蔡一茂：我国追赶者在半导体存储器领域拥有无限机遇

6月22日消息，2019全国企业家活动日暨中国企业家年会今日在广西北海市隆重举行，北京大学信息科学技术学院副院长蔡一茂出席“第三届工业和信息化科技成果大会暨工业强基产业一条龙发展”论坛并发言。

蔡一茂表示有企业家曾说中国的很多企业在起步的时候特别需要得到支持，其实我们国家对相关企业已经提供了很大的帮助，因此企业需要思考在得到支持后怎么去用好政策。

蔡一茂认为百年老店不见得不会倒，一旦路线走错了，可能就会把企业引入困境。但从另外一方面来看，这对我们国家的追赶者、行业的初来者来说就是无限的机遇。

以下为蔡一茂演讲实录：

各位领导、各位企业家朋友和各位专家，受很高兴邀来参加这次论坛。以前我更多是对着学术同仁们做报告，今天对着企业家为主的朋友作报告，可能发表一些自己不太成熟的观点，如果讲得不恰当的地方请批评指正。

我报告的题目是半导体存储器技术和产业发展，和今天工业强基存储器一条龙企业授牌活动相关。刚才有企业家朋友说企业在起步的时候特别需要得到支持。我很赞同，在当前的贸易环境下，我们怎么用好政策，给企业扶持，对企业有很大的帮助。我本人也担任了国家存储器产业联盟的副理事长，刚才我想大家都注意到，电子信息产业市场很大，但是我们本土企业在新兴信息产业市场份额还是很小。我知道，包括领导在内、包括企业家们都很努力，那么我们怎么做这个事情？大家都需要思考。存储器产业面临竞争的企业对象都很大、技术门槛太高，我们该怎么去做？我们有没有机会？刚才有企业家朋友说企业不是越大越稳，百年老店不见得不会倒，这说得特别好，因为以半导体存储器技术为例子，信息技术发展迅速，如果失去创新，或者技术创新路线走错了，可能会给原来强大的企业带来很大的风险。这从另外一方面，技术的快速发展和对创新的需求，对行业的追赶者也无限的机遇。

存储器非常重要，不单是用在现在终端的消费类电子，在很多其他设备和仪器中，都要使用存储器，尤其是现在数据为王的时代，很多软件公司和互联网公司也更加重视存储器技术，因为数据中心就离不开存储器的应用。

半导体存储器主要分两类：一是易失性存储器件，断电以后存储的信息会丢失。但是因为它需要一直用电来维持，它的功耗是挑战。尤其现在存储器的一个重大应用市场是在终端，功耗更加关注。因此研制更低功耗的存储器或者其他类型的存储器来代替是非常重要的发展趋势。二是非易失性存储器件，比如磁带磁盘，这里讲的是半导体存储器，主要是flash，相对于磁带磁盘有更好的可靠性和速度， 广泛用于手机、笔记本和其他终端。其实Flash不是那么完美，大家是不得不用，因为没有找到能够替代它的东西。Flash有很多的缺点，比如需要10-20V的电压，但是我们的逻辑电路已经采用0.8-1V的电压，0.8-10V有很大的跨度，需要消耗很大芯片的面积和功耗来给Flash供电，而且大的电压会使得Flash难于继续缩小和提高集成度，这是它很大的限制。一些特殊的应用场景，比如航空航天，汽车电子也给其他存储器带来机会，比如FRAM，虽然市场小，但是在市场上很早就有产品了。在一些细分市场上有一些大公司开始先介入，后来可能发现做得很辛苦，因为市场不大，所以就不愿意加大投入，因此相关技术没有很好地迭代和推广。另一方面，大公司无法专注的市场，也可能给我们本土的企业带来机会。刚才我看到一个发布的数据，讲到中国本土企业的新兴信息技术的市场占有率，兆易创新(85.170, -1.28, -1.48%)这在Flash市场中有很大的份额。兆易创新是我们的主板上市企业，它能够在市场上获得技术迭代的机会，是因为在它投入力量做NOR Flash的时候，三星等公司正好要放弃这一块，兆易创新通过自己的技术，做出好的产品来。所以我有一点思考，因为我本来也是在韩国三星专门做Flash研发的，三星这个技术很先进，但是后来不要了，不是因为这个技术没有机会或者没有市场，而是对一些大公司来说，这个市场的成本维护或者产生的利润不及它的主营产品，所以这些机会就可以被本土企业把握。

新型的存储器大部分是非易失的，主要是我们的移动式、终端式应用最重要的是在断电的情况下怎么样保存数据，以更快的速度、更高的可靠性来满足客户的需求。新型存储器包括相变存储器，MRAM，还有电阻式的RRAM。

那么现在DRAM+NAND已经等于95%的存储器产业总产值，大家都知道主要玩家还是本土之外的企业，那么因为技术的门槛特别高。我国现在在国家的大基因或者政策引导下，有一些企业也开始来做主流DRAM和NAND存储器，包括长江存储、长鑫等，他们来做这些事情很有必要，哪怕成本很高我们也需要有替代品，因为这是战略的东西，战略的产品我们不能放弃。对企业家来讲可能挣钱最重要，但是对国家来讲，战略需求永远是最重要的。

那么我们来看看市场，这是我们最近拿到的数据，在未来的5年左右，NAND Flash还是会持续发展，而且它的价格也会更加便宜，以后它是三维的叠加，这是能够看得到的技术解决方案。那么另外一个存储器是DRAM，价格经历了2017年和2018年快速增长，后续预测是小持续走低纪念，存储器市场有周期行为，如果企业没有踏准这个周期，在最低谷的时候、产业最低迷的时候进入，很多人会质疑产业的盈利能力，会质疑这样投对不对，价格低破成本线怎么办？但是给一点建议，做存储器产业包括整个集成电路产业，没有急功近利的事情，必须要长远的规划和投入，我们才能解决问题，它不像农民种地一样，我今年不做了，明年价格上来了这个地还在，但是集成电路是你今年不做，十年都不一定做回来，这和整个技术的发展迅速相关性的。

DRAM是重要的半导体存储器，这是一个竞争非常残酷的行业，对技术创新要求很高。可能有一些企业家朋友不是做集成电路或者存储器的会问我们为什么做这么先进的技术？我们的汽车高端的有宝马、奔驰，稍微低端的也有市场，那么集成电路为什么一定要瞄准最先进的企业去做呢？因为存储器或者集成电路基本上都是标准，所有标准都是非常严格的，因此对于系统厂商来进，买到符合标准的产品更关注成本的。那么它的成本和什么相关？主要和技术相关，所以需要很强的技术创新来降低成本。

NAND技术的主流就是三维，三星很乐观认为可以叠到500层，长江存储说今年可以出到96层。美光、东芝都有自己的技术路线，但是不管怎么样，现在要到96层以上才有市场竞争力。

那么我们有没有其他机会呢？存储器的接口技术标准也在创新，这跟系统厂商是在密切相通的，比如除了做颗粒之外还要做控制器。所以每一次的技术发展会设计公司带来很多机会，也可能会给我们的封装厂商带来很多的机会，国家要培养一个存储器产业的上下游链是非常长的，我们在每一个环节中都可以有出色的企业做出技术创新。

技术和需求可能会引起产业的变革，这个产业的变革在哪儿呢？原来是以计算为中心的，在数据时代，怎样发展存储器技术必然是一个发展趋势。这也给存储器带来一个很好的发展机遇。现在越来越发展到存储需求的多样性，自动驾驶有自动驾驶的需求，5G有5G的需求，AI对高数据和高带宽是有很高需求的，这也带来了一个机遇，一个大公司如果要维持所有客户的需求，它的成本负担非常重，如果某一个专有领域我们可以做到很精很专，说不定我们会有机会。

三星本身比较关注的是NAND存储方案，因为SSD成本下来以后很多企业都想做，但是如果要面向数据中心的话，它的优势就是便宜、容量大，因此它发展了QSSD，因为它的迭代更多。那么HBM2就是兼容性和低功耗并存，它的市场价供不应求。那么DRAM抓住了一个很好的机会，有时候成本就不是那么重要，这是主流存储器之外有可能开发出来的，大家都还在摸索，大家的需求量都很大的时候，如果有机会咱们把这些技术创新满足客户对性能追求的最佳结合点的话，就会给我们带来一些机遇。

我们从PC时代进入了人工智能时代，带来跟多样的存储器需求也可能是一个很大的机遇。

那么从未来技术角度来讲，存储器缺失哪一块？存储器技术分类大概是一个三角形结构，最上面的成本最高，但是性能最好的，下面是HDD和SDD，DRAM和SSD之间有一个巨大的鸿沟，这个巨大的鸿沟主要是在速度上，我们的DRAM可以做高速缓存，但是NAND Flash有很高的电压，它的器件尺寸要做得很大，它的速度是在微秒级甚至百微秒级，和几十纳秒级有很大的差距。

现在整个存储器的技术发展的困境是存储能力和实际系统对存储的需求，经过这么多年的发展，这个鸿沟没有任何的缩紧，所以我们需要把DRAM、NAND之外的技术布局研发。我觉得这是一个和好的机会，就是要把这个需求差距以技术创新打破。以DRAM技术的发展趋势来看，我们的存储能量是768GB，这种存储方式是电压降低、成本缩小、把成本和性能功耗架起来，但是现在已经没有办法用看得到的技术、摸索得到的技术很有自信地去把这个趋势继续走下去，因此到768GB的时候我们要在更新型的工艺和技术上架构优化。我特别认同刚才企业家朋友的话，技术创新绝对是最核心最重要的要素。

NAND三维结构是维持价格优势的王道，做这个就要做到最强，现在说的是新兴信息技术，不是传统的淘汰落后技术，新兴技术一定是要往前走的。

技术挑战，包括性能、容量和可拓展性的综合需求，这里面都是来自产业界的需求，所以在一条龙里我们看到有金融的、服务的企业在里面，有像京东的这种大数据电商的企业，让系统和企业用户反馈回来存储器行业有时间需求，这会是很好的一个生态环境的构造。

那么现在主流的现有存储器问题是什么呢？刚才我也讲到了NAND的市场这么大，它还是寿命短，它的延迟长、功耗大，DRAM的问题是断电，容量达不到NAND那么大，嵌入式存储器现在主要的还是Flash，主流的也就是40纳米，我们的SOC已经是14-7纳米了，现在一些主流代工厂已经提供一些新型嵌入式存储器的IP，这说明Flash已经无法满足先进SOC的设计需求。

那么回到刚才讲的，为什么在学术界、产业界要做新型存储器的研究？就是因为不同的需求要能够满足不同应用。一是要把缺失的给补上，二是嵌入式的存储器还是非常缺失，满足不了SOC的先进化需求。这里是几个主要的厂商，代替还是以代工厂为主，新型的存储器还是以代工厂为主，包括DRAM、RRAM等，很多企业都有自己的嵌入式工艺，还有很多的美国初创公司，可以说这些企业都起来很快，将来哪一种技术最有发展潜力呢？虽然现在学术界聚焦了几种，大家我觉得企业家朋友也可以一起进来看看，学术界看到的不见得是企业家看到的角度，还有可制造性、兼容性等各种各样的因素都需要考虑才能够决定哪一个新型存储器才最有发展机会。

好的，这是我的报告，谢谢大家，如果不对请批评指正。