內存的故事
內存戰爭還遠未結束。
本文轉自公眾號“金捷幡”(ID:jin-jiefan),作者:金捷幡
前言
2006年5月1日,德國半導體巨頭英飛凌(Infineon)分拆了內存事業(yè)部在紐交所上市,股票代碼叫做Qi。官方說(shuō)Qi有兩個(gè)意思,一個(gè)是中文的“氣”,代表流動(dòng)的能量(Energy Flow);另一個(gè)意思是它的發(fā)音,念作Key,表示開(kāi)啟世界的鑰匙。
不過(guò)這個(gè)有哲學(xué)意味的名字并沒(méi)有帶來(lái)好運。
這家公司叫做奇夢(mèng)達(Qimonda),今天很少有人知道這家公司了,因為她只活了三年,就從曾經(jīng)的世界第二大內存公司轟然倒地而亡。
(英飛凌宣布分拆奇夢(mèng)達,兩位CEO捧起12寸晶圓)
英飛凌(Infineon)是1999年分拆獨立的西門(mén)子半導體,第一任CEO是時(shí)年只有41歲的舒馬赫(Ulrich Schumacher)。具有冒險精神的舒馬赫在內存界率先花11億歐元投資了12寸晶圓廠(chǎng),使得英飛凌在2000年代初中期趕上并超過(guò)美光(Micron)和海力士(Hynix)。
可惜在2004年舒馬赫因為一場(chǎng)奇怪的賄賂風(fēng)波被迫離職(后面再詳述)。此后,這家德國公司變得小心謹慎,注定了4年后的黯然出局。
與此形成鮮明對照的是,更年輕更具冒險精神和愛(ài)玩飛機的美光(Micron) CEO Steve Appleton抓住各種機會(huì )合縱連橫后來(lái)居上,直到2012年墜機身亡。
1999年是內存界的大變年:
-排名世界第三的韓國現代半導體強娶了第五名LG半導體;
-日立和NEC合并了其內存部門(mén)產(chǎn)生了爾必達(Elpida);
-IBM退出和東芝合資的Dominion從而退出內存業(yè)務(wù);
-剛剛完成收購德州儀器(TI)內存部門(mén)的美光(Micron)也在其時(shí)進(jìn)入大陸市場(chǎng);
-臺灣921大地震因產(chǎn)線(xiàn)損失導致中關(guān)村內存一周內翻三倍,也是今天不能想象的。
作者收藏的西門(mén)子古董內存
為什么各個(gè)電子巨頭都紛紛剝離自己的內存業(yè)務(wù)呢?因為內存價(jià)格波動(dòng)巨大,而且經(jīng)常是虧多賺少。上市母公司和投資者可不喜歡財報一會(huì )虧一會(huì )賺的。
那為什么內存價(jià)格會(huì )波動(dòng)呢?其它芯片為什么不會(huì )這樣呢?
簡(jiǎn)單說(shuō),內存芯片歸類(lèi)為commodity,和大宗商品類(lèi)似,屬于通用原材料,價(jià)格由供需決定。
內存就是電子行業(yè)的石油,幾乎每個(gè)產(chǎn)品都需要。
1960-70年代
IBM的Robert H.Dennard被公認是DRAM之父,他設計了MOS電容存儲刷新的概念。仙童最早量產(chǎn)的256bit內存只能存幾十個(gè)字母。幾個(gè)骨干從仙童“叛逃”出來(lái)后,1970年英特爾(Intel)生產(chǎn)的i1103是劃時(shí)代的DRAM,使得每bit存儲降到1美分。
英特爾的第一桶金 i1103 1kb內存芯片
70年代上半期DRAM的霸主是Intel,然而下半期屬于Mostek。這家公司是半導體先驅德州儀器(TI)的工程師創(chuàng )辦的,靠著(zhù)4kb和16kb DRAM,Mostek到70年代后期市場(chǎng)份額擴至超過(guò)8成。
1978年四個(gè)Mostek的員工離職在一個(gè)地下室創(chuàng )立了美光(Micron),他們第一個(gè)設計訂單是給Mostek的64kb DRAM。后來(lái)在土豆大王J.R.Simplot的資助下買(mǎi)了二手設備開(kāi)始加入了戰局。經(jīng)過(guò)一些列黑白的操作,美光成為直到今天的戰國梟雄之一,這里也暫且留到后面再說(shuō)。
1974年,李健熙不顧反對收購了破產(chǎn)的Korea Semiconductor進(jìn)入半導體業(yè)。他說(shuō),即使所有人都反對,我也要自己做。結果他掏了私房錢(qián)買(mǎi)下50%股份。
這個(gè)極具遠見(jiàn)的舉動(dòng)造就了三星今天的輝煌。
要知道,1974年的時(shí)候只是朝鮮戰爭結束20年而已,韓國的底子是50年代廢墟上的世界最貧窮國家。
值得記錄的是,中國在70年代也在大力研發(fā)DRAM。北大物理系和中科院分別承擔了研發(fā)和量產(chǎn)的工作,水平大概只落后美國5年。
80年代
在無(wú)數有巨大前途的領(lǐng)域中,Mostek最后選擇集中了公司資源在內存這個(gè)血腥行業(yè)背水一戰,但在和日韓背靠政府的企業(yè)競爭中最終敗下陣來(lái)。
Mostek在1985年被廉價(jià)賣(mài)給法國公司Thomson,后來(lái)隨著(zhù)Thomson和SGS的合并,魂歸ST(意法半導體)。
為什么說(shuō)是魂歸呢?因為Mostek肉體已經(jīng)基本不在了,但是還有大把內存領(lǐng)域的專(zhuān)利。STM居然靠這些專(zhuān)利,通過(guò)漫長(cháng)訴訟內存制造商,賺取了數倍于收購Mostek的利潤。
而后來(lái),內存行業(yè)之間的各種訴訟,成為業(yè)界一個(gè)常態(tài)。
Mostek是內存界第一個(gè)敗退的巨頭,預示著(zhù)美國群雄接下來(lái)的連續崩潰。
內存從80年代門(mén)檻并不高,逐漸變成拼制造的行業(yè),日本五巨頭(日立、三菱、東芝、NEC、富士通)和韓國各大公司(三星、現代、LG、大宇)的殺入,使得行業(yè)利潤降至冰點(diǎn)。日本的內存廠(chǎng)商還有OKI、松下和日本鋼鐵等。
83年到85年游戲機市場(chǎng)崩盤(pán),市場(chǎng)銷(xiāo)量下降到只有之前的10%不到,是導致內存嚴重過(guò)剩的一個(gè)重要原因。這個(gè)崩盤(pán)被稱(chēng)為Atari Shock,導致了英特爾、國家半導體(National Semiconductor)等美國廠(chǎng)商退出DRAM領(lǐng)域。
Mostek和英特爾的退出給了其它競爭對手的喘息機會(huì ),85年后PC和任天堂紅白機的熱銷(xiāo),也使得大家的日子好了起來(lái)。
日本廠(chǎng)商在資金上得到政府的大力支持,同時(shí)由于尼康和佳能光刻機在80年代中擊敗美國存在產(chǎn)品缺陷的GCA,其半導體在良率上比美國人高出30%,使得80年代后期壟斷了大部分內存市場(chǎng)。
而在這個(gè)時(shí)候(1987年),我們后來(lái)的主角三星電子,只有不到10%的份額連前5名都進(jìn)不去;另一個(gè)主角美光份額還不到5%。
這兩家后來(lái)的冤家對手抱團取暖,三星當年的核心技術(shù),基本都來(lái)自美光。但是由于工藝落后成本高,三星半導體到1986年虧損額高達3億美元。
四家韓國廠(chǎng)商(三星、現代、LG和大宇)在80年代投資超過(guò)20億美元,折合今天上百億美元,可謂豪賭國運。
美國商務(wù)部1985年啟動(dòng)了301反傾銷(xiāo)調查,并在1986年簽署了美日半導體協(xié)議,迫使日本打開(kāi)封閉的日本芯片市場(chǎng)。
85年廣場(chǎng)協(xié)議的簽署和日元的升值,終于讓日本廠(chǎng)商氣勢洶洶的勢頭被遏制。雖然日本廠(chǎng)商仍然占據技術(shù)優(yōu)勢,但無(wú)法再用價(jià)格武器打壓對手。
美日半導體協(xié)議的后果是,行政干預了市場(chǎng),而消費者花了更貴的錢(qián)才能買(mǎi)到主流內存的電腦。后來(lái)由于IBM和惠普等內存大買(mǎi)家的投訴,反內存傾銷(xiāo)的協(xié)議在1991年被瓦解。
80年代中國改革開(kāi)放,日元貸款和日本技術(shù)成為第一生力軍。無(wú)錫742廠(chǎng)通過(guò)引進(jìn)東芝3英寸生產(chǎn)線(xiàn)量產(chǎn)64Kb DRAM。也許這是無(wú)錫后來(lái)的半導體情節的由來(lái)。此后,908工程落戶(hù)無(wú)錫華晶,建設首條6英寸生產(chǎn)線(xiàn),從AT&T引進(jìn)制程技術(shù)。
但是,由于多方面的原因,建設周期過(guò)長(cháng)導致技術(shù)落后失去競爭力。在大環(huán)境是全面引入國外技術(shù),大快好省的方針指導下,中國本土的內存研發(fā)和設備制造開(kāi)始處于停滯狀態(tài)。
今天,我們的半導體設備技術(shù)大概落后了20年,成為中國制造最大的瓶頸,沒(méi)有之一。
1990年代
90年代上半葉是PC發(fā)展的黃金時(shí)期,Windows 95的發(fā)布是輝煌的頂點(diǎn)。
我當時(shí)在4MB內存的486上裝上Win95時(shí)無(wú)比激動(dòng)。為什么沒(méi)有升級內存的原因我還記得,當時(shí)中關(guān)村16MB內存大概要4000-5000元,而今天折合1塊錢(qián)都不到。
NEC和日立在90年代初仍然傲立三甲,但由于日元升值和泡沫經(jīng)濟破滅逐步降低了競爭力。
1988年漢城奧運會(huì )中在世界舞臺亮相的韓國廠(chǎng)商抓住了機會(huì ),三星、現代電子和LG半導體已經(jīng)成功趕上來(lái)進(jìn)入六強。
東芝在整個(gè)90年代DRAM領(lǐng)域一直處于第二陣營(yíng)(5-10名),韓國廠(chǎng)商則高薪挖角東芝工程師,對不愿放棄終身雇傭的工程師請他們周末坐飛機到韓國指導,韓國企業(yè)在技術(shù)上迅速趕上。
在Micron在業(yè)內獨家率先采用ASML步進(jìn)光刻機后,一直和Micron關(guān)系良好的三星也發(fā)現了ASML PAS5500的產(chǎn)能大大優(yōu)于日本尼康。從1995年裝備第一臺ASML開(kāi)始,僅兩年時(shí)間三星就換掉了所有尼康。
Hynix緊隨三星的步伐在90年代更換了ASML光刻機,而日本DRAM廠(chǎng)商則繼續使用尼康和佳能。韓日雙方在工藝成本上也拉開(kāi)了差距。
1997年日本鋼鐵退出DRAM生產(chǎn)并把工廠(chǎng)轉給日立和UMC,1998年松下退出,1998年日立退出和TI在美國的合資廠(chǎng)。
到90年代后期,日本廠(chǎng)商的市場(chǎng)份額,已經(jīng)從90年代初的70%跌到42%。最后的結果是1999年合并成立爾必達Elpida。
值得一提的是,NEC在1991年和首鋼合資成立首鋼NEC并在1994年量產(chǎn)4Mb DRAM,為中國培養了第一批半導體制造人才。
1997年,NEC在上海設立合資公司華虹NEC,建設了中國第一條8英寸生產(chǎn)線(xiàn)并實(shí)現內存成功量產(chǎn)。但隨著(zhù)NEC設立爾必達后退出DRAM領(lǐng)域,華虹只好轉做代工。
華虹遺憾地因資金不到位和海外技術(shù)封鎖無(wú)法建設12英寸晶圓生產(chǎn)線(xiàn)而淪為配角,錯失了保持和國際技術(shù)同步的絕好機會(huì ),其低端產(chǎn)線(xiàn)后期成為二代身份證的主力供應商。
90年代初不少廠(chǎng)商為減少研發(fā)投入形成了內存技術(shù)聯(lián)盟,比NEC和AT&T、索尼和AMD、三菱和TI以及Motorola、OKI和SGS-Thomson。從結果看,三心二意想靠別人研發(fā)技術(shù)的公司,最后都歇菜得比較早。
在1Gb芯片的研發(fā)上,90年代末形成了三大技術(shù)陣營(yíng):
1. 韓國陣營(yíng);
2. 日立、三菱和TI;
3. IBM、Motorola、英飛凌和東芝。
最后一個(gè)陣營(yíng)里東芝首先撤出,然后是Motorola和IBM,這導致了后來(lái)英飛凌在溝槽式電容技術(shù)上孤軍奮戰和最終功敗垂成。
1997年的亞洲金融危機中,韓國企業(yè)由于負債率過(guò)高和外匯儲備不足,歐美債務(wù)收緊導致韓元在年底數周內暴跌60%,這卻意外極大增強了韓國企業(yè)的出口競爭力。
1998年韓企在DRAM份額超過(guò)日本企業(yè)。
為了應對空前的危機,韓國政府向國際貨幣基金組織求救,并要求企業(yè)大裁員和抱團取暖,比如命令大宇汽車(chē)收購三星汽車(chē),三星電子收購大宇電子,現代電子合并LG半導體。
應該說(shuō)韓國這次重整旗鼓非常成功,畢竟韓國國土小人口少,產(chǎn)業(yè)面面俱到的話(huà)競爭力肯定不行。此后,韓國在重點(diǎn)扶植的高科技、家電、汽車(chē)、造船、石化和文娛等領(lǐng)域大放異彩。
1999年NEC和日立合并DRAM事業(yè)的背景是,NEC份額已經(jīng)跌到11%和第四名,日立跌到7%和第8名。雙方都認識到這樣的份額無(wú)法單獨生存,尤其Micron收購TI DRAM以后終止了和NEC的技術(shù)合作。
然而合資公司爾必達并未像兩家母公司預期的奪取20%市場(chǎng)份額,而是在2002年跌到5%,直到傳奇社長(cháng)阪本幸雄上任。
(Elpida內存芯片)
2000年代
2000年的時(shí)候,全球內存廠(chǎng)商的數量仍超過(guò)20家,而到00年代末期只剩下不到10家。經(jīng)過(guò)1999年的大整合,到2001年塵埃落定時(shí)的排名是這樣的:三星,美光,海力士和英飛凌,四家握有近8成的市場(chǎng)份額。
(2001-2014 DRAM市場(chǎng)份額)
這時(shí),最先出問(wèn)題的是海力士。
2001年DRAM價(jià)格的狂跌,導致Hynix巨虧25億美元,無(wú)法按期歸還收購LG半導體(LG Semicon)時(shí)欠下的巨額貸款(超過(guò)140億美元)。
Hynix的資產(chǎn)負債率高達令人咂舌的206%,所有人都認為它很快就完蛋了。
以韓國交換銀行(KEB)為首的債權人進(jìn)駐Hynix并接管了管理權,并開(kāi)始尋找買(mǎi)家。然而這么個(gè)巨債的爛攤子,三星和LG都拒絕接手。
這時(shí),Hynix債權人找到了最善于乘人之危的美光,簽了個(gè)跳樓價(jià)達成了協(xié)議賣(mài)掉公司。
結果Hynix的員工爆發(fā)了,工會(huì )給美光發(fā)了聲明,聲稱(chēng)一旦收購便所有員工集體辭職。
在這種情況下,美光只好撤退了。
各家DRAM大廠(chǎng)都在期待Hynix的倒閉,使得內存價(jià)格可以回升。
另所有人意外的是,Hynix債權人尤其KEB沒(méi)有放棄。130家債權人聯(lián)合起來(lái),他們指派了KEB銀行的 Eui-Jei Woo教授擔任Hynix CEO。
Woo教授當時(shí)的壓力之大可以想象,據回憶他表示被任命這天這是他人生最糟糕的一天。這些銀行家極其認真地研究了行業(yè)并制定了驚艷的復興計劃:
1. 注銷(xiāo)了80億美元債務(wù)轉成股份達到絕對控股并降低資產(chǎn)負債率
2. 和意法半導體合作開(kāi)發(fā)生產(chǎn)NAND閃存,借以緩解DRAM價(jià)格壓力
3. 和中國無(wú)錫談了個(gè)超級合算的投資,韓方只投資2.5億現金建設總投資20億美元的先進(jìn)12英寸晶圓廠(chǎng)。(換句話(huà)說(shuō),也許是無(wú)錫救了海力士。)
4. 把債權人的股份逐步轉到股市讓老百姓接盤(pán)
5. 借英飛凌-茂矽爭端把茂德產(chǎn)能納入麾下
Hynix的無(wú)錫12英寸廠(chǎng)產(chǎn)能以及NAND閃存市場(chǎng)需求的暴增,在接下來(lái)幾年為Hynix帶來(lái)數十億美元的利潤,并在市場(chǎng)中保持了核心競爭力。
英飛凌是2000-2006的另一個(gè)亮點(diǎn),由于率先在12英寸晶圓廠(chǎng)的大膽投資,使得英飛凌很快超過(guò)美光占據第3名,并在2006年個(gè)別季度超過(guò)Hynix躍升第2名。
在2004年,舒馬赫突然免去CEO職務(wù),說(shuō)因基建時(shí)亂花錢(qián)以及賽車(chē)贊助收取回扣。舒馬赫否認并反擊。
經(jīng)過(guò)7年的漫長(cháng)訴訟,雙方達成和解,英飛凌支付590萬(wàn)歐元的補償。支持激進(jìn)內存投資的舒馬赫離職給四年后英飛凌內存的崩盤(pán)打下了伏筆。
(英飛凌Infineon贊助的奧迪賽車(chē))
舒馬赫是英飛凌內存擴張的旗手,他精心規劃的戰略,幾乎成功。如果茂德和南亞都在麾下,再加上中芯國際,市占率接近30%,幾乎可以和三星并駕齊驅。
也是缺乏時(shí)運,茂德的爭端以及臺積電對中芯的打壓,造成這個(gè)戰略失敗。舒馬赫離職后,英飛凌董事會(huì )就開(kāi)始了分離內存業(yè)務(wù)的舉措,2年后奇夢(mèng)達分拆上市。
投入的減少是原因之一,奇夢(mèng)達在2007年制程轉換時(shí)出現了極其嚴重的問(wèn)題。
2003-2008的另一個(gè)贏(yíng)家是爾必達(Elpida)。前面說(shuō)到,Elpida在2000年代初期已經(jīng)虧得不成樣子。
2002年底,前體操選手阪本幸雄走馬上任,他力排眾議在廣島建設了新的12寸晶圓廠(chǎng)。
Elpida和力晶的成功聯(lián)盟,也擴張了市場(chǎng)份額,在金融危機爆發(fā)前已經(jīng)超越奇夢(mèng)達和美光,取得了相對安全的卡位。
而2008年前的輸家,是美光。它的主要產(chǎn)能仍停留在8寸廠(chǎng),單片成本幾乎是最高的,這也導致其市場(chǎng)份額從20%到被腰斬到10%。
但是塞翁失馬,市場(chǎng)份額少反而虧得少,08年金融危機美光受影響最小。美光省下來(lái)的錢(qián)一方面投入了閃存的研發(fā)和制造,也攢下不少用于大抄底。
2000年代DRAM界還發(fā)生了一件大事,由于戴爾和Gateway的控告,美國司法部立案調查1999-2002年間三星、美光、海力士、英飛凌等串謀控制內存價(jià)格。
最終,三星被罰3億美元,海力士1.85億美元,英飛凌1.6億美元。美光作為污點(diǎn)證人免于處罰。
2000年代不得不提的還有中芯國際(SMIC)。張汝京也是TI系,在TI工作20年,搞過(guò)20個(gè)晶圓廠(chǎng),這個(gè)資歷使他成為大陸半導體制造業(yè)的教父級人物。
2000年,張汝京創(chuàng )辦的世大半導體被大股東作價(jià)50億美元強行賣(mài)給臺積電。
一身本領(lǐng)無(wú)處施展的張汝京,碰到上海實(shí)干官員江上舟。在江的推動(dòng)下,中芯國際只花了半年時(shí)間就完成募資并在張江破土動(dòng)工,一年時(shí)間8英寸晶圓廠(chǎng)就建成投產(chǎn),次年北京12寸晶圓廠(chǎng)開(kāi)工,簡(jiǎn)直是火箭速度。
隨后,上海、武漢的12寸廠(chǎng)也拔地而起。臺積電感到了威脅,用各種嚴厲的官司對付張汝京。
中芯國際產(chǎn)能的暴增使得中芯國際初期只能以代工DRAM內存為主,因為沒(méi)有那么多邏輯芯片的代工生意給這家年輕的公司。而英飛凌是中芯最重要的技術(shù)合作伙伴,指導中芯生產(chǎn)內存。
不過(guò),最讓張汝京頭痛的應該是設備,由于半導體設備的出口限制,使得張汝京和江上舟竭力把中芯打造成外資為主而非國資的獨立企業(yè),來(lái)避免技術(shù)封鎖。張本人是美籍,行業(yè)關(guān)系眾多,靠他的個(gè)人影響力使得中芯的設備進(jìn)口基本達到國際一流水平。
可惜故事的結局不總是幸福的,和臺積電的訴訟和解以及中芯后來(lái)因資金缺口引入了央企股東糾紛導致了張汝京的出局。
此外遺憾的是,張汝京離開(kāi)后的大量政企協(xié)調工作,使得德高望重的中芯國際董事長(cháng)江上舟鞠躬盡瘁在2011年去世,并引發(fā)了后面股東和管理層難看的控制權之爭。
萬(wàn)幸的是,江上舟臨終托付老同學(xué)張文義接任董事長(cháng),而張文義請到另一位了不起的管理者邱慈云出任CEO,最終數年完成了中芯國際的鳳凰涅槃。
2008-2009金融危機
把金融危機拿出來(lái)單寫(xiě)一章是有原因的,因為這個(gè)時(shí)期發(fā)生的事情是整個(gè)內存行業(yè)的一個(gè)縮影。
2007年被廠(chǎng)商給予厚望的Windows Vista慘敗,預期的換機潮沒(méi)有出現。內存廠(chǎng)商準備的產(chǎn)能一下供大于求了。
2007底年內存價(jià)格暴跌到前一年的1/4,這時(shí)率先撐不住的是成本最高的廠(chǎng)商,這就是奇夢(mèng)達。
世間萬(wàn)事一般都不是單一原因造成的,奇夢(mèng)達的問(wèn)題還可追溯到當年?yáng)|芝和IBM兩大盟友退出技術(shù)聯(lián)盟,這導致奇夢(mèng)達獨自研發(fā)溝槽式內存技術(shù)(Trench)。
內存的一個(gè)單元簡(jiǎn)單說(shuō)由一個(gè)三極管和一個(gè)電容組成,三極管就是個(gè)開(kāi)關(guān),來(lái)決定要不要給電容充電來(lái)存儲0或者1。那么這個(gè)電容如果是在三極管下面挖個(gè)溝來(lái)存儲電子,就叫做溝槽式(Trench);如果這個(gè)電容是在三極管上面疊加,就叫做疊加式(Stack)。
奇夢(mèng)達首先碰到了58納米技術(shù)瓶頸,剛好Vista問(wèn)題爆發(fā),奇夢(mèng)達卡在這個(gè)節骨眼一下子成本比所有對手都高了。
因為2007-2008年所有內存廠(chǎng)商都賠錢(qián),只是看誰(shuí)賠得快錢(qián)先燒光而已。在2007年中,奇夢(mèng)達還手握7億歐元現金,比多半競爭對手都多,但是它燒錢(qián)的速度也遠快于別家。
2008年內存價(jià)格跌去7成,前三季度整個(gè)行業(yè)虧損80億美元。奇夢(mèng)達由于現金耗盡被迫廉價(jià)出售和南亞合資的華亞科(Inotera),臺塑集團借錢(qián)給Micron拿下股權。
奇夢(mèng)達的Trench技術(shù)有一個(gè)優(yōu)點(diǎn),就是能耗比更好,這使得它在2000年代中期低功耗的Mobile DRAM領(lǐng)域占據了一半的市場(chǎng)份額。
可惜,奇夢(mèng)達沒(méi)有熬到智能手機爆發(fā),就倒在了戰場(chǎng)上。Trench技術(shù)后來(lái)被博世半導體繼承并在工業(yè)界發(fā)揚光大。
金融危機如果用大白話(huà)說(shuō),就是缺錢(qián)。市面上沒(méi)錢(qián)在流動(dòng)。
幾乎所有公司都在裁員,也很少有公司購買(mǎi)新的電腦,內存行業(yè)真正碰到史無(wú)前例的大崩盤(pán)。那時(shí)內存顆粒比白菜還便宜。
情況最危急的是奇夢(mèng)達和海力士。
海力士獲得了債權人的堅強支持:8000億韓元紓困貸款。
德國及葡萄牙政府和英飛凌(仍7成控股奇夢(mèng)達)原本達成協(xié)議提供3.25億歐元解困資金,但最后時(shí)刻英飛凌拒絕出錢(qián),德葡政府認為大股東都不救所以也放棄了奇夢(mèng)達。
唇亡齒寒的爾必達是最希望和奇夢(mèng)達聯(lián)盟的,然而英飛凌的決絕使得爾必達只能獨自和群獅共舞。
奇夢(mèng)達在2009年1月宣布破產(chǎn),然而它當時(shí)因為不斷減產(chǎn)只占約5%的市場(chǎng)份額了,整體供大于求的情況并未改觀(guān)。
3月份,臺灣當局宣布成立臺灣記憶體公司,希望整合弱小的臺灣公司再引入爾必達技術(shù)共同迎戰強敵。然而臺灣各公司同床異夢(mèng),力晶率先不參加,隨后南亞和美光拒絕,導致整合流產(chǎn)。
臺灣原本計劃投入千億重振雄風(fēng),這確實(shí)也是天賜良機收購爾必達和美光股權。當時(shí)美光CEO Appleton也幾次拜訪(fǎng)臺當局請求資金入股,居然也都被拒絕了。
可以說(shuō)機會(huì )稍縱即逝,隨著(zhù)Windows 7、iPhone 3GS和各品牌安卓機的在2009年下半年的成功發(fā)布,內存需求迅速增加,內存廠(chǎng)迎來(lái)了09年Q4的轉虧為盈和2010年的大賺。
奇夢(mèng)達破產(chǎn)后的故事還沒(méi)有結束,破產(chǎn)管理人對英飛凌發(fā)起了訴訟,認為英飛凌未盡到義務(wù)等。2014年英飛凌以支付2.6億歐元給奇夢(mèng)達破產(chǎn)管理人達成和解,并購回奇夢(mèng)達全部專(zhuān)利。這些專(zhuān)利在2019年被授予合肥長(cháng)鑫,為本土DRAM量產(chǎn)掃清了障礙。
浪潮集團當年曾談判抄底奇夢(mèng)達,從今天看是個(gè)很劃算的買(mǎi)賣(mài),但結果最后只買(mǎi)了西安研發(fā)中心。奇夢(mèng)達蘇州很先進(jìn)的封測廠(chǎng),被蘇州園區收購,荒廢了多年。
2010年代
2010年代的第一年大事是日本爾必達(Elpida)的倒下。雖然靠日本政府的《企業(yè)再生法》獲取300億日元資助熬過(guò)了次貸危機,但日元升值和缺乏閃存產(chǎn)品導致2011財年Elipda巨虧12億美元。
2012年初Elpida宣布破產(chǎn)后,年中被Micron以25億美元的低價(jià)抄底,并順手拿走了臺灣的Elpida合資廠(chǎng)瑞晶電子。
在幾年前和奇夢(mèng)達結盟失敗后,又因Steve Appleton飛機失事導致和Micron結盟失敗,只能說(shuō)Elpida也是運氣不佳,沒(méi)熬到下一個(gè)景氣周期。
美光(Micron)的CEO Steve Appleton是內存業(yè)內一大傳奇人物。他三流大學(xué)畢業(yè),從時(shí)薪不到$5的Micron夜班工人干起,純靠勤奮在34歲就做到公司CEO。
Micron總部所在地Boise是一個(gè)只有20來(lái)萬(wàn)人口的小城市,但卻是愛(ài)達荷州最大的城市,由此可見(jiàn)該州之不發(fā)達。
Micron的朋友說(shuō),他們那里出門(mén)就是荒山?jīng)]事干,所以大家都喜歡加班。也許因為這個(gè)原因,使得Micron成為一家氣質(zhì)獨特不可描述的公司。我相信,如果像一家傳統美國公司那樣,它早就放棄內存業(yè)務(wù)不會(huì )撐到今天了。
Appleton一生熱愛(ài)危險運動(dòng),包括賽車(chē)、沖浪、跳傘和開(kāi)飛機等。在多次飛機事故僥幸生還后,2012年2月親駕飛機墜毀完成了了不起的一生。
(Micron官網(wǎng)哀悼Steve Appleton)
"I don't have any regrets. I have lived a great, great life, and I have experienced so much more than one person should be allowed." — Steve Appleton (這句話(huà)令人動(dòng)容)
幾乎在Elpida破產(chǎn)的同時(shí),Hynix債權人同意把約20%股權轉給韓國電信巨頭SK Telecom,并改名SK Hynix。
在被資金折磨了10年后,Hynix終于有了金主展翅高飛。SK Hynix在2017年利潤高達94億美元,排名世界半導體第三名,僅次于三星和英特爾。
2010年代是電子產(chǎn)業(yè)巨變的年代。在上個(gè)10年,內存的主要應用七八成還在電腦。2009年智能手機從1.7億部暴漲到2018年的近15億部,占據了DRAM的大概40%,互聯(lián)網(wǎng)和云計算的大發(fā)展也使得服務(wù)器的DRAM份額達到約25%,PC大概只占了20%。
NAND閃存的應用里,大概手機占40%,SSD硬盤(pán)占25%,SD卡等存儲卡占15%。
因此手機行業(yè)已經(jīng)毫無(wú)疑問(wèn)是內存的第一大客戶(hù)。
手機內存
智能手機里面的內存分三類(lèi),低功耗DRAM(相當于電腦內存);NAND 閃存(相當于電腦硬盤(pán));NOR 閃存(類(lèi)似電腦的BIOS)。
NOR 閃存
NOR Flash的使用更像只讀ROM的一種,特點(diǎn)是寫(xiě)入一次,基本上長(cháng)期就不改了,相應的可靠性和讀取性能就比較重要。
NOR Flash可以直接掛在數據總線(xiàn)上,這樣讀取時(shí)不需要通過(guò)DRAM,這使得NOR上面可以直接運行程序,效率非常高。
NOR Flash的市場(chǎng)比較廣泛,各種嵌入式系統的設備(比如路由器)上都需要。
Flash Memory(閃存)由東芝公司的當時(shí)一個(gè)低階工程師舛岡富士雄在1980年發(fā)明,但東芝開(kāi)始忽略了它的重要性并任由舛岡在IEEE公布其發(fā)明。
隨后慧眼識珍的英特爾馬上投入數百人的團隊研發(fā)并在1988年量產(chǎn)NOR Flash,可笑的是東芝居然承認NOR Flash是英特爾發(fā)明的。
舛岡不愧是業(yè)界超級大牛,1986年還發(fā)明了NAND Flash。這使他在將來(lái)一定可以得到諾貝爾獎,因為他創(chuàng )造了千億美元的產(chǎn)業(yè)并使得人類(lèi)的生活天翻地覆。
NOR Flash因其方便擦寫(xiě)和成本低而逐步替代了早期按字節寫(xiě)入很慢的EEPROM。
NOR Flash因為容量只有NAND Flash的千分之一甚至更小,因此對半導體制程的要求低很多很多。
NOR的先驅Intel在2008年和意法半導體(STM)合資成立Numonyx等于剝離了NOR的業(yè)務(wù),此后美光在2010年以12億美元收購了Numonyx。雖然美光在趁機撈便宜方面長(cháng)盛不衰,但這次收購并不成功,一直不大賺錢(qián)導致美光在2017年初決心賣(mài)掉這個(gè)部門(mén)。
然而,美光在低端市場(chǎng)的無(wú)心戀戰以及AMOLED、智能汽車(chē)和無(wú)人機等應用火爆導致2017年NOR的缺貨和價(jià)格上漲,美光似乎也沒(méi)那么著(zhù)急出手了。
1993年,AMD和富士通剝離NOR Flash部門(mén)成立了飛索半導體(Spansion),經(jīng)過(guò)連年虧損在金融危機的2009年宣布破產(chǎn)保護,而后來(lái)因市場(chǎng)轉好連續盈利居然又成功脫離破產(chǎn)。2014年最終飛索和賽普拉斯(Cypress)合并然后飛索這個(gè)名字被棄用。
2018年臺灣華邦和旺宏電子(Macronix)的市場(chǎng)份額約各占1/4,Cypress約1/5,而大陸的兆易創(chuàng )新(GigaDevice)接近15%。2017年中,兆易試圖收購工業(yè)DRAM廠(chǎng)商ISSI失敗,希望它未來(lái)可以靠長(cháng)鑫的產(chǎn)能挑戰王座。
NAND 閃存
NAND閃存是只有巨頭才能逐鹿的戰場(chǎng),00年代初基本上只有三星和東芝兩家大廠(chǎng)份額顯著(zhù)。
印度人Sanjay Mehrotra參與創(chuàng )建的Sandisk則是一匹黑馬。當年NAND的主要用途就是在存儲卡,因此卡王Sandisk和東芝一拍即合。兩家強強聯(lián)手,在2008年阻止了三星惡意收購后,在2010年代初超越三星成為第一大NAND生產(chǎn)商。
(2001-2014年NAND Flash市場(chǎng)份額)
隨著(zhù)2016年傳統硬盤(pán)公司西部數據(Western Digital)在紫光的支持下以160億美元收購S(chǎng)andisk,Mehrotra從Sandisk退休并隨即加入競爭對手Micron任CEO。
從這個(gè)結果看,Mehrotra本人應該是不喜歡被西數并購的吧。
西數在機械硬盤(pán)日暮西山的情況下收購S(chǎng)andisk絕對是孤注一擲,而Sandisk和東芝2013年分手后也缺乏安全感。然而,他們面對的對手,是在DRAM領(lǐng)域拼死搏殺出來(lái)的三頭巨獅。
2017年,東芝集團由于核電業(yè)務(wù)巨虧,為了挽救整個(gè)集團不被下市,被迫出售賺錢(qián)的芯片業(yè)務(wù)。今天這個(gè)分離的NAND廠(chǎng)商被命名為Kioxia(鎧俠)。
隨著(zhù)半導體工藝逼近光學(xué)光刻的極限,立體堆疊成為各家的選擇,這就是3D NAND,廠(chǎng)商已經(jīng)可以堆疊到嚇人的96層或更高。
Micron和Intel在閃存技術(shù)上一直是分分合合,但這兩家的份額相對最少的,也是最危險的。兩家的新技術(shù)3D XPoint號稱(chēng)比NAND快1000倍,但是目前成本高昂,應用也僅限于超高端的服務(wù)器。
臺灣
臺灣的內存產(chǎn)業(yè)的故事需要單開(kāi)一章。多年在全球主要筆記本電腦和PC主板都由臺灣公司制造壟斷的情況下,其內存產(chǎn)業(yè)卻一波多折。太多的經(jīng)驗和教訓,值得大陸的同行汲取。
臺灣的半導體產(chǎn)業(yè),最早起步于官方在70年代從美國RCA購買(mǎi)的技術(shù)。隨后,1980年成立的聯(lián)華電子(UMC)就是基于該技術(shù),頭5年基本上做很低端的芯片。RCA技術(shù)轉讓團隊,成為臺灣半導體技術(shù)的星星之火,燃起后來(lái)整個(gè)島的巨大產(chǎn)業(yè)。
1986年,臺灣工研院和飛利浦成立合資公司,就是今天呼風(fēng)喚雨的臺積電。
1989年,宏碁(Acer)和德州儀器(TI)成立合資公司德碁(TI-Acer),是臺灣第一家內存(DRAM)制造公司。初期日本企業(yè)都不愿意轉讓技術(shù),施振榮最終獲得美國TI的技術(shù)支持,以股權換技術(shù),贏(yíng)得艱難的起步。
然而,當時(shí)內存正在不景氣周期,德碁何時(shí)能夠盈利看起來(lái)遙遙無(wú)期,八英寸晶圓廠(chǎng)的巨額投入使得資金捉襟見(jiàn)肘。幸運的是,1992年住友樹(shù)脂廠(chǎng)爆炸導致內存缺貨價(jià)格回升,德碁開(kāi)始扭虧為盈。
然而,TI并不是DRAM行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè),90年代中后期排名一直在6、7名徘徊,其DSP的成功和DRAM持續的虧損使得TI決心退出DRAM領(lǐng)域。TI將其內存工廠(chǎng)賣(mài)給了美光,德碁沒(méi)有了技術(shù)來(lái)源,只得把工廠(chǎng)賣(mài)給臺積電轉做代工。正缺產(chǎn)能的臺積電也同時(shí)獲得了數千位有豐富經(jīng)驗的德碁工程師。
臺灣最早自主研發(fā)做DRAM的是世界先進(jìn)(Vanguard),但可憐資金仍舊有限,從未進(jìn)入過(guò)前10名。其它廠(chǎng)商,多半來(lái)自傳統行業(yè)的投資,沒(méi)有技術(shù),只得向歐美日尋求合作。例如華新麗華和太平洋電線(xiàn)投資的華邦電子,技術(shù)來(lái)自東芝和英飛凌;新光百貨集團投資的力晶,技術(shù)來(lái)自三菱;太平洋電線(xiàn)投資的另一家茂矽電子,技術(shù)來(lái)自OKI和西門(mén)子;臺塑集團投資的南亞科技,技術(shù)來(lái)自OKI和IBM。
臺灣內存廠(chǎng)商,在資金和技術(shù)都不占優(yōu)的情況下,初期多依附于大廠(chǎng)做代工。其中最糾結的是英飛凌、茂矽和南亞三角戀的故事。
1996年,茂矽(Mosel Vitelic)和西門(mén)子(英飛凌前身)結婚,生子茂德(Promos)。2002年前后,茂矽因為缺錢(qián),把茂德抵押給債權人。英飛凌不干了,因為只有38%的股份,萬(wàn)一兒子產(chǎn)能歸了別人,自己竹籃打水一場(chǎng)空。
隔壁臺塑家的千金南亞科技,剛好因IBM退出DRAM而技術(shù)斷檔,和英飛凌一拍即合,結婚生了華亞科技(Inotera)。茂德看看自己馬上斷炊了,一方面趕緊認了韓國Hynix做干媽。
Hynix得到茂德則是最大的漁翁,因為Hynix當時(shí)根本沒(méi)錢(qián)建12寸晶圓廠(chǎng)。茂德導入Hynix堆疊技術(shù)后,一度Hynix聯(lián)盟的12寸廠(chǎng)份額超過(guò)了三星,這極大降低了成本,使得Hynix實(shí)現了舒馬赫當初的理想。
2008年全球金融危機爆發(fā),英飛凌(奇夢(mèng)達)養不起南亞千金小姐了,只得離婚。然后南亞轉頭就帶著(zhù)華亞科改嫁給了美光,當時(shí)市占率已低到只有10%美光等于只用十分之一的價(jià)格就買(mǎi)到了當時(shí)最先進(jìn)的12英寸晶圓廠(chǎng)。2015年底,美光為了狙擊紫光收購,以1300億新臺幣的史上高價(jià)把華亞科完全過(guò)繼給自己。
臺灣廠(chǎng)商中力晶是個(gè)另類(lèi),沒(méi)有有錢(qián)的老子。早期有三菱投資和技術(shù)合作,使得它一直屬日系派系。2006年爾必達(Elpida)東山再起后,和力晶合資瑞晶(Rexchip),這一直是臺灣最先進(jìn)的晶圓廠(chǎng)。
美光收了爾必達后,力晶被迫賣(mài)瑞晶給美光來(lái)?yè)Q取技術(shù)授權。自此,美光把臺灣內存的精華都拿走了,剩下一地雞毛。
到2017年,美韓三大廠(chǎng)的DRAM份額超過(guò)95%,而臺灣廠(chǎng)商只剩5%不到。值得欣慰的是,臺灣的晶圓代工業(yè)務(wù)和封測業(yè)務(wù),成為全球第一。華邦和旺宏的NOR Flash業(yè)務(wù),也做到全球第一。力晶歷經(jīng)10年償債,也終于堅強地從08年金融危機的陰影中走出,并很可能成為大陸內存崛起的技術(shù)支柱。
匯率問(wèn)題
回顧完50年的故事,似乎內存業(yè)的搏殺是比膽量比財力而已。然而,用單一原因解釋結果,從來(lái)都是媒體玩的把戲。
也許我們不該相信天時(shí)或者運氣,但它們永遠都是不可忽視的因素。日本廠(chǎng)商的衰落和韓國廠(chǎng)商的崛起,以及美德廠(chǎng)商的起伏,背后都有一根紅線(xiàn)在挑撥,那就是匯率。
從下圖看,韓元的長(cháng)期貶值是韓國經(jīng)濟的發(fā)動(dòng)機。每次金融危機導致的迅速貶值,都像給出口型的韓國企業(yè)打了強心救命針。
(1969-2018三種貨幣匯率走勢圖)
我同時(shí)精心繪制了下圖。這是我親身經(jīng)歷的時(shí)刻,因此體會(huì )特別深,英飛凌(奇夢(mèng)達)、爾必達和海力士三家的命運,似乎不是完全掌握在自己手中。
(1996-2018三種貨幣匯率走勢圖)
結語(yǔ)
內存戰爭還遠未結束,現在比拼的燒錢(qián)量級都是每年數十億美元以上。結合動(dòng)蕩的國際形勢和新的技術(shù)革命,未來(lái)只會(huì )更加激動(dòng)人心。
在DRAM量產(chǎn)50年之際,衷心祝愿我們偉大的祖國可以在半導體尖端制造領(lǐng)域上可以迎頭趕上,寫(xiě)下新的內存故事。
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