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台湾存储产业衰败给大陆存储发展敲响了警钟

放大字体  缩小字体 发布日期:2019-08-13  浏览?#38382;?span id="hits">8394
核心提示:说到台湾的存储器发展史,可以追溯到1983年,当时台湾政府借助与美国的合作开始了内存的研发。1980年代,台湾通过为美国配套生产电脑周边产品,积累了产业能量,而以个?#35828;?#33041;为基础的信息产业的发展带动了存储产业的发展。台湾开始了存储产业的试水。

2018年,全球DRAM市场规模为1000亿美元,其中三星、SK海力士、美光三大巨头市场?#21152;新?#36229;过90%,呈现寡头垄断态势。近年来,在关键核心技术国产替代浪潮的推动下,中国大陆迎?#35759;?#19978;,开启对DRAM的战略布局,力争在这一高端产业上有所作为。

2016年立项的合肥长鑫已累计?#24230;?5亿美元研发费用,建成了第一座12英寸DRAM存储器晶圆厂,技术和产品研发有序开展,并已?#20013;度?#26230;圆超过15000片;紫光集团DRAM事业在2016年拟?#23637;?#32654;光未果后,于2019年6月30?#25307;?#24067;重启DRAM计划,组建DRAM事业群。

然而,DRAM产业发展之路必将布满荆棘。纵观台湾DRAM产业30年的发展,?#24230;?00亿美元却血本无归,其留下的经验和教训值得我们深思。

一、台湾存储器的三十年,?#24230;?00亿血本无归

说到台湾的存储器发展史,可以追溯到1983年,当时台湾政府借助与美国的合作开始了内存的研发。1980年代,台湾通过为美国配套生产电脑周边产品,积累了产业能量,而以个?#35828;?#33041;为基础的信息产业的发展带动了存储产业的发展。台湾开始了存储产业的试水。

1993年美国茂矽电子成立,并在1985年成功开发出了64K和256K的内存,1987年成立台湾茂矽电子,1991年茂矽电子兼并了美国华智。但由于缺乏晶圆制造能力,只能产品外包生产。华智外包给日本索尼和韩国现代进行代工生产256K DRAM,茂矽则将16K SRAM外包富士通生产,64K SRAM外包韩国现代电子生产,其后开发的256K SRAM外包日本夏普生产。茂矽电子开始积极追求独立发展存储产品的可能,并于1993年建成6英寸生产线生产DRAM。

1989年,宏碁和德州仪器合资建立了合资制造公司德碁半导体,投资新台币31亿元建设6英寸晶圆厂,生产1M DRAM产品。这是台湾第一家专业DRAM生产厂,标志着台湾DRAM产业的真正起航。然而1990年前后,内存市场不景气,逼迫德碁咬牙苦熬三年,直到1992年DRAM价格谷?#36861;?#21319;,德碁才扭亏为盈。随后又建设了一座8英寸晶圆厂。但是由于景气周期影响,1997至19898年德碁累计亏损超过新台币50亿元,随着德州仪器放弃DRAM业务并甩卖给美光,跟台湾宏碁的技术合作自然也就终止了。失去技术合作的德碁半导体于1999年被台积电?#23637;?#24182;?#33041;?#20026;纯逻辑晶圆代工厂。但宏碁账面获利超过200亿元新台币。(笑)

当时,茂矽和宏碁被看作是台湾内存行业的起步标杆。

面对日韩日新月异的DRAM技术能力,1990年,台湾官方在美国?#23435;式?#35758;下,启动了“次微米制程技术发展五年计划?#20445;?#30446;标是攻克8英寸0.5微米制程技术,获得4M SRAM和16M DRAM的生产能力。1994年12月,台湾投资新台币180亿元,由台积电占股30%,联合华新丽华、矽统等13家公司成立世界先进(VIS),建设台湾第一座8英寸晶圆厂,主攻DRAM芯片业务。然而,世界先进经营不善,2001年至2003年亏损新台币200亿元,被迫退出DRAM行业,2004年在台积电的帮助下转型为晶圆代工厂。世界先进是台湾唯一一家能够进行DRAM产业技术研发的企业,它的退出标志着台湾自主之路的夭折。此后,台湾DRAM全部企业都需要花费巨额资本从美、日获得制程技术授权。

1994年,力晶半导体依?#30475;?#26085;本三菱电机获得的技术授权,开始筹建DRAM生产线。然而,由于市场不景气,投产后的力晶半导体亏损?#29616;兀?#30452;到直至2004年,力晶的12寸晶圆厂,成为全球唯一将256M SDRAM生产成?#33606;?#38477;至3美元以下的厂商,当年实?#38047;?#21033;高达新台币165(约5亿美元),并在2004年完成转型为存储晶圆代工厂。

1995年,台塑集团依靠日本冲电气提供的技术授权成立南亚科技,设立8英寸DRAM厂。同时,台塑集团投资新台币42亿元与日本小松合资成立了硅片生产工厂,大大提高了南亚科技的成本优势,2002年,南亚科?#35745;?#20511;DDR内存的成本优势盈利100亿元。2003年,南亚科技与德国英飞凌合资成立华亚科技,建立12英寸晶圆厂。

1996年,茂矽电子与西门子的半导体部门合资,投资450亿元新台币,在新竹园区成立茂德电子,建设8英寸晶圆厂。采用西门子提供的制程生产DRAM晶圆,产能由两家分配。2001年起,由于DRAM产业不景气,茂矽亏损300亿元新台币,并大量质押茂德股?#20445;?#24341;发与英飞凌的矛盾。2002年10月,英飞凌突然与茂矽中断合资关系,终止技术授权合约,并停止采购茂德的晶圆。此后茂德的发展非常艰难,2007年金融危机后,茂德便一直亏损。

2006年,台湾剩下六家DRAM厂商,其中三家为自主品牌,?#30452;?#26159;南亚、茂德和力晶,另外三家为DRAM代工厂商,?#30452;?#26159;华邦电子、华亚科技和瑞晶。

2007年起,全球金融危机酝酿并爆发,内存产量供过于求,价格全面崩盘,从此彻底摧毁了台湾DRAM产业。最终,南亚科、华邦转型为利基型DRAM,茂德转型为IC设计公?#33606;?#21147;晶在2013年成功转型为专业晶圆代工公?#33606;?#24314;立营运新模式;2013年瑞晶也并入了美光;2015年,美光以32亿美元?#23637;?#21326;亚科技67%的股份。到此,台湾DRAM之路走到尽头。

从2001年到2010年,力晶、茂德、华邦、华亚科、南亚?#39057;?#20116;家DRAM厂,共投资9048亿元;五家公司帐上的长期债务相加,金额高达1544亿元。从财务角诺基亚看,只要能赚到更多现金,负债不是问题,但分析台湾五大DRAM厂财务?#32431;?#21457;现,2001年到2010年以来的净利总合,是亏损2245亿元,等于10年来,平均一年亏掉200多亿元,投资报酬率为负-25%。

二、急功近利挣“快钱”埋下隐患

有台湾学者统计,过去三十年来,台湾省向DRAM产业?#24230;?#20102;超过16000亿元新台币(约合五百亿美元),有超过20000名科技精英参与到DRAM事业中,最后却负债累累,连年巨额亏损。其中原因值得深思。

缺乏自主创新能力

其实在1980年代,台湾DRAM厂商的研发能力还是蛮强的,台湾省政府还能在产业政策、产业技术上,对DRAM产业进行扶持。但是在1990年代,由于台积电的代工模式引领了台湾半导体产业的发展,加上台积电的创始人张忠谋先生不看好存储产业的发展,影响到台湾省政府继续扶持DRAM产业的决心,导致台湾DRAM产业自主研发积极?#32422;?#23567;。

由于台湾厂商放弃自主研发,通过国外技术转移,从而丧失核心技术研发能力,以至于DRAM相关专利全部掌握在几大存储巨头手?#23567;?#26377;台湾学者统计,每年台湾需要向海外合作伙伴支付的技术授权费用超过新台币200亿元(约为6亿美元)。一旦海外合作伙伴出于自身营运窘?#28982;?#21478;有考量决定不再技术授权时,台湾DRAM将立刻面临技术断炊的?#32622;媯?#26368;终只能将晶圆厂?#22270;?#21334;出。2002年英飞凌终止给茂?#29575;?#26435;的惨痛历历在目。

工艺和设备?#25970;?#19981;可分的。由于放弃自主研发DRAM技术,同样台湾也不具备自主设备制程能力,台湾DRAM厂商每年需要花费十几亿美元资金购买工艺制程设备。有台湾学者统计,2000至2010年间,台湾整体DRAM产业仅购买制程设备就花掉累计上万亿台币,导致了4000多亿元的借债,其中有3000亿元来自银行借款,与债券、公司债和其他资本融通工具的总和远超过这几家上市公司的总市值。而DRAM产业工艺制?#22871;?#21464;快,加上台湾DRAM规模有限,无法承受新设备的不断?#24230;搿?

战略判断?#29616;?#22833;误

存储产业是一个面向大批?#21487;?#20135;的标准化产品,因而制造商必须?#35272;?#25104;本控制,?#22270;?#26684;竞争,技术升级以及提高生产能力在市场上存活。

在早期的6英寸晶圆时代,台湾DRAM依靠技术还在国际市场中获得一席之地。但是到了8英寸晶圆、12英寸晶圆,台湾存储厂商战略出现了失误,其抢占市场最简单的方法就是降?#32479;殺荆?#22823;打价格战。

从2002年开始,台湾DRAM厂商开始12英生产线的大规模投资,因为12寸厂的产能可以达到8英厂的2.25倍,可以使成本降低30%。从财务角度看,当厂商大量投资建厂扩充产能,成本的降低和利润提升可以使整个行业获利。但是,一旦需求不及预期,任何产能的增加都会导致过剩和开工不足,导致成本提高,这影响了整个产业的获利能力和资本积累。

当时,?#36127;?/3的?#38470;?#25110;扩充产能集中在存储器产业中,但需求端并没有快速成长,全球存储器的市场未能达到预期,造成供过于求的?#32622;媯?#26368;终导致DRAM和NAND闪存价格的?#20013;?#19979;跌完全超出市场预期。

另外一点就是台湾厂商在1990年代和2000年代多采用代工模式。产能对代工厂的运营非常考验,如何规划产能的大小是令DRAM厂商头痛的问题。当产能过小,无法与IDM厂竞争,只有被?#22815;?#30340;份;当你产能足够大时,又引起IDM大厂的担心,害怕双方争夺客户。而重要点的一点就是IDM厂不可能把最先进制程的DRAM产品交给代工厂生产。因此,DRAM代工模式在业界受到质疑,中芯国?#35270;?007年退出存储器代工领域可能也此有关。

牢记前车之鉴,走自主研发正道

以铜为?#25285;?#21487;以正衣冠;以史为?#25285;?#21487;以知兴替;以人为?#25285;?#21487;以明得失。

回顾台湾DRAM产业三十年发展之路,?#21448;?#27493;放弃自主研发,到完全?#35272;?#22806;国企业技术授权,再到代工模式遭遇金融危机重创,最终落得满盘皆输。背后的原因和经验教训对正在发展DRAM产业的中国大陆有着借鉴和警示意味。

在自主研发?#22270;?#26415;引进?#25945;?#36947;路的选择上,大陆也有许多精典案例,?#28909;?#38754;板和LED,在半导体行业里也有同样的案例,败者的呜咽之声如犹在耳。

目前,中国存储器产业的发展正在迎来关键的历史机遇期。专家呼吁,在斥巨资打造宏伟产业的起步阶?#21361;?#24517;须充分吸取台湾发展DRAM失败的惨痛教训,千万不能因为急功近利而走上?#35272;?#22806;商技术授权的歪路,给产业发展造成无法弥补的损失,这将是任何人都无法承担的重大历史责任。

党的十八大以来,习近平总书记在多个场合反复强调,核心技术受制于人是最大的隐患,而核心技术靠化缘是要不来的,只有自力更生。在国家大力布局存储芯片产业的今天,这些话听起来也非常具有针对性和前瞻性。

我们应?#32654;?#35760;台湾存储产业失败的惨痛历史教训,把握住时代赋予的机会,坚持自主研发、埋头苦干,不要寻找捷径,不能让“命门”落在别人手里,更别迷信“外人”开出的贻害无穷的技术授权的假药方。

只有通过自主研发掌握核心技术,才有制胜法宝,才能把发展的主动权牢牢掌握在自己手?#23567;?#36825;点从我国两大晶圆代工公司的发展中得到了极好的证明。

中芯国?#35797;?#23574;端制造工艺研发上,坚持自主研发之路。本着一步一个脚印,掌握核心技术,技术?#30001;?#19968;代,研发一代,成熟一代,产业化一代的宗旨,中芯国际不仅实现了集成电路技术上的追赶,同时也将自己打造成中国集成电路的产业化航母。经过17年的技术积累?#32479;?#28096;,中芯国际已经构建完?#19978;?#23545;完整的代工制造平台,包括28纳米(2014年量产)、40/45纳米(2013年量产)、55纳米(2012年量产)/65纳米(2010年量产)先进逻辑技术和90纳米(2006年量产)、0.13/0.11微米、0.15/0.18微米、0.25微米、0.35微米成熟制程以及非挥发性存储器、模拟/电源管理、LCD驱动IC、CMOS-MEMS等产品线。特别要提到完全自主独立研发的SPOCULL工艺制?#35848;茫?#21046;程提供了在8寸半导体代工技术中最高的器件库密度和最小的SRAM。同时SPOCULL技术还具有极低的漏电流,低功耗和?#22270;?#29983;电容的优秀的半导体晶体管特性。

华虹宏力从2002年开始自主?#30784;?#33455;”路,成长为全球第一家关注功率器件的8英寸纯晶圆代工厂。2002年到2010年,陆续完?#19978;?#36827;的沟槽型中低压MOSFET/SGT/TBO等功率器件技术开发;2010年,高压600V到700V沟槽型、平面型MOSFET工?#25112;?#20837;量产阶?#21361;?011年第一代深沟槽超级结工?#25112;?#20837;量产阶?#21361;?#21516;年1200V沟槽型NPT IGBT工艺也完成研发进入量产阶?#21361;?013年,第2代深沟槽超级结工艺推向市场,同时600V到1200V沟槽场截止型IGBT(FDB工艺)也成功量产;2015年,进一步优化,推出2.5代超级结MOSFET工艺;2017年第三代超级结MOSFET工艺试生产。经过多年研发创新?#32479;中?#31215;累,华虹宏力得以有节奏地逐步推进自主创芯进程。截至2018年第4季度,作为全球最大的功?#24066;?#29255;纯晶圆代工厂,华虹宏力8英寸MOSFET晶圆出货已超过700万片。值得强调的是,深沟槽?#32479;?#32423;结MOSFET是华虹宏力自主独立开发、拥有完全知识产权的?#30784;?#33455;”技术。

而在存储方面,合肥长鑫的自主研发之路也取得阶段性胜利。据公开信息显示(《长鑫存储亮相GSA存储峰会,公开研发成果进展》),长鑫存储技术来源是奇?#26410;錚?#23433;全可靠,并建立了严谨合规的研发体系,保障技术和产品研发一直按计划推进,已?#20013;度?#26230;圆超过15000片,并结合当前先进设备完成了大幅度的工艺改进,开发出独有的技术体系,拉近了与世界先进水平的技术差距。

人间正道是沧桑,小荷才?#37117;?#23574;角;自主研发是正道,铸我中华“芯”铁军!

 

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