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产品标准规格对现代半导体产业景观的形塑 (一):DRAM标准规格的形成

存储器有全球统一规格标准,此对现代半导体产业景观的塑造有决定性的影响。

在今年(2023年)存储器价格大幅跌落之前,半导体产业中的产品个别市场排名分别是DRAM(13%)、NAND Flash(11%)以及CPU(9%)。如果将存储器归成一大类的话,其总销售额还是遥遥领先其他类别,无与伦比。

之所以会有这样的排序,主要是因为计算机理论的von Neumann架构中,存储器与处理器是唯二被提及的硬件,所以处理器与存储器在各类计算相关的系统产品中—包括手机,都是用策略采购管理的最重要零件。

存储器中的DRAM有由JEDEC(Joint Electron Device Engineering Council)机构所制定的全球标准规格,譬如现在常见的DDR4、LP DDR4、DDR5等。JEDEC也制定NAND标准规格如ONFI(Open NAND Flash Interface)4.0、5.0等,虽然这个标准没有如DRAM规格般的有较强的拘束性,但是各厂家的NAND产品在加上微处理器后形成的永久记忆模块也大致通用。

存储器有全球统一规格标准,此对现代半导体产业景观的塑造有决定性的影响。

最早的DRAM规格标准是JEDEC于1987年订定的FPM(Fast Page Mode),这个年份距离晶体管的发明已经历过40年,摩尔定律的恒常推进已经有些吃力。但是DRAM那时最大的应用市场是PC,新兴大市场才出现不久,有蓬勃发展的生机。

此时的主要半导体公司除了老牌的美国半导体公司如英特尔(Intel)、德仪(TI)、超微(AMD)、摩托罗拉(Motorola)、National之外,另外日、韩系统厂商如富士通(Fujitsu)、日立(Hitachi)、NEC、东芝(Toshiba)、三星电子(Samsung Electronics)等也纷纷成立半导体公司,这些就是后来在90年代DRAM市场竞争大放异彩的公司。

DRAM有一段时间是整个半体导产业的技术驱动者(technology driver),主要的原因有二:一个是产品特性的因素,另一个是市场因素。

DRAM中有超过一半的面积是存储器阵列,其单元形状相同,结构呈高度重复性。制程微缩对于芯片面积的减少、乃至于成本的降低效果是直接而且显而易见的。因此,制程微缩成为此产品领域的主要竞争因素。

市场因素方面,DRAM在80年代末期约略占整体半导体市场30~40%的比例。也就是说,半导体市场盈余主要落在DRAM领域,因此制程研发所需要的经费由DRAM来领军是理所当然。

台湾经历过的产业发展,也见证此一过程。现在成为晶圆制造的常见设施与设备,如12寸晶圆厂、DUV、CMP等,在台湾都是先由DRAM厂商领先使用的,这种趋势一直至2000年初后才开始反转。

 

现为DIGITIMES顾问,1988年获物理学博士学位,任教于中央大学,后转往科技产业发展。曾任茂德科技董事及副总、普天茂德科技总经理、康帝科技总经理等职位。曾于 Taiwan Semicon 任谘询委员,主持黄光论坛。2001~2002 获选为台湾半导体产业协会监事、监事长。