China’s memory semiconductor production failure-Samsung Electronics occupies at least 30 years

Failed to mass-produce DRAM, and only NAND released prototypes.
Most of China’s semiconductor machinery is overpacked.
Future declines in market share and sales should be prepared.

d-ram

Global electronics company A has won the victory of a new system semiconductor factory in Zhuhai, China. It was entrusted to a Korean consulting firm from equipment selection and line configuration of the plant to the operation of the manufacturing plant. The CEO is Choi Jin-suk, who has been recognized for a long time at Samsung Electronics and SK Hynix. Choi, who is staying in Shenzhen to select equipment suppliers, told an interview with the Korea Economic Daily on October 15 to shed light on the problems of the Korean semiconductor industry and move forward. Move his words as they are. Some of his arguments may be different from ours.

I think it is one of the most accurate people in the Korean semiconductor industry. By the end of last year, he worked in Taiwan for three years and six months and closely watched the progress of Chinese semiconductors. Taiwanese, who participate in the Chinese semiconductor business, as well as Chinese company officials come to seek advice. As such, the reality of China’s ‘semiconductor rolling’ is understood in detail.

China’s semiconductor operations reported in Korea are either exaggerated or different. In conclusion, there is no China in memory semiconductor area. Despite various rumors, there is no Chinese company producing memory semiconductors. Samsung will remain the number 1 memory leader for at least 30 years.

China established two DRAM makers and one NAND maker in 2016 to manufacture memory semiconductors. Hefei Changxin, Fujian Jinda DRAM and Tsinghua Uni are NAND makers.

DRAM makers copied Micron’s production line in Taiwan. Hefei Changshin moved to Micron’s 23nm factory ‘100S’ and Fujian Jinhua’s 28nm ’90S’ process to produce DRAM. To this end, Hefei Changxin recruited up to 400 Taiwanese engineers. Fujian has teamed up with UMC, a Taiwan-based foundry company that recruits micron process engineers.

Micron invested 3 trillion to 4 trillion won to develop new process lines such as 100S and 90S, respectively. Of course, it’s hard to see Chinese companies copying the process without paying a royalty without a license agreement. Micron, who only grasps the current situation, took action last year when Fujian Jinhua announced that it had completed the process development.

Based on the accumulated data, he filed a patent infringement lawsuit with the US court and based on this, he requested the US Department of Commerce to prevent US semiconductor equipment companies from selling the equipment to Fujian Jinhua. Fujian Jinhua, which is still in the equipment setting stage, could not be produced without the addition of US equipment such as Applied Materials and Ram Research. As the Commerce Department accepted Micron’s request, preparations for Fujian Jin’s DRAM production were all-stop. In the future, DRAM production is unlikely.

Electronic integrated circuit chip

The situation in Hefei is not much different. The construction of the process line, which has worked hard for the past three years, is difficult to avoid the patent issue with Micron. As a result, it has declared that it will develop its own process line. The recruited Taiwanese technicians have expertise in setting up and managing existing lines and have no experience developing new processes.

Hefei Changxin will introduce a large number of equipment for new process development in August this year. Process development has not yet taken place, but purchasing equipment now is relatively cheap. Even if process development goes well, DRAM production will be possible at the end of 2021, two years later. However, Hefei Changxin’s own capacity is unlikely to develop new processes.

What will be the future of Fujian Jinhua and Hefei Changxin, which have already invested enormous amounts of money? Fujian is expected to be acquired by Micron. Because it is a line made using Micron’s process technology, there is no one who can operate the plant to avoid legal issues unless it is Micron. As China’s inevitable choice is on the defensive, Micron is very likely to take over a new DRAM line at a low price. Micron can easily increase DRAM production, which is bad news for Samsung Electronics and SK Hynix. It shows how bad news and good news can be divided among competitors depending on how the Chinese government uses semiconductor drives.

Hefei Changshin is hopeless for now. From an expert point of view, the development and production of proprietary process technologies is impossible. There is a good chance that they will have to choose to collaborate with a Korean or US DRAM company or hand over a plant within a few years. Where to take the plant will also affect the market share fluctuations between Samsung Electronics, SK Hynix and Micron.

NAND is relatively better than DRAM. In 2017, Tsinghua Uni completed development of 32-layer 3D NAND. Compared to DRAM, NAND’s production difficulty was significantly lower. If the level of technology required for DRAM production is 100, NAND will be available at around 30.

But Tsinghua Uni hasn’t produced NAND yet. With the global NAND market shifting to 64D or more 3D NAND, there is no demand source for 32 NAND. Accordingly, Tsinghua Uni is also hastening to develop and produce 64D 3D NAND.

After finishing the development of the process at the end of last year, we introduced the equipment in May to produce 20,000 sheets of 64-layer 3D NAND on a wafer basis. But equipment setup and production will take at least a year. At the same time, there is a lot of doubt about the reliability of the developed process.

After all, until the first half of next year, there are no Chinese memory semiconductors on the market, whether DRAM or NAND. Some reports that China’s semiconductor industry has made the memory semiconductor market difficult or that Korean memory companies are in trouble are far too far away.

Given the characteristics of the memory semiconductor industry, which takes five to 10 years to develop processes and products, install factory production lines, and accumulate know-how for profitable operation, we are confident that Samsung Electronics will continue to dominate for at least 30 years. SK Hynix will remain the No. 2 memory player for at least 15 years.

Japanese companies, which beat the United States in the early 1980s and occupied the throne of the global semiconductor industry, began to fall behind Samsung Electronics in the mid-1990s. The first Mercury period is only about 15 years. By comparison, South Korea will dominate the memory semiconductor industry for quite some time.

However, this does not mean that Korean memory companies are only walking along the ‘flower road’. China’s memory semiconductor production itself cannot be prevented, and if Chinese semiconductors enter the market, a drop in semiconductor prices and a decrease in Korea’s market share are inevitable. For the Korean semiconductor industry as a whole, it is time to prepare for this.

Choi has rarely heard his name among those who have worked in the semiconductor industry for more than a decade. Samsung joined the company in 1984 when Samsung Electronics just started the memory business and moved to SK Hynix in 2001, where he served as CTO (Chief Technology Officer) and left the company in 2010. Rarely, he is involved in the entire process from semiconductor development to manufacturing and processing. It received three times the Samsung Technology Grand Prize, which is referred to as ‘executive promotion check’ once received. It is the result of recognition for the development of 12-inch wafer processing technology, development of 256 mega and 16 mega DRAM. At SK Hynix, the company raised yields and increased production with existing production facilities without funding from creditors. In 2006, the company recorded the lowest manufacturing cost and the highest production volume in the memory semiconductor industry. This led to Samsung’s chairman Lee Kun-hee in 2007, saying, “How can Samsun

g fall behind Hynix?”
Since then, he has worked as CEO at STX Solar, Hanwha Q CELLS, and other solar industries with similar manufacturing processes. In 2015, he founded a production and factory consulting firm and consulted on improving productivity at Taiwan and Japan plants in Micron, USA. Mr. Choi has attracted the attention of the global semiconductor industry by improving productivity by 20% without additional facility investment. It is because of these results that A has entrusted the factory.

Dラムの量産に失敗し、NAND型も試作品のみ発売。
中国の半導体崛起の実体はほとんど過大包装。
今後シェアと売上高の低下は備えなければならない。

d-ram

グローバル電子企業であるA社の中国珠海に新たに建設、最新のシステム半導体工場の勝敗を韓国人の手に任せた。工場の設備選定とライン構成から製造工場運営まで韓国コンサルティング社に任せたのだ。サムスン電子とSKハイニックスの長年の経験を認められたチェジンソク社長が主人公だ。機器サプライヤー選定のために宣伝に滞在しているチェ社長は15日、韓国経済新聞との単独インタビューで、韓国の半導体業界の問題点を改善し、今後進むべき道と中国の半導体崛起の前後の事情を打ち明けた。彼の言葉を最大限にそのまま移す。彼のいくつかの主張は、本紙の論調とは異なる場合がありますも言う。

私は韓国の半導体業界をあわせて、中国の半導体産業の現状を最も正確に理解している人のいずれかだと思う。昨年末までの3年6ヶ月間、台湾で働き、中国の半導体の成長過程を間近見守った。中国の半導体事業に参加する台湾人はもちろんのこと、中国企業の関係者らもアドバイスを救うために訪れる。そうしたら、中国「半導体崛起」の実像を具体的に把握している。

韓国に報道される中国の半導体台頭内容は誇張されたり、実際とは異なるものである。結論から言えば、これまで半導体メモリ領域で、中国の台頭はない。各種風評にもかかわらず、今のメモリ半導体を生産している中国企業は一つもない。サムスン電子は、今後少なくとも30年以上のメモリ1位の座を維持する。

中国はメモリー半導体の生産のために2016年にDラムメーカー二つのNAND型メーカーなところを設立した。合肥革新と福建進化がDラム、清華ユニがNAND型メーカーです。

Dラムメーカーは台湾のミクロンの生産ラインをそのままコピーした。合肥革新はミクロンの23ナノメートルの工場である「100S」を、福建進化は28ナノメートル級の「90S」の工程を移しとDラムを生産することが目標であった。このため、合肥革新は、台湾の技術者を400人まで迎え入れた。福建進化はミクロンの工程技術者を迎え入れた、台湾のファウンドリ(半導体受託製造)メーカーUMCとの合弁会社だった。

マイクロンは100Sと90Sなどの新規プロセスラインを開発するのにそれぞれ3兆〜4兆ウォンのお金を投資した。中国企業がミクロンのライセンス契約もなく、利用料一銭出さずに工程をコピーアンドいくことを当然のままに見るはずがない。現況だけ把握していたマイクロンは福建進化プロセスの開発を完了したと発表した昨年の行動に出た。

その中に蓄積された資料で、米国の裁判所に特許侵害訴訟を起こし、勝訴し、これを根拠に米国半導体製造装置メーカーがジャンビウル福建進化に販売しないようにしてほしいという要求を商務省に要求をしたものである。まだ機器セッティング段階である福建進化はアプライドマテリアルズ、ラムリサーチなどの米国の機器を追加導入なしに生産が不可能だった。商務省がミクロンの要求を受け入れながら福建進化のDラム生産の準備もオールストップされた。今後も読者Dラム生産は不可能見通しだ。

合肥革新も状況が大きく変わらない。過去3年間のボールを入れた工程ラインの建設は、マイクロンとの特許問題を避けにくい。これにより、読者のプロセスラインを開発すると宣言したが、これも簡単ではない。迎え入れた台湾の技術者は、既存のラインをセッティングして管理する分野の専門知識があるだけで、新規プロセスを開発した経験自体がないからである。

合肥革新は、新規プロセスの開発のための機器を今年8月に大挙導入する。まだプロセスの開発が行われていないが、今の機器を購入することは、比較的安いからである。プロセス開発が順調に行われても、2年後の2021年末にでもDラム生産が可能である。しかし、今合肥革新の自体力量では、新しいプロセスの開発は不可能と予想される。

次に、すでに莫大な金額を投資した福建進化と合肥革新の将来はどうなるか。まず、福建進化はミクロンに買収されるしかないと思われる。ミクロンの工程技術を活用して作られたラインだけミクロンでなければ法的問題を避けて工場を運営する主体がないからである。守勢に追い込まれた中国側の避けられない選択であるだけにマイクロンは安値で新規Dラムラインを引き継ぐ可能性が非常に高い。マイクロンが簡単にD-RAMの生産量を増やすことができようになり、サムスン電子とSKハイニックスの立場では、悪材料だ。中国政府の半導体ドライブをどのように利用するかによって候補者の間で悪材料と好材料が分かれることを示している。

合肥革新も今のところ見込みがないように見える。専門家の立場から見るに、独自のプロセス技術の開発と生産は不可能である。韓国やアメリカのDラムメーカーとの合弁たり工場を越える選択を数年以内にしなければなら可能性が高い。この工場をどこ持っていくかにも、サムスン電子とSKハイニックス、マイクロンの間の市場シェア騰落に影響を与えるだろう。

Dラムに比べるとNAND型は、比較的事情がよい。 2017年清華ユニは32段3D NAND型の開発を完了したからである。 Dラムに比べてNAND型の生産難易度が大きく低下可能だった。 Dラム生産のために必要な技術レベルが100であれば、NAND型は、30位に可能である。

Electronic integrated circuit chip

しかし、清華ユニはまだNAND型を生産していない。世界のNAND市場が64段以上の3D NAND型中心に変わった状況で32段NAND型を必要する需要先自体が残っていないからだ。これにより、清華ユニも64段3D NAND型の開発と生産を急いでいる。

昨年末の関連プロセスの開発を終えたのに続き、64段3D NAND型をウエハ基準に月2万枚生産することができる装置を、5月にかけてきた。しかし、機器のセットアップと生産まで、少なくとも1年かかる見込みだ。それさえも開発したプロセスの信頼性に疑問がかかる部分が多く、収益を出すことができるかは未知数だ。

結局、来年上半期まではDラムとNAND型を問わず、市場に出てくる中国産メモリー半導体は皆無である。中国の半導体台頭でメモリー半導体市場が難しくなったか、韓国のメモリメーカーが困難に直面するだろうという一部の報道はまだあまりにも遠くの話だ。

プロセスと製品開発、工場の生産ライン設置、収益性の高い操作のためのノウハウの蓄積など、5〜10年かかるメモリ半導体産業の特性を考えると、今後、少なくとも30年は、サムスン電子の独走が続くものと確信している。 SKハイニックスも、少なくとも15年以上のメモリ2位の座を維持する。

1980年代初め、米国を破って世界の半導体業界の王座を占めた日本企業が、1990年代半ばサムスン電子に押さ始めた。 1位水性期間は15年程度に過ぎないものである。ここに比べれば、韓国はかなり長い期間メモリー半導体業界を号令することになる。

しかし、だからといって韓国のメモリメーカーが「花道」が、歩くという意味ではない。中国のメモリー半導体の生産自体を防ぐことができず、中国産の半導体が市場に出ると、半導体価格の下落と韓国の市場シェアの減少にも一定程度避けられない。韓国半導体産業全体の立場から見ると、ここでのコントラストが必要な時点だ。

◆チェジンソク社長は、半導体業界で10年以上働いたこれらの間に彼の名前を聞いたことのない人はほとんどいない。サムスン電子が膜メモリー事業を開始した1984年の研究で入社し、2001年にSKハイニックスに席を移しCTO(最高技術責任者)などを歴任し、2010年に会社を出た。業界でまれに半導体開発から製造・工程までの全過程を渉猟している人物である。一度だけ受けても「役員昇進保証小切手」と話しているサムスンの技術対象を三回受賞した。 12インチウエハー加工技術の開発、256メガ、16メガDラム開発の功労を認められた結果だ。 SKハイニックスは債権団の資金支援がない中で、既存の生産設備での歩留まりを上げ、生産量を増やした。 2006年のメモリ半導体業界最低製造コスト、最高の生産量の拡大などの記録を出した。これはイ・ゴンヒサムスン会長が2007年の「どのようにサムスン電子がハイニックスにおくれることがあるのか​​」と、半導体の幹部を強く非難することでつながった。
以降、半導体や製造工程が似たような太陽電池業界のSTXソーラー、ハンファキューセルなどCEOとして働いた。 2015年の生産や工場コンサルティング会社を建て、アメリカミクロンの台湾と日本の工場の生産性向上をコンサルティングした。ここで、崔社長は追加の設備投資なしに20%の生産性向上を成し遂げ、世界の半導体業界の注目を浴びた。 A社の推進する工場を任せたのは、このような実績からである。

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