Küresel bellek endüstrisi zincirinin özeti
Belleğin resmi adı "bellek" dir ve yarı iletken endüstrisinin üç temel unsurundan biridir. 2016'da küresel yarı iletken pazarı 340 milyar ABD dolarıydı ve hafıza 76,8 milyar ABD dolarıydı. Çevrenizdeki cep telefonları, tabletler, PC'ler ve dizüstü bilgisayarlar gibi tüm elektronik ürünler için bellek, modern endüstriye göre çeliğe benzer ve elektronik endüstrisinde gerçek bir "hammaddedir".
Bellek yongaları alanı temel olarak iki kategoriye ayrılır: uçucu ve uçucu olmayan. Uçucu: Bir elektrik kesintisinden sonra, bellekteki bilgiler, her biri% 30'u oluşturan, esas olarak PC belleği (DDR gibi) ve cep telefonu belleği (LPDDR gibi) için kullanılan DRAM gibi kaybolur. Uçucu olmayan: Güç kapatıldıktan sonra, bellekteki bilgiler hala mevcuttur, esas olarak flash bellek (Nand FLASH ve NOR FLASH), NOR esas olarak kod depolama ortamında ve NAND veri depolama için kullanılır.
2017 başı itibarıyla Samsungun aylık üretim kapasitesi 400.00012 inç, 300.000 Hynix ve 330.000 Mikron iken Samsungun 400.000, Hynix 210.000, Micron ve Intel 2710.000 adet ve Toshiba ve Western Digital (eski adıyla SanDisk) 490.000 adet, küresel belleğin toplam aylık üretim kapasitesi yaklaşık 2,4 milyon adet 12 inçlik silikon gofrettir.
Samsungun Pyeongtaek fabrikası, dördüncü nesil 64 katmanlı 3D NAND flash belleği üreten, 2017 yılının 2. çeyreğinde seri üretim yapan Fab18 adını verdi. İlk aşamanın aylık kapasitesi, üretim hattının tasarım kapasitesinin 200.000 parçasının 1 / 4'ünü oluşturan 40.000-50.000 adettir. Yatırım tutarı, 2,72-317 milyar ABD doları.
Şu anda, Samsungun Xian fabrikası 64 katmanlı 3D NAND flash belleği toplu üretiyor. Her 12 inçlik silikon gofret yaklaşık 780256 GB kalıba sahiptir. Ortalama verim% 85'e ulaştığında, maliyetin her birinin 3 ABD Doları olacağı tahmin edilmektedir ve bu da ana akım 2D NAND'ye eşdeğerdir. İşlemin fiyatı 16 Gb kapasitedir.
20 nanometre DDR48 Gb için, her 12 inçlik silikon gofret yaklaşık 950-1100 kalıba sahiptir ve verim oranı% 85 olduğunda, her 12 inçlik gofretin maliyeti 1450 ABD dolarıdır. Paketleme ve test maliyetleri dikkate alındıktan sonra her biri Kalıbın maliyeti 1.79-2.24 dolar.
Bu nedenle, gelecekte ister 3D NAND ister DRAM olsun, her kalıbın maliyeti karşılaştırılacak ve açıkça, maliyet baskısı çok yüksek.
DRAM, NAND FLASH ve NOR FLASH'ın üç ana belleğinin analizi
1) DRAM
Dinamik RAM (Dinamik RAM), "Dinamik" kelimesi, her belirli bir zaman diliminde bir yenileme ve şarj etme anlamına gelir, aksi takdirde dahili veriler kaybolur. Bunun nedeni, DRAM'ın temel biriminin bir transistör artı bir kondansatör olması ve kapasitördeki şarjın varlığı veya yokluğunun 0 ve 1 dijital bilgileri temsil etmek için kullanılmasıdır. Kapasitör şarj edildi, bu nedenle DRAM, SRAM'den daha yavaştır.
Öte yandan, bu basit depolama modu DRAM'ı SRAM'den çok daha entegre hale getirir.Bir DRAM bellek hücresi yalnızca bir transistör ve küçük bir kapasitör gerektirir ve her SRAM hücresi dört ila altı transistör ve diğer parçalar gerektirir. DRAM, yüksek yoğunluk (büyük kapasite) ve fiyat açısından SRAM'a göre avantajlara sahiptir. SRAM çoğunlukla son derece yüksek performans gereksinimleri olan yerlerde (CPU'nun birinci düzey ve ikinci düzey arabellekleri gibi) kullanılırken, DRAM çoğunlukla bilgisayar bellek çubukları gibi alanlarda kullanılır.
Şekil: DRAM cihaz birim şeması ve farklı kapasitelerin kesitsel yapı şeması
Her DRAM süreci yükseltmesi çok fazla yatırım gerektirir.Örnek olarak 30 nm'den 20 nm'ye proses yükseltmesini ele alın.İkincisi, fotolitografik maske sayısında% 30'luk bir artış gerektirir ve litografik olmayan işlem adımlarının sayısını ikiye katlar. Ekipman sayısındaki artışla birlikte temiz oda tesisi alanı gereksinimleri de% 80'den fazla artmıştır.Önceden bu maliyetler, tek bir gofrette daha fazla yonga çıktısı ve performansın getirdiği primle telafi edilebiliyordu, ancak süreç devam ettikçe Minyatürleştirme, artan maliyetler ve gelir arasındaki uçurum giderek daralmaktadır. Bu nedenle, büyük üreticiler Z yönünde genişletme yeteneklerini incelemeye başladılar.Samsung, birden fazla DRAM yongasını istiflemek için TSV paketleme teknolojisini kullanarak paketleme perspektifinden 3D DRAM gerçekleştirme konusunda başı çekti ve böylece tek bir bellek bankasının kapasitesini ve performansını büyük ölçüde artırdı.
Şekil: DARM'ın küresel pazar büyüklüğü
2) NAND Flash ve NOR Flash
İki ana depolama ürününü, NAND Flash ve NOR Flash'ı daha iyi tanımlamak için, önce Flash teknolojisini tanıyalım.
Flash bellek: flash bellek olarak da bilinir, uçucu olmayan bir bellektir. Flash belleğin depolama birimi, bir voltaj tarafından kontrol edilen üç terminalli bir cihaz olan alan etkili bir transistördür ve bir kaynak (Kaynak), bir drenaj (Drenaj), bir geçit (Geçit) ve bir substrattan oluşur. Yüzer kapıdaki yükün sızıntı yapmasını önlemek için alt kısım arasında silikon dioksit yalıtım tabakası bulunmaktadır. NAND'ın hem silinmesi hem de yazılması tünelleme etkisine dayanmaktadır Akım, yüzer kapıyı şarj etmek (veri yazmak) veya boşaltmak (verileri silmek) için yüzer kapı ile silikon taban katmanı arasındaki yalıtım katmanından geçer. NOR silme verileri hala tünelleme etkisine (yüzer kapıdan silikon taban katmanına akım) dayanmaktadır, ancak veri yazılırken sıcak elektron enjeksiyonu (yüzer kapıdan kaynağa akım) kullanılır.
Şekil: Flash belleğin yapısal biriminin şematik diyagramı
NAND Flash: NAND, uçucu olmayan, yüksek yoğunluklu ve düşük maliyetli avantajlarıyla şu anda flash bellekteki en önemli üründür. NAND flash bellekte, veriler bir bellek hücresinde bitler halinde depolanır.Bir hücre bir bit depolar.Bu hücreler birim olarak 8 veya 16'dır ve bit hatları oluşturmak için bağlanır Bu satırların kombinasyonu bir sayfa oluşturacaktır. , Ve NAND flash bellek, verileri sayfa birimleri halinde okur ve yazar ve verileri blok birimleri halinde siler, bu nedenle yazma ve silme hızı DRAM'den 3-4 kat daha yavaş olmasına rağmen, aynı zamanda geleneksel mekanik sabit sürücülerden 3 kat daha hızlıdır. EMMC / EMCP, U disk, SSD ve diğer pazarlarda yaygın olarak kullanılan büyüklük sırası.
NOR Flash: NOR Flash, Execute In Place (XIP) ile karakterize edilir, yani uygulama programının kodu sistem RAM'ine okuması gerekmez, ancak doğrudan Flash flash bellekte çalışabilir.
NOR'un iletim verimi çok yüksek ve okuma hızı NAND'den çok daha hızlıdır.1 ~ 4MB gibi küçük kapasitede çok uygun maliyetlidir ancak 64-128KB blokluk birimlerde silme işlemi yapılır ve bir yazma yapılır. Giriş / silme işleminin süresi 5 saniyedir, NAND cihazlarının silinmesi 8-32KB bloklar halinde gerçekleştirilir ve aynı işlem en fazla 4ms gerektirir, bu nedenle çok düşük yazma ve silme hızı büyük ölçüde etkiler Performansına. Buna ek olarak, NOR'un hücre boyutu NAND flaşın neredeyse iki katıdır, bu nedenle maliyet açısından bir avantajı yoktur.Bu, NOR kullanımını daha kısıtlı hale getirir.Geçen NOR'a ait olan birçok pazar yavaş yavaş diğer bellekler tarafından kullanılmaktadır. Bununla birlikte, NOR flash üreticileri ölmeyi beklemedi, ancak otomotiv elektroniği gibi Nesnelerin İnterneti pazarını aktif olarak araştırıyorlar. NOR flaş pazarı son yıllarda küçülmeye devam etti.
Yarı iletken bellek pazarı Samsung, Hynix, Micron vb. Tarafından tekelleştirilmiştir.
Yarı iletken bellek, oldukça tekelleşmiş bir pazardır. Bu, özellikle üç ana ürün olan DRAM, NAND Flash ve NOR Flash için geçerlidir, özellikle de ilk ikisi için. Küresel pazar temelde ilk üç şirket tarafından işgal edilmektedir ve tekel derecesi son yıllarda kademeli olarak artmıştır. DRAM ve NAND'ın iki ana bellek yongasını örnek olarak alın: DRAM pazarı, Amerika Birleşik Devletleri'nin Samsung, Hynix ve Micron Technology tarafından işgal edilirken, NAND Flash pazarı neredeyse tamamen Samsung, Hynix, Toshiba, SanDisk, Micron ve Intel dahil olmak üzere altı şirket tarafından işgal edilmektedir. Bölün. Bunların arasında Samsung tekel konumunda. 2017'de DRAM dünya toplamının% 45,8'ini, NAND ise% 37'sini oluşturuyordu.
DRAM pazar geliştirme geçmişi
DRAM alanındaki onlarca yıllık döngüden sonra, oyuncu sayısı kademeli olarak 1980'lerde 40-50'den 2008'deki mali kriz öncesi beşe düşmüştür: Samsung (Güney Kore), SK Hynix (Güney Kore) ve Qimonda (Almanya), Micron (ABD) ve Elpida (Japonya), beş şirket temelde küresel DRAM tedarikini kontrol etmektedir.Kingston gibi terminal ürün üreticilerinin DRAM üretim kapasitesi neredeyse yoktur ve bunlardan hammadde satın almalıdır. Sağduyuya göre model istikrar kazandı ve fiyat savaşı sona ermeli ... Ne yazık ki Koreliler, özellikle Samsung, aynı fikirde değildi.
Samsung, bellek endüstrisinin güçlü döngüsel özelliklerinden tam olarak yararlandı ve hükümetin kan nakline güvendi. Fiyatlar düştüğünde, aşırı üretim ve diğer şirketler yatırımı kestiğinde, Samsung bu eğilimi destekledi ve üretimini çılgınca genişletti ve seri üretim yoluyla ürün fiyatlarını daha da düşürdü ve böylece rakipleri zorladı Piyasadan çekilen, hatta iflas eden dünya, bunu "konjonktür karşıtı yasa" olarak adlandırıyor. Hafıza alanında, Samsung toplam üç "anti-döngüsel yasa" çıkardı. İlk ikisi 1980'lerin ortalarında ve 1990'ların başlarında meydana geldi ve Samsung'un sıfırdan başlayıp hafızanın lideri olmasına izin verdi. Ancak Samsung açıkça oyunun yeterince büyük olmadığını hissetti, bu yüzden 2008 mali krizinden önce ve sonra üçüncü kez "döngüsel olmayan" kasapını yükseltti.
2007'nin başında Microsoft, bellek tüketen Vista işletim sistemini piyasaya sürdü. DRAM üreticileri bellek talebinin keskin bir şekilde artacağına ve dolayısıyla üretim kapasitelerini artıracağına karar verdiler.Sonuç olarak, Vista satışları beklentilerin altında kaldı, DRAM aşırı arz ve fiyatlar düştü ve 2008 mali krizi durumu daha da kötüleştirdi. Pelet fiyatı 2,25 ABD Dolarından 0,31 ABD Dolarına düştü. Şu anda, Samsung dudak uçuklatan bir hamle yaptı: Samsung Electronics'in 2007'deki toplam kârının% 118'i DRAM genişlemesine yatırıldı, kasıtlı olarak endüstri kayıplarını yoğunlaştırdı ve hayatta kalmak için mücadele eden rakiplere son damlası ekledi.
Etki önemlidir. DRAM fiyatları, 2008 ortalarında nakit maliyetin altına düşerek tamamen düştü ve 2008 sonunda malzeme maliyetinin altına düştü. 2009'un başında üçüncü sırada yer alan Alman üretici Qimonda tutunamadı ve iflas ilan etti ve kıta Avrupa'sındaki hafıza oyuncuları ortadan kayboldu. 2012'nin başlarında, beşinci Elpida iflas ilan etti. Bir zamanlar DRAM pazarının% 50'sinden fazlasını işgal eden Japonya da son kartını kaybetti. Elpida'nın iflas ilan ettiği gece, Samsungun Gyeonggi Eyaletindeki genel merkezi bütün gece parlaktı ve ertesi gün hisse senedi fiyatları aniden yükseldi. Dünya Korelilerin bu sefer tekrar kazandığını biliyordu.
Şimdiye kadar DRAM alanında sadece üç oyuncu kaldı: Samsung, Hynix ve Micron. Elpida'nın iflasının ardından yaşanan karışıklık, 2013 yılında yerine yeni bir CEO getirilen Micron tarafından 2 milyar dolardan fazla bir fiyata alındı. 2 milyar ABD doları gerçekten bir sıçrama fiyatıdır. Beş yıl sonra, Micron'un piyasa değeri 10 milyar ABD dolarının altından 46 milyar ABD dolarına yükselmiştir. 2 milyar ABD doları, bir gündeki piyasa değerinin neredeyse büyüklüğüdür.
Çin'in hafızasının üç kampı şekilleniyor: Fujian Jinhua, Hefei Changxin ve Ziguang Group başı çekiyor
Çin'deki üç şirket, bellek yongası üretimine bir saldırı başlattı. Bunlar Wuhan Yangtze River Storage'ın 32 katmanlı 3D NAND flash belleği, Fujian Jinhuanın 32 nanometre DRAM niş ürünleri ve Hefei Changxin'in (Reli) 19 nanometre DRAMi. . Üstelik her üç şirket de 2018 yılı sonuna kadar deneme üretim ve açık üretim hatları gerçekleştireceklerini iddia ediyor.
Ziguang'ın Nanjing ve Chengdu'da iki tane daha bellek üssü kurduğunu açıkladığını dikkate alırsanız, toplamda zaten beş şirket var.
Çin'in yarı iletken endüstrisi bellek yongaları üretmeye başlamak istiyordu ve o zamanlar çoğu insan ihtiyatlıydı, kendilerini küçümsemiyorlardı, bellek endüstrisindeki rekabet çok şiddetliydi.
Depolama endüstrisi nerede? Aşağıdaki ana hususlar olabilir:
1. "Yeni giren" yok
1990'lardan bu yana, küresel bellek üreticileri "yeni bir giriş" görmedi. Bu dönemde, Qimonda kapandı ve Micron, Elpida ile birleşti ve DRAM alanında Samsung, Hynix ve Micron (Tayvan, Çin'deki birçok şirket, göz ardı edilebilecek% 5'lik bir paya sahip) ve Samsung, Toshiba ve Western Digital, Hynix, Micron ve Intel dahil olmak üzere yalnızca dört NAND flash bellek konsorsiyumu.Samsung 2017'de tekel konumunda bulunuyor. DRAM'ı dünyanın% 45,8'ini ve NAND% 37'sini oluşturuyor.
2. İnişler ve çıkışlar arasında geçiş yapın
Hafıza endüstrisinin temel "kuralı" bir yıl kar etmek ve iki yıl kaybetmektir Samsung bir istisnadır, dünyaya hakimdir ve tersine yatırım yapmakta iyidir. Örneğin Gartner verilerine göre küresel bellek 2017'de% 64,3 artarak yaklaşık 120 milyar ABD dolarına ulaşırken, 2018'de% 13,7 artarken, 2019'da% 12,9 azaldı ve 2020'de% 10,2 azaldı.
3. Yatırım büyük ve mücadele üretim ve maliyettir
Bellek ürünlerinin özelliğinden dolayı tasarımı nispeten basittir, bu nedenle ürün yelpazesi genişliği, kapasitesi, verimi ve amortismanı en büyük maliyet kalemleri haline gelmiştir. Kapasite artışı, amortisman vb. Gibi faktörler nedeniyle yeni giren herhangi bir kişi, Samsung ve diğerleriyle neredeyse hiç eşleşemez, bu nedenle çok para yatırmaya istekli olsalar bile kazanamayabilirler ve patent gibi sorunlar olabilir.
Çin'in yarı iletken endüstrisi zor bir seçimle karşı karşıya. Gerçekçi çözüm işlemci (CPU) ve bellek arasında seçim yapmak. Hepimizin bildiği gibi, işlemci yaklaşık 20 yıldır yatırım yapıyor ve Godson'ın sonuçları başarılı, ancak tanıtılması ve uygulanması zor. . Bu nedenle, hafıza seçimi herkesin beklediği şeydir, ancak çok zor hisseder ve çoğu insan başlangıçta tereddüt eder. Günümüzde, "ahşap bir tekne haline geldi", sadece birlikte çalışabilir ve ilerlemek için çok çalışabilirsiniz.
Bellek ürünlerinde DRAM endüstrisinin bakış açısına göre, Çin geliştirme stratejisinde kademeli olarak yakınsamıştır ve kaotik değildir. Teknik düzen açısından bakıldığında, Çin'in DRAM alanında, grafik belleği dışında üretici düzeni yoktur ve diğer üreticiler planlandığı gibi gelişmektedir.
Çin'in DRAM endüstrisinin şu anda iki kampı var: Fujian Jinhua ve Hefei Changxin. Fujian Jinhua, niş belleğin geliştirilmesine odaklanır ve tüketici elektroniği pazarına odaklanır. Kendi üretim kapasitesini genişletmek için Çinin doğasında var olan büyük iç talep pazarına güvenmesi beklenmektedir. Sübvansiyon politikası kapsamında bile, en büyük uluslararası üreticilerin olduğu tahmin edilmektedir. Çin pazarında satış stratejisi ve uluslararası pazara teknik IP alma fırsatına sahip olun.
Fujian Jinhua'nın başlıca uluslararası üreticilerden kaçınan ana ürünleriyle karşılaştırıldığında, Hefei Changxin, büyük uluslararası üreticilerin temel mobil bellek ürünü haline geldi. Mobil bellek zaten bellek kategorisinde en yüksek orana sahip ürün ve güç tasarrufu teknolojisi gereksinimleri son derece yüksek ve geliştirme zorluğu oldukça yüksek. Bununla birlikte, Çin markalı cep telefonları halihazırda küresel sevkiyatların% 40'ından fazlasını oluşturdu.LPDDR4 sorunsuz bir şekilde seri üretilebilir ve sübvansiyon politikası ile işbirliği yapabilirse, Çin hükümetinin ithal ikame stratejisi bazı aşamalı görevleri tamamlayabilir.
Çin'in NAND Flash alanındaki gelişimini gözlemleyen Ziguang Group bünyesindeki Yangtze River Storage, Çin'deki en hızlı büyüyen geliştiricidir ve başlangıç düzeni Çin'deki iç pazara dayanacaktır. YMTC'nin erken geliştirilmesinde teknoloji eksikliğinden dolayı birinci kademe üreticilerle rekabet etmek zordur.İlk ürünlerinin ağırlıklı olarak kart ve disk kategorisinde olacağı tahmin edilmektedir. Yangtze Nehri depolama teknolojisinin gelişmesi ile 64/96 katmanına ulaşması ile SSD pazarına girme şansı olacaktır.Ancak bu pazardaki teknik rekabet oldukça şiddetli.Çin hükümetinin desteği olmadan kısa vadede maliyet avantajı elde etmek zor olacak. Gelecekte Ziguang Group'un uygulanabilir stratejisi.
Yangtze River Storage'ın kurulmasının ardından Wuhan Xinxin, NOR Flash'ın geliştirilmesine odaklanacak. Yangtze Memory'nin NAND Flash deneme üretim hattı geçici olarak Wuhan Xinxin'de bulunsa da, Wuhan Future City üssündeki Yangtze Nehri Deposu inşaatı tamamlandıktan sonra, Gelecek de bağımsız olacak.
Mevcut duruma bakıldığında, Çin'in bellek geliştirme stratejisinin başarısı, önümüzdeki 3 ila 5 yıl içinde, özellikle IP düzenini güçlendirmek için son derece önemli ve kritik bir dönem olacaktır.Çin hükümeti ve üreticileri, yerel pazara ve gelecekte mükemmel gelişmeye güvenmelidir. Uluslararası düzeyde üretim kapasitesinin yanı sıra, uluslararası üreticilerle en uygun pazarlık fişlerini elde etme kabiliyeti, dünyada kendine yer edinme fırsatına sahip olacak.
