DRAM：实现国产可替代的愿望挺难的

现在，“1bit只要1美圆”的厂商早已退出DRAM市场， “三分全国”的场面难以突破，国产内存的希望如星星之火，尚不成燎原。

DRAM（动态随机存取存储器，Dynamic Random Access Memory），是一种半导体存储器，操纵电容贮存电荷几来存储数据，是最为常见的系统内存，凡是DRAM 只能将数据连结很短的时间，必需隔一段时间刷新（refresh）一次，若是存储单位没有被刷新，存储的信息就会丧失，好比关机就会丧失数据。它的读写速度比SRAM慢、密度更低、功率更高，但容量大、集成度高、体积小、成本廉价，常做为主存储器用于计算机、智妙手机、办事器内存等电子设备中。

DRAM的构造比力简单，是由许多个反复的位元格（bit cell）构成，一个电容和一个晶体管就是一个cell，一个cell能够贮存1bit的数据，多个位元格（bit cell）构成了矩阵构造，构成内存库，而数个内存库就构成了DRAM存储芯片。

▲ 图源：朴直证券研究所

存储器是全球半导体更大的细分市场，而DRAM占存储器市场规模的58%。特殊期间带动“宅经济”的快速开展，电脑、智妙手机、办事器等电子市场需求增加，进而影响到DRAM价格敏捷上升，与此同时，跟着AIoT市场长景气周期已至，DRAM迎来了第三轮发作式的增长。

我国是内存消耗大国，理应拥有几分话语权，但是按照全球DRAM市场合作格局来看，过火残酷的现实令人警醒。按照ChinaFlashmarket的数据，2019年三星电子占据全球DRAM市场份额的45%，SK海力士排名第二占比达29%；美光市场份额到达21%，中国台湾企业南亚科技和华邦科技别离占据了3%、1%的市场份额。

本文将带你领会DRAM市场的三大巨头公司，以及砥砺前行的国产生力军。

构成“鼎足之势”格局的寡头们

DRAM行业历经几轮周期的大洗牌，目前呈现以韩国三星电子、海力士、美国美光三大寡头垄断市场的势态，2019年那三家企业的市场占有率高达95.5%。

手艺与财力并进的三星电子

在“鼎足之势”的场面构成之时，三星用绝对的手艺实力和逆周期的强势资金投入换来丰厚的市场份额。1992年，在三星电子初次成为世界第一大DRAM内存造造商之后，持续27年坐稳世界第一的铁王座，而且在本年方案推出接纳EUV手艺消费的第四代10nm级（1anm）内存芯片之后，继续独霸那个最头部的位置，并将扩大那一细分市场的绝对优势。

事实上，三星电子、SK海力士和美光都属于后来居上胜于蓝的胜利范例。1966年，全球第一颗DRAM在IDM公司被创造。1970年，英特尔公司第一款商用DRAM芯片Intel 1103，彻底倾覆了其时流行的磁存储手艺，席卷了八成以上的存储市场，随后能打的德州仪器也参加团战。

▲ 只要1k内存的DRAM

韩国在落后十几年之后才起头发力，并全速逃击。1983年，三星在美光和CITRIX的撑持下完成64K DRAM研发，一年后实现量产；1986年，由韩国政府出资，由韩国电子通信研究所结合三星、LG、现代三大集团以及韩国六所大学，结合攻关DRAM的核心手艺；1988年三星电子完成4M DRAM研发；1992年完成全球第一个64M DRAM的研发；1996年研发出全球第一个1GB DRAM（DDR2）。

▲ 三星DDR2 1G DRAM

现现在，三星电子已经掌握了存储芯片的财产密码，在造造工艺和资金投入上不给合作者任何超越的余地。

在运营理念上，三星不断坚守研发高投入、逆向投资等战略，率先将EUV手艺投入到DRAM的消费造造中，在去年三月，颁布发表推出业界首款基于EUV的10纳米级 (D1x) DDR4 DRAM 模块。目前，官方暗示D1x是一种尝试性EUVL造造工艺，仅用于造造尝试性DDR4 DRAM，而暂时不会进一步利用。

命运多舛的SK海力士

前面提到，1986年韩国政府出资，结合三星电子、LG、现代半导体以及六所高校霸占DRAM核心手艺，而海力士就是现代半导体和LG半导体 (LG Semicon)的集合体。1999年，其时排名世界第三的韩国现代半导体与LG合并，两年后又从现代集团拆分出来，将公司名改为海力士（Hynix Semiconductor Inc）。

刚刚独立出来的海力士也差点儿和本身的前辈莫斯泰克一样被搞垮。受金融危机影响，2001年DRAM价格的狂跌，招致海力士吃亏25亿美圆，面对无法定期偿还收买LG的巨额贷款 (超越140亿美圆)，在接近破产的情况下，韩国财团和中国无锡鼎力相助，而且在2012年，海力士债权人将20%股份转给韩国电信SK Telecom后幸运存活，也恰是因为如许，原海力士改名为SK海力士。

如今，办事器、挪动端和PC营业是海力士的次要收入来源，此中DRAM营业占公司收入比重持久处于70%-80%。目前，1Znm（12-14nm）与1Ynm（14nm-16nm）造程产物占比达40%，估计将来将扩张至75%。

目前，DRAM市场的支流手艺标准为DDR4和LPDDR4，而做为领军人物的三大巨头已经起头摆设DDR5手艺。此中，美光在去年1月就率先出货，并得到产物验证，如今已经起头与合做伙伴配合推进DDR5内存鄙人一代计算平台中的利用。而SK海力士也在本年的财报会议上暗示，将来几个月会起头量产DDR5内存，试图得到到Intel 12代酷睿Alder Lake的喜爱。

不竭“出走”的美光

谈到美光，那就不能不提到DRAM市场中元老级的三大美系厂商，英特尔、德州仪器和莫斯泰克。

前文提到，第一款商用DRAM是英特尔的Intel 1103，在其时一度占据了80%以上的市场份额，而德州仪器看到商机也立即动作，通过逆向工程研究出DRAM存储器工艺构造，在1971年推出了2K产物，很快在两年后又推出成本更低的接纳了1T1C构造的4K DRAM，敏捷开展成为英特尔的合作敌手。

但现实上，在德州仪器起头研发DRAM之前，几位从TI去职兴办了莫斯泰克（Mostek）公司的工程师就提出了CPU和DRAM集成的计划，在1973年推出了引脚更少的4K DRAM，比拟英特尔和德州仪器有更低的成本。在1976年，莫斯泰克推出了接纳双层多晶硅栅工艺的MK4116，那款DRAM的容量是16K，在其时是顶级容量，凭仗那款产物，莫斯泰克打败英特尔占据了全球75%的市场份额。而美光，又是四位从莫斯泰克去职的员工创建而来。

▲ 莫斯泰克4K DRAM

DRAM市场的消费难度超越半导体大佬们的预期，到了2010年之后，整个欧美市场的DRAM营业几近团灭，仅剩一家拿得出手的存储器公司 — 美光。

如今来看，不竭“出走”是准确选择，仅存美系存储器营业独苗美光可以专心内存市场，在DRAM造程与NAND手艺方面连结先辈地位。本年初，美光颁布发表批量出货第四代10nm造程（1αnm）的DRAM颗粒，该产物将次要应用于英睿达品牌DDR4内存条以及旗舰手机搭载的LPDDR5等产物。在EUV方面，三星和SK海力士已经购入光刻机，而美光则将在2024年才会起头消费接纳EUV 光刻机的存储器。

砥砺前行的国产存储

若是将DRAM国际三大巨头与国产存储器厂商放在一路比照，市场占有率就好像大象和蚂蚁一样不同庞大。目前，国内有三大存储项目，别离为紫光集团与武汉、南京、成都合做展开的NAND与DRAM项目（长江存储、紫光南京、紫光成都）；联电与福建省合做的DRAM项目（福建晋华）；兆易立异与合肥合做的DRAM项目（合肥长鑫）。

紫光系的长江存储，更偏重于NAND产物；福建晋华则遭美国打压，项目停滞很久，近期有动静称，晋华胜利研造具备自主常识产权的25nm内存芯片并小批量试产；目前，合肥长鑫是大陆地域独一拥有DRAM自主消费才能的公司，也被看做是国内存储的更大希望。

合肥长鑫项目又称“506项目”，是由兆易立异与合肥市财产投资控股合做，方案建立19nm、12寸晶圆DRAM芯片项目。该项目包罗了合肥长鑫（合肥长鑫集成电路有限责任公司）、长鑫存储（长鑫存储手艺有限公司）、睿力集成（睿力集成电路有限公司）三个运营主体，总预算金额为180亿元，由原兆易立异CEO墨一明担任长鑫存储手艺有限公司董事长。

▲ 材料来源：朴直证券研究所

该项目于2018年一季度完成一期建立，12英寸晶圆消费线投产电性片。2019年，兆易立异与长鑫存储将合做体例分为代销和代工两种，由兆易立异自研的DRAM交于合肥长鑫消费，兆易立异则负责代销。

长鑫存储的手艺次要来源于德国奇梦达。奇梦达是从英飞凌独立出来的DRAM存储芯片公司，也曾是全球第四大DRAM芯片供给商，在2008年金融危机中破产。通过与奇梦达合做，长江存储获得了一千多万份与DRAM相关的手艺文件以及2.8TB的数据，包罗了DRAM、Flash、半导体工艺及造造、光刻、封拆和存储器接口等相关的手艺专利。

在资金与手艺的双重撑持下，长鑫存储于2019年三季度胜利量产了19nm造程工艺的DDR4/LPDDR4X芯片，在2020岁尾，长鑫存储的现实产能约为每月40,000片，高于2020岁首年月的每月20,000片。根据方案，长鑫将于2021、2022年到达8万片/月、12万片/月产能，有望满足国内部门存储需求。

▲ 材料来源：朴直证券研究所

固然国内DRAM也有近40年的开展过程，但是在贸易落地的时间节点上远远落后于国际领先厂商。做为半导体存储芯片，DRAM既烧钱又要拼手艺，更好还要有本身的厂房，因而内存行业的壁垒远高于其他营业。曾有阐发师预测，长鑫存储的产物在2025年之前都不成能在中国以外的地域利用，而且即使是在中国市场，也需要很多的时间才气博得必然的市场份额。