① 存储芯片是什么怎么没有听说存储芯片被卡脖子
存储芯片主要包括DRAM芯片和NAND芯片,这个行业确实是拼制造,但并不意味着我们不会被卡脖子。我国投资370亿元之巨的福建晋华,主要制造DRAM芯片,在2018年10月30日被美国商务部列入“实体清单”,至今前途未卜。今天我到晋华的官网去逛了逛,发现“大事记”的时间线停在了2018年10月20日,也就是试产运行之日,至今1年半过去,就没有量产的消息传出。
半导体设备基本被日美垄断,成为套在国产存储芯片企业头上的紧箍咒。下图是网上流传的晋华存储器生产设备采购清单,可以看出,清一色的日本、美国企业。实际上,全球前10大半导体设备公司,美国占了5个,日本有4个,欧洲1个。这就意味着,人家一断供,没有生产设备,钱再多,你也生产不了先进存储芯片。总之,看起来没有CPU等逻辑芯片复杂的存储芯片,对目前的我国来说,仍然是一块硬骨头,还需要多多努力。
② 5G手机,开启新一轮换机盛宴
5G网络作为第五代移动通信网络,其峰值理论传输速度可达每秒数十Gb,这比4G网络的传输速度快了数百倍。美国研究公司StrategyAnalytics预测5G智能手机出货量将从2019年的200万增加到2025年的15亿,年复合增长率为201%。
中国4G智能手机出货量市场份额2014年初为10%,仅仅用了两年左右市场份额就就达到了90%,5G的采用率也将和4G类似,在中国会迅速提升。
随着物联网、AR和VR等技术的诞生和发展,对移动网络的要求更高,5G将采用NR技术,传输速率高达10Gps,比4G快达100倍、而且具有低延时、低功耗的特点。我国5G预计按照2019年预商用,2020年规模商用的规划逐步实施。
目前,已有多家手机厂商跟进5G步伐,发布了5G手机时间计划。7月23日OPPO官方宣布Reno5G版正式获得中国5G终端电信设备进网许可证,Reno5G版目前已三证在手,具备了5G手机商用的能力。此前,华为6月26日官方宣布华为Mate20X获得中国首张5G终端电信设备进网许可证,这标志着国产5G手机上市步伐加快,5G商用将进一步提速。6月份工信部向包括三大运营商和中国广电在内的四家企业也都正式发放5G牌照,上游运营商和下游手机厂商的5G进展情况均超预期。
5G的到来也将改变手机零组件的创新和升级。例如毫米波带来的应用将有可能使得滤波器和终端系统侧的天线结构数量变多,陶瓷和玻璃机壳在5G通信以及无线充电上优势明显,被动元件的需求量提升等。
目前根据运营商计划资本支出估算,在2019年中国预计将会建设超10万台宏基站的准备,而5G宏基站的总建设量预计将会在500万台左右,同时配备约为900万台的微基站,建设总量将会远远超过4G时代的基站建设力度!
5G手机与4G手机相比,在硬件上最大的区别之一在于5G基带芯片,目前高通、华为、三星、联发科、紫光展锐等巨头厂商纷纷加入5G芯片阵营的角逐,英特尔则在与苹果“分手”后,宣布退出手机5G基带芯片市场,而苹果仍积极自研5G基带芯片,摆脱受制于人的局面。
基带芯片主要玩家:
5G芯片发布时间:
中国的厂商紧跟5G的步伐,2018年2月25日,在巴塞罗纳举行的MWC展会上,华为正式发布了旗下首款5G商用芯片——Balong5G01,符合5g标准R15规范,支持Sub6GHz中低频,以及28GHz高频毫米波,兼容2g/3g/4g网络。联发科也公布了其5g基带芯片产品HelioM70,符合5g标准R15规范,最快下行速率可达5gbps,兼容2g/3g/4g网络。
2019年1月24日,华为在其北京研究所举办了华为5G发布会暨MWC2019预沟通会,会上发布了巴龙5000基带芯片。麒麟980搭配巴龙5000,正式成为首个提供5G功能的正式商用移动平台。
在今年的MWC2019大展上,紫光展锐重磅发布了5G通信技术平台“马卡鲁”及其首款5G基带芯片“春藤510”,迈入全球5G第一梯队。春藤510基带采用台积电12nm制程工艺,支持多项5G关键技术,单芯片统一支持2G/3G/4G/5G多种通讯模式,符合最新的3GPPR15标准规范,支持Sub-6GHz频段、100MHz带宽,是一款高集成、高性能、低功耗的5G基带芯片。并且,春藤510可同时支持5GSA独立组网、NSA非独立组网两种组网方式。
根据紫光展锐官方说法,春藤510的高速传输速率可为各类AR/VR/4K/8K高清在线视频、AR/VR网络 游戏 等大流量应用提供支持,而且架构灵活,可支持智能手机、家用CPE、MiFi、物联网终端等产品形态和应用场景。紫光展锐7月18日宣布,已与华为完成5G互通测试,达到1.38Gbps的下载速率。
射频前端芯片包括射频开关、射频低噪声放大器、射频功率放大器、双工器、射频滤波器等芯片。射频开关用于实现射频信号接收与发射的切换、不同频段间的切换;射频低噪声放大器用于实现接收通道的射频信号放大;射频功率放大器用于实现发射通道的射频信号放大;射频滤波器用于保留特定频段内的信号,而将特定频段外的信号滤除;双工器用于将发射和接收信号的隔离,保证接收和发射在共用同一天线的情况下能正常工作。
根据法国市场研究与战略咨询公司YoleDevelopment的统计,2G制式智能手机中射频前端芯片的价值为0.9美元,3G制式智能手机中大幅上升到3.4美元,支持区域性4G制式的智能手机中射频前端芯片的价值已经达到6.15美元,高端LTE智能手机中为15.30美元,是2G制式智能手机中射频前端芯片的17倍。因此,在4G制式智能手机不断渗透的背景下,射频前端芯片行业的市场规模将持续快速增长。
随着5G商业化的逐步临近,现在已经形成的初步共识认为,5G标准下现有的移动通信、物联网通信标准将进行统一,因此未来在统一标准下射频前端芯片产品的应用领域会被进一步放大。同时,5G下单个智能手机的射频前端芯片价值亦将继续上升。
根据QYRElectronicsResearchCenter的统计,从2011年至2018年全球射频前端市场规模以年复合增长率13.10%的速度增长,2018年达149.10亿美元。受到5G网络商业化建设的影响,自2020年起,全球射频前端市场将迎来快速增长。2018年至2023年全球射频前端市场规模预计将以年复合增长率16.00%持续高速增长,2023年接近313.10亿美元。
5G三大核心创新驱动是AI、物联网、智能驾驶,从人产生数据到接入设备自动产生数据,数据呈指数级别增长!智能驾驶智能安防对数据样本进行训练推断、物联网对感应数据进行处理等大幅催生内存性能与存储需求,所有数据都需要采集、存储、计算、传输,数据为王,存储器比重将大幅提升。
从全球集成电路市场结构来看,全球半导体贸易组织统计2018年全球集成电路市场规模达4015.81亿美元,相较于本轮景气周期起点2016年增长了1249亿美元。而存储器2018年市场规模达1651.10亿美元,相较2016年增长了883亿美元,占增量比重达71%,是本轮景气周期的主要推手。
随着5G时代的逐渐逼近,物联网的快速发展促进着存储器需求的持续增长。数据表明,中国消耗全球20%的DRAM及25%的NAND,中国存储市场发展潜力巨大,各芯片制造商也在抓住存储器市场商机,积极布局,促进国产芯片的不断发展。
尽管成长空间巨大,我国存储器市场却一直面临着一个尴尬的局面——进口依赖大。回归到现实,中国发展存储产业并不容易,由于技术门槛高、投资规模巨大、高端人才稀缺,作为尖端产业,中国存储器企业与世界巨头相比还有较大的差距。
长江存储是国内三大存储器项目之一(另外二者为福建晋华、合肥长鑫),是国内实现存储芯片国产化率提升的重点支持项目,是目前国内投资规模、规划产能最高的存储器项目,处于稳步爬坡过程。
包括长江存储在内的存储器/代工厂将于2019-2020年 陆续进入设备采购与搬入的高峰阶段,而国内设备厂商已经在多个核心设备细分领域实现拓展。
5G不仅是4G基础上的一个提升,而是移动通信技术的一场革命,在各方面的表现上相比今天的网络,都会有数量级方面的提升。
5G的主要通信技术是Massive MIMO技术,通过使用多个发射和接收天线在单个无线信道上同时发送和接收多个数据流的多天线技术,用于提高移动设备带宽、增加数据吞吐。
3G时代使用了单用户MIMO技术,4G时代使用了多用户MIMO技术是 ,而5G时代使用的是大规模MIMO技术。
2013年以前,单机天线数量较少,包括通信主天线、无线、收音机、GPS、蓝牙等,此后随着智能手机功能的延展,单机的天线数量大幅增加,按用途分大致可分为通讯天线、WiFi天线及NFC天线三种天线模组。
5G对于天线设计是一个巨大的挑战,因为新频段的增加会带来天线的增多。正常的5G手机将会包含11根天线,其中:5G NR会做4x4 MIMO,因此会有4根天线,LTE也会有4根天线,同时Wi-Fi中需要做2x2 MIMO,这又会需要两根天线,再加上GPS L5天线,总共11根。典型4G手机天线数量2~4支,因此市场空间提升较大。
③ 国产存储芯片开始提速,两大喜讯接连传来,实现从0到1突破
全球存储芯片的格局非常明确,以韩国三星,SK海力士和美国美光这三大巨头为主,在各大存储芯片领域中占据核心技术和市场份额的主要优势。常见的NAND,DDR5以及DRAM都掌握在海外巨头手中。
但其实国产存储芯片已经开始提速了,两大喜讯接连传来,完成了从0到1的关键突破。具体是怎样的喜讯呢?国产存储芯片产业格局如何?
存储芯片的重要性是显而易见的,手机,电脑设备想要运行文件,存储数据,那么存储芯片将会是不可或缺的存在。
根据存储芯片种类的不同,赛道竞争程度也不一样。有些存储芯片巨头已经将工艺做到了使用EUV光刻机的程度,而有些企业能在某个细分存储芯片领域取得一席之地,就已经是很大的突破了。
国外巨头因为起步时间早,有庞大的资本开支优势,再加上产业链发展完善,取得领先也是能理解的。但后来居上,实现反超的例子也不是没有,国产存储芯片传来两大喜讯,已经在弯道超车了。具体有怎样的喜讯呢?
第一大喜讯:昕原半导体建成28/22nm ReRAM生产线
对存储芯片有一定了解的人都知道,DAND,DRAM等是发展了几十年的存储芯片,已经发展出完整的全球化产业链,相关的技术,配套设施和人才储备也十分完善。
可是在人工智能,云计算等日益发展迅速的新基建领域, 探索 新型存储芯片也成为了一种趋势。而ReRAM这种阻变存储器就是新型存储芯片,它的优势体现在读取速度快,功耗低,应用范围广阔。
昕原半导体就是发展ReRAM存储芯片的国产公司,其成立于2019年,在今年2月中旬正式传来消息,建成了中国首条28nm/22nm的ReRAM生产线。
基于这座生产线,昕原半导体可以更快将研究成果落地,补充完善国产存储芯片产业的生产供应链。
值得一提的是,在新型的ReRAM阻变存储器产业中,入局的玩家还不是很多,而建成相关生产线的企业更是少之又少。放眼国外,昕原半导体的这一生产线建设成果都是领先的。这也意味着,中国已经在ReRAM新型阻变存储器中把握住了先手机会,未来可期。
第二大喜讯:曝合肥长鑫今年投产17nm制程的DDR5 内存芯片
相较于昕原半导体大力发展新型阻变存储器,合肥长鑫这家存储巨头则在传统赛道上持续攻克难关。有消息爆料称,合肥长鑫会在今年投产17nm制程工艺的DDR5内存芯片,成为国内首个参与DDR5内存芯片市场的中国企业。
DDR5是计算机内存规格的芯片,相比于DDR4等前几代内存条,DDR5的性能更加出色,且功耗更低,是当下主流的高性能,高品质内存芯片。
DDR5的市场份额一直把控在三星、SK海力士、美光这三大巨头手中,制造出的DDR5被各国客户争相下单采购,国内也一直存在DDR5内存芯片的空白。
然而喜讯传来,消息爆料合肥长鑫会在今年进行DDR5内存芯片的投产,且还是17nm的工艺制程。在这一领域内,17nm已经是非常先进高端的水准了。
若爆料消息无误,则说明国产DDR5芯片已经迎来有望参与全球市场的发展能力。除了投产DDR5芯片之外,合肥长鑫也一直在努力提升产能,得益于背后资本的支持,合肥长鑫计划在今年实现每月12万片晶圆的目标,而2年前合肥长鑫的产能水准还停留在每月4.5万片。
以上两个关于国产存储芯片的喜讯接踵而至,一个是昕原半导体在新型ReRAM阻变存储器建成生产线,为国产新型存储芯片产业发展提供更多的可能性。
另一个是合肥长鑫计划今年投产DDR5内存芯片,在17nm工艺的支持下,将有望拿下DDR5市场的一席之地,打破海外巨头单一市场垄断的局面。
不难发现,这两个喜讯都是实现了从0到1的突破,昕原半导体的ReRAM生产线是国内首条,合肥长鑫投产DDR5也是国内首个参与者,可见国产存储芯片已经开始提速。
其实不只是这两大国产存储芯片巨头,在其余的长江存储,福建晋华等等存储公司的参与下,构建了如今存储芯片产业快速破局的格局。他们要么是兴建生产线,要么加快技术研发突破,齐聚力量之下,相信定能为国产存储芯片创造全新的未来。
海外巨头长期耕耘技术研发和产业发展,国产企业要想加速进步,还得一步一个脚印。首先要树立发展目标,其次包括人才资源,紧接着努力将研究成果落地产业。正所谓一分耕耘一分收获,希望国产企业的耕耘都能得到应有的收获。
对国产存储芯片的两个喜讯你有什么看法呢?