從晉華DRAM事件出發(fā)，了解我國存儲芯片產(chǎn)業(yè)瓶頸在哪里

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　　產(chǎn)業(yè)鏈：受制于人

　　無(wú)論是長(cháng)江存儲的NAND Flash還是晉華、長(cháng)鑫的DRAM，都是IDM項目。分析產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節，無(wú)論是設計、EDA軟件，還是材料、裝備，我們普遍都受制于人。尤其在EDA軟件和裝備領(lǐng)域，幾乎無(wú)法避開(kāi)美國的技術(shù)與產(chǎn)品。

　　1、設計環(huán)節

　　晉華的技術(shù)主要來(lái)自聯(lián)電。美光懷疑其前員工盜取公司技術(shù)，并交給聯(lián)電，聯(lián)電又將技術(shù)分享給了晉華，這才導致美光起訴聯(lián)電和晉華，以及后續一系列事件。但是，晉華的DRAM技術(shù)到底是否構成侵權，只有產(chǎn)品問(wèn)世后才可知。

　　長(cháng)江存儲主攻NAND閃存芯片。它與美國飛索半導體(Spansion)聯(lián)合開(kāi)發(fā)了NAND閃存技術(shù)，并與中科院微電子所共同研發(fā)32層3D NAND Flash芯片技術(shù)。從技術(shù)角度看，長(cháng)江存儲在自主研發(fā)的道路上有一定積累。2018年8月，長(cháng)江存儲對外發(fā)布其突破性技術(shù)——Xtacking?，該技術(shù)可為3D NAND閃存帶來(lái)前所未有的I/O高性能、更高的存儲密度，以及更短的產(chǎn)品上市周期。

　　無(wú)論對于晉華、長(cháng)江存儲還是長(cháng)鑫，技術(shù)來(lái)源都是首先要解決的問(wèn)題，無(wú)論技術(shù)授權、合作開(kāi)發(fā)，還是自主研發(fā)，只有從技術(shù)源頭掌握關(guān)鍵技術(shù)，才能避免被卡脖子。

　　2、EDA軟件

　　全球EDA軟件市場(chǎng)被三巨頭——Synopsys(美)、Cadence(美)、Mentor(德)所壟斷，國內IC設計公司幾乎100%采用國外產(chǎn)品。雖然國內EDA軟件開(kāi)發(fā)龍頭華大九天近期獲得了超過(guò)億元的融資，但和三巨頭相比差距巨大，短期內難以追趕。就EDA軟件來(lái)說(shuō)，美國輕易就可以通過(guò)停止服務(wù)等手段，對國內存儲芯片廠(chǎng)商甚至集成電路設計企業(yè)造成巨大的影響，迫使停止設計研發(fā)工作。

　　3、材料

　　國產(chǎn)集成電路材料已經(jīng)占據一定市場(chǎng)份額，并逐步在個(gè)別細分領(lǐng)域擠占國際廠(chǎng)商的市場(chǎng)空間。其中，靶材、濕電子化學(xué)品、CMP材料等細分領(lǐng)域產(chǎn)品已經(jīng)取得較大突破。部分產(chǎn)品技術(shù)水平達到國際一流水平，本土產(chǎn)線(xiàn)已基本實(shí)現大批量供貨。電子氣體、硅片、掩膜版等產(chǎn)品技術(shù)水平達到國際一流水平，本土產(chǎn)線(xiàn)已實(shí)現小批量供貨。只有光刻膠等產(chǎn)品與國際一流水平還有較大差距。

　　表1 日、美、德企業(yè)在全球集成電路材料市場(chǎng)仍然占主導地位

　　但是，我們也需要認識到與國外龍頭廠(chǎng)商相比的巨大差距，日、美、德企業(yè)在全球集成電路材料市場(chǎng)仍然占據主導地位。針對美國未來(lái)有可能在材料領(lǐng)域的產(chǎn)品管制，除了加大對國內供應鏈的扶持，降低材料的對外依賴(lài)度外，還可以拓展非美系供應商，畢竟在材料領(lǐng)域，美系廠(chǎng)商的市場(chǎng)份額和對其依賴(lài)度還沒(méi)有那么高，如表1。

　　4、裝備

　　集成電路裝備產(chǎn)業(yè)具有極高的技術(shù)壁壘和市場(chǎng)壁壘，是一個(gè)高度壟斷的市場(chǎng)。細分市場(chǎng)TOP3市占率超過(guò)90%甚至一家獨大的現象普遍存在。晶圓制造核心裝備光刻機、刻蝕機、CVD和PVD，都呈現寡頭壟斷局面。如在PVD領(lǐng)域，美國企業(yè)應用材料(AMAT)占據85%市場(chǎng)份額。

　　圖6 晶圓制造等關(guān)鍵核心設備仍呈現寡頭壟斷局面

　　目前，國內裝備在關(guān)鍵領(lǐng)域初步實(shí)現了產(chǎn)業(yè)鏈成套布局——曝光Liho、刻蝕ETCH、薄膜CVD、濕法WET、檢測、熱處理、測試等環(huán)節，且部分工藝制程能夠滿(mǎn)足國內客戶(hù)的需求。國內廠(chǎng)商有多項產(chǎn)品已經(jīng)批量出貨，其中主要的廠(chǎng)商有北方華創(chuàng )、中微半導體、睿勵科學(xué)儀器和上海盛美半導體等。

　　從晉華的裝備采購清單看，核心關(guān)鍵裝備還是從美、日、韓等國采購，比如刻蝕工藝機臺、薄膜沉積工藝機臺、膜厚檢測機、晶圓邊緣檢測機、各類(lèi)缺陷檢測機等都需要從美國進(jìn)口。國產(chǎn)裝備采購比例較低，除了中微半導體的刻蝕機，其余集中在低技術(shù)壁壘的各類(lèi)清洗裝備。

　　圖7 晉華部分裝備采購清單

　　當下，任何一座晶圓廠(chǎng)的順利投產(chǎn)，幾乎不可能離開(kāi)美國產(chǎn)的設備。正如上表中所列，應用材料、科磊(KLA-Tencor)等都是晉華重要的供應商。退一步講，由于裝備產(chǎn)品是復雜而精密的系統級產(chǎn)品，即使采購非美供應商裝備，其中關(guān)鍵零部件、核心軟件及操作系統也有可能是美國企業(yè)所供應。因此，可以說(shuō)在裝備領(lǐng)域，國內存儲芯片企業(yè)或者制造企業(yè)最容易被美國卡脖子。

　　04

　　全球千億美金市場(chǎng)：寡頭壟斷

　　隨著(zhù)全球信息化浪潮洶涌澎湃，存儲芯片市場(chǎng)保持了高速增長(cháng)態(tài)勢。根據WSTS統計數據，2017年全球存儲芯片產(chǎn)業(yè)營(yíng)收達1319億美元，占半導體產(chǎn)業(yè)收入30%左右，過(guò)去五年復合增長(cháng)率高達37%。其中DRAM和NAND市場(chǎng)規模達到730億和550億美元，分別占存儲芯片市場(chǎng)的56%和40%。

　　圖8 存儲產(chǎn)業(yè)在半導體產(chǎn)業(yè)占比逐步提升

　　圖9 DRAM和NAND市場(chǎng)規模

　　全球存儲產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展的源動(dòng)力主要來(lái)自PC、智能手機、平板、數據中心服務(wù)器對存儲的需求，以下是DRAM和NAND按應用的需求占比以及變化情況。

　　圖10 DRAM和NAND需求分析與增長(cháng)情況(按應用分)

　　隨著(zhù)智能手機出貨量放緩，5G等新應用尚未形成大規模需求，DRAM及NAND產(chǎn)品需求與價(jià)格均進(jìn)入下行通道。WSTS預測，2018-2020年存儲產(chǎn)業(yè)年復合收入增速將維持在8%上下。

　　圖11 DRAM和NAND現貨價(jià)格走勢

　　存儲芯片產(chǎn)業(yè)的競爭格局，歷經(jīng)多年整合，呈現寡頭壟斷局面。據IDC統計，2018年一季度DRAM實(shí)現營(yíng)業(yè)收入232億美元，三星、SK海力士、美光三家分別擁有46%，27%，23%的市場(chǎng)份額，合計市占率超95%。2018年一季度NAND實(shí)現營(yíng)業(yè)收入136億美元，三星、西部數據/東芝、SK海力士、美光分別擁有42%，29%，13%及12%的市場(chǎng)份額，合計市占率超96%。