Global map with DRAM factory capacity growth 2018-2028, highlighting USA, South Korea, China, Taiwan, and Japan, with capacity bars and technology milestones.

一家中国本土公司如何成为存储芯片行业的最大破局者

在全球DRAM短缺的背景下,长鑫存储在2026年第一季度的营收同比实现了超过700%的增长。

到21世纪10年代,中国已牢固确立了其作为全球最大电子产品组装中心和半导体消费国的地位。

尽管如此,一个关键问题仍让中国高层经济规划者忧心忡忡。在每部手机和笔记本电脑中都能找到的一种组件——存储芯片上,中国仍然依赖美国和韩国公司。由于缺乏存储芯片制造能力,中国国内半导体行业面临着关键的供应链瓶颈。

经过十多年的大举投资和技术突破,中国在这个以波动剧烈著称的市场中站稳了脚跟。中国公司长鑫存储(ChangXin Memory Technologies)目前是全球第四大动态随机存取存储器(DRAM)制造商,占据8%的市场份额,仅次于该行业的”三巨头”——美光科技(Micron)、SK海力士(SK Hynix)和三星电子(Samsung)。

DRAM充当设备的主存储器,临时存储需要快速访问的数据。这些标准化芯片由生产商大量生产,他们必须在产量和成本效益上展开竞争。

长鑫存储已成为中国国内主要存储芯片供应商,随着人工智能(AI)建设及伴随而来的地缘政治紧张局势升温,该公司目前正将目光投向全球扩张。该公司料将于本月晚些时候在上海证券交易所科创板上市筹资86亿美元,有望成为2026年亚洲最大规模首次公开募股(IPO)。

AI工作负载需要大量的高带宽内存(HBM),这是一种由多个DRAM裸片堆叠而成的高级内存。激增的需求导致HBM严重短缺和价格上涨。HBM生产商已将精力转向履行利润丰厚的数据中心合同,导致消费类产品的组件成本不断上升。

随着AI热潮重塑既有格局,有迹象表明中国的影响力正在不断增强。今年6月,Roundhill Memory交易所交易基金(ETF)将兆易创新(GigaDevice)纳入其持仓,这家中国半导体公司是长鑫存储的主要资金支持者和战略合作伙伴。据说长鑫存储也引起了苹果公司(Apple)的兴趣,后者历来是美光科技最重要的客户之一。据报道,因存储芯片成本攀升而上调产品价格后,苹果公司正在游说特朗普政府,希望获准从长鑫存储购买DRAM,而长鑫存储目前被美国国防部列入涉嫌与中国军方有联系的公司名单中。

苹果公司的代表没有回应MarketWatch的置评请求。

与此同时,美国正优先加强国内半导体产业生态以保持技术领先地位,美光科技承诺到2035年底在美国投资超过2,500亿美元。

中国科技分析师、Substack出版物”Hello China Tech”的创始人赵赛坡(Poe Zhao)告诉MarketWatch,存储芯片短缺正在考验技术脱钩的极限。他说,美国希望限制中国在战略半导体领域的崛起,而跨国公司仍然需要以合理的成本获得充足的供应。

中国在这个领域发挥重要作用的时机已经到来

2016年,长鑫存储在合肥成立,这座中国城市已从一个农业中心转型为政府支持的风险投资重镇。在那里,兆易创新创始人兼首席执行官朱一明与合肥市政府合作,投资约25亿美元启动了中国本土DRAM计划。

朱一明长期以来的愿景,是让中国成为存储芯片强国。21世纪初在硅谷从事工程师工作后,他观察到存储器产业逐步从发源地美国转向日本、韩国和台湾。朱一明在2004年向投资者推介兆易创新的一封电子邮件中写道,中国在这个领域发挥重要作用的时机已经到来。他写道,公司的长期愿景是做成中国最大的存储器设计和制造者。

尽管在随后的几年里,朱一明将兆易创新打造成为一家非常成功的上市芯片设计公司,但该公司缺乏成为存储芯片巨头所需的资金和专业积淀。但或许,在合肥市政府投资机构雄厚财力的支持下,长鑫存储能够完成兆易创新无法实现的目标。

中国以前曾尝试进入存储芯片市场——先是在20世纪90年代,十年后再度发起冲击。当时全球经济低迷重创半导体市场并导致芯片价格暴跌,两次尝试都以失败告终。朱一明并未被过去的失败所吓倒,他于2018年辞去兆易创新首席执行官一职,出任长鑫存储首席执行官,据报道他承诺在公司盈利之前不领薪水。

由于在存储芯片制造工艺上几乎没有任何技术沉淀,长鑫存储面临着巨大的障碍。为了快速迎头赶上,该公司在过往行业周期破产潮的残局中搜罗技术。长鑫存储从在2007-2009年金融危机期间破产的德国存储芯片巨头奇梦达(Qimonda)那里获得了DRAM专利和蓝图。该公司还展开了激进且引发争议的突击招聘,目标是来自破产的日本公司尔必达(Elpida Memory)以及三星电子和SK海力士的人才。尔必达于2013年被美光科技收购。

到2019年底,长鑫存储的首座晶圆厂已投产,并开始了存储芯片的商业化生产。2020年,该公司获得了更多的政府支持,这一次来自国家集成电路产业投资基金二期。这个被称为”大基金”的国家级投资工具,将长鑫存储从一个市级项目提升至关乎国家关键利益的高度。

“Hello China Tech”的赵赛坡表示,虽然中国的存储芯片行业确实受益于政府的支持,但长鑫存储的进步不能仅仅归功于补贴。国外的出口管制增加了中国国内对长鑫存储产品的需求,并刺激了创新替代产品的开发。

为了在每个芯片上封装更多内存,三大存储芯片制造商已使用阿斯麦(ASML)的超精细极紫外(EUV)光刻工具将其工艺节点缩小至11纳米的领先水平。在被禁止获取EUV设备的情况下,长鑫存储仍设法利用不太先进的深紫外(DUV)技术,将其节点从最初的19纳米缩小至16纳米。

这一成就为长鑫存储赢得了业界的广泛认可,一位化名为Damnang的半导体工程师在4月份的一篇Substack文章中指出,这使一些专家推测长鑫存储有望在没有EUV的情况下达到11纳米级别。Damnang告诉MarketWatch,目前,长鑫存储依赖DUV光刻结合多重曝光技术,该技术将密集的电路图案分配到多个曝光和处理步骤中,以实现比单次DUV曝光能够可靠打印的更小结构。

从DRAM到HBM

随着长鑫存储把握AI热潮引发的消费级DRAM严重短缺的时机,该公司在2025年首次实现盈利。进入2026年,存储芯片的上行周期仍在持续,该公司在2026年第一季度收入同比增长了719%。如今,长鑫存储在中国运营着三座晶圆厂,每月生产超过30万片晶圆。该公司有望在2026年底达到每月35万片晶圆的产量,几乎与美光科技的预估DRAM产量持平。

但长鑫存储仍有一些差距需要弥补。该公司的估值约为800亿美元,与美光科技、三星电子和SK海力士相比相形见绌,后三者的市值徘徊在1万亿美元大关附近。凭借即将进行的IPO筹集的资金,长鑫科技的目标是扩大生产规模,发展全球客户群,并应对其迄今为止最大的挑战——打入HBM市场,并实现到2026年底量产HBM3的雄心勃勃的目标。

全球HBM市场目前呈现三足鼎立的局面,三星电子、SK海力士和美光科技已经开始出货下一代HBM4芯片。对HBM的激增需求赋予了这些公司前所未有的定价权,使美光科技有望在2027年成为全球最赚钱的公司之一。

独立芯片分析师、巴克莱(Barclays)和花旗(Citi)前亚太区半导体研究主管陆行之(Andrew Lu)表示,长鑫存储的产品”可能落后主流DRAM技术两到三年”,在HBM方面的差距甚至更大。

众所周知,HBM的制造极具挑战性且成本高昂。需要专门的高级封装和3D堆叠架构,用微小的垂直导线将数十个DRAM芯片绑定在一起。陆行之说,如果长鑫存储想进入HBM领域,他们目前的技术还不够。HBM市场发展迅速,客户会想要最新一代的芯片。他补充道,你可以使用低端HBM作为替代品,但速度和其他方面都无法真正达到标准。

设计HBM只是成功了一半。存储芯片和存储分析师、Coughlin Associates创始人汤姆·考夫林(Tom Coughlin)表示,真正的挑战在于大规模生产HBM。由于其复杂性,HBM的良率远低于DRAM。良率指的是从一片晶圆上生产出的芯片中,能正常工作的芯片的百分比。

在无法获取先进光刻工具的情况下,长鑫存储必须再次转向使用DUV技术的替代方法。Counterpoint Research研究副总裁尼尔·沙阿(Neil Shah)表示,这实际上可能对长鑫存储有利。”限制长鑫存储可能会帮助它超越现有的竞争对手,因为这些竞争对手可能会为了保护现有设备的投资回报而推迟此类创新,”沙阿在本周早些时候的一份报告中写道。

根据Counterpoint Research的预测,长鑫存储有望在2027年拿下HBM市场0.4%的份额,并在2028年将这一比例扩大至3%。

“让我们看看他们能做些什么,”考夫林说。大规模制造HBM需要通过多次试错迭代积累的专业知识。”你也许能制造出一些,但你能持续稳定地以高良率制造吗?这就是经验发挥作用的时候了,”他说。

(本文译自MarketWatch。MarketWatch由《华尔街日报》母公司道琼斯运营,但MarketWatch独立于道琼斯通讯社和《华尔街日报》。)

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