2014年，中國成立了集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金（簡稱“大基金”）一期，募集資金1387億元人民幣；2019年中美貿(mào)易摩擦升溫，大基金二期推出，募資規(guī)模2000億元人民幣。國家大基金一期加二期撬動(dòng)的社會(huì)資本總規(guī)模預(yù)計(jì)超過1萬億元。

2020年8月，國務(wù)院印發(fā)《新時(shí)期促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》，集成電路成為中國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，大量資本涌入半導(dǎo)體行業(yè)。在今年疫情期間其他所有產(chǎn)業(yè)投資都減少的情況下，只有對(duì)半導(dǎo)體、集成電路的投資還在翻倍增長。一級(jí)市場、二級(jí)市場資本如此熱情，足見國家發(fā)展這個(gè)行業(yè)的堅(jiān)定決心。

芯片熱過頭，需警惕“芯騙”

政策支持、資本追捧，一二級(jí)市場火熱，讓中國芯片相關(guān)企業(yè)的數(shù)量在2020年上半年增長迅速。截至今年7月20日，中國共有芯片相關(guān)企業(yè)4.53萬家，僅今年第二季度新注冊(cè)企業(yè)就有4800家，同比增長20%，環(huán)比增長120%。

“還好中國的市場體量比較大，不然這是很崩潰的事情。”在日前TrendForce集邦咨詢舉辦的MTS2021存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)趨勢峰會(huì)上，深圳市時(shí)創(chuàng)意電子有限公司董事長倪黃忠表示，“芯片熱”現(xiàn)象是“天時(shí)、地利、人和”造成的，首先是天時(shí)——市場需求爆發(fā)式增長、國際貿(mào)易限制、國產(chǎn)替代政策；其次地利——中國是全球最大統(tǒng)一市場，具備完整的上下游產(chǎn)業(yè)鏈；最后是人和——產(chǎn)業(yè)政策、資金、市場和民眾的空前矚目。

但也要注意防范產(chǎn)業(yè)過熱。這么多新增企業(yè)中，相信也有很多沒經(jīng)驗(yàn)、沒技術(shù)、沒人才的三無企業(yè)涌入芯片中低端市場。他們不具備核心技術(shù)研發(fā)和設(shè)備生產(chǎn)能力，導(dǎo)致中低端市場產(chǎn)品同質(zhì)化惡性競爭。同時(shí)這些企業(yè)也會(huì)造成行業(yè)人才過快流動(dòng)，比如說現(xiàn)在行業(yè)里的核心人才不斷被挖，“本來他在這個(gè)公司做得很好的，但是被挖走了，這個(gè)公司的技術(shù)創(chuàng)新就會(huì)中斷。”企業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)得不到保護(hù)，最終損害下游顧客利益。

倪黃忠還分析了最近暴雷的“芯騙”問題，目前有很多打著高大上產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目口號(hào)，百億、千億級(jí)項(xiàng)目已經(jīng)暴雷，未來可能還有更多。因?yàn)橘Y本過熱地投入，肯定會(huì)造成一些企業(yè)不能專注于技術(shù)研發(fā)，而是專注于搞資本運(yùn)作。因?yàn)榈劫Y本市場賺錢更容易，還有什么必要費(fèi)力氣搞創(chuàng)新？未來芯片企業(yè)如果不技術(shù)創(chuàng)新、同質(zhì)化，便會(huì)為了短期市場份額對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行costdown操作，大打價(jià)格戰(zhàn)，破壞市場秩序，導(dǎo)致產(chǎn)品實(shí)際使用壽命不達(dá)標(biāo)、兼容性不夠、使用后性能下降，使用一段時(shí)間后返修率偏高等惡性循環(huán)問題。

國內(nèi)嵌入式存儲(chǔ)芯片行業(yè)現(xiàn)狀

存儲(chǔ)市場占比最高的有NAND和DRAM兩大類別，對(duì)應(yīng)了手機(jī)、服務(wù)器和PC三大應(yīng)用領(lǐng)域，在全球有著超過1000多億美金的年銷售。隨著5G、大數(shù)據(jù)、智能物聯(lián)網(wǎng)以及AI的迅速崛起，NAND存儲(chǔ)的應(yīng)用還在增長，特別是NAND Flash的成長，因?yàn)榇髷?shù)據(jù)的成長和云存儲(chǔ)的成長。

原廠格局方面，NAND主要是三星、鎧俠、WD、美光、海力士、長江存儲(chǔ)、英特爾等等；DRAM以三星為龍頭，海力士、美光、南亞和長鑫等等為主。以前在存儲(chǔ)芯片領(lǐng)域是沒有國內(nèi)廠商的，這幾年有了長江存儲(chǔ)和合肥長鑫。長江存儲(chǔ)2019年9月份量產(chǎn)了64層基于Xtacking架構(gòu)的256Gb閃存顆粒，今年4月發(fā)布了128層的3D NAND存儲(chǔ)芯片，實(shí)現(xiàn)了跳躍式發(fā)展；長鑫方面已經(jīng)成功量產(chǎn)19nm的DDR4/LPDDR4，正在推進(jìn)LPDDR5 DRAM產(chǎn)品開發(fā)，預(yù)計(jì)會(huì)采用17nm以下工藝。

目前DRAM和NAND的主要應(yīng)用還是智能手機(jī)，占比已經(jīng)達(dá)到40%多，第二是服務(wù)器，因?yàn)榇髷?shù)據(jù)在服務(wù)器當(dāng)中的應(yīng)用比例非常大，第三個(gè)是PC端。倪黃忠在接受《電子工程專輯》等媒體采訪時(shí)表示，時(shí)創(chuàng)意公司成立于2008年，最早是做玩具起家，2013年進(jìn)入存儲(chǔ)芯片封裝領(lǐng)域，2017年進(jìn)入PC SSD市場，2019年進(jìn)入嵌入式存儲(chǔ)領(lǐng)域，在這三個(gè)端口完成布局

他認(rèn)為，嵌入式存儲(chǔ)芯片終端應(yīng)用存在著四大常見問題：

由于NAND Flash顆粒品質(zhì)不高，導(dǎo)致產(chǎn)品實(shí)際使用壽命不達(dá)標(biāo)；

固件架構(gòu)設(shè)計(jì)完善度和產(chǎn)品兼容性測試不夠，導(dǎo)致產(chǎn)品兼容性不夠；

固件架構(gòu)不完善或NAND Flash顆粒品質(zhì)較弱，導(dǎo)致產(chǎn)品長時(shí)間使用后性能下降明顯；

產(chǎn)品老化測試不夠或者NAND Flash顆粒品質(zhì)較弱，導(dǎo)致產(chǎn)品使用一段時(shí)間后返修率偏高。

可見，嵌入式存儲(chǔ)芯片市場有別于其他類似SSD、DDR等可插拔的存儲(chǔ)設(shè)備市場，對(duì)產(chǎn)品的性能、使用壽命和數(shù)據(jù)安全性有異常嚴(yán)苛的要求，需要存儲(chǔ)廠商在晶圓和主控選型、基板設(shè)計(jì)和封裝工藝、軟件和固件方案設(shè)計(jì)、工程驗(yàn)證和生產(chǎn)測試以及售后服務(wù)等方面具備全面的完整技術(shù)能力。如果沒有全產(chǎn)業(yè)鏈的自主核心技術(shù)，最終將很難長期立足于該市場。

如何做好一顆嵌入式存儲(chǔ)芯片？

倪黃忠分享了如何做好一顆嵌入式存儲(chǔ)芯片的心得，第一個(gè)階段就是主控和晶圓的選型。

在晶圓選擇上，每家原廠出貨的晶圓都有等級(jí)之分，以美光的晶圓料號(hào)MT29F256G08EBCAG B16A 3W C1 -R舉例，其中最后字母如果是“R”則代表Fortis級(jí)別，“M”則代表Meida級(jí)別，“U”代表Removable級(jí)別等。所以在跟模組廠采購嵌入式存儲(chǔ)芯片的時(shí)候，要看一下是用什么晶圓做的，如果為了節(jié)約成本，買低等級(jí)的晶圓來做嵌入式存儲(chǔ)，最后出現(xiàn)問題是不能怪原廠的。

除了選擇晶圓等級(jí)，還要選擇晶圓工藝，例如2D和3D，SLC、MLC和TLC。NAND層面現(xiàn)在基本選擇64層TLC，隨著96層TLC量產(chǎn)和128層技術(shù)的成熟了，會(huì)慢慢推進(jìn)。

最后是晶圓架構(gòu)的選擇，包括Block Size、Page Size等。拿英特爾的晶圓來說，“是為服務(wù)器而生的，非要拿去做嵌入式可能會(huì)產(chǎn)生很多問題。”倪黃忠說到，“再如QLC晶圓，本來是為了服務(wù)器去做的，如果因?yàn)镼LC便宜而拿來做嵌入式，估計(jì)會(huì)死得很慘。”

第二個(gè)階段是基板設(shè)計(jì)和封裝工藝。首先要保證堆疊設(shè)計(jì)和焊線設(shè)計(jì)的合理性，然后要考慮信號(hào)設(shè)計(jì)的完整性。市場上有很多封裝廠為了降低成本用了兩層板，對(duì)系統(tǒng)廠商造成了很多麻煩。封裝工藝中，設(shè)備非常重要，另外還要有好的生產(chǎn)環(huán)境、員工管理和品控體系。

剩下幾個(gè)階段分別是固件和軟件方案設(shè)計(jì)、工程驗(yàn)證和生產(chǎn)測試。時(shí)創(chuàng)意因?yàn)榘褜?shí)驗(yàn)室建到了產(chǎn)線，任何一個(gè)批次的產(chǎn)品都會(huì)先進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室先做好工程實(shí)驗(yàn)、工程認(rèn)證，所以目前封裝生產(chǎn)直通率達(dá)99.9%以上。

長江長鑫兩巨頭加持，國內(nèi)存儲(chǔ)行業(yè)未來可期

倪黃忠用之前提到實(shí)現(xiàn)“跳躍式發(fā)展”的長江存儲(chǔ)舉例，時(shí)創(chuàng)意采用他們的64層TLC晶圓做封裝，SDP（32GB * 1）封裝良率是99.98%，超過了以往采用國際大廠晶圓 99.9%的均值。DDP （32GB * 2）達(dá)到 99.88%的良率，分四迭代做封裝數(shù)量級(jí)比較大的情況下是99.69%的封裝良率。

“這樣的良率國內(nèi)很難找得到第二家，國際上面也和幾大原廠的良率水平相當(dāng)。做到這么高的良率，主要是基于兩點(diǎn)，”倪黃忠總結(jié)道，“一是我們的封裝技術(shù)已經(jīng)非常成熟，第二點(diǎn)說明長江存儲(chǔ)的wafer的穩(wěn)定性已經(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。”

雖然這兩年大家都在喊芯片國產(chǎn)化，但國產(chǎn)化不應(yīng)該僅僅是低端產(chǎn)品的國產(chǎn)化，而是高端產(chǎn)品的國產(chǎn)化。國際大廠做到的東西，中國廠商要想辦法把它做到，這才是具備國產(chǎn)化替代的意義。而長江存儲(chǔ)和合肥長鑫兩家出來以后，正在逐漸打破存儲(chǔ)芯片市場的格局，倪黃忠表示，未來市場有多少變化值得期待，這也是國內(nèi)所有存儲(chǔ)廠商都期待的事情。

以長江存儲(chǔ)、長鑫存儲(chǔ)為代表的國內(nèi)龍頭廠商未來可期，相信在國家政策扶持下，以及5G、AI、AIoT、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)創(chuàng)新的拉動(dòng)下，我國存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)規(guī)模快速發(fā)展，將會(huì)產(chǎn)生一大批優(yōu)秀的存儲(chǔ)模組廠商，并會(huì)誕生中國的世界級(jí)存儲(chǔ)領(lǐng)軍企業(yè)。

時(shí)創(chuàng)意去年開始推出8GB eMMC嵌入式產(chǎn)品，2020年11月推出了256GB版本。據(jù)倪黃忠稱，這是國內(nèi)最短時(shí)間內(nèi)推出最大容量的eMMC產(chǎn)品，應(yīng)用在了一些4G手機(jī)上。相關(guān)的UFS產(chǎn)品也在研發(fā)中，預(yù)計(jì)明年下半年開始出貨，和LPDDR產(chǎn)品一起用在5G手機(jī)中。據(jù)悉時(shí)創(chuàng)意的LPDDR產(chǎn)品今年已開始量產(chǎn)，TLC eSSD產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)1TB封裝能力，QLC可以做到2TB。“時(shí)創(chuàng)意期待能夠跟所有系統(tǒng)廠商和產(chǎn)業(yè)上下游合作伙伴們一起，共同構(gòu)建起資源優(yōu)勢互補(bǔ)、技術(shù)開放共享、產(chǎn)業(yè)資本對(duì)接的存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈。“
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