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技术变革关键期,中国存储器业寻求突围
作者: 佚名 2018-11-07 14:34 【中国产业经济信息网】

以云计算、大数据、人工智能为代表的新一代信息技术革命迅猛发展,引发了海量数据的增长,对存储器的需求也在不断增加。2017年,我国仅存储器进口规模就达到870亿美元。近日,在由中国高端芯片联盟主办的以“存储器产业:在开放与竞争中成长”为主题的第二届中国高端芯片高峰论坛上,与会专家对我国存储器产业发展策略进行了探讨。他们认为,当前,存储器正处于技术变革的关键时期。既要推动现有主流存储器技术、产品的应用发展,也要在新兴存储器方面有超前考虑,力争为我国企业在存储器领域取得突破创造有利条件。

中国存储器发展需经三个阶段

存储器按照电源在关断后数据是否依旧保存,可划分为非易失性(NVM)存储器和易失性(VM)存储器两大类,其中又以DRAM和NAND Flash为主流。2017年DRAM市场规模720亿美元,2018年DRAM有望成为首个单品类市场规模超千亿美元的芯片;NAND Flash市场规模也达到500亿美元。中国要发展存储器产业,必须在主流产品,即DRAM和NAND Flash上取得突破,方有成功可言。

对此,紫光集团董事长赵伟国在“我国存储器行业的突围之路”演讲中指出,紫光之所以选择存储器作为芯片产业的发展方向,首先是因为它是一个“大粮仓”。从企业的角度考虑,存储器可以为企业提供广阔的成长空间。其次,作为标准化的产品,对于一个新进入者来说,可以相对容易地获得产业生态的支撑。芯片企业如果没有一个完整生态作为支撑,是非常困难的。

同时,赵伟国认为,中国发展存储器将经历三个阶段:一是解决有没有的问题,关键在于技术上的突破。长江存储经过这些年的努力,今年年底32层3D NAND进入小规模量产。初步解决了产品有无的问题。“第二阶段是行不行的问题。这是长江存储现在要解决的。”赵伟国说。根据此前的报道,明年长江存储将进行64层128Gb的3D NAND技术的研发。而第三个阶段是要解决好不好的问题,比如产品的性价比,技术的先进性,企业是不是有竞争力,产品是否得到市场认可等。这是长江存储下一步要解决的问题。

应该如何解决上述问题呢?赵伟国提出五点建议。第一是要做好打持久战的准备,有板凳要坐10年冷的决心。而现在国内产业界还是比较浮躁的,总想挣快钱,或者一朝就把问题解决。“其实,中国如果真的能花10年时间,把存储器产业做起来就已经很不简单了。三星进入存储领域已有三十多年的历史了。”赵伟国说。

第二是要有能打硬仗的人才团队。赵伟国认为:“三方面的人才最为急需。一是企业家人才。不是指某一两个人,而是一个团队,要对企业形成领导力。二是研发人才。现在中国半导体企业存在研发人才偏弱,高水平人才还不足的问题。三是运营人才。长江存储是IDM厂,对于晶圆制造来说,运营管理是非常重要的。”

第三是资金问题。发展存储产业投入的资金量十分庞大,因此应当形成国家、地方、企业的三方合力,协同推进。第四是机制问题。发展存储器要充分发挥市场化的企业机制进行运营。一方面是国家战略意义,另一方面是完全市场化的行业。第五是要形成配套政策。首先国家对于项目布局要有宏观调控,不能四处开花,使有限的资源分散,甚至形成内耗。

在税收政策上,赵伟国建议对集成电路企业从海外引进的高端人才的个人所得税进行减免。此外,存储器属于制造行业,企业设备的折旧率很高。进入折旧期之后,可能一年的折旧就达到上百亿元。对企业的融资等可能会造成一定影响。希望国家在企业会计政策上对IC企业的融资做一些支持。

利基型存储器同样大有作为

除DRAM和NAND Flash之外,存储行业还包括SRAM、NOR Flash、EEPROM等利基型存储器。这些产品应用于诸多细分市场,如日常消费电子产品、专业军事产品和航空航天产品等,约占整体存储器市场容量的10%。

兆易创新代理总经理何卫认为,发展利基型存储器十分重要,是对先进存储器产业的有效积累。相对主流存储器来说,利基型存储器的产品周期更长,市场更加细分,价格波动小,而且在此市场上避免了国际巨头的正面冲突,资金投入少,投资风险低。对于存储器的后发展地区和中小企业来说,发展利基型存储器非常有利,可以发挥中小公司的优势。相对其他独立半导体市场来说,利基型存储器市场规模依旧可观。

目前,中国企业在利基型存储器领域已经有所进展。部分企业进入该领域,一些设计企业与Foundry厂之间形成了生态伙伴,比如兆易创新在NOR Flash上与SMIC、武汉新芯合作,复旦微电子在EEPROM上与华虹合作等。2017年,兆易创新入股中芯国际,占股近1%,成为中芯国际第五大股东,密切了产业链伙伴关系。

“利基型存储同样是一个快速增长、蕴含发展机会的市场。中国大陆地区已经建立了初步的产业生态,建立完善产业生态有助于存储器市场快速发展。利基型存储有广阔空间,是可以大有作为的。” 何卫表示。

存算融合趋势下提前布局新型存储

随着人工智能技术的发展和应用,产生了海量的半结构化、非结构化数据,受到I/O性能尤其是网络传输、硬盘读写的限制,传统的计算系统难以满足海量数据处理的应用需求。因此,提出了存算融合的技术。

清华大学微电子所吴华强发表“新型存储器及存算融合技术的发展趋势”的演讲时指出,现在海量的数据与复杂的模型对算力的要求越来越高。传统基于局部原理构建的存储层级架构无法解决数据、存储高度密集的流式神经网络处理。同时人工智能系统的功耗远高于人脑,存在巨大的能耗差,基于新器件和新架构来开发新的人工智能芯片非常必要和急需。而新型存储器技术在非易失、高速和低成本方面具有明显优势。基于存算融合技术的智能计算芯片,新型存储器在新的领域具有重大的应用前景。

目前,全球各国已经开始布局新的计算架构开发,比如美国国防先期研究计划局(DARPA)的FRANC项目,目标是通过人工智能使模拟信号处理方式所能实现的计算性能和能效与现有数字方法相比能大幅提升。

吴华强还指出,现在正是发展存算融合技术的好时机。过去几十年中,半导行行业通过器件越来越小,集成度越来越高,计算性能可以持续得到提升。现在这条途径的成本已经越来越高,发展空间越来越有限。另一方面人工智能对于计算能力提出更大的需求。与此同时,存储及数据搬运极大限制了计算性能的提升和功耗的降低。信息系统的架构将转向数据为中心的计算。人工智能要的是系统整体的准确(统计准确),而不是单个器件的精确,我们完全可以通过低精度计算的设计来实现高性能的人工智能芯片。这些都是推进新型存储技术的有利时机。中国企业应当抓住这个技术变革的难得机遇期,提前布局,推动中国在新型存储技术上的追赶。


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