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内存的故事

2019-09-09
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作者回顾自己在内存产业和相关圈子二十年的经历,特写此篇表达对自己眼中无比残酷的内存产业的观点,并与同样关注此产业的读者共享。


前言


2006年5月1日,总部在德国的半导体巨头英飞凌(Infineon)分拆了她的内存事业部独立在纽交所上市,股票代码叫做Qi。官方解释Qi有两个意思,一个是中文的“气”,说这是个很有魔力的词,比如气功,代表流动的能量(Energy Flow);另一个意思是它的发音,念作Key,表示开启世界的钥匙。

不过这个浮夸的名字并没有带来好运。这家公司叫做奇梦达(Qimonda),今天很少有人知道这家公司了,因为她只活了三年,就从曾经的世界第二大内存公司轰然倒地而亡。而我在这间德国公司工作了6年,详细体会暂且按住慢慢道来。


(英飞凌宣布分拆奇梦达,两位CEO捧起12寸晶圆)


英飞凌(Infineon)是1999年分拆独立的西门子半导体,第一任CEO是时年只有41岁的乌尔里希舒马赫(Ulrich Schumacher),他据说和赛车皇帝舒马赫可能是老乡,他也酷爱赛车并因此在后来栽了跟头。具有冒险精神的舒马赫在内存界率先花11亿欧元投资了12寸晶圆厂,使得英飞凌在00年代初中期迅速赶上美光(Micron)和海力士(Hynix)。


可惜,在2004年舒马赫因为一场奇怪的贿赂风波被迫离职。此后,这家德国公司变成了极其谨小慎微型,注定了4年后的黯然出局。与此形成鲜明对照的是,更年轻更具冒险精神爱玩飞机的美光(Micron) CEO Steve Appleton抓住各种机会合纵连横后来居上,直到2012年坠机身亡。

1999年是内存界的大变年,排名世界第三的韩国现代半导体(现在的Hynix)因政府施压强娶了第五名LG半导体;同年日立和NEC合并了其内存部门产生了尔必达(Elpida);也在1999年,IBM宣布退出和东芝合资的内存厂Dominion从而退出内存业务;刚刚完成收购德州仪器(TI)内存部门的美光(Micron)也在其时进入大陆市场。那时我刚好开始了在国内某最大的PC厂做核心器件的采购,和这些公司都有了亲密的接触。同样是1999年,台湾921大地震因产线损失导致中关村内存一周内翻三倍,也是今天不能想象的。

为什么各个电子巨头都纷纷剥离自己的内存业务呢?因为内存价格是有非常大的波动,而且经常是亏多赚少。很多上市母公司不喜欢自己的财报一会亏一会赚的,索性分拆了后公司业绩稳定,管理层好拿奖金。只有一家公司例外,它就是三星电子(Samsung Electronics),这家家族公司一开始就持有坚定的信念,从未想过剥离内存业务而是不断巨额投入自有资金,也从不抄近路收购濒临倒闭的同行,三星的专注、韧性和凶悍使得它今天在内存领域独占鳌头、雄霸天下。

那为什么内存价格会波动呢?同样是半导体,同样的硅片,其它芯片为什么不会这样呢?简单说,在业内内存芯片被称俗为颗粒,归类为commodity,可勉强翻译为大宗商品,也就是说它和原油橡胶类似,是电子行业各个产品都需要的一种原料。内存芯片从投片到产出需要三个月时间,而生产内存的工厂需要数年时间建设和数十亿甚至百亿美元的投资,因此产能和需求之间是永远无法平衡的


据传台积电大佬张忠谋曾经说过,内存供需多或少1%,都会引起市场暴涨或暴跌。而其间的故事,我们要从内存行业近五十年的春秋战国和血雨腥风谈起。


历史进程中内存产业


首先,本文的内存是指半导体存储(MOS Memory),也就是金属氧化物在硅上做成一个一个的小闸门来表示1或0,一个存储单元由一个三级管加一个电容组成。它主要包括DRAM(动态随机存储器,即大家说的电脑手机里的内存)、SRAM(静态随机存储器)、EPROM和Flash(闪存)等类型的内存。

                   
(IBM在50年前发明的DRAM内存)


而在此之前,科技人员利用磁带、磁鼓、磁芯甚至打孔纸带来存储数据。磁芯是靠铁磁闸门开启关闭来表示0和1,磁存储也没有因为硅内存诞生而停止发展,这就是以磁盘为介质的硬盘业,是随着PC业的井喷形成的另外一个大行业,而磁硬盘驱动了苹果第一代iPod是其辉煌的巅峰。然而天下大事分久必合,今天硅存储再次取代磁存储,这就是SSD硬盘,用半导体内存技术做的硬盘。


1
60-70年代


IBM的Robert H.Dennard被公认是DRAM之父,他设计了MOS电容存储刷新的概念。最早量产的DRAM应该是1968年半导体业泰山北斗仙童(Fairchild)生产的256bit内存,按现在的说法大概只能存几十个字母的容量吧。


仙童这个名字是天使投资者的名字,今天大概不会再有公司用这种方法命名,也许不太吉利,感觉是在给别人打工而不是在创业。仙童的八个叛徒是硅谷最脍炙人口的传奇。靠着从仙童“再次叛逃”出来的牛人和技术,1970年英特尔(Intel)3英寸晶圆厂生成的的i1103是第一款划时代的量产DRAM,真正使DRAM的生产达到经济规模,使得每bit存储降到1美分。i1103只有1k容量,是今天内存容量的百万分之一。


              
   (英特尔的第一桶金 i1103 1kb内存芯片)


70年代上半期DRAM的霸主是Intel,然而下半期属于Mostek。这家公司是德州仪器(TI)的工程师创办的。德州仪器也是半导体和集成电路开创公司之一,比起仙童更拥有雄厚的财力。据我所知,TI在半导体业诞生至今半个多世纪,一直处于前10名,这是无与伦比的一个记录。即使在竞争异常激烈的今天,TI仍然在工业半导体、模拟器件、DLP投影等领域遥遥领先,产品种类数以万计,利润超高而稳定,令人叹服。

最初在和Intel竞争中,Mostek更早提供了CPU和DRAM集成的方案,并在1973年推出了管脚更少的4k DRAM,从而一马当先。靠4k和16k DRAM,,Mostek到70年代后期市场份额扩至超过8成。不过,当年的内存技术还是相对门槛不是很高,拆开仿制(逆向工程)比较流行,甚至大公司也加入了这个行列。


1979年Mostek被联合技术(UTC)公司收购。有个说法是,Mostek因为行业不景气被联合技术(UTC)公司收购,后来进一步在竞争中落伍。实际情况是,当时是为了抵御恶意收购。而UTC收购前后的人才流失以及企业战略方向问题,才是导致Mostek衰落的根本原因。因为Mostek其实有很多领先技术,包括通信技术和处理器,如果换个方向发展,也许今天又是另一个巨头。


1978年四个Mostek的员工离职在一个地下室创立了美光(Micron),开始只做芯片设计,而且第一个设计订单是Mostek的64K DRAM。后来在爱达荷州大富豪土豆大王J.R.Simplot的资助下买了些二手设备开始自己生产64K DRAM加入了战局。经过一些列黑道白道的操作,美光成为直到今天的战国枭雄之一,这里也暂且留到后面再说。

70年代的三星也有个八卦。1974年,李健熙突然极其坚定地认为一定要收购破产的Korea Semiconductor而进入半导体业,因为他觉得沙子(硅)能变成金子(集成电路)太划算了,而且IT业一定等于未来,没有半导体就等于汽车没有发动机。他甚至花了自己的私房钱购入50%的股份。他和父亲说,即使所有人都反对,我也要自己做。8年后,三星成为业界第一个开发出64Mb内存芯片的公司。要知道,1974年的时候只是朝鲜战争结束20年而已,韩国的底子是50年代废墟上的世界最贫穷国家。我们今天改革开放已经近40年,终于要重新加入主流内存战团。


(三星内存条)


李健熙是个极其坚定自负的人,历经各种行贿、逃税、判刑、买春等丑闻,依然坚持自己的方向。三星的风格就是,李健熙决定的战略,根本没有讨论的余地,下面的人只有执行。


正因为有李健熙长达40多年的支持,三星电子总是在行业低谷时果断投资,每次都得以站在波峰的前面笑傲江湖。其它公司,没有一家母公司可以做到这种不计成本地支持。为什么说不计成本呢?打个不恰当的比方,因为每年的投资都和建造航空母舰差不多。也许航空母舰确实不算什么,三星集团还承包建造了800多米的迪拜哈里法塔和60万吨的海上天然气巨型浮船等多个世界第一。


值得记录的是,中国在70年代也在大力研发DRAM。北大物理系和中科院分别承担了研发和量产的工作,水平大概只落后美国5年。



2
80年代


可悲的是,在无数有巨大前途的领域中,Mostek最后选择集中了公司资源在内存这个血腥行业背水一战,但在和日韩背靠政府的企业竞争中最终败下阵来。


Mostek在1985年被廉价卖给法国公司Thomson,后来随着Thomson和SGS的合并,魂归STM(意法半导体)。为什么说是魂归呢?因为Mostek肉体已经基本不在了,但是还有大把内存领域的专利。STM居然靠这些专利,通过漫长诉讼内存制造商,赚取了数倍于收购Mostek的利润。而后来,内存行业面临的各种诉讼,成为业界一个常态,本来就少得可怜的利润,经常随时又被割一刀。Mostek是内存界第一个败退的巨头,预示着美国群雄接下来的连续崩溃。

内存从80年代起开始变成拼制造的行业,日本五巨头(日立、三菱、东芝、NEC、富士通)和韩国各大公司(三星、现代、LG、大宇)的杀入,使得行业利润降至冰点。日本的内存厂商还有OKI、松下和日本钢铁(在这里我想画一个掩面笑哭的图标)。


1983年到1985年游戏机市场崩盘,市场销量下降到只有之前的10%不到,是导致内存严重过剩的一个重要原因。这个崩盘被称为Atari Shock,就是当年乔布斯打过工的那个游戏机公司Atari,和其它第一代游戏公司的崩溃,导致了英特尔、国家半导体(National Semiconductor)等美国厂商退出DRAM领域,80年代末美国只剩下Micron、TI、IBM和Motorola四家内存厂商,而在全球大概还有30家。

内存行业玩的就是投资-产能过剩-供过于求-玩家退出-供不应求-投资的循环游戏,Mostek和Intel的退出给了其它竞争对手的喘息机会,1985年后PC和任天堂红白机的热销,也使得大家的日子好了起来。日本厂商在资金上得到政府的大力支持,同时在良率上比美国人高出30%,使得80年代后期垄断了大部分内存市场。


而在这个时候(1987年),我们后来的主角三星电子,只有不到10%的份额连前5名都进不去;另一个主角美光份额还不到5%。这两家后来的冤家对手在当时抱团取暖,三星的核心技术,基本都来自美光。但是由于工艺落后成本高,三星半导体到1986年亏损额高达3亿美元。四家韩国厂商(三星、现代、LG和大宇)在80年代投资超过20亿美元,可谓不惜血本。领先的日本厂商感受到了来自韩国的压力,通过倾销试图压垮韩商,然而坚韧的韩国人选择了坚持砸钱进去,抵住了巨大的压力。


美国商务部1985年启动了301反倾销调查,并在1986年签署了美日半导体协议,逼迫日本打开封闭的日本芯片市场。美国巨头摩托罗拉(Motorola)得以靠政策东风和东芝在1987年在日本合资成立东北半导体,但10年后Motorola退出内存市场买回了东芝的股份,东北半导体改生产MCU和其它逻辑器件。

1985年广场协议的签署和日元的升值,终于让日本厂商气势汹汹的势头被遏制。虽然日本厂商仍然占据技术优势,但是不再可以用价格武器打压对手,使得韩国厂商也在80年代末期还是获取利润并生存下来,TI和Micron同时也获得了显著的利润。


美日半导体协议的后果是,行政干预了市场,而消费者花了更贵的钱才能买到主流内存的电脑。后来由于IBM和惠普等内存大买家的投诉,反内存倾销的协议在1991年被瓦解。


80年代,无锡742厂通过引进东芝3英寸生产线,量产64K DAM。也许这是无锡后来的半导体情节的由来。此后,908工程落户无锡华晶,建设首条6英寸生产线,从AT&T引进制程技术。但是,由于多方面的原因,建设周期过长导致技术落后失去竞争力。在大环境是全面引入国外技术,大快好省的方针指导下,中国本土的内存研发和设备制造开始处于停滞状态。今天,我们的半导体设备技术大概落后了20年,成为中国制造最大的瓶颈,没有之一。


3
90年代


90年代上半叶是PC发展的黄金时期,Windows 95的发布是辉煌的顶点。大家今天熟悉的“开始”按钮是那时候才开始启用的。现在的90后00后都没有用过没有“开始”按钮的Windows 1.0-3.2,不能想象我当时在自己4MB内存的486上装上Win95的激动心情(容量也就是今天手机内存的千分之一)。


为什么没有升级内存的原因我还记得,当时中关村16MB内存大概要4000-5000元,而今天1块钱都不到。这是多大的一笔巨款呢?当年我上大学时100元生活费可以非常充裕地过一个月。


那年在我上的那个很有名的大学发生了一起惊人的盗窃案,一个国家重点实验室的几十台电脑,在一夜间内存全部被拔走,迄今没有破案。这个金额要今天按等比工资来描述,大概相当于一次被偷了上百个iPhone吧。


 (怀念一下Windows 95的蓝天白云)


NEC, Hitachi在90年代初仍然傲立三甲,但由于日元升值和泡沫经济破灭逐步降低了竞争力。汉城奥运会后更放眼世界的韩国厂商抓住了机会,三星、现代电子和LG半导体已经成功赶上来进入六强。1995年,Micron的低价倾销引起日本厂商的震动,被称为Micron Shock。1997年日本钢铁退出DRAM生产并把工厂转给日立和UMC,1998年松下退出,1998年日立退出和TI在美国的合资厂,到90年代末,日本厂商的市场份额,已经从90年代初的70%跌到42%。

东芝在整个90年代DRAM领域一直处于第二阵营(5-10名),直到00年代靠NAND重新回到内存界当主角。这时,韩国厂商高薪挖角东芝工程师,对不愿放弃终身雇佣的工程师甚至请他们周末坐飞机到韩国指导,使得韩国企业在技术上迅速赶上。90年代初不少厂商之间为减少研发投入形成了内存技术联盟,比NEC和AT&T、索尼和AMD、三菱和TI以及Motorola、OKI和SGS-Thomson。从结果看,三心二意想靠别人研发技术的公司,最后都歇菜得比较早。

值得一提的是,NEC在1991年和首钢合资成立首钢NEC并在1994年量产4M DRAM,为中国培养了第一批半导体制造人才。碰巧的是,我98年学开车时同一辆大货考试的几位都是首钢NEC的前辈,当年个个都是英姿勃发,还请我去参观了晶圆厂。只是后来失去了联系,可想见他们估计都转行了。我在英飞凌的一位服役20年的资深同事,也是首钢NEC出身,日语流利得能看日剧,我们都佩服得不得了。


1997年,NEC在上海设立合资公司华虹NEC,建设了中国第一条8英寸生产线并成功量产。而随着NEC设立尔必达后退出DRAM领域,华虹只好转做代工。随后华虹遗憾地因资金不到位和海外技术封锁无法建设12英寸晶圆生产线而沦为配角,错失了保持和国际技术同步的绝好机会,其低端产线后期成为二代身份证的主力供应商。


奇梦达时期的中国业务负责人即我的上司,也出身于华虹,但后来也转行了。可惜当年国内半导体公司的发展机会和待遇,都远远无法和外企相比,导致很多技术人才转到外企去做销售等工作,使得今天我们重新在半导体制造业追赶世界一流时发现严重的人才断档。现在的办法是大陆公司通过越来越雄厚的财力去台湾挖角技术人员,顺便促成祖国统一。

在1Gb芯片的研发上,90年代末形成了三大技术阵营:
1. 韩国阵营;
2. 日立、三菱和TI;
3. IBM、Motorola、英飞凌和东芝。


最后一个阵营里东芝首先撤出,然后是Motorola和IBM,这导致了后来英飞凌在沟槽式电容技术上孤军奋战和最终功败垂成。

1997年的亚洲金融危机中,韩国企业由于负债率过高和外汇储备不足,欧美债务收紧导致韩元在年底数周内暴跌60%,这却意外极大增强了韩国企业的出口竞争力,1998年韩企在DRAM领域份额超过日本企业。为了应对空前的危机,韩国政府向国际货币基金组织求救,并要求企业大裁员和抱团取暖,比如命令大宇汽车收购三星汽车,三星电子收购大宇电子,现代电子合并LG半导体。


应该说韩国这次重整旗鼓非常成功,毕竟韩国国土小人口少,产业面面俱到的话竞争力肯定不行。此后,韩国在重点扶植的高科技、家电、汽车、石化和文娱等领域大放异彩,引导了世界上不可忽视的“韩流”。

1999年NEC和日立合并DRAM事业的背景是,NEC份额已经跌到11%和第四名,日立跌到7%和第8名。双方都认识到这样的份额无法单独生存,尤其Micron收购TI DRAM以后终止了和NEC的技术合作。然而合资公司Elpida并未像两家母公司预期的夺取20%市场份额,而是在2002年跌到5%,直到传奇社长阪本幸雄上任。
                
(Elpida内存芯片)



4
00年代


2000年的时候,全球内存厂商的数量仍超过20家,而到00年代末期只剩下不到10家。经过1999年的大整合,到2001年尘埃落定时的排名是这样的:三星,美光,海力士和英飞凌,四家握有近8成的市场份额。这时,最先出问题的是海力士。


(2001-2014 DRAM市场份额)


2001年DRAM价格的狂跌,导致Hynix巨亏25亿美元,无法按期归还收购LG半导体(LG Semicon)时欠下的巨额贷款(超过140亿美元)。1999年由于青瓦台压力合并LGS,现代电子居然付了高于LGS价值5倍的钱。Hynix的资产负债率高达令人咂舌的206%,所有人都认为它很快就完蛋了。


以韩国交换银行(KEB)为首的债权人进驻Hynix并接管了管理权,并开始寻找买家。然而这么个巨债的烂摊子,又是在亏钱不要命的内存行业,三星和LG都拒绝接手。当年Hynix中国的首席代表权英吉先生,每次见到我都是一付垂头丧气的样子,经常请求我们提一点下订单,这样他们可以拿出货发票去向银行做保理贷款。而为了销量,Hynix价格基本上是一直比竞争对手低上一毛美元以上。

这时,Hynix债权人找到了最善于乘人之危的美光,签了个跳楼价达成了协议卖掉公司。然而,Hynix的员工爆发了,工会给美光发了声明,声称一旦收购便所有员工集体辞职。在这种情况下,再想贪便宜的美光也只好撤退了。各家DRAM大厂都在期待Hynix的倒闭,使得内存价格可以回升。

另所有人意外的是,Hynix债权人尤其KEB没有放弃,130家债权人联合起来,他们指派了KEB银行的 Eui-Jei Woo教授担任Hynix CEO。Woo教授当时的压力之大可以想象,据回忆他表示被任命这天这是他人生最糟糕的一天。这些银行家极其认真地研究了行业并制定了惊艳的复兴计划:


1. 注销了80亿美元债务转成股份达到绝对控股并降低资产负债率
2. 和意法半导体合作开发生产NAND闪存,借以缓解DRAM价格压力
3. 和中国无锡谈了个超级合算的投资,韩方只投资2.5亿现金建设总投资20亿美元的先进12英寸晶圆厂。(换句话说,也许是无锡救了海力士。然而后来看看西安对三星的慷慨又让无锡不算什么了。)
4. 把债权人的股份逐步转到股市让老百姓接盘
5. 借英飞凌-茂矽争端把茂德产能纳入麾下


Hynix的无锡12英寸厂产能以及NAND闪存市场需求的暴增,在接下来几年为Hynix带来数十亿美元的利润,并在市场中保持了核心竞争力。

英飞凌是2000年-2006年的另一个亮点,由于率先在12英寸晶圆厂的大胆投资,使得英飞凌很快超过美光占据第3名,并在2006年个别季度超过Hynix跃升第2名


我在2002年加入英飞凌,当时的四大部门:汽车和工业电子,内存,通讯和智能卡都处于领先地位,公司人才济济。个人魅力十足的年轻CEO乌舒马赫非常重视中国市场和客户声音,在投资上大胆果断。举个例子,在联想和华为都比较小的时候,英飞凌就每年花重资把大型产品展会搬到客户大楼来办,现场提供餐饮的厨师都从德国和凯宾斯基酒店请来,各种礼品也从德国空运,细节毫不含糊。然而,他这种张扬性格也许不讨老派管理层的喜欢,比如他曾声称要把公司总部从德国搬到瑞士甚至新加坡,来躲避不合理的高税负。


在2004年,舒马赫突然被逐出董事会并免去CEO职务,从后来的报道看,舒马赫是被指责新总部建设时花了不该花的钱,以及赛车赞助合同中收取了好处。


英飞凌由于是汽车电子行业的三甲,所以舒马赫时代一直赞助赛车,是奥迪的赞助商。舒马赫离职后,双方仍旧在法庭激烈对抗,英飞凌董事会想以受贿理由把他搞进监狱,而舒马赫想让英飞凌提供离职补偿。


经过7年的漫长诉讼,双方达成和解,英飞凌支付590万欧元的补偿和2018年起每年56万欧元的退休金。从这个结果看,我认为舒马赫是无辜的,而他的离职给英飞凌最终在内存业的崩盘打下了伏笔。后来,舒马赫在上海宏力半导体担任过三年CEO。


(英飞凌Infineon赞助的奥迪赛车)


舒马赫是英飞凌内存扩张战略的旗手,他精心规划的和台湾厂商联盟,几乎成功。如果茂德和南亚都在麾下,再加上中芯国际,市占率很接近30%,几乎当时可以和三星并驾齐驱。也是缺乏时运,茂德的争端以及台积电对中芯国际的打压(后面会详述),造成这个规划最终不成功。


舒马赫离职后,英飞凌董事会就开始了分离内存业务的举措,2年后奇梦达分拆上市。也许由于投入的减少,奇梦达在2007年制程转换时出现了极其严重的问题,导致原本财务健康的奇梦达在瞬间击破盈亏平衡,再加上英飞凌见死不救,在金融危机中率先败退。

2003-2008的另一个赢家是尔必达(Elpida)。前面说到,Elpida在2000年代初期已经亏得不成样子。2002年底,前体操选手和TI仓库管理员阪本幸雄同志走马上任,靠着对半导体行业的深刻理解和业内关系,坂本力排众议在广岛建设了新的12寸晶圆厂。


因为日本企业对尖端制造技术的掌握充分,Elpida在良率和成本上都取得了领先,加上后来和力晶的成功联盟,迅速扩张了市场份额,在金融危机爆发前已经超越奇梦达和美光,取得了安全的卡位。


我自己在当时最大的感受是,我们奇梦达的货总是拿不到,而客户都在使劲夸奖Elpida的大度和魄力。虽然不知道后来会发生金融危机那么大的事情,但感觉奇梦达已经日落西山,因此果断跳槽走了。

而2008年前的输家,是美光。由于对12英寸厂不重视,自家主要产能仍停留在旧的8寸厂,美光的单片成本几乎是最高的,这也导致其市场份额从20%到被腰斩。但是塞翁失马焉知非福,08年金融危机使它仍有余钱过冬。美光省下来的钱一方面投入了闪存的研发和制造,另外也攒下不少用于日后的大抄底。

00年代DRAM界还发生了一件大事,由于美国PC厂商戴尔和Gateway的控告(这两家和内存厂商关系是有名的不好),美国司法部在2002年立案调查1999-2002年间三星、美光、海力士、英飞凌等公司北美销售人员串谋控制内存价格。


其实在这期间,内存厂商活得都不怎么样。不过美国充分利用了其霸道的市场地位,一方面对三家非美国厂商处以了巨额罚款和主管坐牢的严厉处罚,另外一方面以美国厂商美光做污点证人为名免于罚款。最终,三星被罚3亿美元,海力士1.85亿美元,英飞凌1.6亿美元。我好奇查了下美国司法部网站,过去20年美国引用Sherman法案罚款超过1000万美元的案件共140次,罚款各跨国公司总额高达125亿美元。这里除了佩服其霸道,还能说什么呢?


00年代不得不提的还有中芯国际(SMIC)。张汝京也是TI系,在TI工作20年,搞过20个晶圆厂,业内比他经验丰富的半导体制造人才估计也没几个,这使得他随后成为大陆新一代半导体制造业的教父级人物


2000年,张汝京创办的世大半导体被大股东作价50亿美元强行卖给台积电。一身本领无处施展的张汝京,随即碰到上海市负责招商的实干官员江上舟。在江的推动下,中芯国际只花了半年时间就完成募资并在张江破土动工,一年时间8英寸晶圆厂就建成投产,次年北京12寸晶圆厂开工,简直是火箭速度。随后,上海、武汉的12寸厂也拔地而起。由于摊子铺得太大,使得台积电感到了威胁,并不断用各种严厉的官司对付张汝京。


中芯国际产能的暴增使得中芯国际初期只能以代工DRAM内存为主,因为没有那么多逻辑芯片的代工生意给这家年轻的公司。而英飞凌是中芯最重要的技术合作伙伴,当时德国派到北京支持中芯国际的工程师多到和北京分公司人一样多。


不过,最让张汝京头痛的应该是设备,由于瓦森纳协定光刻机等半导体设备的出口限制,使得张汝京和江上舟竭力把中芯打造成外资为主而非国资的独立企业,来避免技术封锁。


张本人是美籍,行业关系众多,靠他了不起的个人影响力使得中芯的设备进口基本达到国际一流水平。应该说,张汝京为中国半导体产业的后起直追,缩短了5-10年的时间。可惜故事的结局不总是幸福的,被迫和台积电的诉讼和解以及中芯后来因资金缺口引入了央企股东纠纷导致了2009年底张汝京的出局。他随后建设的上海新昇半导体(生产12寸硅片),也为产业做出了杰出贡献。


此外非常遗憾的是,张汝京离开后中芯国际的大量政企协调工作,使得德高望重的中芯国际董事长江上舟鞠躬尽瘁在2011年去世,并引发了后面股东和管理层难看的控制权之争。万幸的是,江上舟临终托付老同学张文义接任董事长,而张文义请到另一位了不起的管理者邱慈云出任CEO,最终数年完成了中芯国际的凤凰涅槃。江上舟及其太太吴启迪,在瑞士ETH留学时和家母是好友。我高考的时候,母亲还问过要不要考同济,那时年少气盛和无知,不懂得关系的重要,导致最终上了某名字看起来更唬人的学校做了学渣一事无成。


5
2008-2009金融危机


把金融危机拿出来单写一章是有原因的,因为这个时期发生的事情是整个内存行业的一个缩影。

在金融危机前,我们要说一下Windows Vista。因为2001年发布的Windows XP太成功了,企业和消费者都觉得很完美不用升级了,这样微软赚不到更多钱啊。微软考虑到未来10年在架构可靠性、安全性等众多因素的需要,重构了一套Windows,这就是Vista。因为距XP已经长达5年,所有内存厂商都把赌注压到Vista上,在此前大量12英寸厂产能的开出都为了这一刻。不负重望,Vista吃内存的程度远超XP。然而,Vista因为底层完全重构,Bug奇多又不稳定导致恶评如潮,因此消费者用脚投票仍然坚持用XP。

原本期望Vista多用一倍内存的产能一下大大就供过于求了,而内存厂因为投资过大根本不能停产,因为停产亏得更多。2007底年内存价格暴跌到2006年底的1/4,这时率先撑不住的是成本最高的厂商,这就是奇梦达。世间万事一般都不是单一原因造成的,奇梦达的问题还可追溯到当年东芝和IBM两大盟友退出技术联盟,这导致奇梦达独自研发沟槽式内存技术。

之前说过,内存的一个单元简单说由一个三极管和一个电容组成,三极管就是个开关,来决定要不要给电容充电来存储0或者1。那么这个电容如果是在三极管下面挖个沟来存储电子,就叫做沟槽式(Trench);如果这个电容是在三极管上面叠加,就叫做叠加式(Stack)。沟槽式的优点是更省电和单元面积更小,而缺点是技术联盟规模太小,只有不到20%的份额。三星、Hynix、Elpida和Micron用的都是Stack技术,因为大家用的都是类似的半导体设备,一家解决了技术问题,另外一家就很容易马上跟上。

奇梦达首先碰到了58纳米技术瓶颈,但它宣布已经在实验室完成了Buried Wordline技术开发,并和尔必达宣布一起和Stack技术融合在2010年推出40纳米产品。然而,刚好Vista供过于求爆发,奇梦达卡在这个节骨眼一下子成本比所有对手都高了。因为2007-2008年所有内存厂商都赔钱,只是看谁赔得快钱先烧光而已。在2007年中,奇梦达还手握7亿欧元现金,比多半竞争对手都多,但是它烧钱的速度也远快于别家。


2008年内存价格跌去7成,前三季度整个行业亏损80亿美元,奇梦达由于现金耗尽被迫廉价出售和南亚合资的华亚科(Inotera),台塑集团借钱给Micron拿下股权,使得华亚科成为南亚和Micron的合资公司,借以转Trench技术到Stack。


奇梦达的Trench技术有一个优点,就是能耗比更好,这使得它在2000年代中期低功耗的Mobile DRAM领域占据了一半的市场份额。可惜,奇梦达没有熬到智能手机爆发,就倒在了战场上。

金融危机如果用大白话说,就是缺钱。市面上没钱在流动,没有人再有钱做投资(巴菲特除外;-)。而在这个时候,几乎所有公司都在裁员,也很少有公司购买新的电脑,内存行业真正碰到史无前例的大崩盘,主流内存颗粒价格跌到材料成本以下,而且看不到何时能好转。这时,各家厂商只好靠政府了。

情况最危急的是奇梦达和海力士。海力士获得债权人的坚强支持8000亿韩元纾困贷款。德国及葡萄牙政府(因奇梦达葡萄牙工厂)和英飞凌(仍7成控股奇梦达)原本同意给奇梦达3.25亿欧元解困资金,但最后时刻英飞凌拒绝出钱,德葡政府认为大股东都不救所以也放弃了。唇亡齿寒的尔必达是最希望和奇梦达联盟的,然而英飞凌的决绝使得尔必达只能独自和群狮共舞。想象如果舒马赫还在,也许结局是不同的。

奇梦达在2009年1月宣布破产,然而奇梦达因减产自有工厂已经只占约5%的市场份额,整体供大于求的情况并未改观。3月份,台湾当局宣布成立台湾记忆体公司,希望整合弱小的台湾公司再引入尔必达技术共同迎战强敌。然而台湾各公司同床异梦,力晶率先不参加,随后南亚和美光拒绝,导致整合流产。台湾原本计划投入千亿重振雄风,这也确实是天赐良机收购尔必达和美光股权,当时美光CEO Appleton也几次拜访台当局请求资金入股。


可以说机会稍纵即逝,随着Windows 7、iPhone 3GS和各品牌安卓机的在2009年下半年的成功发布,内存需求迅速增加,内存厂迎来了09年Q4的转亏为盈和2010年的大赚。

奇梦达破产后的故事还没有结束,破产管理人对英飞凌发起了诉讼,认为英飞凌未尽到义务等。2014年英飞凌以支付2.6亿欧元给奇梦达破产管理人达成和解,并购回奇梦达全部专利。


此外,德州仪器只花了1.73亿美元就购得了奇梦达在弗吉尼亚州12寸晶圆厂的全部生产线。中国服务器厂商浪潮集团,似乎原本想借机抄底奇梦达,不得不说在今天看是个很划算的买卖,毕竟我们现在要花百亿美元买入场券,还不包括专利。最后很奇怪的是浪潮只花了3000万人民币购得了奇梦达西安研发中心,确实有些值钱的设备和研发人员,但是只是个浪花而已。奇梦达苏州封测厂,被苏州园区收购,荒废多年直到2014年才卖给晶方科技。


6
2010年代


2010年代的第一年大事是日本尔必达(Elpida)的倒下。虽然靠日本政府的《企业再生法》获取300亿日元资助熬过了次贷危机,但日元升值和缺乏闪存产品两个重要原因导致2011财年Elipda巨亏12亿美元。


2012年初Elpida宣布破产后,年中被Micron以25亿美元的低价抄底,并顺手拿走了位于台湾的Elpida合资12寸厂瑞晶电子。阪本幸雄很清楚靠自己无法和韩国企业竞争,联盟是唯一出路。在几年前和奇梦达联盟失败后,又因Steve Appleton飞机失事导致和Micron联盟失败,只能说他也是运气不佳,没熬到下一个景气周期。


美光(Micron)的CEO Steve Appleton是内存业内一大传奇人物。他三流大学毕业,从时薪不到$5的Micron夜班工人干起,纯靠勤奋在34岁年纪轻轻做到公司CEO。虽然一度和大股东土豆大王Simplot有过严重冲突被罢免,但随后仍能做到双方和解重掌公司并辉煌公司,可以看出他们都不是一般人。


Micron总部所在地Boise, Idaho是一个偏远只有20来万人口的小城市,但却是这个州最大的城市,由此可见该州之不发达。爱达荷州盛产土豆,连车牌上都写着“以土豆闻名”。Micron的朋友说,他们那里出门就是荒山没事干,所以大家都喜欢加班。也许因为这个原因,使得Micron成为一家气质独特不可描述的公司。我相信,如果像一家传统美国公司那样,它早就放弃内存业务不会撑到今天了。


Appleton一生热爱危险运动,包括赛车、冲浪、跳伞和开飞机等。在多次飞机事故侥幸生还后,2012年2月亲驾飞机坠毁完成了了不起的一生。


(Micron官网哀悼Steve Appleton)


"I don't have any regrets. I have lived a great, great life, and I have experienced so much 。”


几乎在Elpida破产的同时,Hynix债权人同意把约20%股权转给韩国电信巨头SK Telecom,并改名SK Hynix。在被资金折磨了10年后,Hynix终于有了金主,此后顺利完成了凤凰涅槃和展翅高飞。SK Hynix在2017年利润高达10万亿韩元(约94亿美元),排名世界半导体公司第三名,仅次于三星和英特尔。


2010年代是电子产业巨变的年代。上个10年内存的主要应用七八成还在PC(含笔记本电脑),而进入10年代智能手机的全球销量从2009年的1.7亿部暴涨到2017年的近15亿部,占据了DRAM的大概40%,互联网和云计算的大发展也使得服务器的内存份额达到约25%,PC大概只占了20%,而各种让人眼花缭乱新型的智能设备又占据了剩下的显著份额。


NAND闪存的应用里大概手机占40%,SSD硬盘占25%,SD卡等存储卡占15%。因此手机行业已经毫无疑问是内存的第一大客户。

智能手机里面的内存分三类,DRAM(相当于电脑内存,目前主流安卓是2-6GB,iPhone是2-3GB);NAND Flash闪存(相当于电脑硬盘,主流是16GB-256GB);NOR Flash闪存(字库芯片,用来存储最核心的基础程序,负责开机和加载操作系统,类似电脑的BIOS)。

NOR Flash的使用更像只读ROM的一种,特点是写入一次,基本上长期就不改了,相应的可靠性和读取性能就比较重要。NOR Flash可以直接挂在数据总线上,这样读取时不需要通过DRAM,这使得NOR上面可以直接运行程序,效率非常高。NOR Flash的市场比较广泛,各种嵌入式系统(自带一个小操作系统)的设备基本上都需要,比如大家常用的路由器基本上就是用的NOR Flash存储。另外AMOLED屏等复杂驱动也通常需要写在单独的NOR Flash芯片里。

Flash Memory(闪存)由东芝公司的当时一个低阶工程师舛冈富士雄在1980年发明,但东芝开始忽略了它的重要性并任由舛冈自己申请专利和在IEEE公布其发明。随后慧眼识珍的英特尔马上投入数百人的团队研发并在1988年发布了量产的NOR Flash,可笑的是东芝居然承认NOR Flash是英特尔发明的,并严重贬低舛冈的作用。舛冈富士雄不愧是业界超级大牛,1986年还发明了NAND Flash,这使他在将来一定可以得到诺贝尔奖,因为他创造了千亿美元的产业并使得人类的生活天翻地覆。

东芝虽然没有忽视NAND Flash的巨大潜力,但是因为论资排辈的传统仍然对它的发明者舛冈不屑一顾,只给了他几百块的奖金。舛冈富士雄在接受外电采访的时候很悲情地说,他很欣慰东芝靠他的发明今天成为日本存储半导体硕果仅存的企业,但是如果日本企业如果还是如此不重视工程师,日本的企业将没有未来。


同样的事情也发生在已获诺贝尔奖的蓝光LED发明者中村修二身上,中村因自己的发明完全不受重视而客走美国并和老东家对簿公堂争取自己的权益。同样在80-90年代,东芝犯的另一严重错误是,任由自己的内存工程师被三星现代等公司挖角,使得韩国内存企业迅速获得东芝核心技术起飞并最终把日本公司踩在脚下。

NOR Flash因其方便擦写和成本低而逐步替代了早期按字节写入很慢的EEPROM。顺便提一下最早的EPROM只读内存,这是在半导体制造时直接把程序固化在里面,很明显它的缺点是不能重复写入和升级的,如果程序有bug只能换芯片或者报废设备。

ROM(只读内存)的鼻祖,是该说是绳子ROM,我最早看的这些照片时目瞪口呆。在半导体发明前,计算机是靠什么来存储程序呢?除了纸带和磁芯,居然是用绳子,因为绳子比纸带寿命更长更可靠。


照片里是阿波罗11号登月用的绳子ROM,真的是靠女工一个一个编出来的,一个结是一个0或者1,这个72K的程序足足要编几个月的绳子。但是真的别小看它,在近60年前它引导着阿姆斯特朗和奥尔德林成功踏上了月球迈出人类科技史上最伟大的一步。

               

(阿波罗11号使用的绳结存储器)


NOR Flash因为容量只有NAND Flash的千分之一甚至更小,因此对半导体制程的要求低很多很多,因此不需要使用最先进的工厂和很多的投资,所以目前其供应并不被名气大的巨头垄断。


NOR的先驱Intel在2008年和意法半导体(STM)合资成立Numonyx等于剥离了NOR的业务,此后美光在2010年以12亿美元收购了Numonyx。虽然美光在趁机捞便宜方面长盛不衰,但这次收购并不成功,一直不大赚钱导致美光在2017年初决心卖掉这个部门。然而,美光在低端市场的无心恋战以及AMOLED、智能汽车和无人机等应用火爆导致2017年NOR的缺货和价格上涨,美光似乎也没那么着急出手了。


1993年,AMD和富士通剥离NOR Flash部门成立了飞索半导体(Spansion),经过连年亏损在金融危机的2009年宣布破产保护,而后来因市场转好连续四季度盈利居然又成功脱离破产,2014年最终和赛普拉斯(Cypress)合并然后飞索这个名字被弃用。

2017年台湾旺宏电子(Macronix)的市场份额预计从2016年的24%一路攀升到近30%,夺取老大地位。美光、Cypress和华邦则各占大约近1/5,而大陆的兆易创新(GigaDevice)估计分享剩下的10%。


兆易创新以超低端NOR市占为主,我猜原因主要是一方面低端客户比较容易进入,另一方面高端产品晶圆代工资源有限很难获取。2017年中,兆易创新收购工业DRAM厂商ISSI的努力因供应商阻碍最终流产,显示了大陆企业在半导体存储的崛起,有待整个产业链的完整。

NAND闪存是只有巨头才能逐鹿的战场,00年代初基本上只有三星和东芝两家大厂份额显著。不过,我们要在这里说一下闪迪(Sandisk),印度人Sanjay Mehrotra参与创建的Sandisk,目前是内存卡(U盘和SD卡等)的龙头。当年NAND的主要用途就是在内存卡,因此Sandisk和东芝一拍即合,强强联手,在2008年阻止了三星的58.5亿美元恶意收购后,在10年代初超越三星成为第一大NAND生产商。


 (2001-2014年NAND Flash市场份额)


随着2016年传统机械硬盘公司西部数据(WesternDigital)在紫光的支持下以160亿美元收购Sandisk,Mehrotra从Sandisk退休并随即加入竞争对手Micron任CEO。


从这个结果看,Mehrotra本人应该是不喜欢被西数并购的吧。Mehrotra是印度出生,读完大学一年级才转到美国,因为印度穷他被拒签了三次,直到最后他父亲冲进领事办公室叽里呱啦20分钟震蒙了领事(blasted away the counselor)终于来到美国。我听过Mehrotra的讲话,印度味十足,比微软纳德拉的美式英语差很多,印度人的自信和我们我们华人在口音上的自卑形成鲜明的对比。不得不佩服,现在硅谷是印度人的天下,而且人家都是一代移民。

西部数据在机械硬盘日暮西山的情况下收购Sandisk绝对是孤注一掷,而Sandisk和东芝2013年分手后也缺乏安全感。然而,他们在NAND面对的对手,是在DRAM领域拼死搏杀出来的三头巨狮(三星、海力士和美光),实在是恐怖至极。


2017年,东芝集团由于核电业务巨亏,为了挽救整个集团不被下市,被迫出售赚钱的芯片业务。西部数据和富士康都志在必得,尤其西部数据想趁机捞个便宜,然而贝恩资本联合了苹果、戴尔等一系列美系厂商资本以180亿美元宣布收购成功。西部数据CEO米利根(Steve Milligan)仍在努力奋战试图阻止交易,因为单靠手上的Sandisk恐怕是对付不了其它几家凶狠的巨头。


随着半导体工艺逼近光学的极限,如何能在不继续降低光刻线宽的情况下继续扩大单位面积容量,立体堆叠更多层数成为各家的选择,这就是3D NAND。最新技术,厂商已经可以堆叠到吓人的96层,这对消费者的好处就是,闪存的产量不断大幅增加,也许很快就供过于求,手机上256G也许很快成为标配。

Micron和Intel在闪存技术上一直是分分合合,但这两家的份额相对最少的,也是最危险的。两家似乎把赌注压在新技术3D XPoint上了,号称比NAND快1000倍,但是目前成本高昂,应用也仅限于超高端的服务器。而三星,也有Z-NAND的高性能产品做对应,因此还是立于不败之地。有趣的是Hynix,似乎一搞不清他们的NAND技术从哪里来,开始说是意法半导体(可这家自己都不做),但是Hynix量产NAND和3D NAND好像从来都不晚,猜测也许三星有在偷偷共享技术吧,毕竟韩国公司抱团比较紧。

过去多年,日韩经济关系一直不错,两国的贸易依存度很高。2019年7月1日,日本经产省宣布,对日本向韩国出口的三类产品(氟化聚酰亚胺、光刻胶、高纯度氟化氢)实施出口许可管理。这三类产品是生产半导体的必须材料,而半导体是韩国第一大产业。不难想象此举给韩国带来的震撼效果。


随后日本宣布,将韩国从贸易白名单国家中剔除出来。这个白名单囊括了世界上主要发达国家,亚洲只有韩国一个。日本将韩国“拉黑”,表明他们不再把韩国视为“自己人”,将来贸易过程中,会增加审批流程。


这对韩国半导体产业产生了巨大影响,韩国已缩减NAND Flash投片,减产幅度逾二成。内存业者分析,三星全球NAND市占逾三成,此次缩减逾二成产出,等于全球将减少逾6%至8%供应量,加上东芝NAND工厂上月受强震影响产能估达3%,合计本月起,全球NAND产出将减少近一成,且美光也宣布本季减产五成NAND芯片,预料在库存快速消化及未来供给大幅缩减下,NAND芯片恐出现缺货,价格也将结束长达二年多的跌势。


有分析认为,韩国三星、SK海力士两家公司占了全球70%以上的内存、50%以上的闪存生产,日本制裁对韩国的存储芯片产业影响会很大,涨价或不可避免。


现阶段存储器芯片尤其高端存储器,中国主要还得从国外进口。中国厂商发展存储器芯片产业,在人才、资金、技术和市场上都有不少困难待克服。三大国产存储芯片研发和制造基地中,长江存储由紫光集团主导,主要研发和生产NAND FLASH闪存;另外两大存储器制造基地,即合肥长鑫和福建晋华都以DRAM内存作为首要的突破口。



随着移动端增长结构的改变,以及大数据、AI 和数据中心等新需求的兴起,DRAM 市场正面临巨大的增长机会和结构性变化。虽然DRAM 总体位元需求依然会维持在 20%左右,但需求结构正在发生改变。智能手机出货量面临瓶颈的背景下,移动端 DRAM 需求增长主要来自单机内存容量的提升。新兴需求推动当前高度集中的 DRAM 市场格局难以适应推陈出新不断发展的需求变化,正是新厂商的进入良机。


中国 DRAM 基础其实并非一穷二白,而是有着近 40 年的发展历程。但在前期很长一个阶段里受限于市场、技术、产业链不完整等因素,没能成功建立自己的研发-生产-销售体系,无法与国外 IDM 大厂正面竞争。


2010 年以后,国内DRAM发展呈现多路并举的局面,尤其是2014年以后,随着国内产业基金的壮大和海外事业的拓展,出海并购成为这一时期的一个重要战略。而在DRAM领域,中国资本先后收购奇梦达科技(西安)有限公司以及海外 DRAM厂商ISSI是其中浓墨重彩的两个大事件 。


2014 年以后,随着集成电路产业逐渐成为经济结构升级的重点发展方向,关注度和资金纷至沓来,中国存储产业正式进入IDM时代。2016年,合肥长鑫由合肥产投牵头成立,主攻 DRAM 方向。在短短的两年内,合肥长鑫在元件、光罩、设计、制造和测试领域都积累了许多的技术和经验。除了自主研发外,合肥长鑫也积极贯彻稳健的技术合作路线,强调技术来源的合法合规以及合作互利共赢。通过与拥有深厚技术积累的奇梦达合作,在合规输入技术的基础上建立了严谨合规的研发体系,并结合当前先进设备完成了大幅度的工艺改进。


三十年来,中国经济保持高速发展,并不断加强寻求向更高附加值的产 业结构转型。加之近几年国家安全等因素,将 IC 国产化进一步提升到到一个新的高度,国产存储器产业扬帆起航的东风已经到来。


纵观半导体行业的发展史,半导体产业经历了两次大的产业转移,且正在经历第三次大转移,前两次分别是从美国向日本转移、从美日向台湾地区、韩国等地区转移,而当下发生的是从台湾地区、韩国向中国大陆转移。


内存产业中不容忽视的事


1
关于台湾

台湾的内存产业的故事得单开一章来说。多年在全球主要笔记本电脑和PC主板都由台湾公司制造垄断的情况下,其核心部件内存产业却一波多折,最后节节败退。太多的经验和教训,值得大陆的同行在未来汲取。

台湾的半导体产业,最早起步于官方在70年代1000万美元购买美国无线电公司(RCA)的技术建设了一条3英寸晶圆生产线。这在当时是一笔巨款,美元那时候是非常值钱的,台湾当年的平均国民收入也不过400美元。这显示了台当局的远见和雄心,当然也是一场赌博。


随后,1980年成立的联华电子(UMC)就是基于RCA技术创办,头5年基本上都是做很低端的芯片。然而更重要的是,RCA技术转让团队,成为台湾半导体技术的星星之火,燃起后来整个小岛的巨大产业。


1986年,台湾工研院和飞利浦成立合资公司,就是今天呼风唤雨的台积电。它开始有点像联想是中科院成立的公司,带有明显官办启动的性质。工研院院长张忠谋亲自筹办和挂帅,三十年风雨,成就了台积电的辉煌。回头看,台积电的幸运也许和选择了飞利浦合作息息相关。一方面,飞利浦坚持其对台积电的投资长达20年,做了一个超级负责的大股东;另一方面,飞利浦的关系公司ASML是半导体制造业的巨头,有了ASML的保驾护航,台积电才能在技术上一直保持在第一梯队。

1989年,宏碁(Acer)和德州仪器(TI)成立合资公司德碁(TI-Acer),是台湾第一家内存(DRAM)制造公司。初期宏碁想做内存的时候,日本企业都不愿意转让技术,这和大陆汽车行业改革开放初期碰到的情况一样。施振荣最终获得美国TI的技术支持,以股权换技术,赢得艰难的起步。


然而,当时内存正在不景气周期,德碁何时能够盈利看起来遥遥无期,八英寸晶圆厂的巨额投入使得资金捉襟见肘。幸运的是,1992年住友树脂厂爆炸导致内存缺货价格回升,德碁开始扭亏为盈。


然而,TI并不是DRAM行业的领军企业,90年代中后期排名一直在6、7名徘徊,其DSP的成功和DRAM持续的亏损使得TI决心退出DRAM领域。TI将其内存工厂卖给了美光,也退出了德碁的合资。德碁没有了技术来源,向IBM寻求支持未果,只得把工厂卖给台积电转做代工,而正缺产能的台积电也同时获得了数千位有丰富经验的德碁工程师。


台积电在并购德碁的同时期还通过暗自搞定大股东强行并购了张汝京任总经理的世大半导体,使得台积电从此在晶圆代工业一枝独秀。宏碁和TI的关系倒是一直不错,1997年TI把世界排名第6的笔记本电脑业务卖给了宏碁,其后宏碁开始了PC业排名的一路攀升,而宏碁后来的CEO兰奇就是那时从TI转来的,后来兰奇又跳槽到联想任总裁。这个头发不多的意大利人比较旺公司,去哪里哪里就业绩很好。

台湾最早自主研发做DRAM的是世界先进(Vanguard),有台积电拉着一帮富一代公司做投资,但可怜资金仍旧有限,从未进入过前10名。世界先进原本努力想靠本土技术,后来发现不行,99年的时候购入力晶股份希望得到三菱技术。随着三菱并入尔必达,世界先进最后只得放弃内存业务并入台积电改做代工。


其它厂商,多半来自传统行业的投资,没有技术,只得向欧美日寻求合作。例如华新丽华和太平洋电线投资的华邦电子,技术来自东芝和英飞凌;新光百货集团投资的力晶,技术来自三菱;太平洋电线投资的另一家茂矽电子,技术来自OKI和西门子;台塑集团投资的南亚科技,技术来自OKI和IBM。传统行业的大股东,虽然个个都是富豪,但玩内存制造这种无底洞,最后多数还是心有余而力不足。台湾内存厂商,在资金和技术都不占优的情况下,很难独立生存,更多的是依附于大厂做代工,其中最纠结的是英飞凌、茂矽和南亚三角恋的故事。

1996年,茂矽(Mosel Vitelic)和西门子(英飞凌前身)结婚,生了个儿子叫茂德(Promos)。2002年前后,茂矽因为缺钱,把儿子加杠杆抵押给债权人,英飞凌不干了,因为英飞凌只有38%的股份,万一儿子的产能归了别人,自己竹篮打水一场空。


英飞凌毕竟底子厚,双方闹分家时毫不手软,直接把儿子卖给股市,并警告儿子不能再用自己的传家技术。隔壁台塑家的千金南亚科技,刚好因IBM退出DRAM市场而技术断档,和英飞凌一拍即合,结婚生了华亚科技(Inotera)。茂德看看自己马上断炊了,一方面赶紧另外认了韩国Hynix做干妈,另外跟英飞凌求饶请求可以继续使用技术授权。而离了婚的茂矽,欠了一屁股债,被股市停牌,变卖了几乎所有家产和儿子才还清债务。


Hynix得到茂德则是最大的渔翁,因为Hynix当时自己根本没钱建12寸晶圆厂,而随后茂德导入Hynix堆叠技术后,一度Hynix联盟的12寸厂份额超过了三星,这极大降低了成本,使得Hynix在随后的金融危机中反而处于不太危险的境地。

2008年全球金融危机爆发,英飞凌(奇梦达)养不起南亚千金小姐了,只得离婚。然后南亚转头就带着华亚科改嫁给了美光,当时市占率已低到只有10%美光等于只用十分之一的价格就买到了当时最先进的大型量产12英寸晶圆厂。


2015年底,美光为了狙击紫光收购,以1300亿新台币的史上高价把华亚科完全过继给自己。有一年奇梦达在华亚科开会,我第一次直接汇报给CEO,希望能够为大陆第一模组厂记忆科技争取多些配额(Allocation),可惜管理层完全不重视大陆市场,最终以失败告终。当年出差去台湾好难,经常要绕道香港在中华旅行社取入台证,花一整天不说,还在港澳通行证上留了瑕疵。不过,有幸参观了当时世界最先进的华亚科12寸晶圆厂,还是很震撼的。

台湾厂商中力晶是个另类,没有有钱的老子。早期有三菱投资和三菱技术合作,使得它一直属日系派系。2006年尔必达(Elpida)东山再起后,和力晶合资瑞晶(Rexchip),这一直是台湾最先进的晶圆厂。美光收了尔必达后,力晶被迫卖瑞晶给美光来换取技术授权。自此,美光把台湾内存的精华都娶走了,剩下一地鸡毛。


到2017年,美韩三大厂的DRAM份额超过95%,而台湾厂商只剩5%不到。值得欣慰的是,台湾的晶圆代工业务和封测业务,成为全球第一,旺宏电子的NOR Flash业务,也做到全球第一。华邦电子在内存代工业务上也找到了自己的定位,并最终赚到很多钱。力晶历经10年偿债,也终于坚强地从08年金融危机的阴影中走出,并很可能成为大陆内存崛起的技术支柱。总体来看,台湾这么多年在主流内存制造上的损失,也算靠自己积极的努力得到另外形式的补偿。



2
汇率问题


回顾完50年的故事,似乎内存业的搏杀是比胆量比财力而已。然而,用单一原因解释结果,从来都是记者玩的把戏。也许我们不该相信天时或者运气,但它们永远都是不可忽视的因素。日本厂商的衰落和韩国厂商的崛起,以及美德厂商的起伏,背后都有一根红线在挑拨,那就是汇率。


从下图看,韩元的长期贬值是韩国经济的发动机。每次金融危机导致的迅速贬值,都像给出口型的韩国企业打了强心救命针。如果盲目迷信10年一周期的话,似乎韩元又到了该故伎重演的时候。


(1969-2018三种货币汇率走势图)


我同时精心绘制了下图。这是我亲身经历的时刻,因此体会特别深,英飞凌(奇梦达)、尔必达和海力士三家的命运,似乎不是完全掌握在自己手中。汇率大势之下,如果没有力挽狂澜的杰出企业家,职业经理人的随波逐流只会让公司消逝在滚滚大潮中。


(1996-2018三种货币汇率走势图)


未来展望


DRAM三大厂里面Micron看起来最危险,因为韩系厂商的份额比它大近四倍,制程技术也比它先进,但2017年内存大涨带来的巨额利润似乎又能让它撑很久。NAND六强马上就要刺刀见红,而中国半导体业的大发展使得内存未来格局充满不确定性。目前大陆存储芯片行业好像正处在历史上最佳时期,巨额的投资和国家战略层面的重视都让对手非常关注。大陆这些新公司都是目标投资百亿级的巨头,本人战战兢兢也不敢点名评论。

单从行业的历史来看,假设真的不愁资金,我们目前最大的挑战也许来自于制程技术和专利。

内存行业完全不是劳动密集型,低廉的劳动力对成本几乎没有帮助。像三星那样每年能够持续投入百亿美元在制程上,需要巨大的现金流。如果不能在制程上只落后三星两代以内,在行业光景好的时候也很难支撑现金流为正。目前最新制造技术已经到了10nm以内,将需要EUV光刻机和相应配套,同时需要大量顶尖专业人才。且不说荷兰ASML的产能在近几年都无法支撑供货,限制出口的瓦森纳协定也不知道我们是否能绕得开。

如果说制程技术是竞争对手的航母,那么专利则是他们的核武器。几家巨头都是在业内30年以上的浸淫,专利仗都打过无数次,每家都有至少几千项专利在手上,绕开是根本不可能的。花钱买授权?那要看他们想不想让我们加入牌局,谁会主动培养潜在对手呢?那几家可是历史上出了名的杀手。

即便如此悲观,我们也不应该放弃希望。也许这是跳出局外,用大智慧才能解决的问题。毕竟我们的国家已经如此强大并保持昂扬向上,而欧美列强明显进入国运衰退而社会矛盾无法调和。韩国企业最大的弱点是本国市场太小,必须依赖消费和制造大国。

衷心祝愿我们伟大的祖国可以在半导体尖端制造领域上可以迎头赶上,写下新的内存故事。



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