英特尔50年存储发展史对我国的启示

黄阳棋 刘超 乔路

摘 要：英特尔作为现代存储技术的开创者之一，经历过数次存储领域的变革，其自身的存储业务也不断发展演进。历史的发展经验往往能够为我国现在的困难指明方向。在当前存储产业发展的关键时期，吸收历史经验教训，总结产业发展规律对预判我国存储产业发展和制定引导政策具有重要意义。作者整理了英特尔过去50年存储业务发展脉络，分析了其中的战略动机和人才培养、管理机制，并结合我国实际情况，探讨对我国存储产业发展的借鉴与启示，给出政策建议。

关键词：英特尔;存储发展史;DRAM;NAND Flash;新型存储;人才培养

中图分类号：TP333文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）28-0025-03

The Enlightenment of Intel's 50 Year Storage Development History to China

HUANG Yangqi LIU Chao QIAO Lu

（China Center for Information Industry Development，Beijing 100048）

Abstract： As one of the pioneer of the modern storage technology， Intel has been through multi-times of revolutions in this area and has been keeping evolving. Historical development experience can always point out the direction for the current difficulties. In the critical period of storage industry development， it is significant to learn from history and summarize the pattern in order to decide the path of the storage industry in China and draw up policies. The authors The author combed the storage history of Intel in the past 50 years， analyzed its strategic motivation， personnel training and management mechanism， and discussed the reference and Enlightenment for the development of China's storage industry， and gave policy recommendations.

Keywords： Intel;the history of storage development;DRAM;NAND Flash;emerging storage;talent development

存儲器是现代计算系统中不可或缺的一环。2019年，全球存储器市场超过1 000亿美元，是市场最大的集成电路单一产品。从1950年代电子计算机发明至今，存储器经历了从磁带、磁盘到今天DRAM、NAND Flash、NOR Flash的快速发展。英特尔作为首家实现DRAM存储器产业化的企业，在存储领域一直占据着重要位置，其存储业务随着技术进步与市场变化发生了数次重大转型[1]。近年来，我国开始重视存储器发展，并在这一领域进行了对应布局，但相关企业仍处于起步初期，急需寻找一条可靠的发展路径。因此，分析英特尔存储的发展轨迹和人才培养、管理模式对我国存储器的发展具有重要的借鉴意义。

1 英特尔存储器发展史

1.1 最早的DRAM企业

1970年，英特尔凭借其量产的1kb DRAM存储器C1103，将DRAM的每字节售价降低到1美分，彻底取代了笨重的磁芯存储器，在赚到第一桶金的同时，开创了以DRAM作为计算机内存的时代。1974年，英特尔在DRAM市场中的占比高达82.9%;但是到了20世纪80年代，日本半导体企业通过政府强力的资金和研发支持，在良率和成本上均取得了优势，英特尔市场份额很快跌至20%以下，只能于1985年放弃DRAM转型微处理器。

1.2 最早的闪存企业

作为以存储起家的公司，英特尔在发展DRAM的同时，也一直在大力发展非易失性存储，如EPROM、EEPROM等。特别是在20世纪80年代，日本东芝公司忽视了由其员工所发明的闪存技术，英特尔则投入大量资金和人员研发，成功推出了NOR Flash取代之前的EPROM和EEPROM。但是，由于NAND Flash更加容易集成，同时具备读写和大规模存储优势，主流存储市场逐渐转向NAND Flash。英特尔不得不于2008年剥离NOR Flash业务与意法半导体的NAND Flash业务合并成立闪存公司恒忆，该公司于2010年被美光所收购。

1.3 与美光合作开发NAND Flash

2006年，在NOR Flash市场逐渐失势而NAND Flash快速兴起之时，受限于自身在NAND Flash领域积累的不足，英特尔选择与美光建立了合资公司IMFT用于NAND Flash和新型存储器的制造和研发。这使得两家能够共同分担研发费用，共享研发成果和制造产能。但是，由于英特尔与美光在3D NAND Flash技术的未来发展上出现了分歧，英特尔于2015年开始自行建线生产NAND Flash产品，将大连工厂升级为3D NAND闪存工厂，这也是目前英特尔唯一的闪存工厂。同时，于2019年正式将IMFT完全转让给美光。自2015年英特尔独立发展存储器以来，该业务一直处于亏损状态，需要依靠处理器业务的持续输血，至2019年底，其现任CEO宣布拟缩减NAND Flash投资，不再实施扩产计划。

1.4 研发新型存储以瞄准下一代数据中心业务

2015年，英特尔与美光两家公司在IMFT共同开发了3D Xpoint存储器（相变存储器），并推出了傲腾持久内存模块产品[2]。持久内存的特点在于同时拥有接近DRAM的读写速率、NAND Flash的容量及掉电后持久存储的能力。英特尔基于这一特性开发出了一种全新的存储器使用方式，即把持久内存像内存一样直接连接到系统总线，使得CPU可以更加高效地调取存储于其中的持久性数据，一定程度上解决了内存与外存由于读写速率差距引发的“存储墙”问题，进而提升了数据中心性能。

2 英特尔存储器发展战略转型与人才培养机制分析

2.1 持续跟踪布局新兴存储技术

随着大数据时代的来临，计算性能实现了飞速发展，存储的延迟和功耗越来越成为整体性能的瓶颈。英特尔的存储半导体战略被定位为“补充作为核心的CPU业务”，其发展存储器的目的在于发展建立在存储之上的计算系统和信息技术。因此，英特尔在存储业务常年亏损的情况下，也一直在进行战略转型，持续跟踪布局最为先进的存储技术，通过CPU的利润补贴新型存储的研发和生产。2019年，英特尔同时商用了傲腾持久内存与新一代至强可扩展处理器，这种同时整合CPU与持久内存的策略使得英特尔成为目前唯一一家持久内存的完整解决方案供应商，在这一快速增长的新兴市场中抢得先机。

2.2 清晰明确的存储发展战略

英特尔存储器研发历史优秀，技术储备相对雄厚，相继率先商用了DRAM和NOR Flash，具有先发优势，但是，在面对存储行业以成本和规模取胜为主的竞争时，仍然陷入了持续亏损的局面。DRAM方面，日本企业通过国家支持的联合研发，实现了技术突破，在成本上击败了英特尔;NOR Flash方面，在NAND Flash的持续冲击下，市场规模不断萎缩。面对持续亏损的DRAM和NOR Flash业务，英特尔果断采取了放弃策略，转而通过合作研发拥抱新技术。历史经验表明，存储器技术和产业格局不断更新迭代，即使是英特尔这样的技术和资金巨头也必须有所取舍，而市场的特点决定了成本和规模是存储的关键，要想发展好存储器，就必须下定决心，做好持续发展、大规模发展的准备。

2.3 存储器技术需具备可控发展能力

保持自身技术能力是存储企业生存的关键。纵然是英特尔这样拥有强大技术能力的企业，在NAND Flash技术上也不得不采取与拥有技术的美光合作的方式，以求得技术和专利的共享。但是，依靠合作也存在技术路径选取和发展战略分歧等弊端。2015年，英特尔开始自行建厂投资3D NAND Flash，并且于2019年与美光分道扬镳，开始独立发展。因此，存储器技术的发展无论是通过技术授权、合作还是自主发展，关键在于是否可控，是否具备独立发展能力。

2.4 因地制宜的人才培养机制

作为大型跨国企业，英特尔成功利用本土化人才培养策略打开多国市场的大门。1999年，英特尔开始在中国区实行“未来领袖培训计划”，从本土中层员工中甄选出具有发展潜力的一批人进行针对性培养，包括将这些“潜力股”送往美国总部或海外培训等。宏碁集团现任全球总裁暨执行长陈俊圣就曾受益于英特尔的人才本土化培养。

2.5 推陈出新的管理模式

在存储这个飞速发展、日新月异的产业中，英特尔勇于探索和创新管理办法，施行“去工人化”、创造“存在感”的人性化管理，如在工厂内，技术工人可以和工程师就创新问题开展激烈讨论，员工可以指出上级或老板的错误和问题，让员工更有归属感、凝聚力和创新力[3]。

3 对我国存储器发展的参考与借鉴

3.1 发展存储器对我国信息技术产业具有重要意义

英特尔的存储器发展史证明了存储器与CPU一样在信息技术解决方案中不可或缺。目前，我国的信息系统仍然高度依赖国外存储器厂商的产品，这将导致我国的信息产业供应链难以摆脱国外厂商的限制，同时，缺乏存储技术的积累也限制了我国新型计算技术的更新迭代，难以适应计算系统对低延迟、低能耗和高性能的计算需求，也不利于新型存储技术的创新研究。

3.2 做好长时间持续投资持续亏损的准备

從2015年英特尔开始建设大连的存储器工厂开始，其存储业务一直处于亏损状态，5年总计亏损约20亿美元。主要原因在于新建工厂的初期设备投入相对较大，折旧在成本中占据了很大一部分。我国存储器项目投资存在的问题更甚。此外，存储器单位容量的成本随着技术发展呈现指数级的快速下降，与市场主流存在2～3代代差的产品几乎不能获取利润。因此，我国存储企业在追平国际主流的技术指标前都无法依靠产品营收缩小亏损。参考英特尔10万片月产能的NAND闪存工厂在不存在技术代差的情况下仍亏损超过5年，并且还未看到盈利希望，我国企业如果希望实现追赶，在技术尚未追上的情况下，预计持续亏损超过10年，亏损总额有可能达百亿美元。

3.3 提前进行未来布局

存储器的发展随着计算系统日新月异，英特尔的3D Xpoint就是一种为了弥补内存与外部存储速率差异的持久性存储器，类似的还有MRAM、RRAM等。这些新型存储都是经过长期研究才最终商业化的，如3D Xpoint是2015年首次推出的产品，但其所采用的相变存储技术相关专利从2001年就开始逐年增加，技术积累持续了十几年。产品商用后实际上已经很难再有新的突破，后继者也很难绕开已有的专利。因此，我国欲在存储技术方面突破或引领，须通过收购获取已出现的新型存储技术，或提前布局15年之后可能商用的存储技术。

4 发展建议

4.1 设立存储研发专项，尽快缩短与国外差距

争取在正在研究制定的2020—2035年国家科技重大专项计划中设立存储研发专项或子项，持续支持企业开展研发。同时，创新专项运作模式，以长江存储、合肥长鑫等重点企业为主导，提出研发需求和目标，聚合国内主要存储研发力量与骨干企业合作开展研发。

4.2 强化产业理解和认识，保持发展定力

加强各相关单位对存储器的认识和理解，在思想和资源上做好持续亏损的准备，避免急功近利。发展策略上，初期以技术追赶、缩短差距为主，避免盲目扩大产能，以减小前期亏损，在技术代差具备盈利条件后再逐步扩大产能，实现自身造血能力。支持方式上，除了发挥大基金、政策性银行作用外，要在坚持主体集中大原则上，充分发挥地方政府积极性，通过新型举国优势实现存储器产能的快速扩张。

4.3 关注未来发展，提前进行布局

下一代存储中英特尔的3D Xpoint相变存储器、Everspin的磁性存储器（MRAM）等新兴存储已经初露端倪，将有望填补DRAM和NAND闪存之间的数据传输速率差距。当前，国内在新兴存储领域尚未有影响力的企业。相变存储器方面，江苏时代芯存良率过低、量产陷入困境;磁性存储器方面，北航赵巍胜与微电子所赵超团队联合攻关取得了一定技术进展，但尚未能产业化;阻变存储器方面，微电子所劉明院士团队具有一定技术基础，同样距产业化尚远。实际上，我国已经在新兴存储领域落后，未来一段时间都需要通过设立研究专项加大相关的研发投入，同时采取中试线小规模试产的方式，避免将尚未实用的技术盲目产业化。

4.4 发掘“潜力股”培养领军人才

存储作为高精尖的新型技术，其专业人才的培养往往需要3～5年甚至更长的时间。目前，我国在存储方面面临缺乏领军人才的困境，而领军人才往往是带领一个团队实现突破的关键所在。英特尔从2009年起在我国举办“英特尔杯”职业技能大赛，旨在推动产教融合，发掘人才。国内的存储企业也应该从现有员工或高校相关在校生中发掘“潜力股”，并因材施教，进行针对性培养，以培养出了解本国存储发展情况、基础知识夯实、实践经验丰富、具有领导能力的领军人才。

4.5 适应发展进程不断更新管理模式

随着各个国家和地区逐渐意识到存储产业的重要性，越来越多的存储企业涌现出来。为了适应高速发展的存储产业，相关企业也应该不断尝试新的管理模式，甚至发展出符合本公司文化的创新管理模式。

参考文献：

[1]英特尔的三次转型[J].中外管理，2011（11）：44-45.

[2]姜成龙，王国强.3DXPoint内存的机遇与挑战[J].集成电路应用，2017（3）：56-59.

[3]马艳敏.英特尔公司的人本之道[J].管理科学文摘，2002（9）：36-38.