隨著SK海力士（SK Hynix）與英特爾（Intel）大連廠收購(gòu)案的成形，閃存（NAND Flash）產(chǎn)業(yè)的整合也拉開序幕。雖然5G、大數(shù)據(jù)、智能物聯(lián)網(wǎng)以及AI的迅速崛起，帶來了NAND Flash應(yīng)用的增長(zhǎng)，但供應(yīng)商競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)依然激烈，大家擴(kuò)產(chǎn)態(tài)勢(shì)積極，短期內(nèi)仍將保持供過于求和價(jià)格下跌局面。
11月20日，2020年北京微電子國(guó)際研討會(huì)暨 IC WORLD 學(xué)術(shù)會(huì)議在北京舉行，長(zhǎng)江存儲(chǔ)（YMTC）首席執(zhí)行官楊士寧表示，長(zhǎng)江存儲(chǔ)64層3DNAND成功打入華為Mate 40供應(yīng)鏈。而以往手機(jī)閃存這樣的核心器件，國(guó)產(chǎn)手機(jī)主要是依賴三星、鎧俠、西數(shù)、美光等美日韓公司。
長(zhǎng)存64層3D NAND——“出道即巔峰”
長(zhǎng)江存儲(chǔ)成立于2016年，2018年量產(chǎn)32層NAND Flash，2019年9月64層基于Xtacking架構(gòu)的256Gb 3D NAND Flash宣布量產(chǎn)。
這也是國(guó)內(nèi)第一個(gè)宣布量產(chǎn)64層堆棧3D NAND的廠商，Xtacking架構(gòu)擁有的獨(dú)立加工模式，使產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間縮短了3個(gè)月，生產(chǎn)周期縮短了20％，也在很大程度上提高了產(chǎn)品性能。
楊士寧表示，雖然這只是長(zhǎng)存的第一個(gè)64層產(chǎn)品，但已經(jīng)做到了中國(guó)企業(yè)華為的Mate 40旗艦手機(jī)里面，可謂“出道即巔峰”。在這里面，也看到了中國(guó)國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈彼此協(xié)同合作和未來長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展機(jī)會(huì)。
此外，楊士寧還展示了 Xtacking 技術(shù)，表示：“在這一方面，長(zhǎng)江存儲(chǔ)也是走在國(guó)際最前沿，技術(shù)也是非常先進(jìn)的，以后可以委托給中芯國(guó)際代工；同時(shí)也要感謝國(guó)產(chǎn)同行的支持。”他還表示，目前只有帶有 Xtacking 標(biāo)簽的終端產(chǎn)品才擁有真正的長(zhǎng)江存儲(chǔ)國(guó)產(chǎn)閃存芯片。
用3年的時(shí)間，長(zhǎng)江存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)從32層到64層再到128層的跳躍式發(fā)展。楊士寧表示，長(zhǎng)江存儲(chǔ)與其它廠商相比，僅用3年完成他們6年走過的路，目前的技術(shù)處于全球一流水準(zhǔn)，下一步是解決產(chǎn)能的問題。
從長(zhǎng)江存儲(chǔ)公布的最新路線圖可以看出，今年4月發(fā)布的128 層的TLC/QLC NAND Flash也正在推進(jìn)。
在今年舉辦的中國(guó)電子信息博覽會(huì)上，長(zhǎng)江存儲(chǔ)展示了128層QLC閃存產(chǎn)品，它是業(yè)內(nèi)首款128層QLC規(guī)格3D NAND，且擁有已知型號(hào)產(chǎn)品中最高單位面積存儲(chǔ)密度，最高I／O傳輸速度和最高單顆NAND Flash容量。
2020年全球存儲(chǔ)廠商已經(jīng)基本上集體跨過了“百層關(guān)卡”，三星2020年4月份開始量產(chǎn)128層，美光、SK海力士均推出了128層3D NAND閃存芯片，西數(shù)、鎧俠則推出了堆棧112層，不過其存儲(chǔ)密度更高。長(zhǎng)江存儲(chǔ)將在128層的量產(chǎn)時(shí)間上緊緊追趕頭部廠商。
楊士寧表示：“我說我們不做最后一名，我們肯定不做最后一名，但跟我們比的都是有很長(zhǎng)歷史的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。雖然不是官方宣布，但我們會(huì)爭(zhēng)取在下一代技術(shù)走到最前沿，爭(zhēng)取做到第一名或第二名。”
根據(jù)CFM公布2020年三季度閃存芯片全球市場(chǎng)份額顯示，三星為33.3%，位居第一；Kioxia（東芝鎧俠）21.4%；西部數(shù)據(jù)為14.3%；SK海力士為11.3%；美光為10.3%；英特爾為7.9%。
這六家企業(yè)占據(jù)了全球閃存市場(chǎng)的98.4%。目前長(zhǎng)江存儲(chǔ)的產(chǎn)量位列全球第七，約占1%。現(xiàn)階段從占有率看，還不能從根本上影響美日韓。但隨著長(zhǎng)江存儲(chǔ)產(chǎn)能、良品率不斷提升，將對(duì)美日韓的國(guó)際存儲(chǔ)芯片廠商帶來沖擊，競(jìng)爭(zhēng)將加劇。
Mate 40 的 SFS 閃存和這有關(guān)系嗎？
此前在第三方機(jī)構(gòu)拆解分析華為Mate 40系列手機(jī)時(shí)發(fā)現(xiàn)，采用的是自研SFS1.0閃存，容量上擁有128GB、256GB、512GB三種。雖然華為在發(fā)布會(huì)上沒有對(duì)此進(jìn)行介紹，但是這顆閃存在測(cè)評(píng)中展現(xiàn)出了奇高無比的性能。相比其他主流旗艦智能手機(jī)如小米10至尊版、三星Note 20 Ultra上的UFS3.1閃存，華為SFS1.0閃存的隨機(jī)讀寫速度幾乎翻倍。
主流 UFS 3.1 機(jī)型的順序讀取速度平均約為1800MB/s左右，順序?qū)懭胨俣燃s為700MB/s左右，隨機(jī)寫入約在200-300MB/s范圍中。在華為Mate 40 Pro的測(cè)評(píng)結(jié)果中，該機(jī)連續(xù)讀取約為1966MB/s，持續(xù)寫入1280MB/s，隨機(jī)讀取383M/s，隨機(jī)寫入更是直接近乎翻倍地達(dá)到了548MB/s。
現(xiàn)在看來，SFS1.0閃存性能遠(yuǎn)超UFS3.1確實(shí)出了依靠華為自研主控芯片，還有閃存顆粒的功勞，不過無法確定這些顆粒就來自長(zhǎng)江存儲(chǔ)，因?yàn)橹挥性贛ate 40 Pro以上的機(jī)型才搭載SFS技術(shù)，而Mate 40仍采用UFS3.1。
已贏得一大波SSD廠商
不可否認(rèn)的是，長(zhǎng)江存儲(chǔ)的NAND Flash品質(zhì)已經(jīng)得到國(guó)內(nèi)一批做嵌入式存儲(chǔ)廠商的認(rèn)可，日前《電子工程專輯》在采訪國(guó)內(nèi)嵌入式存儲(chǔ)芯片廠商時(shí)，得到反饋“長(zhǎng)江存儲(chǔ)的wafer的封裝良率非常高，達(dá)到國(guó)際頭部原廠水準(zhǔn)，從穩(wěn)定性來說已經(jīng)達(dá)到非常高的要求，這也是他們可以從64層直接跳到128層的原因。”
不過就目前而言，長(zhǎng)江存儲(chǔ)除了華為這個(gè)客戶以外，在SSD市場(chǎng)上仍舊主打中低端。在此前長(zhǎng)江Xtacking合作伙伴生態(tài)大會(huì)上，國(guó)科微、金泰克、聯(lián)蕓、嘉合勁威、威剛、佰維、銘瑄、七彩虹、朗科、臺(tái)電等廠家共同確立了長(zhǎng)江存儲(chǔ)Xtacking生態(tài)聯(lián)盟。
雖然這里面有不少不錯(cuò)的消費(fèi)級(jí)SSD廠商，比如金泰克、威剛、七彩虹等，但是全球第一SSD品牌金士頓未加入該聯(lián)盟。
根據(jù)國(guó)際高科技研究機(jī)構(gòu)TrendForce集邦咨詢數(shù)據(jù)顯示，再2019年全球前十大SSD模組廠自由品牌于SSD渠道市場(chǎng)出貨市占率排名中，以企業(yè)級(jí)客戶為主的金士頓，市占率是第二名威剛的三倍多。
不過隨著產(chǎn)品進(jìn)入華為供應(yīng)鏈，長(zhǎng)江存儲(chǔ)可以快速了解旗艦機(jī)型對(duì)NAND Flash的具體需求，了解手機(jī)產(chǎn)品主控如何配合。在產(chǎn)品技術(shù)更新迭代上更上一層樓后，未來預(yù)計(jì)將加快打入其他頭部品牌供應(yīng)鏈的步伐，今后也可以進(jìn)入其他手機(jī)、平板等消費(fèi)電子領(lǐng)域，徹底打開消費(fèi)者市場(chǎng)。
華為幫國(guó)產(chǎn)廠商，也是幫自己
華為這邊，雖然目前臺(tái)積電依然不能為華為代工先進(jìn)工藝芯片，高通等廠商也只能恢復(fù)供應(yīng)4G芯片，但這并沒有阻礙華為核心元器件去美化、加強(qiáng)扶持國(guó)產(chǎn)廠商的決心。之前傳出的華為“南泥灣”項(xiàng)目，就是要通過“自力更生、艱苦奮斗”，“在困境期間，希望實(shí)現(xiàn)自給自足”。
從今年6月份開始，華為就已經(jīng)開始對(duì)相應(yīng)核心產(chǎn)品進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，主要是核心元器件去美化，不過這主要在5G基站等品類中，由于智能手機(jī)涉及的元器件過多，所以華為還沒有辦法完全排除美系廠商。
在華為最新款的Mate 40系列旗艦機(jī)中，不少關(guān)鍵芯片仍舊使用的是海思自研產(chǎn)品，比如5G基帶、電源管理IC、音頻編解碼器、Wi-Fi/BT/GNSS無線組合IC、MB/HB功率放大器模塊、LNA/RF開關(guān)等等。
同時(shí)，他們也在降低美廠商元器件的使用，大力扶持國(guó)產(chǎn)芯片廠商，比如首次在旗艦機(jī)當(dāng)中引入了國(guó)產(chǎn)芯片廠商廣東希荻微電子的電池管理芯片、聯(lián)發(fā)科的包絡(luò)追蹤芯片，同時(shí)為了降低美國(guó)芯片廠商供貨風(fēng)險(xiǎn)，日韓以及歐洲的元器件占比也在增加，而屏幕主要是京東方等國(guó)產(chǎn)OLED屏。
華為輪值CEO郭平之前就曾公開表示：“由于華為只是一家公司，我們用投資和技術(shù)來幫助供應(yīng)鏈合作伙伴走向成熟。”
不過因?yàn)槟壳爸袊?guó)沒有具備先進(jìn)工藝芯片制造能力的企業(yè)，在高端制造設(shè)備、材料和EDA軟件方面也需要依賴美日韓企業(yè)，也是目前所有中國(guó)半導(dǎo)體企業(yè)面臨的問題——全球化過程中只做了設(shè)計(jì)，也是教訓(xùn)。
11月15日，在第二屆中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)資源大會(huì)上，清華大學(xué)教授、中國(guó)半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會(huì)副理事長(zhǎng)魏少軍在演講中，再度談及了中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的困境。魏少軍稱，目前的難點(diǎn)主要在制造和材料上。
與其他環(huán)節(jié)相比，材料問題更特殊，是多重因素導(dǎo)致的。全球光刻膠一年的用量只在“個(gè)位數(shù)”，但化工企業(yè)的規(guī)模往往幾百上千億，光刻膠這樣的精細(xì)化工產(chǎn)品對(duì)大企業(yè)的吸引力不大。因?yàn)檫@對(duì)企業(yè)而言，是投入產(chǎn)出的問題。
長(zhǎng)江存儲(chǔ)也一樣，根據(jù)市場(chǎng)消息分析，長(zhǎng)江存儲(chǔ)的制造設(shè)備國(guó)產(chǎn)率不到30%，這可能是最大的不確定因素。楊士寧在IC WORLD上也提到，目前國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體制造業(yè)最大的問題是缺少先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)，尤以光刻機(jī)最為重要。
中國(guó)大陸方面半導(dǎo)體工藝遲遲停留在14nm難以前進(jìn)，由于荷蘭ASML的EUV光刻機(jī)難以入華，因此國(guó)內(nèi)像中芯國(guó)際這樣的巨頭也想方設(shè)法推出新技術(shù)來實(shí)現(xiàn)等效7nm工藝芯片的研發(fā)。其中，異構(gòu)集成（Heterogeneous Integration，HI）被認(rèn)為是增強(qiáng)功能及降低成本的可行方法，是延續(xù)摩爾定律的新路徑，也是值得中國(guó)半導(dǎo)體廠商深入研究的領(lǐng)域。