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產品標準規格對現代半導體產業景觀的形塑 (一):DRAM標準規格的形成

記憶體有全球統一規格標準,此對現代半導體產業景觀的塑造有決定性的影響。

在今年(2023年)記憶體價格大幅跌落之前,半導體產業中的產品個別市場排名分別是DRAM(13%)、NAND Flash(11%)以及CPU(9%)。如果將記憶體歸成一大類的話,其總銷售額還是遙遙領先其他類別,無與倫比。

之所以會有這樣的排序,主要是因為計算機理論的von Neumann架構中,記憶體與處理器是唯二被提及的硬體,所以處理器與記憶體在各類計算相關的系統產品中—包括手機,都是用策略採購管理的最重要零件。

記憶體中的DRAM有由JEDEC(Joint Electron Device Engineering Council)機構所制定的全球標準規格,譬如現在常見的DDR4、LP DDR4、DDR5等。JEDEC也制定NAND標準規格如ONFI(Open NAND Flash Interface)4.0、5.0等,雖然這個標準沒有如DRAM規格般的有較強的拘束性,但是各廠家的NAND產品在加上微處理器後形成的永久記憶模組也大致通用。

記憶體有全球統一規格標準,此對現代半導體產業景觀的塑造有決定性的影響。

最早的DRAM規格標準是JEDEC於1987年訂定的FPM(Fast Page Mode),這個年份距離電晶體的發明已經歷過40年,摩爾定律的恆常推進已經有些吃力。但是DRAM那時最大的應用市場是PC,新興大市場才出現不久,有蓬勃發展的生機。

此時的主要半導體公司除了老牌的美國半導體公司如英特爾(Intel)、德儀(TI)、超微(AMD)、摩托羅拉(Motorola)、National之外,另外日、韓系統廠商如富士通(Fujitsu)、日立(Hitachi)、NEC、東芝(Toshiba)、三星電子(Samsung Electronics)等也紛紛成立半導體公司,這些就是後來在90年代DRAM市場競爭大放異彩的公司。

DRAM有一段時間是整個半體導產業的技術驅動者(technology driver),主要的原因有二:一個是產品特性的因素,另一個是市場因素。

DRAM中有超過一半的面積是記憶體陣列,其單元形狀相同,結構呈高度重複性。製程微縮對於晶片面積的減少、乃至於成本的降低效果是直接而且顯而易見的。因此,製程微縮成為此產品領域的主要競爭因素。

市場因素方面,DRAM在80年代末期約略佔整體半導體市場30~40%的比例。也就是說,半導體市場盈餘主要落在DRAM領域,因此製程研發所需要的經費由DRAM來領軍是理所當然。

台灣經歷過的產業發展,也見證此一過程。現在成為晶圓製造的常見設施與設備,如12吋晶圓廠、DUV、CMP等,在台灣都是先由DRAM廠商領先使用的,這種趨勢一直至2000年初後才開始反轉。

 

現為DIGITIMES顧問,1988年獲物理學博士學位,任教於中央大學,後轉往科技產業發展。曾任茂德科技董事及副總、普天茂德科技總經理、康帝科技總經理等職位。曾於 Taiwan Semicon 任諮詢委員,主持黃光論壇。2001~2002 獲選為台灣半導體產業協會監事、監事長。