DRAM江湖之美国演义：始于创新，衰于内卷

中科院专家原创40000字《DRAM芯片风云》专栏

▼ 欢迎扫描名片二维码关注订阅 ▼

作者：二马路的冰

排版：大仁哥

出品：SOlab

深度好文，3919字=10分钟阅读

文末有芯片交流群，欢迎扫码加入！

‍

关于DRAM的成长历史

➢1966年，来自IBM公司的Robert H. Dennard发明了DRAM，其设计初衷是为了提升计算机的读写速度，至于断电后信息丢失的问题就顾不上了。

➢1968年，IBM公司申请了DRAM专利。

DRAM发明人Robert H. Dennard博士，图片来源：网络

➢1970年， Intel公司开始量产型号为C1103的DRAM，晶圆尺寸是3英寸，容量为1kbit（也就是几百个字母的容量），售价为10美元（当时的10美元和现在的10美元不是一个数量级）。

毫无疑问，型号为C1103的DRAM可以被称为磁芯存储器的终结者，其原因不外乎是磁芯存储器笨重且昂贵。

➢1974年，型号为C1103 的DRAM 产品市场占有率达到82.9%。Intel公司成功赚取了第一桶金，当之无愧成为第一任DRAM霸主。

Intel公司划时代的C1103 DRAM，针脚数量18个，图片来源：百度

Intel公司C1103芯片无疑是人类历史上最为成功的芯片之一，其大获成功自然引来众多竞争者。1971年，德州仪器公司立马推出2K bit DRAM产品，开始和Intel公司硬扛DRAM江湖。然后，Mostek公司就开始登场了。

Mostek公司成立于1969年，由德州仪器公司的几位离职工程师创办。1973年，Mostek公司推出容量为4Kbit的DRAM产品，型号为MK4096。MK4096的针脚数量仅为16个，大幅度减少了DRAM芯片面积。

Mostek公司的型号为MK4116的16K bit DRAM产品全球市场占有率达到75%。之后，型号为MK4164的DRAM产品全球市场占有率达到85%。Intel公司从DRAM产业的神坛上跌下，先驱成为了先烈。Mostek公司当之无愧成为第二任DRAM霸主。

Mostek公司的 MK4096 4Kbit DRAM产品（1973年），图片来源：百度

日本DRAM厂商的崛起

尽管第二任DRAM霸主的技术极为强悍，但是，其商业好景不长。1979年，Mostek公司被美国联合技术公司（UTC）以3.45亿美元价格收购，1985年，又被转卖给了法国公司Thomson，随着Thomson和SGS的合并，最终技术专利传到了欧洲三大半导体巨头之一的意法半导体公司。意法半导体公司依靠这些专利，通过专利诉讼的方法，获取了巨额利润。

日本的DRAM厂商的出现，预示着美国Mostek公司、德州仪器、IBM、Intel和Motorola等DRAM厂商的连续崩溃，为什么呢？

图片来源：百度

仅仅列举一个例子，1980年，最为终端用户，美国惠普公司公布了6家DRAM厂商（美国3家，日本3家）的DRAM内存条质量对比情况，前三名均为日本公司，后三名均为美国公司。第四名的美国公司的DRAM不合格率是第三名日本公司的DRAM不合格率的7倍。

而且，日本公司的报价低于美国公司。第二任DRAM霸主大规模溃败的迹象已现，Intel公司等美国芯片厂商只好专注于CPU等逻辑芯片。

图片来源：百度

➢1984年至1985年，在DRAM产品上投入巨额研发费用的Intel公司陷入巨额亏损，连投入的研发费用都赚不回来，被迫裁员7200人。

➢1985年10月，Intel公司宣布关闭生产DRAM的七座工厂，退出了DRAM江湖。之后，德州仪器公司和IBM公司分别1998年和1999年退出了DRAM江湖。

➢Motorola公司和日本东芝公司在1987年在日本合资成立东北半导体公司，1997年，东北半导体公司转型生产逻辑器件，也宣告了Motorola公司退出了DRAM江湖。

当然，德州仪器和Intel的转型都非常成功。当前，德州仪器的模拟芯片市场排名全球第一，有八万多种产品，每年生产数百亿颗芯片。Intel公司的微处理器芯片就不用科普了。

德州仪器已经是全球最大的半导体设计与制造公司之一，图片来源：四川卫视

美光公司

但是，美国DRAM的火种还是保留了下来。1978年，几个Mostek的离职员工在一个地下室创立了美光公司，好像一些伟大的美国公司都是成立于地下室和车库的。早期的美光公司从爱达荷州亿万富翁，靠生猪养殖发家的J.R.Simplot拉来了投资（当时还没有PPT），将一个废弃的肉类冷库改造为超净车间，买来了二手设备。

1981年，美光的DRAM工厂开始投产，总投资额为700万美元。

当时的同类DRAM厂的投资额约为1亿美元，现在的DRAM厂的投资额为几十到几百亿美元了。美光公司的首批产品是64Kbit DRAM，主要供应当时销量很高的Commodore 64电脑。

美光公司的产品。图片来源：美光官网

历经日本和韩国的DRAM演义，美光公司仍然在血雨腥风的DRAM江湖存活下来。时至今日，就是美光公司成为了DRAM厂商的探花，也是美国DRAM厂商“独苗”。2021年，美光公司销售额达300亿美元，其中DRAM销售额达219亿美元，占总销售额比例约为73%，其DRAM量产技术节点已经进入1x nm，采用193nm水浸没式光刻技术，产品主要应用于数据中心、低功耗通信等场景。

三巨头中，美光公司是最晚宣布在DRAM生产中引入EUV光刻的厂商。一方面，美光公司在招聘EUV光刻机工艺开发工程师，准备导入EUV光刻。另一方面，美光公司也在中国台湾省和日本扩充现有产能。

➢2013年，美光公司收购了日本尔必达公司后，获取了原尔必达公司在日本广岛的DRAM工厂。

➢2021年，美光公司宣布斥资70亿美元在日本广岛现有工厂附近新建DRAM生产线，预计在2024年实现量产，主要生产应用于数据中心的DRAM芯片。据报道，日本政府可能会提供一部份资金补贴。

美光公司在中国台湾省（左）和新加坡（右）的生产基地，图片来源：美光公司官网

尽管美光公司在2017年DRAM价格上涨中获取了巨额利润，但是，为了应对DRAM价格的潮起潮落，稳定毛利率，美光公司推出了一种考虑包括交易量和定价因素的远期定价协议（Forward Pricing Agreement，FPA）的芯片新定价模式，FPA协议一但签订了，就表示DRAM交易价格确定了。

据美光首席商务官Sumit Sadana宣称：“我非常高兴地宣布，一个排名前十的客户已经与我们签订了这种模式的协议，三年的协议每年收入超过5亿美元”，并强调这是一个“实验”。显然，这种营销模式的风险在于能源价格上涨和供应链的安全性。

在当今DRAM三巨头中，美光公司处于探花位置，2021年全球DRAM销售额占比为22.8%。但是，多年来一直引起了韩国芯片产业界的警惕。比如，韩国媒体businesskorea就宣称美光公司威胁到了三星电子公司，所谓的“狼来了”。

韩媒宣称美光公司是三星电子公司的威胁，图片来源：businesskorea

美光公司和中国大陆客户的关系比较密切，也比较复杂。华为公司是美光公司的重要客户之一，其采购金额每年达20亿美元左右，约占美光公司总营收的13%左右。

➢2019年5月16日，华为被美国列入“实体清单”。随后美光公司宣布停供华为。

➢2019年6月26日，美光执行长Sanjay Mehrotra宣称：“中国的华为公司是美光最重要的客户之一，而美国对华为的禁令对该公司的经营造成了巨大的影响，已使美光公司在第三季度损失了2亿美元。随后，美光宣布恢复供应。

美光上海研发中心是美光全球业务战略的一个重要组成部分。2022年，据媒体报道，美光公司解散了150人左右规模的上海研发中心DRAM设计团队，并为40多位核心研发人员提供移民技术美国的资格，相关过渡工作预计将于2022年12月前完成。上海研发中心其他团队成员不受此次重组的影响，并继续运营前沿固态硬盘产品设计卓越中心。

据业界人士分析，此举有可能是为了防止技术外泄，并将DRAM产品研发转移出中国大陆。