多年以來，我國的內存市場依然是尷尬的「零國產」。最近幾家國內企業宣布年底前將實現內存「量產」。國產內存有希望占據市場份額嗎？
文/記者 趙天宇 圖文編輯/陳永傑
新媒體編輯/陳炫之
9月初，紫光集團旗下長江存儲正式宣布，其64層堆棧3D NAND快閃記憶體今年年底前實現量產。同時，合肥長鑫的DRAM(Dynamic Random Access Memory，即動態隨機存取存儲器,最常見的系統內存）研發進展順利，已經提前進行機台安裝，有望在今年年底順利量產國產DRAM內存。
目前，在內存市場上，三星、SK海力士和鎂光三家外企「三分天下」，國產內存廠家最近異軍突起，紛紛推出國產內存，並即將實現量產。中國製造能否再次創造奇蹟？
業內專家指出，實現量產與占有市場是兩個完全不同的概念，受制於產業布局、人才、成本、技術等多方面因素，寄希望於國產內存產品在短時間內，像國產手機一樣占據相當市場份額並不現實。如何在5G來臨時代抓住機遇，縮小與西方先進技術的差距，是國產晶片及內存廠商，未來相當長時間內不得不面對的問題。
「電腦內存和電腦，哪一個能先國產化？」在上世紀八九十年代，被問到這個問題的百姓大多會回答，內存是電腦配件，幾年內就能量產，但國產電腦卻不是一件容易事。
然而時至今日，聯想集團已經成為世界前三大PC生產廠商，但國產內存條卻依然沒有被「攻克量產」。
內存條是CPU可通過總線尋址，並進行讀寫操作的電腦部件，與CPU、硬碟等統稱為電腦三大件，是電腦必不可少的組成部分。內存之所以稱為內存，是相對於硬碟這些外存而言。一般情況下，電腦軟體數據大多安裝在外存上，但運行之時，就需要把這些軟體數據調入內存，因為CPU和內存間的數據交換速度，遠遠高於和外存的交換速度，可想而知電腦如果內存不足，帶來的最大問題，就是遲緩和使用上的卡頓。
可就是這樣一個重量只有30g，大小不過幾十厘米的電子元件，我國的國產自給率竟為0%，甚至不如晶片20%的自給率，幾乎全部依賴進口。
與「百家爭鳴」的晶片市場不同的是，內存條市場幾乎被行業巨頭壟斷。從全球範圍來看，三大巨頭分別為三星、SK海力士和鎂光。其中三星和SK海力士是韓國品牌，鎂光則是美國企業，與英特爾等公司關係緊密。這三家企業，占據了DRAM內存市場95%以上的份額。
2018年，三星內存營收高達4368億人民幣，凈利潤高達2000多億元，是華為的4倍左右（圖片來自網絡）
壟斷給內存廠商帶來了巨大的利潤，以三星為例，數據顯示，2018年，三星內存營收高達4368億人民幣，凈利潤高達2000多億元；鎂光全年營收達到了303.9億美元（約合人民幣2100億元），毛利率58.9%，凈利潤也高達141.3億美元（800億元人民幣）。
對比之下，華為2018年營收總額儘管達到7000億人民幣，但在同比增長25%的前提下，凈利潤也只有593億元；華為自主研發的麒麟處理器已經大規模量產，但內存設備卻依然需要依靠進口，且三星和SK海力士是最大的供貨商。
而放眼整個國內市場，目前中國已經成為全球最大的存儲產品採購國，每年進口費用超過5000億元人民幣，幾乎占了全球產值的3/4。
也正是因此，發力技術突破，打破行業壟斷成為不少國內企業短期內奮進的目標：繼國產晶片後，國產內存的自主研發也開始逐漸加速，在6月底宣布成立DRAM內存事業部，進軍NAND快閃記憶體之後，近日紫光集團又與重慶市政府簽署了合作協議，在當地建設內存研發中心及晶圓廠，並計劃「2019年年底將國產DDR4內存推向市場，2021年量產國產晶片。」
除了紫光集團外，目前已有三家公司宣布2019年完成LPDDR4晶片的研發，這也意味著內存條無「中國製造」或將成為歷史。
1996年7月，以西方國家為主的33個國家在奧地利維也納簽署了《瓦森納協定》，對武器和技術的出口加以限制；其中，一份軍民兩用商品和技術清單，涵蓋了包括先進材料、材料處理、電子器件在內的9大類產品，而晶片和內存類的產品，就是其中之一。
綠色為《瓦森納協定》的締約國，中國並不在其中（圖片來自網絡）
中國科學院計算機研究所副研究員、中科編譯科技有限公司工程師王謙告訴記者，實際上，晶片和內存一樣，都屬於半導體晶片，本質上都是高集成度的電路。內存條的核心是內存顆粒，也就是內存條上的黑色方塊，生產方法也和CPU晶片差不多，都是由一大塊晶圓蝕刻切割而來，但「卡脖子」的技術恰恰正是內存顆粒。
但王謙表示，在內存製造領域，雖然國內在軟體設計方面已經處於世界領先地位，但在硬體製造領域，尤其是在製造工藝、原材料提煉和製造精度方面，與國外先進技術還存在著比較明顯的差距，產業布局也有比較明顯的局限性。
內存顆粒是內存條最為核心的構件，也是技術含量最高的部分
製造內存顆粒，首先是將原料沙子（二氧化矽）熔煉提純為純矽製成矽單晶錠，並切片，製成晶圓基片。然後進行摻雜工藝，在矽晶圓片當中的不同位置加入雜質；最後是光刻和電鍍工藝，使每一個電晶體成型並互相連接，其中，光刻技術是最為重要的一環。
但由於技術方面的瓶頸，目前世界上能夠批量生產內存顆粒的只有三星、SK等少數企業。國內企業不僅不能生產內存顆粒，甚至在很長一段時間內連矽晶圓工廠都沒有，不得不依靠境外進口。台灣的台積電就是最主要的供貨商之一。
在原材料製造的硬體產品上，由於《瓦森納協定》的存在，目前世界上能夠生產並出口光刻機的企業只有ASML，而這家荷蘭企業的三大股東正是三星、英特爾和台積電。甚至就連台灣的台積電，背後的控股企業也是西方的幾大財團，例如ING銀行、摩根大通等等。
目前，世界上能夠生產光刻機的企業，只有荷蘭ASML這一家公司（圖片來自網絡）
王謙告訴記者，這樣尷尬的局面使得光刻機的進口異常困難，西方企業只願意將已經淘汰的舊設備賣給中國「別人已經在研發7nm（納米）的晶片，我們卻剛剛能夠生產出14nm的產品。」
實際上，內存顆粒被壟斷的結果是「危險」的，2017年的內存震盪風波至今給消費者留下了深刻的印象——2017年時，三星和SK Hynix兩家公司主要產能轉移，將顆粒生產重心放在伺服器顆粒和智慧型手機所需的內存顆粒上，直接導致DRAM顆粒的供需平衡被破壞，最終造成內存產品特別是電腦內存價格暴漲，引發了全球電腦行業的一場「海嘯」。
在投入數千億美元的研發後，國產DRAM內存如今已經來到量產的「前夜」，目前已有合肥長鑫、長江存儲、福建晉華三家公司宣布2019年完成LPDDR4內存晶片。
他們之間甚至還出現了競爭關係，例如紫光公司在宣布2021年量產DRAM內存以後，合肥長鑫就搶先一步，宣布年底實現8Gb DDR4和LPDDR4內存量產。
但另一方面，從現實情況來看，紫光公司的內存工廠不僅還有2年時間才能量產，而且即便量產了，初期的產能也會非常有限。合肥長鑫年底量產以後，初期產能也僅有2萬片，與全球市場每月200萬片的差距依然比較明顯，對於整個市場的貢獻稱得上「杯水車薪」，很難在幾年內改變內存市場格局。
在技術上，合肥長鑫獲得了來自曾經內存巨頭奇夢達的技術和資料，在此基礎上「彎道超車」，但仍然花費了20多億美元才實現成熟的產品。但這款產品基於的是19nm的工藝，與目前國際上最先進的10nm工藝上依然存在著不小差距。
觀察中國存儲器廠商的研發與產出計劃，2019年將是中國存儲器產業的生產元年，但也由於兩家DRAM廠預估初期量產規模並不大，短期尚不會撼動全球市場現有格局。圖為長江存儲生產區（圖片來自網絡）
「從晶片到快閃記憶體再到內存，研發是一個循序漸進的過程，這也是為何國產晶片早就面世甚至量產，國產內存還處於萌芽階段的原因。」但王謙也坦言，DRAM內存市場是整個晶片產業鏈中的一部分，也是一個全產業鏈提升的問題，需要人才、技術和時間等全方位的支持，並非一朝一夕能夠完成的。
價格同樣是敏感因素之一，由於真正掌握話語權的只有三家企業，他們對市場的判斷影響著產能和價格，倘若國產內存真能在三大企業當中「殺出一條血路」，甚至占據一定市場份額，以中國市場的體量，勢必引起國外廠商的警覺，甚至展開價格戰。
「國產內存在技術上不占優勢，最大的優勢可能就是成本和價格，倘若外國品牌降低售價換取市場，最終結果怎樣，現在還很難預測。」王謙說。
如今，紫光集團在國產內存研發方面，已經處於了國內領先地位（圖片來自網絡）
《中國製造2025》中明確提出，2020年國產的晶片自給率要達到40%，2025年則要達到70%。但目前包括內存在內，國產晶片自給率普遍只有5—10%。得益於出貨量和市場占有率提升，帳面數據最好看移動通信領域，應用處理器的國產占有率也僅為20%左右。核心技術受制於人，依然是行業發展當中最大的隱患。
但機遇始終與挑戰並存：無論是上個世紀90年代的「909工程」，還是華為等企業自主研發的「備胎」產品，亦或近年來國家政策對半導體產業的大力扶持，在5G、物聯網時代即將到來之時，如何在桎梏當中抓住機遇，縮小與西方先進技術的差距，是國產晶片及內存廠商，未來相當長時間內不得不面對的問題。
出品：科普中央廚房
監製：北京科技報 | 科學加客戶端
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