半导体国产化迈出一大步！国产90nm闪存量产

连续10年，我国芯片进口超过石油——一个又一个的天文数字不仅让国人感到惊讶，更让人感到无奈与难过，我国半导体产业发展滞后的现状不断鞭策着国人，正是在这样的大背景下，每一次半导体产业的进步或成果，都能在短时间内成为国人议论的焦点与骄傲。

昂贵的进口产品

根据海关数据统计，2017年我国芯片进口额为2601.16億美元，同比增长14.6%;2018年我国芯片进口额为3120.58亿美元，同比增长19.8%。我国近十年芯片进口额每年都超过原油进口额，2018年我国原油进口额为2402.62亿美元，芯片继续是我国第一大进口商品。当我们为华为这样的民族企业成长而感到自豪时，抬头却发现三星、SK Hynix、美光几大存储芯片巨头仅用了两年时间就赚取了10倍于华为的利润。

而在庞大的芯片进口体系中，存储芯片拥有非常重要的地位。存储芯片是半导体元器件中不可或缺的组成部分，几乎存在于所有的电子设备中。随着大数据、云计算、物联网、人工智能等产业的发展，其在整个产业链中扮演的角色越来越重要。

来自韩国海关的数据表明2017年该国半导体芯片出口总值997.1亿美元，同比增长60.2%，其中存储芯片出口增长90.7%，达到了672亿美元，占据绝大多数份额。半导体出口国中，中国占据了393.5亿美元，从2005年以来都是韩国半导体芯片第一出口对象，考虑到中国在存储芯片市场自产份额接近于0，这部分进口额几乎全都是中国的逆差，韩国的顺差。据前瞻产业研究院发布的《存储芯片行业市场需求分析与投资前景预测》统计数据显示，2017年全球存储芯片产业营收达1319亿美元，占半导体产业收入30%左右，过去五年复合增长率高达37%。其中DRAM和NAND市场规模达到730亿和550亿美元，分别占存储芯片市场的56%和40%。我国作为全球最大的存储芯片消费市场之一，每年进口存储芯片的金额超过700亿美元，占全球市场的半壁江山。

决不能放弃的粮仓

存储芯片作为集成电路的三大品类之一，目前广泛应用于内存、消费电子、智能终端和固态存储硬盘等领域，其销售额占整个芯片产业的比重超过25%，反映了一个国家或地区的半导体发展水平。根据SIA数据，2018年5月，全球半导体营收结构中，存储芯片仍以32%的占比位居第一。随着下游应用的需求，存储芯片开始成为集成电路产业的主力，成为半导体行业发展的主要驱动力。

如同钢铁、石油是工业时代的“粮食”一样，芯片是通信产业发展最重要的“粮食”。没有芯片，个人电脑、智能手机、数码消费产品、通信基站、光通信等设备都无法正常运转。

2017年，中国集成电路产品的市场格局，排在前三位的为：存储芯片占比30%，专用集成电路占比28%及模拟集成电路占比17%。中国作为全球电子产品的制造基地，一直以来都是存储器产品最大的需求市场。

然而，中国作为最大的集成电路消费国，自身企业的市场占有率却很低，极大的消耗量，自给率却很低，却需要巨额的进口，全球DRAM、NAND存储芯片基本由美日韩企业垄断，三星、SK海力士、美光、东芝等巨头顺势赚得盆满钵满。受制于资金和技术上的缺陷，我国本土的芯片制造企业仍然面临数量少、规模小、产品落后等问题。

国产90nm闪存量产

发展国产存储器早早地就成为了国人的共识，因为存储产业不仅关乎国家半导体产业发展，更关乎国家信息存储安全。多年地发展，让我国形成了紫光集团与武汉、南京及成都合作展开的NAND与DRAM项目，兆易创新与合肥合作的DRAM项目（合肥长鑫），联电与福建省合作的DRAM项目（福建晋华）等三大存储项目。

经过多年的发展，近日上海华虹半导体今天宣布其第三代90纳米嵌入式闪存（90nmeFlash）工艺平台已成功实现量产。根据华虹资料，华虹半导体一直深耕嵌入式非挥发性存储器技术领域，通过不断的技术创新，第三代90纳米嵌入式闪存工艺平台的Flash元胞尺寸较第二代工艺缩小近40%，再创全球晶圆代工厂90纳米工艺节点嵌入式闪存技术的最小尺寸纪录。FlashIP具有更明显的面积优势，使得芯片整体面积进一步减小，从而在单片晶圆上获得更多裸芯片数量。与此同时，光罩层数也随之进一步减少，有效缩短了流片周期。而可靠性指标继续保持着高水准，可达到10万次擦写及25年数据保持能力。

近年来，华虹半导体在90纳米工艺节点连续成功推出三代闪存工艺平台，在保持技术优势的同时，不断探求更高性价比的解决方案。第三代工艺平台的大规模稳定量产，为电信卡、Ukey、交通卡等智能卡和安全芯片产品以及微控制器（MCU）等多元化产品提供持续稳定的支持和解决方案。而在深入讨论国产90纳米闪存量产时，不少人发现我国存储芯片项目经过前期孵化后，发展已经开始提速。

国产闪存发展提速

除了上海华虹半导体90纳米嵌入式闪存量产的小心令人振奋外，根据长江存储之前公布的消息，长江存储斥资10亿美元研发成功国产3DNAND闪存，全年小规模试产了32层堆栈的64Gb闪存，今年的目标是量产64层堆栈的3DNAND闪存，再下一代则会直接进入128层堆栈，跳过了三星、美光、东芝、Intel等公司现在力推的96层堆栈闪存，这几家公司预计在2020年才会推出128层堆栈的闪存。

紫光旗下的长江存储以武汉新芯为基础，投资240亿美元建设3座全球单座洁净面积最大的3DNANDFlashFAB厂房，预计明年正式投产，2020年完成全部项目。合肥长鑫建设的存储芯片工厂预计投资达到72亿美元，将以DRAM存储芯片为主，预计2019年投产。

而福建晋华也是以DRAM存储芯片为主，投资额达到370亿元人民币，预计明年投产，其制造技术工作主要交由联电进行，制程工艺由32纳米切入，规划产能为每月6万片，预计2018年9月开始试产。公司目标最终推出20纳米产品，规划到2025年四期建成月产能24万片。

持续多年的大规模投资加上三驾马车的努力，国产闪存发展终于提速，不过由于起步较晚，工业体系薄弱等问题，国产闪存发展的道路并不平坦。

极为关键的光刻机

在半导体制造过程中，最重要的一个过程就是光刻工艺，需要用到光刻机，7纳米及以下节点工艺则需要EUV光刻机，目前只有荷兰ASML公司能生产，每台售价超过1亿欧元。对于可以上升到国家战略的半导体芯片产业而言，光刻机价格高昂咬咬牙总能接受，关键是ASML每年的产能并不高。

2018年全年，ASML生产了18台7纳米光刻机，2019年将生产30台，其中18台已经被台积电购买，我国大陆的中芯国际预定有1台。光刻机生产周期较长，需要提前预定。一台光刻机包含了5万多个零部件，从下单到正式交货，需要21个月。2017年是中芯国际成功预定一台7纳米的EUV光刻机，预计今年能够成为到货。

按照ASML规定，“投资ASML的企业，才能获得优先供货权”，这样的倾斜销售策略下，光刻机在全球半导体产业扩张的当下，显然是供不应求的，不过我国发展国产闪存的战略眼光也是看得相当远的。2018年5月，国家存储器芯片基地——长江存储，也购买了ASML公司193nm浸润式光刻机，用于10nm级（14?20nm）的晶圆生产。同月，上海华虹六厂也从ASML公司进口了193nm浸润式光刻機，工艺覆盖28-14纳米技术节点。而今年3月，中国广州粤芯半导体也从ASML公司进口了多台光刻机设备，用于12英寸芯片生产。

虽然在最新制程光刻机仅“抢”到一台，但从技术发展节点看，国产芯片企业正一步步弥补自己的不足，尤其是在细分领域，包括闪存在内的国产芯片替代已经有长足的进步。

由细分市场起步的国产替代化

直接同三星、海力士等闪存芯片巨头碰撞显然是不现实的，由细分市场切入，积累沉淀技术的同时也能让产品市场化，而目前国内也有一些公司研发了用于特定行业的闪存芯片，比如兆易创新的NOR闪存，其他还有一些嵌入式闪存。

在智能家居等新兴物联网领域，国产闪存芯片其实已经实现批量出货。西安紫光国芯半导体有限公司的闪存产品已经批量供应给喜马拉雅的智能音箱（小雅Nano），而西安紫光国芯成功切入成长迅猛的新兴智能硬件领域，避开了传统的PC配件领域，抢先占据新生市场，也为国产闪存崛起提供了思路。中国是全球最大的服务器、PC和智能手机市场，对存储芯片的需求极为庞大，无论是智能穿戴、智能家居还是智能汽车等新兴领域，都能让我国闪存芯片厂商避开与国际巨头在传统PC领域的直接碰撞，从而走出一条属于自己的独立发展道路。

明星般的华为供应链

国产闪存企业开拓细分市场的结果是令人兴奋的，同样令人欣喜的还有华为供应链实现的国产替代化。随着中美贸易争端与华为被禁事件的出现，华为身后的国产供应链也逐渐付出水面。华为在成长过程中，本身就带动了半导体及通信一众合作企业的共同成长，而自2018年下半年起，华为开始放宽对供应商认证资格的条件，以应对出货量增长的局面，而加强国内供应链的选择，也推动了国内半导体产业链相关企业的成长。

时至今日，OLED面板（京东方）、射频前端（信维通信）、化合物半导体（三安光电）、半导体封测（华天科技/长电科技）、上游核心设备（大族激光/精测电子）等华为供应链相关企业不仅分享到华为成长的红利，更伴随着OPPO、vivo、小米等消费市场整机企业的成长而获得更多市场份额乃至话语权。产业链龙头企业的带动作用是相当明显的，或许在高精尖元器件领域国产替代比例相对较低，可随着主流生产技术的成熟及相关知识体系的完善，国内半导体芯片产业未尝没有突破的可能。除华为外，在半导体这样一个技术、资金密集型产业里面同样需要有领头羊式的企业出现。

肩负重任的紫光

我国从2015年就开始扶持半导体发展，2015年大基金一期主要投资在芯片制造领域，占比65%;大基金二期2019年有望落地，募集金额1500-2000亿元;设计和特色工艺可能是关注重点;国家大基金锁定存储、碳化硅（SiC）及氮化镓（GaN）等化合物半导体、以5G、人工智能、物联网为主的IC设计等三大领域加强投资，这样的方针策略下，也培养出京东方、大族激光、紫光集团等一大批国产半导体产业链的巨头。

在国产闪存领域，紫光绝对拥有举足轻重的地位。经过多年的发展，紫光集团在存储器的设计制造领域已形成一定基础，积累了从设计、生产、测试、方案构建到全球量产销售等研发和产业化经验。紫光旗下长江存储耗资10亿美元，由1000人团队历时2年，于2017年研发成功了3DNAND闪存芯片，实现了中国存储芯片零的突破，也让紫光集团成为国内存储领域的标杆型企业。

紫光集团本身是国内最大的综合性集成电路企业之一，除了存储芯片外，紫光集团先后斥资近60亿美元收购展讯、锐迪科、华三通信等具有全球影响力的公司，也构筑了相对完整产业链。紫光集团透露，公司未来3至5年仍将对芯片产业保持较大规模的投资，公司与武汉、成都、南京和重庆等地方政府签订协议，将联合国家集成电路产业基金、地方基金和当地政府指定部门等共同投资建设芯片制造基地，以上芯片制造基地规划总投资合计约1000亿美元。

持续大量投资足以令紫光集团成为国内半导体产业的“航母”，除其自身通过紫光国微、紫光控股和长江存储布局电子元器件及设备领域外，其同华为一样也带动了相关产业链的成长，尤其是一些容易被大众忽视的半导体材料产业，在紫光、上海华虹等领头羊的带领下，也取得了长足的发展。

不容忽视的半导体材料产业

相对于芯片这样“明星级”的元器件，半导体材料产业在终端消费市场的人气并不高，其本身是指电导率介于金属与绝缘体之间的材料，半导体材料的电导率在欧/厘米之间，一般情况下电导率随温度的升高而增大。半导体材料是制作晶体管、集成电路、电力电子器件、光电子器件的重要材料。

在半导体材料领域，由于高端产品技术壁垒高，国内企业长期研发投入和积累不足，我国半导体材料在国际分工中多处于中低端领域，高端产品市场主要被欧美日韩台等少数国际大公司垄断，比如：硅片全球市场前六大公司的市场份额达90%以上，光刻胶全球市场前五大公司的市场份额达80%以上，高纯试剂全球市场前六大公司的市场份额达80%以上，CMP材料全球市场前七大公司市场份额达90%。

而根据预测，到2020年，我国晶圆制造材料市场规模整体可达617亿元，其中硅片和硅基材料201亿元，掩膜版74亿元，光刻胶40亿元，湿电子化学品71亿元，靶材17亿元，CMP抛光材料47亿元，电子气体101亿元。半导体材料的国产替代化可以说是势在必行，全产业链的国产替代化才有望摆脱半导体元器件被卡住咽喉的危局。

自主研发与授权两步走

半导体产业本身是门槛相对较高的领域，往往是一个国家综合科技实力的落地与体现，芯片量产并不是单靠光刻机就能解决的，芯片架构规划、IP选型、前端设计、DFT、验证、物理设计、版图、流片、封装及测试服务等复杂的流程环节往往会决定一款芯片的成败，复杂的流產让芯片国产化道路困难重重，自主研发显然是不二的选择，只不过想要追赶全球领先企业，完全靠自主研发也不且实际。

授权、并购成为国产半导体产业链快速成长的加速器，通过IP授权从基础的封装、制造做起，不断积淀经验后完成全产业链的重构与发展。而并购不仅可以壮大国产半导体产业企业，更能通过并购获得先进半导体产业资源，紫光集团便是很好的例子，其通过并购不断扩大自己在半导体领域的版图，更引来了Intel这样的战略投资者。

实际上在去年年底，闻泰科技339亿“天价”收获安世半导体同样成为当时全球半导体产业链的焦点事件，看似昂贵的购买价格，却获得半导体二极管、晶体管、逻辑器件、ESD保护器件等多个细分市场的绝对话语权。相对于表面的溢价，安世集团1万多个产品线、2万多个客户，每年的全球出货量超过1千亿颗成为众多财团眼中的香饽饽，而这类并购的完成，也有助于我国半导体产业链快速成长。

难得的机会

半导体产业的崛起不仅仅是努力就可以实现的，大环境趋势的变化同样极为重要。以韩国为例，三星、LG一众半导体寡头的崛起，恐怕同当初美国和日本签订“日美半导体担保协议”不无关系，在美日两国围绕DRAM产品的争端中，韩国半导体产业持续大量投入，最终在全球半导体产业链中获得一席之地。

而当下，不仅内部有我国政策面积极扶持国产半导体产业成长，外部日本韩国半导体贸易争端爆发，同样给与国内相关产业链崛起的机会。日韩贸易争端中，日本对韩的出口管制，范围波及含氟聚酰亚胺、光刻胶、氟化氢以及转让与之相关的制造技术，包括与制造设施出口有关的制造技术，而上述的产品都是目前半导体行业的重要原材料，包括韩国三星、SK海力士、LG等韩国企业都需要这些材料来生产OLED屏幕、DRAM内存、NAND闪存。

国内半导体产业链经过多年的发展，已经在不少原材料及终端产品领域实现替代，一旦日韩贸易纷争持续下去，国内产业链相关企业有望成为受益者。同时，在半导体向国内转移的趋势下，国际大厂纷纷到大陆地区设厂或者增大国内建厂的规模。根据SEMI数据显示，预计2017年至2020年间，全球投产的晶圆厂约62座，其中26座位于中国大陆，占全球总数的42%。这样的趋势一旦形成，必然会推动我国半导体产业综合实力的提升。

资源堆砌出的阶梯

纵观全球半导体产业链的发展，人才及团队的获取、成熟企业的并购看似捷径，但真正要形成本国半导体产业核心竞争力乃至优势，需要的不仅仅是时间，更有数以千亿计的投入。

自2014年6月开始，国务院颁布了《国家集成电路产业发展推进纲要》，提出设立国家集成电路产业基金（简称“大基金”），将半导体产业新技术研发提升至国家战略高度。据集邦咨询统计，截至2017年11月30日，大基金累计有效决策62个项目，涉及46家企业，累计有效承诺额1，063亿元，实际出资794亿元，分别占首期总规模的77%和57%，投资范围涵盖IC产业上、下游。大基金在制造、设计、封测、设备材料等产业链各环节进行投资布局全覆盖。

而在国家集成电路产业投资基金之外，多个省市也相继成立或准备成立集成电路产业投资基金，目前包括北京、上海、广东等在内的十几个省市已成立专门扶植半导体产业发展的地方政府性基金。在持续、大规模资金投入下，半导体国产化的成果也是相当明显的，国产90nm闪存量产便是有力说明。

写在最后

中国芯崛起的曙光

作为全球主要的存储芯片采购市场之一的中国大陆，在2014年成立集成电路产业基金后也将发展存储芯片业务作为一大战略目标，中国正日益认识到存储芯片产业对国内产业安全和信息安全的重要性，给予国内存储芯片企业的发展创造良好的条件，加上紫光集团、合肥长鑫等领军企业的推动，未来，全球存储乃至半导体芯片领域，必将有中国企业的一席之地。