猖獗的半导体，它将第一个倒下？

TSMC打算自2021年起三年内投资1,000 亿美元（约人民币6,500亿元）；三星电子打算在2030年之前投资约16.5兆日元（约人民币9,735亿元），且仅用于Foundry范畴，别的方才获释的李在镕副会长还声称要投资约240兆韩元（约人民币13,570亿元，但是并未表露用于半导体偏向的投资额）。美国英特尔打算投资240 亿美元（约人民币1,560亿元），别的还打算将来十年内涵欧洲投资约10兆日元（约人民币5,900亿元）。

对付以上这些企业的投资而言，都得到了列国当局的增援，乃至资金补贴。中国这边不消说太多。美国为了强化本国的半导体生产气力，打算投资520亿美元（约人民币3,380亿元）。而欧洲打算在将来十年内投资约17兆日元（约人民币10,030亿元）。韩国提出了“K半导体计谋”，即假如企业在十年内投资约50兆日元（约人民币29,500亿元），便可享受当局的税收优待政策。

据2021年8月28日的日本经济消息报道，本年（2021年）十家重要半导体厂家的合计设置装备摆设投资额凌驾了12兆日元（约人民币7,080亿元）。别的，半导体行业构造SEMI的观察表现，在2021年逐一2022年间，新开工运营的半导体厂房到达29处（仅包罗可以确认到的厂家，出自近期的日本经济消息）。

对付以上这些“特别”的设置装备摆设投资征象和工场的杂乱情形而言，笔者以为它们就像影戏《汉姆林衣色斑驳的吹笛手（英文名：The Pied Piper of Hamelin）》中随着笛声舞蹈的老鼠（如下图1）。别的，这些随着笛声舞蹈的老鼠的火线是绝壁悬崖，“跳崖”后的了局便是半导体代价的大幅度下跌，接着便是半导体陷入大冷落。

图1 ：环球半导体扩产狂想曲。

（图片出自：eetimes.jp）

半导体已经开始大幅度扩产！

固然重要的半导体厂家打算投资12兆日元（约人民币7,080亿元）、已经开始设置装备摆设29处工场，但是要实现量产最将近到2022年的下半年，正常情形下必要到2023年。

但是，这些都预示着半导体的扩产在环球范畴内正风起云涌地举行。下图2是每个季度的环球半导体出货金额、出货数目的推移表。在2018年（即存储半导体泡沫破碎时）第三季度（Q3），半导体出货金额到达了2,658亿美元（约人民币17,277亿元），出货数目到达了1,249亿个。

图2：每季度环球半导体出货金额和出货数目（逐一2021年第二季度），笔者依据WSTS的数据制作了此图。（图片出自：eetimes.jp）

厥后，半导体出货金额和出货数目因存储半导体危急而下滑，本来处于规复中的行情，又因新冠疫情再次下滑，在2020年第二季度今后敏捷规复。别的，2021年第二季度的出货金额为2,894亿美元（约人民币18,811亿元），出货数目到达1,336亿个，分别革新了季度最高值。照此下去，将来应该会陆续连结增进势头。

下面我们看看种种半导体在每个季度的出货金额（下图3）。2021年第二季度，规律半导体出货金额到达363亿美元（约人民币2,359.5亿元），Mos Micro（包罗处置惩罚器和微操纵器）为189亿美元（约人民币1,228.5亿元），模仿半导体为178亿美元（约人民币1,157亿元），各种半导体的出货金额都革新了季度最高值。

图3 ：各种半导体在每个季度的出货金额（逐一2021年第二季度），笔者依据WSTS的数据制作了此图。（图片出自：eetimes.jp）

另一方面，仅有Mos Memory（包罗DRAM和NAND型闪存，以下简称为“NAND”）的出货金额没有凌驾2018年第三季度的最岑岭值（441亿美元，约人民币2,866.5亿元）。但是，在2020年第二季度逐一2021年年第二季度时期，出货金额的“急剧增进”让人难免心生“惧怕”！之以是如许说，是由于此处的“急剧增进”绝不亚于2016年逐一2021年第三季度的存储半导体泡沫时的增进趋向。

话虽云云，存储半导体的出货金额应该不会无穷度地一向增进下去。提供肯定会在将来某个时候凌驾需求，迫使出货金额下滑。届时存储半导体代价将会下幅度下滑，接下来到来的便是存储半导体的大冷落！

那么，动员存储半导体市场敏捷增进的“主角”是DRAM，照旧NAND，照旧二者？笔者就此睁开叙述。

DRAM的出货金额和出货数目

下图4是DRAM在每个季度的出货金额和出货数目的推移。从图4可以显着地看出，图3的存储半导体市场的发作式增进是因由于DRAM的。也便是说，在2020年第四序度逐一2021年第二季度时期，DRAM的出货金额呈近乎直线式地增进。此处与上图3中存储半导体出货金额的趋向极其相似。

图4：DRAM在每个季度的出货金额和出货数目的推移表（逐一2021年第二季度），笔者依据WSTS的数据制作了此图。（图片出自：eetimes.jp）

那么，为什么DRAM的出货金额急剧增进呢？从DRAM的出货数目来看，可以看出2010年逐一2018年时期的出货数目根本连结在40亿个左右，但在2019年第三季度前后显现急剧增进，2021年第二季度到达汗青最高值逐一55.3亿个。

笔者以为缘故原由如下：在2012年今后，真正意义上的DRAM厂家实在仅有三星电子（Samsung）、SK海力士（SK hynix）、镁光科技（Micron Technology）三家企业，三家企业在“在暗地里告竣同等定见，并调解生产”，致使出货数目连结为必然数目。然而，2019年下半年今后，DRAM的“主疆场”从智能手机转为办事器，导致以上三家公司的放弃了之前告竣的同等定见，再次开始了竞争。效果，每家公司的出货数目都显现了增进，这终极导致环球DRAM出货数目敏捷增进！

别的，不但有以上三家DRAM厂家的竞争，另有新冠疫情的影响，笔者将鄙人面的文章中通太过析DRAM的代价举行昭示。

NAND的出货金额和出货数目

下面我们来看看NAND在每个季度的出货金额和出货数目（下图5）。2000年今后，NAND的出货数目险些呈直线上升，然而在2016年今后，制止了增进！缘故原由在于NAND从2D转为3D。在2D的情形下，在使存储单位（Memory Cell ）实现微缩化的同时，也缩小了芯片尺寸。效果，随着微缩化进展，从单片晶圆上猎取的NAND数目也显现了增进！

图5：NAND在每个季度的出货金额和出货数目的推移表（逐一2021年第二季度），笔者依据WSTS的数据制作了此图。（图片出自：eetimes.jp）

然而，自2016年起，NAND就开始实现3D化。因为3D NAND的容量较大，是以开始纵向堆叠存储单位（Memory Cell）。是以，就3D NAND而言，根本上芯片尺寸没有改变。以是，在3D NAND进展的2016年，出货数目根本持平，没有什么改变。

NAND的出货数目在2018年（存储半导体泡沫之时）第三季度到达了30亿个，在2019年第一季度跌落为22亿个。厥后，在2019年的第四序度规复至30亿个，但是又因新冠疫情在2020年的第二季度下滑至约26亿个。不外，厥后又出现出渐渐规复的趋向，在2021年第二季度到达了汗青最高值，即约33亿个。

话虽云云，与DRAM的出货数目的改变（新冠疫情之前约为40亿个，疫情之后约为55亿个，乃至更多）相比，NAND在新冠疫情之前的出货数目约为30亿个，疫情之后约为33亿个，NAND数目的改变水平不及DRAM显着。是以，可以断言，存储半导体市场产生直线增进的“罪根罪魁”不是NAND，而是DRAM。

DRAM的即期代价（Spot Price）推移

阐发至此，我们相识到，在2020年第四序度逐一2021年第二季度时期，存储半导体市场急剧扩大的重要缘故原由在于DRAM出货数目的增进。那么，DRAM代价对付存储半导体市场的造成了多大的影响？下面就DRAM的即期代价（Spot Price）和大宗生意业务代价（Contract Price）睁开叙述和阐发。

起首，下图6是2020年12月31日逐一2021年9月17日时期各种DRAM的即期代价，此处的“DDR”为“Double Data Rate（双倍速率同步动态随机存储器）”的缩写，用以表现DRAM的规格，DDR3为DDR2的两倍，DDR4为DDR3的两倍。

图6：各种DRAM的即期代价（2020年12月31日逐一2021年9月17日），笔者依据DRAMeXchange的数据制作了此图。（图片出自：eetimes.jp）

从上图6可以看出，与DDR3相比，DDR4 DRAM的代价较高，同样的DDR4情形下，代价也根据16G、8G、4G的次序从高到低依次推移。DDR3 也是同样，集成度高的产物代价相对较高。

下面我们把2020年12月31日的DRAM代价定为单元“1”，再看下各种DRAM的代价推移（下图7）。2021年3月逐一4月时期，两类DDR3＿2Gb的DRAM代价高达单元“1”的2.4逐一2.5倍。其次代价较高的是两类DDR3＿4G，代价高达单元“1”的1.9逐一2倍以上，两类DDR4＿4G的代价高达单元“1”的1.8逐一1.9倍。

图7：把2020年12月31日的DRAM代价定为单元“1”后，各种DRAM的即期代价（逐一2021年9月17日），笔者依据DRAMeXchange的数据制作了此图。（图片出自：eetimes.jp）

另一方面，集成度最高的16G产物在3月份到达了单元“1”的1.2倍左右，两类DDR4＿8G的产物的代价是单元“1”的1.4逐一1.5倍左右。总之，就DRAM的即期代价而言，纵然是数据传输速率（bps）较低、集成度不高的传统（Legacy ）DRAM的代价也出现较高趋向。这种趋向在DRAM的大宗生意业务代价推移中也可以见证。

DRAM的大宗生意业务代价（Contract Price）推移

下图8是2020年9月逐一2021年8月时期各种DRAM的大宗生意业务代价（Contract Price）推移表，与即期代价一样，代价根据DDR2、DDR3、DDR4的次序依次增高，同样DDR的情形下，集成度高的产物代价较高。

图8：各种DRAM的大宗生意业务代价（2020年9月逐一2021年8月），笔者依据DRAMeXchange的数据制作了此图。（图片出自：eetimes.jp）

接下来，我们把2020年12月的大宗生意业务代价定为单元“1”，再来看看各种DRAM的代价推移（下图9），从下图9 我们可以看出代价从高到低的次序为：DDR3＿2G、DDR2＿512M、DDR2＿1G、DDR3＿1G。然而，集成度最高的DRAM逐一两类DDR4＿8G的代价上涨的水平倒是最低的。

图9：2020年12月的DRAM大宗生意业务代价定为单元“1”后，各种DRAM的大宗生意业务代价（逐一2021年8月），笔者依据DRAMeXchange的数据制作了此图。（图片出自：eetimes.jp）

即，不管是即期代价照旧大宗生意业务代价，传统DRAM的代价都出现飞腾趋向，且集成度高的DRAM代价上涨水平并不显着。那么，为什么会产生以上情形呢？

新冠疫情与DRAM代价的干系

代价上涨相对较显着的传统DRAM的重要用途为家用电器等产物。因为新冠疫情的影响，许多人不得不“宅在家中（Stay At Home）”。效果，人们为了安宁地度过宅在家中的生存，就网购了不少家用电器产物。而这些家用电器并不必要数据传输速率（bps）较高、集成度较高的DRAM。是以，不怎么在市场流淌的传统DRAM的代价反而显现了上涨趋向。

下面的内容进一步证明以上推论。起首，再看下图7，代价飞腾的传统DRAM的即期代价自7月份开始下滑，此时新冠疫苗开始在环球范畴内推广，且许多都会解封。是以，“宅经济”带来的需求显现了下滑。但是，传统DRAM的大宗生意业务代价仍旧出现飞腾趋向，那么笔者的推论是否精确呢？还必要再次验证！

别的，下图10是根据集成度来分的各月DRAM出货数目。险些每3 逐一4年，DRAM就会举行一次更新换代，如今主流的DRAM为4G以上的8G和16G。2G的即期代价和大宗生意业务代价在2013年到达最高，1G在2010年到达最高，512M在2008年到达最高，是以，显现市场上的DRAM的肯定数目是很少的，数目自己就很少的DRAM却由于新冠疫情而成为必须品，是以代价上涨了两倍乃至更多。

图10：根据集成度来分的各月DRAM出货数目（1991年1月逐一2021年6月），笔者依据WSTS的数据制作了此图。（图片出自：eetimes.jp）

DRAM代价飞腾对DRAM出货金额的影响

下面我们再看下图4中的2020年第四序度逐一2021年第一季度时期DRAM出货金额大幅度上涨的情形，此处出货金额大幅度增进的重要缘故原由在于DRAM出货数目的增进。

那么，DRAM代价的上涨究竟带来了多大的影响呢？从上图10 的各集成度的DRAM出货数目图来看，可以看出，现在生产的产物险些都为4G、8G、16G。从上图9可以看出，集成度较高的DRAM（如8G）的大宗生意业务代价险些上升了1.44倍。

下面我们盘算一下，为什么在2020年第四序度逐一2021年第二季度时期，DRAM的出货金额显现了急剧增进。（下图11）

图11：2020年第四序度逐一2021年第二季度时期，DRAM出货金额增进的重要缘故原由。（图片出自：eetimes.jp）

• DRAM的出货金额从149.86亿美元（约人民币974.09亿元）增至235.30亿美元（约人民币1,529.45亿元）（1.57倍）。

• DRAM的出货数目从48.88亿个增至55.29亿个（1.13倍）。

• 主流的DDR4＿8G的大宗生意业务代价从1.85美元（约人民币12.02元）增至4.1美元（约人民币26.65元）（1.44倍）。

• （出货数目1.13）*（代价上升1.44）=1.62。

如上所述，DRAM出货金额的增进比例（即1.57倍）险些与以上盘算值（1.62，出货数目的1.13*主流DRAM代价的1.44）同等。是以，可以说，上图4中DRAM出货金额的增进，与出货数目的增添和代价的上涨两个方面有干系。别的，原认为出货数目增进的产物的影响会相对较大，实在，代价上涨的产物的影响反而更大。

NAND的即期代价推移

下面我们也趁便阐发一下NAND的即期代价和大宗生意业务代价（笔者事先声明，很难阐发其缘故原由）。起首我们看一下下图12，即2020年12月31日逐一2021年9月17日时期的各种NAND的即期代价推移。此处，SLC为“Single Level Cell（一个存储单位内可写入1bit）”的缩写，MLC为“Multi Level Cell（一个存储单位内可写入2bit）”的缩写，TLC为“Triple Level Cell（一个存储单位内可写入3 bit）”的缩写。别的，所谓的3D TLC指的是3D NAND，不带3D的NAND都是2D NAND。

图12：各种NAND的即期生意业务代价（2020年12月31日逐一2021年9月17日），笔者依据DRAMeXchange的数据制作了此图。（图片出自：eetimes.jp）

我们再看下上图12，3D TLC 1T（1 TB，Terabyte，太字节）的代价最贵，SLC 1G和SLC 2G的代价最低，其他产物不出现纪律性。

与DRAM一样，我们把2020年12月31日的代价看做单元“1”后各种NAND的代价推移如下图13所示。要解说下图13，是非常困难的。起首，从团体来看，与DRAM的即期生意业务代价一样，NAND也没有代价增进达两倍的征象。代价上涨最显着的SLC＿2G也不外仅上涨了1.2 逐一1.27倍。

图13：把2020年12月31日的NAND代价看做单元“1”后，各种NAND的即期生意业务代价（逐一2021年9月17日），笔者依据DRAMeXchange的数据制作了此图。（图片出自：eetimes.jp）

别的，从上图13 还可以看出，MLC＿128G和MLC＿256G的代价险些呈直线上涨，别的，SLC＿16G的代价在八月下旬忽然显现飞腾。另一方面，SLC_8G在4月中旬以来，低于单元“1”，为0.93，且一向连续低迷。

那么，为什么NAND会显现以上趋向呢？无法很清楚地解说其来由，比喻说，SLC＿2G和SLC＿1G的代价出现上涨趋向。SLC类产物集成度较低，可用于车载偏向（固然要求的可靠性较高，但集成度要求较低，笔者想不出其他偏向用途，不外，此处也并非是有力例证）。

NAND大宗生意业务代价的推移

下面我们看下2020年12月逐一2021年8月时期的各种NAND的大宗生意业务代价推移（下图14）。此中，代价最高的为SLC＿32G，其次为SLC＿16G，然后为MLC＿128G。此处可以看出，NAND的代价崎岖与集成度并不可正比。

图14：各种NAND的大宗生意业务代价（2020年12月逐一2021年8月），笔者依据DRAMeXchange的数据制作了此图。（图片出自：eetimes.jp）

集成度同样为32G，MLC的代价为3美金左右（约人民币19.5元），SLC的代价是MLC的四倍多，为12.55美元（约人民币81.56元），即，汽车、高性能盘算机等对可靠性要求较严厉的产物普通采纳的是SLC，而不是MLC。

NAND厂家也在研发TLC的下一代产物：Quad Level Cell（4 Bit Cell）和 Penta Level Cell（5 Bit Cell），然而，这些Multi-bit-cell产物彷佛并不是实用于全部的终端产物。

我们把2020年12月的大宗生意业务代价定为单元“1”后，再来看看各种NAND的代价推移（下图15），在2021年3月逐一4月时期险些全部的NAND的代价都上涨至1.06逐一1.11倍，6月至7月再次上涨至1.5逐一1.18倍。

图15：把2020年12月的大宗生意业务代价定为单元“1”后，各种NAND的大宗生意业务代价（逐一2021年8月），笔者依据DRAMeXchange的数据制作了此图。（图片出自：eetimes.jp）

别的，在2021年8月，代价上涨水平从高到低依次为：MLC＿32G、MLC＿128G、MLC＿64G、SLC＿1G（此时，笔者以为头脑一片杂乱）！简直，SLC_1G的即期代价的上升水平较显着（参考上图13 ），停止到8月中旬，即期生意业务代价上涨最显着的SLC＿2G的大宗生意业务代价险些没有上涨（请比拟上图13和图15）。

此处我们汇总一下，就NAND而言，无论是即期代价照旧大宗生意业务代价的改变水平都不及DRAM。别的，存储单位（Memory Cell）的巨细、集成度与NAND的代价之间彷佛不存在正相干干系。别的，从下图16可以看出，当下主流生产的256G NAND正在被512G以上高集成度产物代替。

图16：各集成度的NAND的每月出货数目（1991年1月逐一2021年6月），笔者依据DRAMeXchange的数据制作了此图。（图片出自：eetimes.jp）

存储半导体市场的急剧增进会连续到何时？

从各个季度的各种半导体的出货金额（上图3）来看，2020年第四序度逐一2021年第二季度时期，存储半导体市场急剧增进，上文中笔者已经叙述了显现急剧增进的重要缘故原由在DRAM，不在NAND。别的，DRAM的季度最超过跨过货数目凌驾了55亿个，且作为主力的8G的大宗生意业务代价上涨了1.44倍，是以，DRAM的出货金额增进了1.57倍，增至235.3亿美元（约人民币1,529.45亿元）。

别的，我们还相识到传统DRAM的即期代价和大宗生意业务代价都增进了两倍多。因为传统DRAM的肯定数目较少，是以当“宅经济”动员各种家电产物需求增进时，传统DRAM代价显现了飞腾。

DRAM市场（大概说存储半导体市场）的急剧增进会连续到什么时间呢？这要看MPU（微处置惩罚器，Micro Processor Unit）的情形（下图17），2016年英特尔的10纳米工艺启动失败。厥后，英特尔固然又陆续为14纳米“续命”，为了进步MPU的性能，增添核（Core）数，是以芯单方面积增大，导致从单颗晶圆上得到的芯片数目淘汰。

图17：MPU、DRAM、NAND在每个季度的出货数目，笔者依据WSTS的数据制作了此图。（图片出自：eetimes.jp）

从上图17可以看出，2016年第三季度环球MPU出货数目为1.36亿个，2019年第一季度下滑了4,800万个，下滑至8,800万个。因为环球MPU提供不敷，以盘算机和办事器为终端用途而生产的DRAM和NAND“满盈”着整个市场，终极导致DRAM和NAND代价暴跌，终极导致环球半导体的不景气。

2021年第二季度MPU出货数目为1.2亿个。固然还不及2016年第三季度的峰值，但出货数目在渐渐增进。也大概是英特尔的10纳米量产已经有了端倪。也有大概是为AMD代工的TSMC的MPU产量显现了增进！

现在，MPU的出货数目在稳步增进，存储半导体的代价应该不会显现大幅度下滑。但是，当英特尔在美国亚利桑那州的新半导体工场实现量产时（2024年），MPU有大概会显现提供过剩。

此时，我们再回过头来看看图1，笔者至心盼望列国、参半导体厂家都不要成为影戏《汉姆林衣色斑驳的吹笛手（英文名：The Pied Piper of Hamelin）》中随着笛声舞蹈的老鼠；盼望各家半导体厂商都专心地举行市场营销，岑寂且有打算地生产半导体，至心盼望不要举行偶然义的竞争！

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