存储技术，美光终反超三星？

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日前，台湾半导体大厂齐聚李国鼎纪念论坛，参与者包括台积电、联发科、日月光、旺宏等公司董事长与执行长，会中台积电董事长刘德音提到，「美光的记忆体技术已经超越三星」。

刘德音这一句谈话，似乎没有引起市场太多人的关注，但却让我心中为之一惊，因为过去三星一直是记忆体产业龙头与技术领先者，如今竟然被美光超越，让我很想一窥究竟，到底发生什么事了？

由于事后刘德音没有再进一步说明，我尝试问几位产业人士，大部分人还不是很清楚，但仔细查阅一下资料，又问了几位关键人士，没想到，美光确实有后来居上的情况。

先说一下结论，目前在NAND Flash部分，美光确实已超越三星，美光的176层堆叠3D NAND Flash开始大量生产，但三星目前还是128层。

至于DRAM技术，美光原本还是落后，但如今追赶速度加快，今年第一季已领先三星、SK海力士导入1α制程量产，更预计抢先在2022年推进到1β制程。这场美光与三星的记忆体龙头之争，未来几年将很有看头。

结论可以一句话说完，但要分析美韩记忆体大战，需要先从产业竞争的大环境谈起。

台积电、美光合作是现阶段最佳选择


首先，从刘德音口中说出来，这是非同小可的事，绝对不是随便说说的，尤其当天正好英特尔执行长说台湾不安全，要美国不要补贴台积电，满场被媒体包围的刘德音，还说他不评论此事，「因为台积电不会中伤同业。」对于同在晶圆代工市场的主要对手三星，刘德音直接评论说三星技术输给美光，这绝对要有根据，因为台积电不会为了拉抬自己而中伤同业。

此外，三年前刘德音就曾谈过「记忆体内运算」（in-memorycomputing）的趋势，认为逻辑晶片及记忆体进行异质整合，可明显提升半导体运算效能。从当时刘德音提出来，到如今台积电将美光列入记忆体领域合作伙伴，也与整个外在大环境的明显变化有关。

台积电与美光的合作，有其客观的产业环境与条件，一方面是记忆体三强中，三星及海力士都是与台湾处于竞争状态的韩商，另外日商铠侠没有DRAM；至于美光目前生产基地几乎都在台湾，与台湾合作有地利之便，因此美光显然是台积电现阶段的最佳选择。

另一方面，台、美半导体产业合作，双方愈走愈近，这也是美中对抗后自然形成的结果。台积电需要整合逻辑与记忆体技术，美光想要扮演更大的整合角色，加上联电与美光的官司诉讼也在日前和解，接下来台、美的合作将可以加速展开。
因此，当台积电与美光合作更为紧密，刘德音对美光的技术布局自然有深入了解，当他说出美光技术强过三星时，不仅是对美光技术能力的一大肯定，对双方合作有很大加分，对于台积电与对手三星的竞争，也有壮大声势的效果。

11月初，刚从美光副总裁及台湾董事长缷任的徐国晋，就回锅加入台积电，掌管先进封装测试的研发重任，未来将推动应用处理器与记忆体走向3D堆叠的异质整合。如此高阶层的主管进行交流，显示台积电与美光的合作将进入一个新时代，而美光也将成为台积电大同盟中一个重要的伙伴。

谈完大环境后，再回来看看美光技术领先三星的现况。今年6月，南韩媒体透露，原本居NAND Flash龙头地位的三星，正在南韩平泽厂测试第7代176层堆叠的快闪记忆体生产线，预计2021下半年开始量产，但美光已提前在2020年11月量产，至于SK海力士也宣布完成生产，两家竞争对手的超前成果，让三星过去的技术优势面临挑战。

韩媒当时也透露，三星将加速量产8代V-NAND快闪记忆体，届时将是228层的堆叠技术，希望能够重新夺回领先优势。不过，根据台湾记忆体下游供应商的说法，目前三星176层堆叠的产品尚未进入大量生产阶段，228层的产品还在样品阶段，但美光的176层产品已大量生产及交货，明显看出三星在NAND Flash有落后美光的态势。

此外，在DRAM部分，根据The Information Network及电子时报（Digitimes）整理的资料（见表一），美光在2021年第一季导入1α制程量产，比三星及海力士要到2022年第一季才推进的时间点提早一年，这也让原本在1y、1z制程落后三星的美光，有机会在未来几年内取得领先优势。


表一、相较于三星及海力士，美光DRAM技术1α制程超前布署


一位半导体资深业者指出，三星近年来积极投资晶圆代工产业，似乎对记忆体领域有稍微松懈的感觉，但近来领导人李在镕又加快改革，将半导体、消费电子和行动通讯3大部门的执行长全换掉，并且将业务简化成消费电子和半导体2个部门，行动通讯并入消费电子部门。

这位业者指出，这些大动作的组织变革，似乎是预见了三星将遭遇威胁与危机，因此提前做准备。

记忆体3大关键趋势攸关各公司未来发展


关于记忆体产业，除了美光技术领先三星外，还有另外三个关键趋势，应该一并注意。

在论坛当天，旺宏董事长吴敏求提到，人工智慧(AI)时代来临，NAND Flash不只是协助DRAM，还可以直接支援处理器（processor），进行更有效率的运算与储存。预料NAND Flash未来会取代DRAM成为主流，这是可以确定的大趋势之一。

此外，在逻辑IC与晶圆代工产能严重不足下，包括日月光半导体执行长吴田玉及钰创董事长卢超群都表示，今年和明年全球新兴建的晶圆厂达到32个，这个数字比今年六月SEMI预估的29座，又再增加3座，显示产业界确实对产能不足有很深的忧虑。（见图一）



图一、SEMI在今年6月预估全球在2021及2022年会新兴建29座晶圆厂

更值得注意的是，在32座晶圆厂中，其中只有两座是记忆体，其他都是逻辑IC厂，至于后年开始还有53座晶圆厂要兴建，这其中也大多不是记忆体厂。从这些数字里可以看出来，产业界对未来逻辑IC的成长很看好，但对记忆体的成长预估就很谨慎，这是有关记忆体产业的大趋势之二。

最后一点，则是记忆体与逻辑IC的整合，不是只有制造业关心，例如不只台积电、联电都将与美光等业者展开合作，未来IC设计业要如何与记忆体技术做整合，也是联发科董事长蔡明介非常关心的话题，未来两大技术领域如何整合，以及厂商之间会出现那些合纵连横，是值得关心的第三大趋势。
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