存儲(chǔ)器是信息系統(tǒng)的核心芯片，對(duì)于保障國家安全和信息安全具有重要意義。當(dāng)前以云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能為代表的新一代信息技術(shù)革命迅猛發(fā)展，引發(fā)了海量數(shù)據(jù)的增長，對(duì)存儲(chǔ)器的需求也在不斷增加。2017年，我國僅存儲(chǔ)器進(jìn)口規(guī)模就達(dá)到870億美元。
近日，第二屆中國高端芯片高峰論壇召開。以“存儲(chǔ)器產(chǎn)業(yè)：在開放與競爭中成長”為主題，與會(huì)專家對(duì)我國存儲(chǔ)器產(chǎn)業(yè)發(fā)展策略進(jìn)行了探討：當(dāng)前，存儲(chǔ)器正處于技術(shù)變革的關(guān)鍵時(shí)期。既要推動(dòng)現(xiàn)有主流存儲(chǔ)器技術(shù)，產(chǎn)品的應(yīng)用發(fā)展，也要在新興存儲(chǔ)器方面有超前考慮，力爭為我國企業(yè)在存儲(chǔ)器領(lǐng)域取得突破，創(chuàng)造有利條件。
中國存儲(chǔ)器發(fā)展需經(jīng)三個(gè)階段
存儲(chǔ)器按照電源在關(guān)斷后數(shù)據(jù)是否依舊保存，可劃分為非易失性(NVM)存儲(chǔ)器和易失性(VM)存儲(chǔ)器兩大類，其中又以DRAM和NANDFlash為主流。2017年DRAM市場規(guī)模720億美元，2018年DRAM有望成為首個(gè)單品類市場規(guī)模超千億美元的芯片;NANDFlash市場規(guī)模也達(dá)到500億美元。中國要發(fā)展存儲(chǔ)器產(chǎn)業(yè)，必須在主流產(chǎn)品，即DRAM和NANDFlash上取得突破，方有成功可言。
對(duì)此，紫光集團(tuán)董事長趙偉國在“我國存儲(chǔ)器行業(yè)的突圍之路”演講中指出，紫光之所以選擇存儲(chǔ)器作為芯片產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向，首先是因?yàn)樗且粋€(gè)“大糧倉”。從企業(yè)的角度考慮，存儲(chǔ)器可以為企業(yè)的提供廣闊的成長空間。其次，作為標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品，對(duì)于一個(gè)新進(jìn)入者來說，可以相對(duì)容易地獲得產(chǎn)業(yè)生態(tài)的支撐。芯片企業(yè)如果沒有一個(gè)完整生態(tài)作為支撐，是非常困難的。
同時(shí)，趙偉國認(rèn)為，中國發(fā)展存儲(chǔ)器將經(jīng)歷三個(gè)階段：一是解決有沒有的問題，關(guān)鍵在于技術(shù)上的突破。長江存儲(chǔ)經(jīng)過這些年的努力，今年年底32層3DNAND進(jìn)入小規(guī)模量產(chǎn)。初步解決了產(chǎn)品有無的問題。“第二階段是行不行的問題。這是長江存儲(chǔ)現(xiàn)在要解決的。”趙偉國說。根據(jù)此前的報(bào)道，明年長江存儲(chǔ)將進(jìn)行64層128Gb的3DNAND技術(shù)的研發(fā)。而第三個(gè)階段是要解決好不好的問題，比如產(chǎn)品的性價(jià)比，技術(shù)的先進(jìn)性，企業(yè)是不是有競爭力，產(chǎn)品是否得到市場認(rèn)可等。這是長江存儲(chǔ)下一步要解決的問題。
應(yīng)該如何解決上述問題呢?趙偉國提出五點(diǎn)建議。首先是要做好打持久戰(zhàn)的準(zhǔn)備，有板凳要坐10年冷的決心。而現(xiàn)在國內(nèi)產(chǎn)業(yè)界還是比較浮躁的，總想掙快錢，或者一朝就把問題解決。“其實(shí)，中國如果真的能花10年時(shí)間，把存儲(chǔ)器產(chǎn)業(yè)做起來就已經(jīng)很不簡單了。三星進(jìn)入存儲(chǔ)領(lǐng)域已有三十多年的歷史了。”趙偉國說。
其次是要有能打硬仗的人才團(tuán)隊(duì)。趙偉國認(rèn)為：“三方面的人才最為急需。一是企業(yè)家人才。不是指某一兩個(gè)人，而是一個(gè)團(tuán)隊(duì)，要對(duì)企業(yè)形成領(lǐng)導(dǎo)力。二是研發(fā)人才。現(xiàn)在中國半導(dǎo)體企業(yè)存在研發(fā)人才偏弱，高水平人才還不足的問題。三是運(yùn)營人才。長江存儲(chǔ)是IDM廠，對(duì)于晶圓制造來說，運(yùn)營管理是非常重要的。”
第三是資金問題。發(fā)展存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)投入的資金量十分龐大，因此應(yīng)當(dāng)形成國家、地方、企業(yè)的三方合力，協(xié)同推進(jìn)。第四是機(jī)制問題。發(fā)展存儲(chǔ)器要充分發(fā)揮市場化的企業(yè)機(jī)制進(jìn)行運(yùn)營。一方面是國家戰(zhàn)略意義，另一方面是完全市場化的行業(yè)。第五是要形成配套政策。首先國家對(duì)于項(xiàng)目布局要有宏觀調(diào)控，不能四處開花，使有限的資源分散，甚至形成內(nèi)耗。
在稅收政策上，趙偉國建議對(duì)集成電路企業(yè)從海外引進(jìn)的高端人才的個(gè)人所得稅進(jìn)行減免。此外，存儲(chǔ)器屬于制造行業(yè)，企業(yè)設(shè)備的拆舊率很高。進(jìn)入拆舊期之后，可能一年的拆舊就達(dá)到上百億元。對(duì)企業(yè)的融資等可能會(huì)造成一定影響。希望國家對(duì)企業(yè)會(huì)計(jì)政策上對(duì)IC企業(yè)的融資做一些支持。
利基型存儲(chǔ)器同樣大有作為
除DRAM和NANDFlash之外，存儲(chǔ)行業(yè)還包括SRAM、NORFlash、EEPROM等利基型存儲(chǔ)器。這些產(chǎn)品應(yīng)用于諸多細(xì)分市場，如日常消費(fèi)電子產(chǎn)品、專業(yè)軍事產(chǎn)品和航空航天產(chǎn)品等，約占整體存儲(chǔ)器市場容量的10%。
兆易創(chuàng)新代理總經(jīng)理何衛(wèi)認(rèn)為，發(fā)展利基型存儲(chǔ)器十分重要，是對(duì)先進(jìn)存儲(chǔ)器產(chǎn)業(yè)的有效積累。相對(duì)主流存儲(chǔ)器來說，利基型存儲(chǔ)器的產(chǎn)品周期更長，市場更加細(xì)分，價(jià)格波動(dòng)小。而且在此市場上避免了國際巨頭的正面沖突，資金投入少，投資風(fēng)險(xiǎn)低。對(duì)于存儲(chǔ)器的后發(fā)展地區(qū)和中小企業(yè)來說，發(fā)展利基型存儲(chǔ)器非常有利，可以發(fā)揮中小公司的優(yōu)勢。而且，相對(duì)其他獨(dú)立半導(dǎo)體市場來說，利基型存儲(chǔ)器市場規(guī)模依舊可觀。
目前，中國企業(yè)在利基型存儲(chǔ)器領(lǐng)域已經(jīng)有所進(jìn)展。部分企業(yè)進(jìn)入該領(lǐng)域，一些設(shè)計(jì)企業(yè)與Foundry廠之間形成了生態(tài)伙伴，比如兆易創(chuàng)新在NORFlash上與SMIC、武漢新芯合作，復(fù)旦微電子在EEPROM上與華虹合作等。2017年，兆易創(chuàng)新入股中芯國際，占股近1%，成為中芯國際第五大股東，密切了產(chǎn)業(yè)鏈伙伴關(guān)系。
“利基型存儲(chǔ)同樣是一個(gè)快速增長，蘊(yùn)含發(fā)展機(jī)會(huì)的市場。中國大陸地區(qū)已經(jīng)建立了初步的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，建立完善產(chǎn)業(yè)生態(tài)有助于存儲(chǔ)器市場快速發(fā)展。利基型存儲(chǔ)有廣闊空間，是可以大有作為的。”何衛(wèi)表示。
存算融合趨勢下提前布局新型存儲(chǔ)
隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，產(chǎn)生了海量的半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，受到I/O性能尤其是網(wǎng)絡(luò)傳輸、硬盤讀寫的限制，傳統(tǒng)的計(jì)算系統(tǒng)難以滿足海量數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用需求。因此，提出了存算融合的技術(shù)。
清華大學(xué)微電子所吳華強(qiáng)發(fā)表“新型存儲(chǔ)器及存算融合技術(shù)的發(fā)展趨勢”指出，現(xiàn)在海量的數(shù)據(jù)與復(fù)雜的模型對(duì)算力的要求越來越高。傳統(tǒng)基于局部原理構(gòu)建的存儲(chǔ)層級(jí)架構(gòu)無法解決數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)高度密集的流式神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理。同時(shí)人工智能系統(tǒng)的功耗遠(yuǎn)高于人腦，存在巨大的能耗差，基于新器件和新架構(gòu)來開發(fā)新的人工智能芯片非常必要和急需。而新型存儲(chǔ)器技術(shù)在非易失、高速和低成本方面具有明顯優(yōu)勢。基于存算融合技術(shù)的智能計(jì)算芯片，新型存儲(chǔ)器在新的領(lǐng)域具有重大的應(yīng)用前景。
目前，全球各國已經(jīng)開始布局新的計(jì)算架構(gòu)開發(fā)，比如美國國防先期研究計(jì)劃局(DARPA)的FRANC項(xiàng)目，目標(biāo)是通過人工智能使模擬信號(hào)處理方式所能實(shí)現(xiàn)的計(jì)算性能和能效與現(xiàn)有數(shù)字方法相比能大幅提升。
吳華強(qiáng)還指出，現(xiàn)在正是發(fā)展存算融合技術(shù)的好時(shí)機(jī)。過去幾十年中，半導(dǎo)行行業(yè)通過器件越來越小，集成度越來越高，計(jì)算性能可以持續(xù)得到提升。現(xiàn)在這條途徑的成本已經(jīng)越來越高，發(fā)展空間越來越有限。另一方面人工智能對(duì)于計(jì)算能力提出更大的需求。與此同時(shí)，存儲(chǔ)及數(shù)據(jù)搬運(yùn)極大限制了計(jì)算性能的提升和功耗的降低。信息系統(tǒng)的架構(gòu)將轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)為中心的計(jì)算。人工智能要的是系統(tǒng)整體的準(zhǔn)確(統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)確)，而不是單個(gè)器件的精確，我們完全可以通過低精度計(jì)算的設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)高性能的人工智能芯片。
這些都是推進(jìn)新型存儲(chǔ)技術(shù)的有利時(shí)機(jī)。中國企業(yè)應(yīng)當(dāng)抓住這個(gè)技術(shù)變革的難得機(jī)遇期，提前布局，推動(dòng)中國在新型存儲(chǔ)技術(shù)上的追趕。
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