6月22日消息,2019全國企業(yè)家活動日暨中國企業(yè)家年會今日在廣西北海市隆重舉行,北京大學信息科學技術學院副院長蔡一茂出席“第三屆工業(yè)和信息化科技成果大會暨工業(yè)強基產(chǎn)業(yè)一條龍發(fā)展”論壇并發(fā)言。

蔡一茂表示有企業(yè)家曾說中國的很多企業(yè)在起步的時候特別需要得到支持,其實我們國家對相關企業(yè)已經(jīng)提供了很大的幫助,因此企業(yè)需要思考在得到支持后怎么去用好政策。

蔡一茂認為百年老店不見得不會倒,一旦路線走錯了,可能就會把企業(yè)引入困境。但從另外一方面來看,這對我們國家的追趕者、行業(yè)的初來者來說就是無限的機遇。

以下為蔡一茂演講實錄:

各位領導、各位企業(yè)家朋友和各位專家,受很高興邀來參加這次論壇。以前我更多是對著學術同仁們做報告,今天對著企業(yè)家為主的朋友作報告,可能發(fā)表一些自己不太成熟的觀點,如果講得不恰當?shù)牡胤秸埮u指正。

我報告的題目是半導體存儲器技術和產(chǎn)業(yè)發(fā)展,和今天工業(yè)強基存儲器一條龍企業(yè)授牌活動相關。剛才有企業(yè)家朋友說企業(yè)在起步的時候特別需要得到支持。我很贊同,在當前的貿(mào)易環(huán)境下,我們怎么用好政策,給企業(yè)扶持,對企業(yè)有很大的幫助。我本人也擔任了國家存儲器產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的副理事長,剛才我想大家都注意到,電子信息產(chǎn)業(yè)市場很大,但是我們本土企業(yè)在新興信息產(chǎn)業(yè)市場份額還是很小。我知道,包括領導在內(nèi)、包括企業(yè)家們都很努力,那么我們怎么做這個事情?大家都需要思考。存儲器產(chǎn)業(yè)面臨競爭的企業(yè)對象都很大、技術門檻太高,我們該怎么去做?我們有沒有機會?剛才有企業(yè)家朋友說企業(yè)不是越大越穩(wěn),百年老店不見得不會倒,這說得特別好,因為以半導體存儲器技術為例子,信息技術發(fā)展迅速,如果失去創(chuàng)新,或者技術創(chuàng)新路線走錯了,可能會給原來強大的企業(yè)帶來很大的風險。這從另外一方面,技術的快速發(fā)展和對創(chuàng)新的需求,對行業(yè)的追趕者也無限的機遇。

存儲器非常重要,不單是用在現(xiàn)在終端的消費類電子,在很多其他設備和儀器中,都要使用存儲器,尤其是現(xiàn)在數(shù)據(jù)為王的時代,很多軟件公司和互聯(lián)網(wǎng)公司也更加重視存儲器技術,因為數(shù)據(jù)中心就離不開存儲器的應用。

半導體存儲器主要分兩類:一是易失性存儲器件,斷電以后存儲的信息會丟失。但是因為它需要一直用電來維持,它的功耗是挑戰(zhàn)。尤其現(xiàn)在存儲器的一個重大應用市場是在終端,功耗更加關注。因此研制更低功耗的存儲器或者其他類型的存儲器來代替是非常重要的發(fā)展趨勢。二是非易失性存儲器件,比如磁帶磁盤,這里講的是半導體存儲器,主要是flash,相對于磁帶磁盤有更好的可靠性和速度, 廣泛用于手機、筆記本和其他終端。其實Flash不是那么完美,大家是不得不用,因為沒有找到能夠替代它的東西。Flash有很多的缺點,比如需要10-20V的電壓,但是我們的邏輯電路已經(jīng)采用0.8-1V的電壓,0.8-10V有很大的跨度,需要消耗很大芯片的面積和功耗來給Flash供電,而且大的電壓會使得Flash難于繼續(xù)縮小和提高集成度,這是它很大的限制。一些特殊的應用場景,比如航空航天,汽車電子也給其他存儲器帶來機會,比如FRAM,雖然市場小,但是在市場上很早就有產(chǎn)品了。在一些細分市場上有一些大公司開始先介入,后來可能發(fā)現(xiàn)做得很辛苦,因為市場不大,所以就不愿意加大投入,因此相關技術沒有很好地迭代和推廣。另一方面,大公司無法專注的市場,也可能給我們本土的企業(yè)帶來機會。剛才我看到一個發(fā)布的數(shù)據(jù),講到中國本土企業(yè)的新興信息技術的市場占有率,兆易創(chuàng)新(85.170, -1.28, -1.48%)這在Flash市場中有很大的份額。兆易創(chuàng)新是我們的主板上市企業(yè),它能夠在市場上獲得技術迭代的機會,是因為在它投入力量做NOR Flash的時候,三星等公司正好要放棄這一塊,兆易創(chuàng)新通過自己的技術,做出好的產(chǎn)品來。所以我有一點思考,因為我本來也是在韓國三星專門做Flash研發(fā)的,三星這個技術很先進,但是后來不要了,不是因為這個技術沒有機會或者沒有市場,而是對一些大公司來說,這個市場的成本維護或者產(chǎn)生的利潤不及它的主營產(chǎn)品,所以這些機會就可以被本土企業(yè)把握。

新型的存儲器大部分是非易失的,主要是我們的移動式、終端式應用最重要的是在斷電的情況下怎么樣保存數(shù)據(jù),以更快的速度、更高的可靠性來滿足客戶的需求。新型存儲器包括相變存儲器,MRAM,還有電阻式的RRAM。

那么現(xiàn)在DRAM+NAND已經(jīng)等于95%的存儲器產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值,大家都知道主要玩家還是本土之外的企業(yè),那么因為技術的門檻特別高。我國現(xiàn)在在國家的大基因或者政策引導下,有一些企業(yè)也開始來做主流DRAM和NAND存儲器,包括長江存儲、長鑫等,他們來做這些事情很有必要,哪怕成本很高我們也需要有替代品,因為這是戰(zhàn)略的東西,戰(zhàn)略的產(chǎn)品我們不能放棄。對企業(yè)家來講可能掙錢最重要,但是對國家來講,戰(zhàn)略需求永遠是最重要的。

那么我們來看看市場,這是我們最近拿到的數(shù)據(jù),在未來的5年左右,NAND Flash還是會持續(xù)發(fā)展,而且它的價格也會更加便宜,以后它是三維的疊加,這是能夠看得到的技術解決方案。那么另外一個存儲器是DRAM,價格經(jīng)歷了2017年和2018年快速增長,后續(xù)預測是小持續(xù)走低紀念,存儲器市場有周期行為,如果企業(yè)沒有踏準這個周期,在最低谷的時候、產(chǎn)業(yè)最低迷的時候進入,很多人會質(zhì)疑產(chǎn)業(yè)的盈利能力,會質(zhì)疑這樣投對不對,價格低破成本線怎么辦?但是給一點建議,做存儲器產(chǎn)業(yè)包括整個集成電路產(chǎn)業(yè),沒有急功近利的事情,必須要長遠的規(guī)劃和投入,我們才能解決問題,它不像農(nóng)民種地一樣,我今年不做了,明年價格上來了這個地還在,但是集成電路是你今年不做,十年都不一定做回來,這和整個技術的發(fā)展迅速相關性的。

DRAM是重要的半導體存儲器,這是一個競爭非常殘酷的行業(yè),對技術創(chuàng)新要求很高。可能有一些企業(yè)家朋友不是做集成電路或者存儲器的會問我們?yōu)槭裁醋鲞@么先進的技術?我們的汽車高端的有寶馬、奔馳,稍微低端的也有市場,那么集成電路為什么一定要瞄準最先進的企業(yè)去做呢?因為存儲器或者集成電路基本上都是標準,所有標準都是非常嚴格的,因此對于系統(tǒng)廠商來進,買到符合標準的產(chǎn)品更關注成本的。那么它的成本和什么相關?主要和技術相關,所以需要很強的技術創(chuàng)新來降低成本。

NAND技術的主流就是三維,三星很樂觀認為可以疊到500層,長江存儲說今年可以出到96層。美光、東芝都有自己的技術路線,但是不管怎么樣,現(xiàn)在要到96層以上才有市場競爭力。

那么我們有沒有其他機會呢?存儲器的接口技術標準也在創(chuàng)新,這跟系統(tǒng)廠商是在密切相通的,比如除了做顆粒之外還要做控制器。所以每一次的技術發(fā)展會設計公司帶來很多機會,也可能會給我們的封裝廠商帶來很多的機會,國家要培養(yǎng)一個存儲器產(chǎn)業(yè)的上下游鏈是非常長的,我們在每一個環(huán)節(jié)中都可以有出色的企業(yè)做出技術創(chuàng)新。

技術和需求可能會引起產(chǎn)業(yè)的變革,這個產(chǎn)業(yè)的變革在哪兒呢?原來是以計算為中心的,在數(shù)據(jù)時代,怎樣發(fā)展存儲器技術必然是一個發(fā)展趨勢。這也給存儲器帶來一個很好的發(fā)展機遇。現(xiàn)在越來越發(fā)展到存儲需求的多樣性,自動駕駛有自動駕駛的需求,5G有5G的需求,AI對高數(shù)據(jù)和高帶寬是有很高需求的,這也帶來了一個機遇,一個大公司如果要維持所有客戶的需求,它的成本負擔非常重,如果某一個專有領域我們可以做到很精很專,說不定我們會有機會。

三星本身比較關注的是NAND存儲方案,因為SSD成本下來以后很多企業(yè)都想做,但是如果要面向數(shù)據(jù)中心的話,它的優(yōu)勢就是便宜、容量大,因此它發(fā)展了QSSD,因為它的迭代更多。那么HBM2就是兼容性和低功耗并存,它的市場價供不應求。那么DRAM抓住了一個很好的機會,有時候成本就不是那么重要,這是主流存儲器之外有可能開發(fā)出來的,大家都還在摸索,大家的需求量都很大的時候,如果有機會咱們把這些技術創(chuàng)新滿足客戶對性能追求的最佳結合點的話,就會給我們帶來一些機遇。

我們從PC時代進入了人工智能時代,帶來跟多樣的存儲器需求也可能是一個很大的機遇。

那么從未來技術角度來講,存儲器缺失哪一塊?存儲器技術分類大概是一個三角形結構,最上面的成本最高,但是性能最好的,下面是HDD和SDD,DRAM和SSD之間有一個巨大的鴻溝,這個巨大的鴻溝主要是在速度上,我們的DRAM可以做高速緩存,但是NAND Flash有很高的電壓,它的器件尺寸要做得很大,它的速度是在微秒級甚至百微秒級,和幾十納秒級有很大的差距。

現(xiàn)在整個存儲器的技術發(fā)展的困境是存儲能力和實際系統(tǒng)對存儲的需求,經(jīng)過這么多年的發(fā)展,這個鴻溝沒有任何的縮緊,所以我們需要把DRAM、NAND之外的技術布局研發(fā)。我覺得這是一個和好的機會,就是要把這個需求差距以技術創(chuàng)新打破。以DRAM技術的發(fā)展趨勢來看,我們的存儲能量是768GB,這種存儲方式是電壓降低、成本縮小、把成本和性能功耗架起來,但是現(xiàn)在已經(jīng)沒有辦法用看得到的技術、摸索得到的技術很有自信地去把這個趨勢繼續(xù)走下去,因此到768GB的時候我們要在更新型的工藝和技術上架構優(yōu)化。我特別認同剛才企業(yè)家朋友的話,技術創(chuàng)新絕對是最核心最重要的要素。

NAND三維結構是維持價格優(yōu)勢的王道,做這個就要做到最強,現(xiàn)在說的是新興信息技術,不是傳統(tǒng)的淘汰落后技術,新興技術一定是要往前走的。

技術挑戰(zhàn),包括性能、容量和可拓展性的綜合需求,這里面都是來自產(chǎn)業(yè)界的需求,所以在一條龍里我們看到有金融的、服務的企業(yè)在里面,有像京東的這種大數(shù)據(jù)電商的企業(yè),讓系統(tǒng)和企業(yè)用戶反饋回來存儲器行業(yè)有時間需求,這會是很好的一個生態(tài)環(huán)境的構造。

那么現(xiàn)在主流的現(xiàn)有存儲器問題是什么呢?剛才我也講到了NAND的市場這么大,它還是壽命短,它的延遲長、功耗大,DRAM的問題是斷電,容量達不到NAND那么大,嵌入式存儲器現(xiàn)在主要的還是Flash,主流的也就是40納米,我們的SOC已經(jīng)是14-7納米了,現(xiàn)在一些主流代工廠已經(jīng)提供一些新型嵌入式存儲器的IP,這說明Flash已經(jīng)無法滿足先進SOC的設計需求。

那么回到剛才講的,為什么在學術界、產(chǎn)業(yè)界要做新型存儲器的研究?就是因為不同的需求要能夠滿足不同應用。一是要把缺失的給補上,二是嵌入式的存儲器還是非常缺失,滿足不了SOC的先進化需求。這里是幾個主要的廠商,代替還是以代工廠為主,新型的存儲器還是以代工廠為主,包括DRAM、RRAM等,很多企業(yè)都有自己的嵌入式工藝,還有很多的美國初創(chuàng)公司,可以說這些企業(yè)都起來很快,將來哪一種技術最有發(fā)展?jié)摿δ兀侩m然現(xiàn)在學術界聚焦了幾種,大家我覺得企業(yè)家朋友也可以一起進來看看,學術界看到的不見得是企業(yè)家看到的角度,還有可制造性、兼容性等各種各樣的因素都需要考慮才能夠決定哪一個新型存儲器才最有發(fā)展機會。

好的,這是我的報告,謝謝大家,如果不對請批評指正。

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