[原创] 奇梦达的前世今生
2019-09-24
14:00:04
来源: 半导体行业观察
谈起DRAM，奇梦达绝对是一个不能跳过的代表。因为这家源于英飞凌的DRAM公司一度是全球第二大的DRAM供应商，公司在巅峰期在全球拥有约13000名员工，研发人员也超过两千人。公司2006年从英飞凌独立出来以后，业绩表现就直逼母公司英飞凌。但他们却也只用了短短三年的时间，就从巅峰走向了谷底。
自此之后，媒体对奇梦达就有了各种各样的评价。很多时候他们都是把这家公司塑造成行业的典型，把他们看作DRAM周期性的牺牲者，技术选择错误的代表。但这真的是事实的全部吗？
日前，笔者与曾在奇梦达工作过的资深员工深入探讨了这家曾经的明星企业由盛至衰的前因后果。
经济危机是诱因
可以肯定的是，奇梦达是DRAM价格大滑坡的受害者，而他们更是经济危机的牺牲者。
据iSuppli初步统计数据显示，奇梦达在2006年第一季位居全球DRAM销售量第二位，其2005会计年度达到28亿欧元的营收记录。这主要得益于英飞凌当时率先在12英寸的晶圆上的投资。
而在2006年度的财报会议上，奇梦达方面预估，因为比较吃内存的Windows Vista操作系统的带动以及消费性与通讯应用DRAM需求持续增加，公司DRAM的位元生产量在2007会计年度第一季的成长率约为10%至15%。未来更将凭借全球首批做300mm晶圆和制程向90nm、80nm和75nm演进带来的性价比优势，在这个市场持续扩张。
一方面，漏洞百出的Windows Vista发展不力，产业界期望通过系统升级提升DRAM销量的梦想破灭；另一方面，经济危机的到来，让整个DRAM市场雪上加霜。
据当时的媒体报道，到2007年底，DRAM的价格跌到仅为2006年同期的四分之一，而到了2008年，DRAM价格更是一路俯冲。不但跌破现金成本1.3-1.5美元，在第四季更跌破到厂商的材料成本 0.6-0.7美元。均价最低来到 0.59美元。且品牌颗粒价格罕见的低于测试颗粒价格，最低来到0.56美元。在这个双重影响下，最先受伤害的就是价格偏高的奇梦达。
翻看奇梦达当年的财报，数据显示，他们在2008年上半年的营收为9.25亿欧元，较前一年同期减少57%，而上半财年度的税前息前净损为10.58亿欧元。而对比看2007财年，他们上半年税前息前净利还是3.35亿欧元，这个下滑速度让人触目惊心。
外部环境只是奇梦达走向破产的一个原因，内部的一些操作也是导致他们走向今天结局的一个重要因素。
一方面，据行业相关人士介绍，奇梦达这些德国厂商对于降价竞争是没有任何兴趣的，他们认为自己的产品就应该值这样的价格，这种坚持也从某种程度上就把奇梦达推向悬崖边。
另一方面，相关人士也告诉笔者，奇梦达当时的一些财务处理也加速了他们的死亡。据闻在2006和2007年间，奇梦达本身的现金存储还是挺充足的，但同时公司的负债率也高。当时的奇梦达管理层认为这个财务状况不健康，为此他们用现金去还债。其实如果按照他做出这个决定的时候的DRAM走势，这也是毫无问题的。但谁也意料不到，DRAM的价格会急转直下，这就导致奇梦达没有充足的现金流撑过这波危机。
再者，德国政府的不挽救，更是让奇梦达连复盘的最后机会都没有了。而按照知情人士的说法，这其实某种程度上也是奇梦达管理层的锅。
据了解，当时奇梦达的管理层向相关部门求救的时候，给出的说法是如果能给三亿多欧元就能帮助公司渡过难关，而德国的相关部门实际上已经同意了这个说法。但知情人士表示，其实这个数目远远填不上奇梦达的窟窿，奇梦达管理层到最后也意识到这个问题，向相关部门坦白了，而德国方面听到了新的数目，也望而却步，这就让奇梦达的破产成为定局。
回看当年，面临这样的财务情况的其实不止奇梦达一个，韩国、日本乃至中国台湾的厂商也遭受同样的打击。但当时面临严重危机的海力士却在政府的帮助下，安然度过难关，然后成就了今天全球第二大存储供应商的地位。奇梦达的遭遇未免让人有所惋惜。
技术选择是催化剂
现在翻看当初关于奇梦达破产的报道，有很多一部分人士认为奇梦达错就错在当初坚持做沟槽式（Trench ）DRAM，甚至到现在也有不少媒体有着同样的观点。但这其实也只是片面之词。
复盘历史发现，实际情况要复杂得多。奇梦达之所以坚持Trench DRAM技术，是因为这个技术的确有能耗比的优势，这也是他们能在功能机时代拿下过五成的移动DRAM市场的原因。而他们当初其实也意识到这个技术在70nm之后碰到的瓶颈，所以他们在一面推进Trench技术的同时，也探索了很多的不同的解决方案，在那些年的一些学术会议上，我们甚至能找寻到奇梦达关于现在主流的堆栈式（Stack）DRAM的解决方案。笔者惊奇地发现，奇梦达当初给出的一些设计，甚至还能在当下主流的DRAM架构上找到相似的影子。
这也就是为何奇梦达的某些前员工曾经告诉过笔者，与其说奇梦达输给了堆栈式 DRAM，不如说奇梦达缺少一点运气。
根据他的观点，当时奇梦达在破产以前，研发出的领先堆栈式解决方案buried wordline领先三星和镁光等企业一代，这让他们倍受鼓舞。但因为堆栈式和沟槽式DRAM的原理不一样，那就意味着在生产的时候，所需的设备也不一样。对奇梦达来说，如果想转身，就必须要有大笔的设备投入。但恰好碰上了上文谈到的DRAM价格滑铁卢，这就让他们失去了投资生产堆栈式DRAM的资金实力。
为了让读者更清楚地了解这一点，我们在这里对Trench DRAM和Stack DRAM的结构进行简要的介绍。在开始之前，我们先来了解一下DRAM的工作原理。
如上图所示，DRAM的基本结构单元是1T1C（1 Transistor -1 Capacitor）。其工作的大致原理是：当Word Line选通时，晶体管导通，从而可以从Bit Line上读取存储在电容器上的位信息。根据工作原理，无论DRAM制程如何微缩，每个Bit（位元）的电容值都希望保持一定，或者更大，以储存足够电荷供读写使用。如果电容太小，则储存电荷不够多，在DRAM还未Refresh前就会漏光，资料就没了。而根据电容C= k*(A/d)的公式（k是介电质常数，A是面积，d是介电层厚度），要想有足够的电容，除了增加k之外，增大面积A也是扩大DRAM容量的一个重要手段。
历史上，随着DRAM容量需求的提升和存储单元的微缩，增加面积提高电容就成为了产业界努力的方向，这就延伸出了Trench DRAM和Stack DRAM两种解决方案。
简单点来说，如下图所示，所谓的Trench DRAM就是从硅的表面往下挖，相当于从二维到三维的拓展，可以保证在相同的电荷容量下，面积小，成本低。加上硅表面平坦更易制造，使它更易集成到逻辑优化工艺技术里。另外，由于电容深入到硅下面，在上层的逻辑电路结构形成之前就存在，与上层电路无关，也有利于电路优化。这是IBM、西门子（英飞凌是从西门子分离出来的）与东芝三家半导体大厂在20世纪初期合伙推动发展的一种技术。
而Stack DRAM则相反，是通过向上堆叠来实现电容面积增大。对Stacked DRAM而言，因为向上堆叠，那就让开发者可以围绕着这个“堆叠”向不同方向做面积扩展，可制造出比挖槽多了一倍的面积。同时可以使用high k介电质来保持或增加电容值，又不会碰到后续的高温制程，因为晶体管已在做电容前先做好了。
但Trench DRAM因为需要做好了电容才挖槽，这就让他们面临温度的挑战，因为高温会带来材料的不确定性。这也是为什么后来奇梦达在面临DRAM深宽比极限的时候，想着通过使用不同的材料提高k的方式来提高电容，但这个挖槽的高温，也让奇梦达在这个方向碰了一鼻子灰。
而回看一些资料，在Trench DRAM上到处碰壁的奇梦达同时还在做Stack DRAM的方案，根据他们2005年在IEDM上发表的文章介绍，奇梦达对Stack DRAM在电容高深宽比刻蚀及电容high K介电质应用的优势充分了解，提出了Stack DRAM作为技术主流的必然性。并在2008年与华邦合作开发出65nm Stack DRAM产品。
正如前面所说，虽然奇梦达已经研制出Stack DRAM，但命运让他们没法将这一套付诸现实。
这也就是笔者为什么在前面说奇梦达的死不在于技术的原因，而是缺少了一些运气。
倒下奇梦达 受益全世界
在奇梦达破产之后，公司的一部分专利回到了英飞凌集团本身，另一部分则保留在奇梦达这个主体上，因为公司一直到今天还在走破产程序，所以奇梦达的员工，包括技术也四散各地。但奇梦达在破产之前研究的Stack DRAM技术，却还在这个市场上发挥余热。
笔者从行业前辈口中得知，他们从如三星、镁光和SK海力士等主流厂商的DRAM上都找到了奇梦达当年做的Stack DRAM技术架构的身影。“这并不代表这些厂商在学习奇梦达的方案，但从侧面证明了Stack DRAM是一个异曲同工的技术。剩下来的就是等比例微缩来实现提高就行了”，他强调。我们把techinsighs的三星DRAM拆解图与奇梦达在破产前发表的Stack DRAM技术相比，有很多的相似之处。其中包括埋入式字线DRAM单元三极管，以及蜂窝式电容结构。10nm级DRAM纷纷采用这些技术。
据笔者了解，奇梦达破产之后，释出来的那批员工也去了各大DRAM公司，这也或多或少地将奇梦达本身的基因带到各大企业中去。
在这中间，也穿插着很多小故事。如果当时发生了，本来有机会改变奇梦达的命运乃至改变中国DRAM产业的现状，但最后却不了了之。
业内知情人士表示，当时的奇梦达在DRAM技术上面有非常深厚的积累，包括后续的buried wordline，但他们在技术方面比较开放，甚至开放到在面临经营危机时，有同行过来做尽调的时候，把细节都暴露给他们，这是让奇梦达的一些员工难以理解的。这就让某些“有心人”不需要支出任何费用，就已经掌握了奇梦达技术的关键。
从另一个角度看，这种开放性也让当时的奇梦达中国员工受益匪浅。据奇梦达前员工表示，当时他们公司各个地方的资料都对他们开放，这在其他DRAM公司是难以想象的。这也给中国培训了不少DRAM方面的人才。而在奇梦达破产之后，中国厂商本来有机会以比较低的价格整体拿下奇梦达的，但因为收购方的迟疑，最后失之交臂。考虑到奇梦达buried wordline工艺的先进性，错失这笔交易让奇梦达中国的一些亲历者感到异常遗憾。假设当然中国厂商真能拿下来奇梦达，也许全球DRAM又是另外的格局了。
当然，我们也必须承认，奇梦达的技术虽然很好，但因为他们破产的关系，相关技术只是在实验室上做了验证，并没真正付诸产线。那就意味着开发者要花费巨额的资金，才能将这个产品真正投资市场。
回顾奇梦达当年的历史，有助于我们理解大型半导体公司的兴衰规律。与技术路线同等重要的是对产业发展动态的快速反应，对成本的不懈追求和稳健的财务规划。在这个“剩者为王”的行业，中国新兴的本土企业还有很长的路要走。但是在产业勃兴的今天，过去的借鉴为我们提供了宝贵的经验。
*免责声明：本文由作者原创。文章内容系作者个人观点，半导体行业观察转载仅为了传达一种不同的观点，不代表半导体行业观察对该观点赞同或支持，如果有任何异议，欢迎联系半导体行业观察。
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