韓國晶片，想再贏一次

韓國曾經是一個農業國家，1960年代開始工業化程序，其半導體工業的歷史始於1965年，最早以半導體組裝起家。在諸多晶片板塊中，韓國最為成功的當屬其在儲存領域所取得的地位。

在70-80年代DRAM和快閃記憶體概念開始發展的時候，韓國並沒有存在感。1984年之前，以英特爾為代表的美國晶片製造商是主要的記憶體晶片玩家。1984-1994年期間，日本晶片製造商對DRAM發起猛攻，超越美國主導了記憶體市場，也因此，1985年以儲存起家的英特爾退出了DRAM業務，開始轉攻CPU。但是1994年-2004年的十年，韓國的儲存晶片廠商一路過關斬將登上儲存的主舞臺，且一直持續到現在。

全球記憶體DRAM和NAND快閃記憶體收入的地理分佈

在傳統儲存領域，韓國已經贏了一次，韓國一個這麼小的國家貢獻了世界近三分之二的記憶體晶片，韓國的三星和SK海力士是韓國乃至全球儲存行業的霸主。根據2022年的資料，三星電子和SK海力士佔據了全球NAND快閃記憶體晶片約50%的市場份額。在DRAM領域，這兩家公司更是佔據主導地位，佔據了全球近70%的市場份額。現在，韓國想在儲存領域再贏一次，怎麼贏呢？

韓國在儲存晶片大獲成功的幾點原因

知史可明鑑，首先，讓我們來看看韓國在儲存晶片領域是如何獲得成功的呢？

大額的研發投入：1983年，三星開始積極進軍半導體領域，從DRAM開始入手。SK海力士也是這時候誕生，由現代汽車建立。在1987-1992年間，三星公司的均勻資本支出佔收入的比例為39.8%，幾乎是行業平均水平21%的近兩倍。在DRAM方面的研發投入也是其他競爭對手的兩倍。恰是這些鉅額的投資才讓三星在1992年成為全球收入最高的DRAM生產商，如今，三星佔據全球43%的DRAM市場份額（2021年IC insights的資料）。

向下一代晶圓尺寸及時過渡：三星等韓國DRAM生產商率先投資更大直徑的晶圓。這種策略帶來了豐厚的回報，由於裝置供應商為最初的少數（冒險）客戶提供折扣。在 90 年代初期，該行業可以選擇從 6 英寸晶圓轉移到 8 英寸晶圓。但這段時間恰逢DRAM市場衰退，日本晶片製造商對投資8英寸產能尤為猶豫。然而，資本雄厚的三星則沒有這樣的顧慮，是業內第二家（僅次於IBM）轉向8英寸晶圓的公司。也因此，三星在8 英寸裝置價格上獲得了15%的折扣，並早早受益於8英寸製造的1.8倍更高的生產率。在當時競爭激烈的DRAM工業中，無論是裝置折扣上風仍是良率的進步，都讓三星嚐到了不小的甜頭。

同樣，在2000年代初期從8英寸到 12 英寸晶圓的轉變中，三星也是早期參與者。三星獲得了24%的裝置價格折扣，過渡到12英寸之後，三星的製造生產力進步了2.3倍。這為三星在2000年代初期擴大了市場份額。

逆勢擴產，價格戰擊敗競爭對手：在2008年左右，DRAM價格跌破成本價，然而三星電子卻將前一年的利潤全部用於擴大產能，透過增大產能來發動價格戰，一舉擊敗了德國的奇夢達和日本國家隊爾必達。

低成本製造的上風：就出產製造而言，韓國要比美國和日本的製造本錢更低，韓國的企業所得稅在25%範圍內，美國和日本為35%-40%。韓國的勞動力本錢也顯著較低。再加上當時韓國政府對企業給予了5-10年的免稅期和低息貸款等支援。所有這些都使得在韓國出產製造儲存晶片的本錢更低，這一因素也在韓國儲存領域的成功中施展了重要的作用。

韓國在儲存晶片上的成功還有諸多因素的影響，包括天時地利人和，政府的支援等等。總的來說，韓國半導體工業的崛起離不開多方面的支援和努力。

在儲存領域的繼承進擊

近年來，跟著中國等國家在儲存領域的崛起，韓國儲存工業的地位已經不再穩固。因此，韓國儲存企業需要加強技術創新，進步產品競爭力，才能在激烈的市場競爭中佔據一席之地。

在NAND Flash領域，最重要的是持續的機能改進和每位元本錢的降低，因此，為了降低每位元本錢，需要增加堆疊層數，同時降低堆疊層之間的間距。如今各廠商在3D NAND 蓋樓方面的競爭異常激烈。在3D NAND增加層數方面，SK海力士處於領先地位。目前SK海力士的3D NAND儲存器為238層，2022年11月，三星公佈一開始量產其大概為236層的3D NAND儲存器，這是其第八代V-NAND。而且SK海力士在ISSCC 2023的會議上，提交了一篇論文，展示了他們開發出300層以上的3D NAND技術，可以以194GBps的速度讀取資料。

而在DRAM領域，其在工藝上的演進和擴充套件呈現出放緩趨勢，Techinsights分析師指出，跟著10nm製程的鄰近，DRAM在晶圓上定義電路圖案已經接近基本物理定律的極限。因為工藝完整性、本錢、單元洩漏、電容、重新整理治理和感測裕度等方面的挑戰，DRAM儲存單元的縮放正在放緩。而且即使是透過EUV光刻，平面縮放也不足以在下一個十年提供行業所需的位密度改進。

為了進一步擴充套件DRAM，從而降低成本和功耗，並進步速度。單片3D DRAM技術成為儲存巨頭們正在探索的技術。Yole在2022年年初曾經報道，三星電子預備開發世界上第一個 3D DRAM，並正在加速 3D DRAM 的研發。SK海力士也正在鼎力投入其中。但3D DRAM的未來還有許多的不確定性。

總之，在傳統儲存領域，儲存廠商們還需要不斷在立異材料、工藝、結構和產品來挑戰DRAM和NAND技術的擴充套件限制，才能繼承維持住其在儲存領域的領先地位。

發力新型儲存，韓國想再贏一次

跟著超大規模人工智慧和機器學習等下一代立異技術的發展，記憶體技術不僅要提供高效能、低功耗、低成本和高容量等所有傳統價值，而且還要提供更智慧的解決方案，來有效消除所謂記憶體牆的固有題目。

因此，在保證傳統的DRAM和NAND儲存晶片繼承發展之餘，韓國近日宣佈了首份晶片工業研發藍圖，該藍圖中其中很重要的一個規劃是開發下一代儲存晶片，涉及下一代晶片器件、鐵電RAM、磁RAM、相變RAM和ReRAM，或電阻式隨機存取儲存器。

三星和SK海力士作為韓國的兩大關鍵性支柱，都投入了大量資金來研究RRAM、PCM、MRAM等新型的記憶體技術。

在新型儲存領域，三星正在追逐MRAM。在IEDM 2022上，三星先容了其在MRAM上的進展。三星研究職員先容了有關 28 奈米嵌入式磁性隨機存取儲存器 (MRAM) 技術的資訊。該器件的寫入能量僅為 25 pJ/bit，有效功率要求為 14mW（讀取）和 27mW（寫入），資料速率為 54 MB/s。該器件封裝為 30 平方毫米，容量為 16Mb，耐用性非常高（>1 個 E14 週期）。摘要稱，將 MTJ 縮小到 14 奈米 FinFET 節點後，面積縮小進步了 33%，讀取時間加快了 2.6 倍。三星正在將 MRAM 視為 AI 和其他需要大量資料的應用程式的低洩漏工作儲存器（快取記憶體）。三星的研究職員聲稱，他們開發的這個產品是有史以來最小、最節能的非易失性隨機存取儲存器。