“兆易创新”渡劫,存储芯片的未来在哪?

文摘   财经   2024-09-09 22:09   湖南  

今年整个半导体行业很多公司都有比较好的表现,不过不同的领域有不同的情况。

半导体属于高科技,一块小小的芯片包含了非常多的工艺步骤,而且大部分步骤都有很高的技术门槛,所以分工非常明确。

我之前写过一篇半导体行业文章,详细介绍了一块芯片的生产过程,以及涉及到的核心企业。

今天讲一讲存储芯片的国内龙头企业兆易创新。

一、公司

兆易创新是一家“存储芯片”龙头公司,创始人叫“朱一明”。

朱一明的出身很普通,不过是典型的学霸,

从小学开始,每次都是轻轻松松拿第一名,高考更是以全县第二名的成绩,考入清华大学,接连拿到学士和硕士学位。

毕业之后工作了一年,又留学美国的纽约州立大学,成为了杨振宁的“学生”。

然后就开始接触芯片领域,主要研究存储器。

技术积累到一定程度后,就想着创业,但是科研项目创业,资金是一道非常难跨越的门槛,个人创业必须要融资才能启动。

朱一明连续融资无数次之后,在2004年的夏天,终于遇到一位“贵人”。

他就是同样来自于清华大学的“李军”,当时是清华大学信息技术研究院院长。

双方有过两次沟通,朱一明向李军展示了自己研发的静态存储器模型。

不知道李军是真看好,还是纯粹只是想帮助一下这个校友,决定拉一把。

不过李军并没有投钱,只是介绍了另一位天使投资人“周顺圭”,最后周顺圭给朱一明投了10万美元,还把自己的车库低价租给朱一明使用。

就是靠着这笔钱,在周顺圭的车库里,朱一明开始了正式研发存储器芯片。

不过10万美元根本只够塞牙缝,很快就即将耗尽。

朱一明不得不继续寻找投资人,靠着人脉认识了《清华科技园技术资产经营》的薛军,经过多次沟通,薛军同意帮朱一明融资100万美元,不过有个条件,必须回国创业。

这根本就不用想,朱一明立马就带着团队回到国内。

2005年,在母校的帮助下,创立《芯技佳易微电子科技有限公司》,这就是兆易创新的前身。

值得一提的是,与《芯技佳易》几乎同期成立的还有两家公司,一家是《镇江隆智》,另一家是《武汉新芯》,这三家作为国内企业,当时知名度很高。

镇江隆智现在应该没人知道了,因为在2012年就被收购了。

但是镇江隆智有几位股东,大家可能听说过,明面上的股东是史方和吕美宣两位,实际上还有李迪与吕向东。

吕向东曾经在美光公司担任市场总监,离开镇江隆智后又创立《恒烁股份》,2022年8月在科创板上市,也是一家做存储芯片的公司。

至于《武汉新芯》,就是现在火遍全网的《长江存储》。

当年武汉新芯生存很艰难,在2016年被紫光集团收购,整合后改名长江存储,才有了现在的国货之光。

芯技佳易和镇江隆智都是做芯片设计,武汉新芯做芯片制造。

我国的芯片起步非常晚,这也是现在高端芯片落后的原因。

朱一明带领团队整整研究了4年,终于在2008年,研发出我国第一颗高速存储芯片“SPI NOR Flash”。

武汉新芯配合新建生产线进行制造,一切好像显得那么顺利。

但是2008年,金融危机席卷全球,众多行业全都陷入大萧条,朱一明再次面临资金链断裂的风险。

刚起步的民族芯片,风雨飘摇。

在这个重要关口,薛军再度出手,帮朱一明继续融资,这次由于已经有了很好的成果,2009年就拿到3000万,有惊无险的熬过金融危机

荣获新生的朱一明,把公司名字改为《兆易创新》,从此坐上了快速发展的列车。

2008年研发出我国第一颗高速存储芯片“SPI NOR Flash”后,没过多久,三星等国际巨头,就被迫纷纷退出了我们的“NOR Flash”市场。

兆易创新当然就笑纳了他们腾出来的市场,理所当然的成为了全国第一,而且那个时候还是国内唯一。

随后几年,兆易创新在技术和业务上进行了扩张,而且发展都比较顺利。

成为我国内地最大的NAND Flash设计企业,也是最大的串口型NOR Flash设计企业,还是最大的32位MCU供应商,三星、苹果、华为这些公司都是他的客户。

这么好的表现,上市就是理所当然的啦,不过2016年上市后不到一个月,就停牌,因为收购《北京矽成半导体》失败,被《北京君正》这位国内芯片领域大佬给抢走了。

为什么兆易创新要在刚上市就火急火燎进行收购?

因为兆易创新依靠静态存储器(SRAM)起步,不具备研发动态存储器(DRAM)的实力,最好的办法当然是收购一家具备该技术的企业。

收购失败后,不得已只能自己投资研发,正好这个时候合肥伸出了橄榄枝,2016年,合肥与兆易创新共同出资,成立《长鑫存储》,主要研发项目之一就是DRAM芯片。

计划总投资160亿,兆易创新承担20%,这个项目后来腾讯和阿里也都投资了。

虽然没能收购矽成半导体,不过仅仅3个月后,成功收购了《上海思立微》。

这是一家做人机交互的公司,主要产品是传感器SOC芯片,用在触控屏上面,比如指纹识别等等。

思立微是很优秀的,之前指纹识别芯片做到了全球第三,触控芯片做到了全球第四,具备成熟的研发和销售系统。

兆易创新从此具备“存储器+MCU微控制器+传感器”的强大产业链。

也就是从这个时候开始,兆易创新的市值连续涨了6个月,翻了5倍。

市场如此疯狂也是有原因的,2019年,兆易创新的NOR Flash做到了全球第三,更何况还有长鑫存储DRAM这支后备力量。

国内做DRAM原本还有一家公司,叫《晋华集成》,这是福建投资成立的,当时长鑫存储和晋华集成被称为DRAM双雄。

不过2017年的时候,美国制裁晋华集成,公司的发展受到打击。

原本晋华集成是和台湾的联电合作,共同开发DRAM市场,不过美光公司跳出来,起诉晋华集成和联电侵权。

联电毫无骨气,灰溜溜就撤了,留下晋华集成寂寞孤单冷。

不过2022年初,晋华集成宣布成功研发出25nm芯片,现在还有不错的底子。

长鑫存储就成为了我国唯一能拿得出手的DRAM企业,原本长江存储也想做DRAM芯片,合作方是中芯国际,不过2008年退出了该行业,专心做闪存,当然现在又重新在做了。

长鑫存储不但有先发优势,还有技术优势,技术是当年买了《奇梦达》的。

奇梦达这家神奇的公司,是《英飞凌》把旗下的逻辑芯片和存储芯片剥离出来的子公司,而英飞凌就是西门子的旗下的半导体部门。

来头很大,出道即巅峰,短时间成为全球超级巨头,在我国多个地区都成立了研发中心,比如西安和东北等等。

后来金融危机击垮了奇梦达,我们迅速抄底,多家芯片公司一起瓜分了奇梦达在中国的资产。

长鑫存储就拿到了DRAM技术这块肥肉。

作为股东的兆易创新,当然享受这一红利,2020年开始代销长鑫存储的DRAM芯片,直接让业绩翻一倍。

当然现在存储行业国际三巨头依然还是三星、SK海力士和美光,国内还是只能做中低端产品。

二、业务

兆易创新业务分三大块:“存储芯片、微控制器MCU和传感器”,其中存储器又分为“NOR Flash、 NAND Flash和DRAM”这三类。

今天重点讲DRAM,其他产品略微提一下。

NOR Flash是代码型闪存芯片,主要用来存储代码及少量数据,是兆易创新的传统产品,从成立第一天起就做这个。

公司推出国内首款容量高达 2Gb、高性能的 SPI NOR Flash 产品系列,是物联网设备代码存储应用的首选。

2022年兆易创新的NOR Flash车规级产品累计出货量就已经突破1亿颗。

从细分领域来看,Serial NOR Flash 市占率又提高了,现在全球排名第二。

NAND Flash是数据型闪存芯片,分为大容量和小容量,大容量难度很高。

兆易创新自从2013年推出世界第一颗SPI NAND Flash芯片以来,经过十年的发展,现在已经量产38nm和24nm工艺节点。

NAND Flash的容量较大,一般在1GB~8GB之间,而且写入速度快,所以正好和NOR Flash形成互补,同时作为主要的非易失闪存。

现在如果研究不深的技术人员,很可能都分不清NOR Flash和NAND Flash,因为随着技术的发展,两者性能重复的区域越来越大,所以很多情况都可以直接相互替代。

我以前用这个东西的时候,差别就大很多。

微控制器MCU这个东西功能很强大,可以把“CPU、内存、计数器、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA、LCD驱动电路等等一大堆的东西,都集成在一起,就是MCU,像一台微型简化版的电脑。

兆易创新的内32位MCU在国内是领先的,Arm®通用型MCU排第一,但是这个行业竞争很激烈。

传感器的业绩占比很低,也不是兆易创新的主业,只是收购《上海思立微》带出来的业务。

主要产品就是用在手机上触摸屏上的指纹识别,不过也是是中国排名第二的指纹传感器供应商。

下面重点说一下DRAM,因为是当前市场中最为重要的系统内存,在计算系统中占据核心位置,广泛应用于服务器、移动设备、PC、消费电子等领域。

兆易创新自己原本是没有DRAM技术的,自从长鑫存储投产之后,才有了这个产品。

DRAM叫动态随机存取存储器,它跟静态存储器(SRAM)不一样,静态存储器存入数据后,不刷新也不会丢失数据。

动态存储器需要周期性的充电,从而定时刷新,所以叫“动态”,这玩意不能断电。

如上图所示,兆易创新目前量产的主要是DDR4和DDR3L这两款,其中DDR4 在机顶盒、电视、通信等领域用得比较多。

DRAM的技术难度非常高,所以领域市场处于高度集中甚至垄断态势。

全球老大当然是三星,从九十年代开始,三星就一直是DRAM全球第一,这么多年也一直都是三星的核心。

据说在三星内部,天才级人物必须去DRAM,能够当上DRAM管理层的更是天才中的天才,所以技术一直全球领先。

三星的DRAM技术最强大的一个点,就是他的微缩技术,也就是能在更小的面积上集成更多的电路。

按照工艺上的划分,前面三代分别是1x、1y、1z,然后第四、五、六代分别是1a、1b、1c,当然第六代还没出来,现在巨头就是在1a和1b上面下功夫。

当然这个跟我们国内没关系,因为这几代都是基于10纳米的,兆易创新的DDR4已经量产的最高水平是18.5纳米.

即便是现在正在新建的DDR5生产线,工艺也突破不了,因为设备被封锁了,逻辑芯片封锁在14纳米,DRAM封锁在18纳米,NAND封锁在128层。

这很无解,设备不卖给我们,短时间内我们也不可能研发出先进的光刻机,所以现在选了一个折中思路,在系统框架上创新,用落后的工艺尽可能提高性能,比如华为的麒麟9000S芯片就是这么做出来的。

不过这终究是有限制的,整体性能还是没法跟先进工艺生产出来的相比。

三星是2016年第一家宣布DRAM10纳米1x工艺开始量产,现在已经更新迭代8年了。

即便是SK海力士和美光,也是2017年开始量产1x工艺。

不过神奇的事情在2021年发生了,那年1月份,美光居然率先宣布开始量产第四代1a工艺,强压三星一头。

其实从第四代开始,之前采用的氟化氩(ArF)光刻设备已经没法满足1a工艺的需求,所以三星和SK海力士后来都采用了极紫外(EUV)光刻设备。

而美光做法不一样,他一开始没有更换设备,只是升级技术,采用“多重图案化”的方式来进行微缩,所以速度更快一些。

但是这个技术增加了工艺复杂程度,所以效率更低,不是长久之计,于是去年美光也开始采用EUV光刻设备。

而且他跳过了第四代和第五代,直接进入了第六代1c工艺,据说现在正在试生产,明年开始正式量产。

但是现在高端DRAM主要还是集中在第四代和第五代,美光这两代采用的都是DUV设备,不知道是出于无奈,还是有他独到之处。

三星是最先采用EUV光刻设备的,但是前期好像试错浪费了不少时间,所以即便已经投入了几千亿韩元,应该已经部署了30台以上的EUV光刻设备,目前也还没有完全切换过来。

SK海力士投入要小很多,只有不到10台的EUV光刻设备,所以量产规模不是很大。

这样一对比下来,三巨头现在等于是还没有真正进入最新技术的竞争状态,因为EUV光刻设备算是刚完成部署,未来真正的竞争点是3D DRAM。

目前竞争激烈的是HBM,属于DRAM第三代和第四代技术。

不过HBM属于堆叠DRAM,美光去年才入局,三星依赖的是1a工艺,目前都没能解决散热问题,只有SK海力士采用1b工艺,所以遥遥领先

HBM是被AI带火的,市场需求突然大增,让几大国际巨头全都转产HBM,导致DDR3和DDR4产能大减,尤其是DDR3,几乎被他们放弃了。

在他们顾不上中低端产品的情况下,市场出现了供不应求,比如DDR5价格大涨,即便是DDR3行情也很不错。

这就给了兆易创新一个机会,兆易生产不了DDR5,但是DDR3完全没问题,DDR4也有少量产能,所以今年上半年兆易创新业绩大涨,

最早今年的年底,最迟明年,三星、SK海力士和美光应该都会停产DDR3,因为他们需要把精力放到高端产品去,然后对于他们高昂的成本来说,DDR3这种中低端产品,已经没有了竞争力。

所以这对于兆易创新,是一大利好,目前市场的主流依然还是DDR3和DDR4,高端技术跟不上,能够把主流市场拿下来,把钱赚到手,再图谋高端技术,也是一种很好的生存方式。

三、业绩

兆易创新连续下滑两年的业绩,今年终于扭转了。

今年上半年营收36亿,同比增长22%,归母净利润5.17亿,同比大增54%。

营收增长主要是因为存储芯片收入大增,上半年拿下26亿的营收。

虽然那兆易创新的半年报没有公布具体的产品销量的收入,但DDR3和DDR4量价齐升,肯定是贡献业绩增量的核心因素之一。

按照公司的说法,上半年DRAM的采购代工金额大概4.5亿,今年整年大概8.5亿左右。

如果下半年还能维持现在的盈利能力,今年存储芯片贡献的业绩那就还是很可观的。

上半年的盈利能力改善了很多,毛利率虽然提高不多,但是净利率从去年的2.8%,提高到现在的14.33%。

去年兆易创新计提了6.1亿的资产减值,主要是思立微这家子公司业绩不理想,计提了3.73亿的商誉减值,还有之前高成本存货,计提了2.37亿,所以去年的利润影响很大。

如果抛开这一点来说,兆易创新的业绩实际上是还没恢复以往的。

半年报的其他财务数据都很正常,有一项是值得提一下的。

其他权益工具投资现在31个亿,增加了15个亿。

这个在几个月前倒是就发布过公告,增资长鑫科技。

关于兆易创新和长鑫科技之间的关系,很微妙,而且很复杂,再而且还很敏感。

在地位上属于兄弟公司,因为董事长都是朱一明,他是兆易创新的实控人,在长鑫科技的表决权也最大,达到25.27%,所以两家公司并没有隶属关系,增资之后兆易创新的持股比例也1.88%。

在业务上属于合作关系,兆易创新主要是做设计,而长鑫是集设计、研发、生产、销售一体化的IDM企业。

也就是一个设计,一个生产,理论上配合得挺好。

但是最大的问题是长鑫没有上市,而兆易创新又主要做低端产品,这里面可能会有一些外界不知道的诸多情况。

不得不说长鑫是有技术实力的,目前已经和通富微电合作,生产出了第一批HBM颗粒。

四、总结

虽说国际巨头减产中低端产品,对于国内存储芯片企业来说,是一大利好,毕竟让出来那么大的市场空间。

但是中低端存储芯片因为技术门槛不是很高,并不是兆易创新一家吃独食。

所以DDR3和DDR4的繁荣期不会很长,因为国内竞争会很快变得非常激烈,这也是国际巨头准备退出的原因之一,反正竞争不过。

但是对于包括兆易创新在内的国内存储芯片企业来说,后面的业绩压力会很快加大。

首先价格压力会传导到营收,然后兆易创新这类企业只是设计芯片,并没有生产制造能力,下游生产企业按照现在这个趋势,很可能会带来成本的提升,所以利润端也会承压。

归根结底,国际巨头转战高端产品,既是无奈之举,也是另一条康庄大道。

兆易创新想要真正闯出一片天地,还是要往高端突破才行。

但是整个半导体行业都受限于设备,等于是集体渡劫。

什么时候高端设备不再是问题,可能才是兆易创新的出头之日!

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