2020年3月4日,中國在中共中央政治局常委會召開會議,強調“要加大公共衛生服務和應急物資投入,加快5G網絡、數據中心等新基礎設施建設”。
在中央的密集部署下,市場開始熱情高漲,新基建(以下簡稱新基建)建設迎來風口。到目前為止,已經將近壹年了。
在這壹年,無論是信息基礎設施、融合基礎設施還是創新基礎設施,新基礎設施產業鏈中最重要的壹環就是存儲。
顯然,沒有存儲,無論是5G、雲計算、數據中心、大數據還是人工智能,都將成為無底的無源之水。
事實上,自世界進入信息時代、數字時代乃至當前的人工智能時代以來,存儲壹直是最核心、最基礎的支撐技術。
存儲技術:“科幻小說”未來的必由之路
自從人類步入信息社會,計算和存儲變得越來越重要。計算能力和存儲能力的不斷提升,不斷拓展了人腦的邊界。社會生活不再局限於眼前的“相處”,更多的“詩和遠方”給了人類無限的遐想。
大數據、人工智能、自動駕駛、虛擬現實、火星殖民等“天頂星科技”逐漸從科幻變為現實,讓生活在這個時代的人們無限興奮和激動。所有這些技術的實現都依賴於更強的計算能力和更大的存儲。
“操作”和“存儲”構成了人類科幻未來的必經之路。
事實上,從過去到現在,存儲壹直是信息技術發展的重要基石之壹。各國和各大公司在存儲領域的爭鬥從未停止,甚至存儲領域的能力直接影響著相關國家的信息技術發展進程。
存儲史:也是信息技術奮鬥史。
翻閱存儲行業的歷史,就是壹部行業乃至民族信息產業的沈浮史。從美國、日本、韓國開始,存儲產業依次發展壯大,隨之而來的是存儲芯片技術的快速進步和國家信息產業的快速發展。
存儲工業的發源地:美國
20世紀50年代,美國以軍方為主要購買方,率先發展存儲等集成電路產業,美國成為世界電子信息產業的霸主。藍色巨人IBM和無冕之王英特爾都在當時的存儲領域賺到了第壹桶金,逐漸發展壯大,獨霸壹方。
美國IBM公司生產的KeyPunch 031穿孔卡片數據記錄設備。
事實上,美國的IBM公司就是靠生產穿孔卡片數據機起家的。1932年,美國IBM公司發明了第壹個廣泛應用的計算機存儲器——磁鼓存儲器,它利用電磁感應原理來記錄數據。磁鼓很重,像壹個兩三米長的巨鼓,但存儲容量只有幾K,價格極其昂貴。
1949年,壹個叫王安的中國人在哈佛大學發明了磁芯存儲器。嗅覺敏銳的IBM公司聞風而動,邀請他做技術顧問,購買磁芯器件。到1956,王安以50萬美元的價格將磁芯存儲器的專利權賣給了IBM。磁芯存儲器是繼磁鼓之後現代計算機存儲器發展的第二個裏程碑。直到20世紀70年代初,世界上90%以上的計算機仍在使用磁芯存儲器。
英特爾在成立之初就確定了發展晶體管存儲芯片的方向。1969年,英特爾推出64位靜態隨機存取存儲器(SRAM)芯片C3101,1970,10月,推出首款1K動態隨機存取存儲器(DRAM)芯片C1658。到1974,英特爾占據了全球DRAM的市場份額。
在整個1970年代,存儲的王者是美國的存儲廠商,到了1980年代,日本廠商的存儲時代到來了。
存儲產業的大發展:日本的崛起
上世紀70年代,日本遵循美國的發展道路,通過購買美國的核心技術,在全國範圍內發展存儲等電子信息產業。NEC、日立、富士通、爾必達、東芝等企業相繼崛起,與德州儀器、Mostek、美光等美國企業廝殺壹方。
為了打破存儲的技術壁壘,1976年,日本通產省牽頭,以日立、三菱、富士通、東芝、NEC五大公司為骨幹,聯合日本多家研究所,組成“VLSI聯合研發體”,攻關VLSI DRAM的技術難點。
到1980,日本VLSI聯合R&D研究所宣布完成為期四年的“VLSI”項目,並取得多項R&D成果。各企業的技術整合保證了DRAM量產的良品率高達80%,遠超美國的50%,構成了壓倒性的整體成本優勢,從而奠定了日本在當時DRAM市場的主導地位。
雖然在1980年,日本開發的DRAM產品僅占全球銷量的30%,美國公司占60%。但是到了1985,情況就完全逆轉了。
日本的經濟也隨著半導體產業的繁榮開始騰飛。
由於廉價DRAM在日本大量傾銷,美光被迫裁員,不得不向美國政府尋求幫助。而英特爾則連續幾個季度虧損,DRAM市場份額僅剩1%。當時英特爾的年銷售額為6543.8美元+0.5億美元,但虧損總額高達2.6億美元。它被迫關閉了7家工廠,並解雇了員工。瀕臨死亡的英特爾被迫徹底退出DRAM市場,轉型研發CPU,從而獲得新生。日本電子公司和汽車公司的猛烈攻勢,終於引爆了美日之間的經濟戰。
壹個漁夫收獲了壹個後來者:韓國半導體通過存儲產業騰飛
日美在存儲芯片領域的競爭迅速提高了對技術和資金的要求,兩國的經濟戰給了韓國發展半導體產業的機會。
80年代,韓國產業聯盟,三星、現代、LG、大宇四大財閥全力出擊存儲行業。韓國政府全力配合,采取金融自由化政策,為融資環境松綁,讓韓國各大財閥可以輕松調動資金,投入到倉儲行業競爭中。同樣的套路,三星早期從美國和日本買技術,花大價錢扶持自己的技術和產業。
1992三星完成全球首款64M DRAM的研發;1994年,三星將R&D成本提高到9億美元,1996年,三星完成了全球首款1GB DRAM(DDR2)的研發。到目前為止,韓國公司在存儲芯片領域壹直處於世界領先地位。
從1983開始,三星正式宣布進軍內存行業。到1992年底,三星超越日本NEC,首次成為全球最大DRAM內存廠商。三星走過了艱難的10年。
此後,三星連續近30年位居世界第壹,韓國經濟也隨之騰飛,實現了向高科技導向型經濟的轉型。韓國在存儲芯片領域持續發力,長期保持全球最大存儲芯片生產國的地位。目前,韓國在全球三大內存公司中占有兩席。最近連英特爾的3D NAND閃存業務都賣給了韓國SK。
新的基礎設施,儲能正是時候。
21世紀,中國經歷了近30年的改革開放,逐步從貧困走向了小康。新的經濟發展需要新的產業動能來驅動。產業升級的窗口已經打開,中國該出場了。2014年,籌備已久的《國家促進集成電路產業發展綱要》和國家基金會相繼落地,中國存儲產業在快速發展的助推下,大幕徐徐拉開。
存儲是未來新基礎設施的“糧食”,5G基礎設施和數據中心的建設都離不開存儲。在紫光集團等國產芯片巨頭的帶領下,中國存儲產業將迎來關鍵發展階段。
2016 6月13日合肥長信由合肥投資公司發起設立,主營DRAM。
2016年7月26日,紫光集團合資成立長江存儲,首條閃存生產線在武漢建成,壹期投資240億美元。壹號車間2017年9月封頂。
2017,紫光集團旗下長江存儲成功研發32層三維閃存芯片,打破存儲芯片零國產化的突破;2019年,64層閃存芯片研制成功。
2018年4月11日,長江存儲開始搬入設備,並於當年第四季度量產32層3D閃存。2019年9月,長江存儲宣布其64層3D閃存開始量產。2020年4月,長江存儲宣布全球首款128層QLC 3D閃存研制成功,實現跨越式發展,中國存儲技術首次與世界主流存儲技術並駕齊驅。。
在內存DRAM領域,合肥長信於2017開始投資建設DRAM工廠,並於2019年底宣布成功研發DDR4 DRAM和LPDDR4 DRAM芯片。
長江存儲X2-6070 128 l qlc 1.33 TB 3D NAND
合肥長信投資建設DRAM工廠
然而,現有的壟斷存儲市場並不歡迎新的玩家。三星、SK海力士和美光壟斷了全球90%以上的市場份額。全球存儲廠商的產能是國內公司的幾十倍,技術領先國內公司幾代。國內公司在資金、規模、技術上都沒有優勢,距離之遠可以用漫長來形容。
但存儲市場巨大,產值巨大,經濟帶動效應巨大。2019年全球存儲市場超過1000億美元,國內存儲市場超過500億美元。壹個月產能100萬件的存儲工廠的投資需要100億美元,這也決定了存儲行業“配得上”國家新基建的規模和強度。
在過去的幾十年裏,中國成為世界上最耀眼的“明星”,取得了無與倫比的發展。目前,中國傳統的鐵路、公路、基礎設施建設等“基礎設施”項目,經過幾十年的快速發展,已經站在了世界之巔。
可以說,我們正在從傳統的不斷萎縮的“衣食住行的物質需求”向不斷增加的“交流、溝通、計算、存儲的信息需求”轉變。
“傳統基礎設施”依靠鋼筋和水泥,“新基礎設施”依靠計算和存儲。新的基礎設施,儲能正是時候。
在當前的市場環境下,在新舊動能轉換的關鍵時期,儲電行業恰逢其時。