半導體是高科技產業，高科技產業的特徵是持續的投入尖端技術開發，以創造新的經濟價值，挾以先進入市場的優勢，獲取超額的利潤，然後再以此利潤，重複投入更先進製程的開發，以擴大先進製程的領先進度，並投入更多的資本支出，建立更強大的規模經濟，這是高科技產業建立良性循環以在競爭中勝出的不二法門。
記憶體是半導體產業最大的次領域，記憶體包括DRAM、NAND Flash、NOR Flash、EEPROM等產品，以及新興記憶體，其產值大約佔半導體市場的25~30%左右。以半導體產業個別產品的產值而言，依次為DRAM(約13%)、NAND Flash(約11%)、CPU(約9%)。這些數字雖然每年會略有變動，但是大小次序約略如此，所以記憶體的競爭策略影響半導體產業的發展至鉅。
記憶體次產業的發展大致可分為下列四個階段：一、DRAM成為半導體製程主要驅動力的年代(1980~2000後)；二、DRAM與平面NAND Flash享有製程與設備綜效的年代(2000~2013)；三、DRAM與3D NAND Flash分道揚鑣的年代(2013~2022)；四、引入記憶體新增值方式的年代(2022後)。我們將以這四個階段切入，向各位讀者分享記憶體產業的興與衰。
一：DRAM當成半導體製程主要驅動力的年代
為什麼DRAM過去能夠成為整個半導體產業製程推進的主要驅動力？原因有三：一是技術面的理由。DRAM的主體由密集而重複的記憶體單元所構成，製程的先進與否與成本息息相關。二是DRAM有產業的共同規格，無法在產品效能差異化相互競爭，產品成本成為競爭力的主要因素之一。三是經濟面的理由。DRAM是半導體產業中最大的次產業，才有資格產生足夠的營業利潤，投入最先進半導體製程的研發。
在這裡要引入一個「公司技術獨立研發閾值」的概念。尖端技術研發顯然是一個極端耗費金錢的活動，這些經費要從營運的營業利潤所積累，公司營業額顯然先要達到市場的一定比例，其所累積的營業利潤才能夠跨越這個門檻。從經驗法則上來看，一個半導體公司要能夠佔所屬次產業的15%營業額以上，才能夠具有獨立先進製程研發的經濟能力。這個法則適用於記憶體次產業，也適用於邏輯代工次產業。
由於上述記憶體產業的現實以及所受競爭架構的限制，所有記憶體的公司無不努力的朝向擴大規模經濟、加速先進製程研發的方向進行。到現在在記憶體產業碩果僅存的幾家領導廠商，不管是透過背後集團的資金挹注、產業中公司的橫向合併或技術合作開發、或者以其他方式，最後均能跨越此一門檻，得以持續營運、研究發展。
在DRAM作為半導體製程主要驅動力的年代中，最主要的商業模式是由技術領先廠商透過技術授權/合作，以交換被授權對象的產能保留。這樣做對於技術授權方顯然有軍火資敵之嫌，其所得是無需透過大幅資本支出就可以獲得相對便宜的產能，藉以擴大自己的生產以及研發規模經濟，分擔研發經費；而被授權方可以立即取得最先進的製程，節省技術追趕時間，代價是資本支出只能獲得較低的利潤，在長期的競爭中不利於資本累積。但是商業模式的形成，自然對雙方都是各取自己所需的利益，所以在這個發展階段，以技術授權換取產能保留變成盛行的商業模式，這也是台灣DRAM次產業興起的緣由。
無論如何，DRAM在此一階段的確扮演半導體先進製程的主要推手，只要回想在現代半導體製造中扮演重要角色的12吋廠，以及DUV、CMP等重要製程、製造設備是由哪個次產業先引進的就可以驗證這個敘述。
二：DRAM與平面NAND Flash享有製程開發與設備利用的綜效
NAND Flash由東芝(Toshiba)在1989年發明，於2000年初逐漸進入商業量產。由於其寫入速度遠高於機械式硬碟，而且行動應用開始盛行，小容量的永久記憶體產品蓬勃發展，NAND Flash開始成為記憶體公司的注目焦點。
平面NAND Flash與DRAM在技術上有極高的相似性：基本上一個記憶體細胞都有一個電晶體，用以控制記憶體的讀寫，於電晶體上的記憶體元件都是以複晶來製作(DRAM的電容以及NAND Flash的浮柵)，最頂層的金屬連線只需要極少數幾層。
此時DRAM的製程容易受到電容面積與製程微縮的兩難問題，進展已開始趨緩，而平面NAND Flash的製程發展才方興未艾，開始超越了DRAM的製程發展進度，於是同時發展二者的記憶體公司便開展了平面NAND Flash與DRAM之間製程開發以及設備利用的雁行序列綜效：先行開發NAND Flash的製程、購買生產設備，進入生產模式，獲取先進者利潤。待製程開發費用充分攤提、設備折舊完成，轉而生產DRAM。此時DRAM的生產基本上只剩下變動成本，公司具有極高的競爭力，二者的製程大約相差1.5~2個世代。
純DRAM市場景氣，原本就有以5年左右的週期波動循環。當市場需求旺盛時，記憶體公司推進製程、擴充產能，直到供過於求，DRAM價格開始下跌，利潤縮減、甚至虧損，研究經費為之縮減，進而影響製程開發的速度，產能成長因而趨緩，逐漸被市場需求所超越，從而開始進入下一波的景氣循環。DRAM公司習慣這樣子的景氣循環模式，賺2年、賠3年，在沒有遇到總體經濟重大災難時(如1997年的亞洲金融風暴、2009年的金融海嘯)，倒也能生存自若。
當兩種記憶體的技術開發與設備利用綜效模式開始的時候，記憶體市場的景氣循環模式發生變化。一般而言，由於NAND Flash是新產品，而且參與競爭的廠商家數較少，價格相對穩定。在DRAM市場進入價格低迷的時候，生產兩種記憶體的廠商的反應便與以前有所不同。因為此時DRAM的新世代技術基本上已經有NAND Flash先行開發完成大部分，提前一個世代上場基本上不用太長的時間，也無需大量的經費，而機台設備也折舊了大半，所以對市場低迷的對策就是生產更多的DRAM以降低平均成本，導致DRAM的價格進一步下跌。這種情?對於生產兩種記憶體的廠商仍在可接受的範圍之內，但是對於只生產DRAM的廠商而言卻是致命的災難，價格低迷的期間由於缺乏景氣循環的制約，被大大的延長了。
所以DRAM產業在經歷了2006年的高峰期之後，按照慣例景氣開始下滑，又恰好遭逢2009年的金融海嘯，而產業的供需平衡模式已經有根本的改變，景氣持續更久的低迷、無法回復。至2012年左右，只生產DRAM的公司，無一倖免、均受重創，或者重整、或者直接收場。
表面上記憶體產業發生根本性變化的原因是因為競爭的主軸有新的因素、綜效，開始影響競爭結果，但是歸根結底這還是研發的規模經濟因素。在競爭中受創公司都是市場佔有率比較低的，支付一種記憶體DRAM的研發經費已是捉襟見肘，雖然知道另外一種記憶體NAND Flash對未來的發展至關重要，但是哪有另一隻手可騰出的餘裕呢？
弦外之音：台灣的DRAM產業
藉這個機會來回顧一下台灣DRAM產業發展的興衰史。
台灣的DRAM產業肇始於90年代的初中期。剛開始時固然也有公司想要靠自力研發來奠定技術的基底，但是多數的公司還是採取上述以技術授權及產能保留合約的方式，將生產技術一步到位，推進到世界最前端的方法。這樣的做法當然有惰於技術開發、將受制於技術授權方的批評。
所以DRAM公司下一步就是將技術授權合約修改成技術合作開發合約，以掌握先進技術的開發能力，大部分公司也的確能夠做到這一點。所以在技術合作開發的夥伴關係出現中間空檔時，有些公司已經能夠利用這些已建立的研發能力獨立開發1、2個世代的DRAM新製程技術。
但是最基礎的癥結還是回到研發規模經濟不足的老問題。
2000年初，台灣的DRAM產業佔全球20%上下的市場，是僅次於南韓的世界第二大DRAM生產地，但是有3、4個DRAM公司貢獻於此總產能，所以單一公司還遠遠達不到獨立研發的規模經濟閾值。因此台灣個別的DRAM公司都必須和其他的外國公司進行技術合作開發，大幅降低了資本累積能力。
台灣的公司並不是沒有意識到此一問題，所以在2000年初，因為工研院一個大型計劃被意外的中止，有大量的研發人員處於閒置狀態。以此團隊為基礎，產業中大部分的企業願意出錢、出人，參加一個叫做Advanced Semiconductor Technology Research Organization(ASTRO)的共同研發組織來分擔研發費用，以建立台灣DRAM製程獨立研發能力。但是這個政府以及台灣DRAM產業的共同努力，因為產業外的半導體公司有異議，最終功敗垂成。
至於在2009年金融海嘯後，因台灣各DRAM公司所面臨的經營困窘情況而提出的TMC整併計畫，其實已經為時已晚，DRAM可以單獨用製程推進以產生經濟價值所剩餘的年限已經不長，而且更重要的，這個計劃根本沒有提到當時台灣在競爭中無法取得優勢的原因：缺乏NAND Flash技術，無法產生綜效。一個沒有對症下藥的計畫是不可能成功的。
兩點評論。一個是台灣在發展DRAM產業的過程中，前半場的表現還算差可，產能規模以及產業部落已隱然成形，而且製程開發的能力已經初步見效。但是在形成研發規模經濟的後半場，速度遲緩，合併、募資、共同研發等可以採取的手段沒有實際進展，最終是功虧一簣。
另一點是後見之明。當時的DRAM產業外的半導體公司沒有支持ASTRO的成立，台灣的DRAM產業終究無法建立研發規模經濟，導致近乎潰敗的失利。這讓南韓的記憶體產業在以後的營運有近乎壟斷的力量，其所積累的利潤就是現在南韓用於投資代工以及系統IC產業的資本。如果台灣DRAM產業當時能繼續存在，對南韓記憶體產業形成牽制，南韓今日斷無伸手邏輯代工的餘裕。
記憶體與邏輯代工在半導體產業中似乎涇渭分明，但半導體各次產業其實禍福相倚。這需要比較高遠的產業視野才有機會高瞻遠矚、未雨綢繆。
林育中為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 (Chairman of Supervisory Board, Taiwan Semiconductor Industry Association)。現在於台大物理系訪問研究 (Visiting Research Fellow)，主要研究領域為新材料新機制、量子信息 (quantum information) 的基礎研究，擔任台灣量子計算暨資訊科技常務監事 (Standing Supervisor, Taiwan Association of Quantum Computing and Information Technology)。
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。
