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“卡脖子”芯片赛道上,杀出个武汉
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打开手机和电脑,里面使用的芯片来自哪里,你注意过吗?
你可能回答:英特尔、苹果、AMD、高通、英伟达……这些鼎鼎有名的芯片厂商,是很多人购买电子产品时重点关注的指标,也是产品的核心卖点。
手机卡不卡、大型游戏能不能在电脑上运行,芯片好不好用,消费者的感受太直接了。
但还有一类芯片,你可能很少关注过,也很少听过——存储芯片。
每个人手上的电脑和手机,都必带存储芯片。如果把逻辑芯片比作“大脑”,执行运算、控制和决策,存储芯片就像一个“仓库”,负责数据的存储和记忆。
如果没有存储芯片这个数据“仓库”,CPU、GPU这些顶级工人就会“无事可做”。
和逻辑芯片一样,存储芯片从设计到制造,都长期被国外垄断,市场高度集中。
业内称之为存储芯片“三巨头”或“五巨头”,来自韩、日、美三个国家。
在这个普通人不太关注的存储芯片领域,实际上也正发生一场激烈的攻防战。
攻擂的一方来自中国:武汉的长江存储、合肥的长鑫存储。
他们作为国内仅有的存储芯片“双子星”,被寄予突破“卡脖子”技术的厚望,正在强势撼动原有格局。
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存储芯片虽然是不在聚光灯下的“幕后英雄”,其市场规模也不容小觑。
根据全球半导体贸易统计组织(WSTS)数据,2025年全球存储芯片销售额预计达到1848.41亿美元,是个妥妥的万亿市场。
存储芯片是个强周期的行业,有涨有跌。我们目前迎来的,正是存储器的超级繁荣周期。
摩根士丹利预测,这个超级周期将持续数年,主要由AI驱动,预计2027年全球存储市场规模突破3000亿美元。
OPEN AI、谷歌这些AI巨头每天都在消耗巨量存储芯片。毕竟,大模型训练需要大量的数据。
存储芯片有两大主要类型:DRAM和NAND。要理解这两者的区别很简单,打个比方:DRAM是你手机里的运行内存,NAND则是手机里的存储空间。
比如,你手机的运行内存是8G,存储空间是256G。前者说的是DRAM,后者说的是NAND。
当你打开一个APP,软件的程序和数据从NAND(硬盘)被加载到DRAM中,供你编辑。DRAM像个“工作台”,NAND像个“仓库”。
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开源证券陈蓉芳指出,AI服务器对存储的需求呈指数级增长,单台AI服务器的DRAM用量约为传统服务器的8倍,NAND用量约为3倍,2025年AI对存储的需求占比达到40%,未来或将进一步提升。
存储芯片巨头之一SK海力士曾透露,OpenAI每月对DRAM晶圆的需求量将高达90万片。
作为人工智能的重要集成设施,存储芯片的价格也像坐上了火箭,一路高涨。
TrendForce集邦咨询数据显示,2025年第三季度,全球DRAM芯片价格同比暴涨171.8%,NAND Flash价格涨幅也达到98.5%,
“涨得比黄金还快。”存储芯片上下游公司的机器都开足了马力。
国内企业能从这轮超级繁荣中受益吗?
还真有。就是上述的长江存储和长鑫存储。
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长江存储主攻领域在NAND,长鑫存储主攻领域在DRAM。
这两家公司也是目前来说,唯一有希望在存储芯片领域能与国际巨头抗衡的中国企业。
用“唯一”这个词,并不夸张。
很多人可能问,既然存储芯片大短缺,为什么其他地区不去争分这块大蛋糕呢?
蛋糕大是大,却不是谁都有能力吃得下。
因为这是个典型的重资本、投入时间长的行业。
今年9月,长存三期成立,注册资本达到207亿元。建一座晶圆工厂,动辄就是百亿投资。
长鑫存储也不遑多让。
长鑫2019年投产的12寸存储晶圆制造基地项目,当时计划分三期建设三座12寸DRAM存储晶圆工厂,总投资不低于1500亿元,媒体报道为安徽省单体投资最大的工业项目。
2015年,发展存储器芯片被确定为国家战略。1380亿元国家集成电路产业投资基金和近1400亿元地方基金随后建立。
2016年,国家存储器基地落户武汉。
落户武汉的一个重要原因,是中西部地区中,武汉在集成电路领域相对起步早、有基础。
21世纪初,武汉就敏锐意识到,过去看“钢”,未来看“硅”。超高纯度的硅片,是芯片制造的基础材料。
2006年武汉新芯诞生。据长江日报报道,当时,武汉新芯一期省、市拿出了107亿元的投资,占当年省内国有经济投资总额的近十分之一。
《芯事——一本书读懂芯片产业》一书中曾提到,武汉新芯的早期发展颇为波折,先后遭遇了全球动态存储器市场的价格暴跌和主要客户的濒临破产。直到2012年,武汉新芯仍处于亏损状态。
2013年,时年54岁的原中芯国际首席运营官杨士宁博士接受武汉东湖开发区的邀请,加入武汉新芯任首席执行官。杨士宁有留美经历,任职于芯片巨头英特尔十多年,又在中芯国际主管技术。杨士宁掌舵后,武汉新芯三维闪存技术水平逐步靠近海力士、美光等国际巨头。
等到国家存储器基地落地,此时武汉新芯已经发展了十个年头。
那一年,在合肥,长鑫存储成立;在武汉,长江存储成立。
从股权结构看,长江存储一开始就肩负着国家的厚望。
长江存储一期由国家集成电路产业投资基金股份有限公司(“大基金”)、湖北国芯产业投资基金合伙企业(有限合伙)和湖北科投共同出资,湖北科投也是武汉新芯的股东。二期由紫光集团和“大基金”共同出资。
长江存储首任CEO正是杨士宁。杨士宁判断,NAND闪存储存的需求量将随着云端运算、智能终端机的发展而持续增长10倍。
根据长江存储的目标,长江存储将通过跳跃式的发展,在2019年实现与世界前端差半代技术,2020年与世界领先技术“并跑”。
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现实中长江存储的确实现了“跳跃式发展”——
2018年,长江存储32层3D NAND成功进入市场,实现国内3D NAND零的突破;
2019年,长江存储第二代64层3D NAND闪存实现量产;
2020年,长江存储跳过96层,直接128层3D NAND研发成功,达到全球闪存主流水平;次年,长江存储第三代TLC/QLC NAND量产;
2022年,长江存储第四代TLC 3D NAND研发成功;次年第四代TLC/QLC NAND量产。232层的堆叠层数和存储密度达到国际领先水平……
2024年,第五代TLC 3D NAND研发成功并量产。
看到这里,你可能有个疑问,为什么存储芯片要越叠越高?
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如果把存储芯片比喻成盖楼,最开始工程师们盖的是2D的楼,相当于只建一层楼,有很多小房间(cell),每个小房间里都能存储信息。
可是如果要建更多房间,地基也必须变大,意味着芯片就越做越大。
于是,工程师们想出了一个巧妙的办法,能不能垂直建?3D NAND诞生了,它可以比喻为一幢储存信息的摩天大楼。堆叠层数越高,存储密度也就越大。堆叠层数越高,对工艺的要求也就越高。
这种工艺要求精细到哪种地步呢?
请想象一个场景——
你正在长江边,拿出你1200万像素的手机,拍下了一张长江大桥与夕阳的绝美合照。
这张照片包含1200万个像素,以2.88亿个比特(bit)的形式存储起来。每个TLC存储单元能存储3bits信息,每个QLC存储单元能存储4 bits信息。
这也意味着,这一张简简单单的照片,如果不被手机压缩,理论上需要接近7200万~9600万个存储单位(cell)来存储。
一颗高端3D NAND存储芯片,其面积约指甲盖大小。在指甲盖大小内,制造厂商们垂直堆叠了超过200层的存储结构,并集成了数百亿个这样的存储单元。
这200多层的“摩天大楼”,高度可能仅为一根头发丝直径的几分之一到几十分之一,每一层都要求极度的平整和均匀。
而每个相邻“小房间”(存储单元)之间的间隔,只有20-40纳米,约为头发丝直径的1/2600。
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这种极致的工艺,也决定了存储芯片只能是少数参与者的竞争。
长存与长鑫,难以替代。
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十年磨一剑。距离长江存储和长鑫存储成立,也即将迎来十年之期。
他们在各自领域研发攻关,不仅获得了竞赛的入场券,更抢占了原本属于国际巨头的市场份额。
长期以来,全球NAND Flash市场由四大阵营主导:三星、SK海力士、铠侠/西部数据联盟以及美光。
其中,三星市场份额最高,约35%。四大阵营的市场份额总和约85%。
作为国内唯一3D Nand芯片厂商,长江存储在2021年首次进入全球排行榜,市场份额在2%左右。2022年被列入“实体清单”,市场份额的增长受阻。调整战略后,长江存储今年市场份额首次冲刺到9%,距离两位数仅一步之遥。
长存三期达产后,市场份额或继续上升至15%。
今年2月,韩国媒体ZDNet Korea报道称,三星电子近日与中国存储芯片厂商长江存储签署了专利许可协议,将从后者获得3D NAND“混合键合”专利,该专利是一种将晶圆和晶圆直接键合的尖端封装技术。
三星作为存储芯片行业领头羊,从中国企业获得专利授权,被认为是一件罕见的事。
DRAM市场更为集中,由三星、SK海力士、美光三大巨头垄断超90%产能。今年第三季度,“三巨头”的市场份额同样约为90%。
▼2024年Q3至2025年Q3 DRAM市场份额分布。信源:Counterpoint Research Memory Tracker
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长鑫存储的份额在逐步上升。今年前三季度,长鑫存储的营收份额上升至5%。
市场分析机构Counterpoint今年6月预测,长鑫存储2025年DRAM出货量将同比增长50%,在整体DRAM市场的出货份额预计将从第一季度的6%增至第四季度的8%。
现在这两家公司的估值,都在千亿元级别。
目前,长鑫科技已完成上市辅导。此前2024年3月,公司以108亿元完成新一轮融资,投前估值超1400亿元。
长江存储则以1600亿元估值首次登上胡润《2025全球独角兽榜》。
长江存储和长鑫存储,让武汉与合肥在全国存储器格局中显得举足轻重。
他们堪比“双子星”,代表中国力量攀登科技与工业实力的高峰。
武汉提出打造“世界存储之都”,这正是底气所在。
九派新闻记者柴归
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