2月25日,全球半导体行业迎来标志性事件——中国存储芯片制造商长江存储正式向韩国三星电子授权3D NAND“混合键合”技术专利。这是三星首次从中国企业获得关键技术许可,标志着韩国在存储芯片领域长期构筑的技术壁垒正被中国创新力量逐步突破。这一事件不仅折射出全球半导体产业链格局的深刻变化,更预示着韩国引以为傲的尖端技术优势将面临前所未有的挑战。
作为全球存储芯片市场的绝对霸主,三星与SK海力士合计占据超过50%的NAND市场份额,其技术路线向来被视为行业风向标。然而,当存储芯片堆叠层数突破400层的技术临界点时,韩国企业遭遇了物理极限的掣肘。传统的外围电路集成架构(COP或CUA)在应对420-430层堆叠时,底层电路承受的机械应力急剧增加,导致芯片可靠性下降、良率恶化。这一技术瓶颈迫使三星必须引入混合键合技术,而该领域的核心专利已被长江存储通过自研的“晶栈Xtacking”体系牢牢掌控。三星的妥协本质上揭示了韩国企业在高密度存储技术上的创新动能不足,其长期依赖的工艺微缩路径正遭遇天花板。
更严峻的挑战在于半导体制造技术生态的重构。混合键合技术的应用不仅涉及封装环节,更推动着整个生产模式向CMOS键合阵列(CBA)架构转型。长江存储早在2018年就通过Xtacking技术将NAND阵列与外围电路分离制造,利用两片晶圆的独立优化实现存储密度与性能的跃升。反观三星、SK海力士等韩国企业,尽管早在2020年就意识到CBA架构的重要性,却因既有产能的路径依赖和技术转型的高昂成本而行动迟缓。这种战略犹豫导致韩国企业在向400层以上堆叠迈进时,不得不额外承担工艺转换、设备升级等增量成本,相较于已深耕混合键合多年的长江存储,其制造成本预计将高出30%以上。
韩国技术优势的动摇还体现在基础专利布局的失衡。目前全球混合键合技术专利已形成由Xperi、长江存储和台积电主导的三角格局,其中长江存储在3D NAND领域的专利组合尤为聚焦。数据显示,该公司累计申请专利超过1万件,仅2023年就对美光发起19项专利诉讼,并成功抵御了22次专利无效挑战。这种攻守兼备的专利策略,使得三星在开发V10至V12代产品时不得不持续支付许可费用。更值得警惕的是,韩国科学技术企划评价院的最新报告显示,韩国在高集成存储器、人工智能芯片等12项核心技术的专利质量指数已落后于中国,这种基础研究能力的差距将随着技术迭代进一步放大。
此次专利授权事件还暴露出韩国半导体产业的结构性风险。长期以来,韩国企业凭借先进制程和规模化制造建立竞争优势,但在原创技术研发和知识产权管理上存在明显短板。长江存储从成立之初就获得国家层面的专利预警支持,通过系统分析全球3D NAND专利布局,精准避开了美日企业的技术封锁陷阱。相比之下,韩国企业过度聚焦短期市场扩张,在底层技术储备上投入不足。当行业竞争从工艺竞赛转向架构创新时,这种发展模式的脆弱性便暴露无遗。SK海力士计划在400层NAND中采用混合键合技术的事实表明,韩国存储双雄未来可能集体陷入对长江存储的技术依赖。
这一历史性转折的背后,是中国半导体产业十年磨剑的厚积薄发。从2016年国家知识产权局启动三维NAND专利预警,到2020年长江存储跳过96层直接量产128层闪存,再到如今以270层产品实现20Gb/mm²的位密度突破,中国存储芯片产业走出了一条“专利突围—技术超越—生态重构”的逆袭之路。而韩国企业虽然仍保有工艺经验和产能规模的优势,但在决定未来竞争格局的技术标准制定权争夺中已显疲态。当长江存储计划通过产能扩张改写行业规则时,韩国存储巨头的应对之策将不再局限于实验室的技术追赶,更需重构全球产业链合作范式,这或许才是此次专利授权事件给予韩国产业界最深刻的启示。