DRAM过去是如何成为半导体制造工艺改进的主要驱动力的?
半导体是高新技术产业,需要不断投资开发尖端技术,创造新的经济价值。凭借提前进入市场的优势,领先的半导体公司可以产生可观的利润,并利用该利润开发更先进的制造工艺以扩大领先优势。通过增加资本支出,他们可以建立更强大的规模经济。这种良性循环是企业在高科技行业竞争的制胜法宝。
内存是半导体行业最大的子类别,常见的内存类型包括DRAM、NAND闪存、NOR闪存、EEPROM和新兴内存。存储器产值约占整个半导体市场的25-30%。从单个半导体产品的产值来看,DRAM约占半导体市场的13%,其次是NAND Flash(11%)和CPU(9%)。尽管这些数字每年都有细微的变化,但顺序基本保持不变,因此与内存相关的竞争策略可以强烈影响半导体行业的增长。
不同存储领域的发展大致可以分为四个时代:
(1)DRAM驱动半导体制造工艺改进的时代(1980-2000);
(2)公司同时使用DRAM和2DNAND闪存的制造工艺和设备的时代(2000-2013年);
(3)DRAM与3DNAND闪存技术分流时代(2013-2022);
(4)为存储创造新经济价值的时代(2022年以后)。
DRAM过去是如何成为半导体制造工艺改进的主要驱动力的?有三个原因。首先,从技术角度来看,DRAM内存的主体是由存储单元比特构成的,制造工艺的成熟度与成本密切相关。其次,由于DRAM产品是按照相同的工业规格设计的,不同厂商的产品之间没有性能差异,成本成为决定产品竞争力的主要因素。第三,DRAM是唯一能够产生足够营业利润来投资开发更先进的半导体制造工艺的半导体子类别。
这里应该提到“企业自主研发技术的门槛”这个概念。开发尖端技术显然是一个非常昂贵的过程,相关费用是从公司的营业利润中积累起来的。一家公司必须先获得一定的市场份额,才能积累足够的营业利润来通过这个门槛。根据经验,一家公司必须占其所在半导体子类别全球营业额的15%,才能负担得起独立开发先进工艺的费用。相同的规则适用于存储器部门和逻辑代工厂部门。
由于存储器行业的现实和竞争结构,每个存储器公司都希望增加其规模经济并加速其先进工艺的发展。今天留在内存行业的领先公司都通过商业集团的资金支持、技术开发合作伙伴关系或横向合并成功跨越了这一门槛。
在这个DRAM成为半导体制造工艺改进驱动力的时代,内存公司之间最常见的商业模式是领先公司将其技术许可给合作伙伴,以换取他们的产能。在该模式下,龙头企业将技术提供给潜在竞争对手,以相对低廉的价格换取产能,从而扩大生产和研发规模。对于获得先进制造工艺的公司而言,该模式有助于节省开发自己的技术的时间,但可能会限制其利润,因此该策略不适合长期竞争。这种商业模式满足了双方的需求,在这个时代很流行,也带动了中国台湾DRAM行业的崛起。
无论如何,DRAM在此期间在推动半导体先进工艺的改进方面发挥了重要作用。这一点从DRAM是第一个采用12英寸晶圆厂以及DUV、CMP等重要制造工艺和设备的内存领域就可以看出。
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