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存储器基地项目：做什么？怎么做？

本报记者陈炳欣

3 月28 日,总投资240 亿美元（约1600 亿元人民币）的存储器基地项目在武汉东湖高新区正式启动.这是我国为推动存储产业进步而进行的一次大胆尝试.为保证项目的顺利实施,国家集成电路产业投资基金股份有限公司、湖北省集成电路产业投资基金股份有限公司、国开发展基金有限公司、湖北省科技投资集团有限公司均投入了大笔的资金.而武汉新芯存储器项目要做什么产品,能不能做好,做出来后卖不卖得出去？业界对此非常关注.

3D NAND之外还有DRAM

根据武汉新芯执行副总裁、商务长陈少民在接受《中国电子报》记者采访时透露出来的信息,可以回答武汉新芯存储器项目“做什么？如何做”的问题.

“存储器基地项目大致分为三个阶段：第一阶段为投产阶段,从即日起到2018 年,从土建到设备进入、试产,形成一定的生产能力,以至达到产品的上市销售等；第二阶段为规模量产阶段, 从2018 年到2020 年,将把产能扩充到30 万片/月；第三阶段为扩产阶段,从2020 年到2030 年,产能将从30 万片/月扩充到100 万片/月.”陈少民说.

至于该项目开发的产品,3DNAND 闪存已经广为人知.目前正处于2D 转3D NAND 的技术节点上.平面（2D） NAND 闪存,为了增加存储密度或者降低成本,最有效的办法就是使用更先进的制程缩小晶体管.

但晶体管尺寸缩小后会带来的问题是,晶体管的绝缘层尺寸也会越来越小,导致电子容易溢出,各级之间相互干扰的问题就会越发严重,进而导致闪存出错率增高以及耐久性下降等问题.这就是3D NAND 开发的初衷.通过向3维空间发展从根本上解决平面NAND 走入的死胡同.如果武汉新芯能够迅速突破这一新技术,将是一个很好的弯道超车机会.

不过,根据陈少民介绍,除了3D NAND之外,武汉新芯还将生产DRAM存储器.这是在以前流传消息中很少提到的.据悉,武汉新芯的产能规模是这样的：如果2020年能够达产30 万片/月的产能,则3D NAND20万片/月、DRAM 10万片/月.

DRAM,即动态随机存取存储器,也就是最为常见的系统内存.与NAND 闪存相比,DRAM 的市场规模更大,应用空间更广.人们常说的那句话“有计算的地方就有存储”,指的就是DRAM.但是相对闪存而言,DRAM 产业更加趋于垄断,进入的难度也更大.目前,人们的目光主要集中在武汉新芯对3D NAND 的生产开发之上,武汉新芯也没有对DRAM 的发展计划做进一步透露.因此,未来武汉新芯如何进入DRAM产业,还需要进一步的观察.

“一代半”的含义与竞争力

武汉新芯能不能做好3DNAND？陈少民在接受采访时表现出了信心.他表示：“2015 年武汉新芯已经在3D NAND 上取得进展,具有9 层结构的三维存储器芯片下线.因此有信心在2018 年存储器基地项目量产时,推出具有市场竞争力的产品,保证该产品与领先公司的技术差距在一代半之内.”

这个表态值得关注.目前市场上销售的最先进的3D NAND 是三星量产的48 层3D NAND,同时三星还在积极向下一代64 层进军,2018 年有望实现商业化.那么,届时武汉新芯推出的“一代半之内”的产品是48 层,还是32 层？

3D NAND生产制造并不容易.考虑到其他竞争者的现状,无论是48 层,还是32 层3D NAND,武汉新芯的产品生产开发出来都会有较大的竞争力.根据半导体专家莫大康的介绍,目前三星才刚刚克服32 层的3D NAND,48 层的状况并不好；海力士到今年年底估计连5000 片量产都做不到,甚至明年年底都不一定能大量量产,东芝的情况类似；美光在英特尔的支持下,36 层的3DNAND今年年底也不一定能量产.

武汉新芯在存储器生产开发上也确实有一些基础.资料显示,武汉新芯成立于2006 年,是湖北省与武汉市的重大战略投资项目.目前主要产品是NOR 闪存.在3D NAND芯片技术研发上,武汉新芯积极与国际大厂进行技术合作,2015 年年初正式与Spansion 签属合作协议,展开3D NAND 的技术开发.根据陈少民透露,2014 年Spansion 获得一项名为“电荷捕获（Charge Trap）”的重要专利技术.而目前拥有领先3D NAND 技术的存储器企业（比如三星）均采用这一技术,并与IBM公司达成交叉授权协议.武汉新芯也于2013 年取得了这一技术的共同开发、交叉授权的协议,并同时拥有这一知识产权.

能否得到11%～13%市场

未来武汉新芯的3D NAND 生产出来,是否具有市场竞争力？SEMI 日前表示,2016 年全球半导体投资增长的三大动能分别是代工、3D NAND 和10 纳米工艺.为了更好地研发和投产3D NAND,不输在起跑线上,各大存储厂商都投入了巨大的精力.

三星的西安工厂于2014 年5 月实现量产,主要就是生产3DNAND,2015 年年底月产能已升至6万~7 万片/月.2016 年,三星将扩大48 层3D NAND 产量,甚至规划在2016 年年底实现64 层3D NAND的量产.

东芝的3D NAND 技术也将采用48 层,其计划在2016 年至2018 年间投资70 亿美元,在日本三重县四日市新建Fab 6 厂,专门生产3DNAND.闪迪（SanDisk）也开始进行3D NAND 初期的试产,预计将从2016 年下半年加入生产行列.

美光目前已将3D NAND 的样本送往客户进行测试,新建的Fab10x 工厂预计将在2016 年下半年开始投产.

英特尔将改造大连厂,把原先的12 英寸逻辑IC 生产线改造成3D NAND,预计量产时间在2016年年底.

SK 海力士在2015 年12 月初启动利川M14 厂的2 楼无尘室的厂房,推算M14 厂最快在2016 年第三季度可正式量产36 层与48 层3DNAND.

如果加上武汉新芯2017 年年底至2018年量产的3D NAND,未来全球在3D NAND 的大战看似己不可避免.对此,陈少民表示,每个晶圆片可切割芯片700颗～800颗.如果按月产能20 万片计算,届时武汉新芯的产能约占全球市场的11%～13%.而中国目前存储器市场需求约占全球总产能的40%,市场前景仍然看好.

不过,2017 年至2018 年期间各大存储厂3D NAND 产能将会逐渐释放,相信那时的产品会大幅下降,届时必然会有一场激烈的市场争夺.

根据东芝半导体与存储产品公司技术市场部总监吉本健的看法,全球闪存供应状况,智能手机用闪存增长率未来相对有限,但是数据中心用SSD 的需求增长很快,而且未来这个领域的发展还有很大潜力.

因此,新的市场需求将成为消化未来新增产能的最大希望所在.

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