华为重要的供应商。但与此同时,华为也是美光的大客户,占到了其收入的10%以上。断供华为,无疑是自斩其臂。但在大国博弈中,再多的存储器,也存不住商业利益。

而摆在我们面前的是,被围堵的华为,在存储领域,到底面临怎么样的困难?国内的备胎,又是怎么样的一个状态?

01 供应链的武器

1978年美光公司在牙科诊所地下室成立,产品以存储芯片为主。美光断供后,华为面临着一个尴尬的局面,既幸运又悲伤。

幸运的是,美光并不是华为最大的供应商,还有其他可以替代,例如占市场份额45%的三星、28%的海力士。而悲伤的是,成熟的替代者三星、海力士,也并非是安定因素。

且不说韩国和美国长期以来的联盟关系,也难保三星这些企业不会临时生变。毕竟,郭德纲老师说过,只有同行才是赤裸裸的仇恨。作为同在手机领域的三星,也不是没做过有争议的事情。

2010年,HTC推出了被寄予厚望的Desire系列,这台旗舰机采用了三星AMOLED屏幕,惊艳市场。产品问世后便卖得大火,HTC管理层也雄心勃勃地指望翻身。然而,很不巧地,三星因各种原因减少了屏幕的供应,HTC只能错失市场。

HTC北亚区总裁杰克·佟后来对此评价:“我们自此发现,零部件供应也可以被用作一种竞争武器。”

没有中国自己的存储芯片,华为永远都去不掉悬在头顶的短刀。

02 弯道超车的秘诀

存储器领域,虽然龙头格局很清晰,但并非不能生变。回顾历史来看,日本、韩国完成了弯道超车。

因为存储芯片虽然也需要技术变更迭代,但和Intel的计算芯片相比,是一个更加依赖规模效应的行业。

存储芯片起源于美国,但随后便转移到了日本。1976年,日本组织了官产研结合的集成电路技术创新行动,由电气、日立、富士通、三菱电机和东芝等5家公司和官方电子综合研究所的100名研究人员共同组成了研究所。整个项目耗资370亿日元(约33亿美元),其中政府以无息贷款的模式出资41.6%。

政府出钱、出人、出政策的模式下,日本存储芯片产业迅速发展,东芝等公司依靠着好政策、低成本,大举杀入市场。一番厮杀后,美国11家DRAM厂商倒了9家,仅剩下美光与德州仪器。

十几年后,存储芯片主要生产地又从日本转移到了韩国。

1982年韩国出台了“半导体扶植计划”,明确提出要完成进口替代。政府投入了3.5亿美元,翘起了20亿美元的民间投资。三星、现代、LG等财阀大举介入存储领域。此时韩国技术落后美日近5年时间。

1986年,存储器市场供过于求, 研发开支过大的三星半导体累计亏损了近3亿美元。然而,三星没有动摇,在行业低谷期依然加大投入。两年后,三星完成了4M存储器设计,和日本的技术差距缩短到了6个月。

随后,韩国政府以电子研究所为主,并且承担了57%的研发费用,组织三星、现代等大企业共同组成了半导体开发联合体,四五年期间,实现了从4M到64M升级的核心技术的研发。最终在90年代中期,韩国便成为了世界领先水平。

弯道超车的秘诀就是依靠政府和企业,逆周期投入。但还有更粗暴的秘诀,就是买下来。

2015年7月,清华紫光希望开价230亿美元(约合1400亿元人民币)收购美光科技。消息一出,美光股价便直接飙升11%。据传这次收购工作早已启动,此时放出消息,不过是“投石问路”。结果,美国反应果然激烈。一周多后,美光就以“担心该交易无法通过美国监管者的审批”为由,终止了这场收购。

有钱也许能买来配偶的欢心,却无法消除美国浓浓的敌意。既然买不来,就只能培养备胎了。

03 备胎的成长

为实现“制造2025”提出的芯片国产替代70%的目标,2014年国家半导体大基金成立。政府直接下场,推着中国芯片产业开进了快车道。而存储芯片“国家队队长”,无疑就是长江存储。

2016年,紫光集团和半导体大基金共同出资收购了武汉新芯成立长江存储,投资240亿美元的工厂也随即热火朝天。开工一年后,长江存储就实现了NAND 3D储存芯片零的突破。第二年,又实现了小规模量产32层的存储芯片。

虽然,长江存储日夜奋斗、千辛万苦地爬过了一个个山头,但抬头却发现对手已经开着飞机扬长而去了:三星早已经量产了96层存储芯片,海力士也将淘汰48层的产品提上了日程。

永远差着一代技术的同步发展,是不可能实现技术超越的。因此,2019年,长江存储决定大跨一步:跳过96层,直接奔向128层的设计。一旦成功,便意味着和世界一流技术站在了同一舞台。

这一步很胆大,很冒险,但并不是盲目的大跃进。长江存储推出的X-Stacking技术,已经将内存芯片的I/O读取速度大幅提升,甚至是巨头们的近3倍。而在生产环节,长江存储也在2018年花费了7400万美元买到了最先进的光刻机。

不过即使长江存储完成了128层的设计,实现了产品的生产,但和三星等公司相比,依然会遭遇成本劣势。

但是,对于华为而言,可信赖的来源,已经远比低价更有吸引力

在全球化的今天,并不是所有产业都要一个国家来自主生产。但基于半导体对科技未来的影响,基于中国的经济体量和产业结构,我们希望能够有互助互利的全球商业环境,但我们也需要具备自力更生的能力。

在华为的92家核心供应商中,有36%来自于美国,27%来自于大陆。而在芯片产业链中,生产材料、生产设备国产化率还不到两位数。未来,依然道阻且长,仍需砥砺前行。

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