中國存儲器芯片行業(yè)概覽


存儲器芯片定義及分類:存儲器芯片是半導(dǎo)體存儲產(chǎn)品的核心,是電子系統(tǒng)中負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)存儲的核心硬件單元,其存儲量與讀取速度直接影響電子設(shè)備性能。半導(dǎo)體存儲按照掉電后是否保存數(shù)據(jù),分為易失性存儲和非易失性存儲。
易失性存儲主要以隨機(jī)存取器RAM為主,使用量最大的為動態(tài)隨機(jī)存儲DRAM。
非易失性存儲中最常見的為NOR Flash與NAND Flash,其中NOR Flash因其讀取速度快且可擦除寫入,被作為代碼存儲的主要器件,NAND Flash在高容量時具有成本優(yōu)勢,且讀寫速度比傳統(tǒng)的光學(xué)、磁性存儲器快,是現(xiàn)在主流的大容量數(shù)據(jù)存儲器件。

當(dāng)前中國NOR Flash芯片技術(shù)基本成熟,但在DRAM、NAND Flash芯片領(lǐng)域,仍與國際領(lǐng)先水平有著一代以上的技術(shù)差異。
NAND目前制程基本已經(jīng)達(dá)到極限,開始從2D轉(zhuǎn)向3D發(fā)展,使得國內(nèi)的技術(shù)與國際大廠的差距有望逐漸縮小。3D NAND國際上目前通用的為64層,而國內(nèi)長江存儲已經(jīng)實(shí)現(xiàn)32層,差距只有一代。
中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈由上游為半導(dǎo)體支撐產(chǎn)業(yè),中游為存儲芯片行業(yè),下游市場參與者由眾多電子整機(jī)廠組成。存儲器芯片是集成電路價值量最大的產(chǎn)品之一,存儲芯片產(chǎn)業(yè)是國家戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè),直接關(guān)系到電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,中國正逐漸在全產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)中實(shí)現(xiàn)對進(jìn)口產(chǎn)品的替代。

全球范圍內(nèi),美、韓兩國存儲器芯片廠商居頭部,技術(shù)領(lǐng)先,議價能力強(qiáng),近年來中方企業(yè)技術(shù)逐漸實(shí)現(xiàn)趕超,預(yù)計(jì)未來將實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代。
中國IC設(shè)計(jì)行業(yè)缺乏自主設(shè)計(jì)流程的能力,還不具備COT設(shè)計(jì)能力,主要依靠工藝技術(shù)的進(jìn)步和EDA工具的進(jìn)步
除兆易創(chuàng)新外,中國存儲器芯片廠商多為IDM模式發(fā)展
當(dāng)前在高端制程,中國廠商難以實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代
3D NAND Flash 領(lǐng)域:三星86層技術(shù)成熟,當(dāng)前長江存儲64層產(chǎn)品已小范圍量產(chǎn),目前在調(diào)試設(shè)備跨86層實(shí)現(xiàn)128層技術(shù)彎道超越
DRAM領(lǐng)域:當(dāng)前中國全面落后于國際頭部企業(yè)
中國集成電路封測水平居全球領(lǐng)先水平,已完全實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代
存儲器芯片封測行業(yè)屬于勞動密集型、技術(shù)密集型企業(yè)
封測水平反向推動產(chǎn)業(yè)鏈中游芯片制造業(yè)的發(fā)展
三大主流存儲器芯片近年來下游市場規(guī)模逐年擴(kuò)大,旺盛的下游需求推動存儲器芯片行業(yè)的發(fā)展。

近五年來,受PC及移動端電子設(shè)備內(nèi)存容量不斷擴(kuò)大,以TWS為代表的可穿戴設(shè)備新型消費(fèi)級市場快速擴(kuò)張,以及大數(shù)據(jù)云計(jì)算技術(shù)不斷釋放對企業(yè)級存儲的需求等多方因素的影響,中國存儲器芯片行業(yè)整體不斷發(fā)展,市場規(guī)模(以銷售額計(jì))從2014年的45.2億美元增長到了2019年123.8億美元,年復(fù)合增長率高達(dá)28.6%。
由于當(dāng)前存儲器芯片應(yīng)用廣泛,同時下游消費(fèi)電子市場份額逐年擴(kuò)大,且未來5G及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將進(jìn)一步為中國存儲器芯片的整體發(fā)展賦能,預(yù)計(jì)未來中國存儲器芯片還將繼續(xù)保持穩(wěn)定增長的態(tài)勢。到2024年,中國存儲器芯片市場份額有望突破522.6億美元,占全球市場的14%。
中國存儲器芯片廠商有天然地緣優(yōu)勢,未來對進(jìn)口的依賴將會進(jìn)一步減弱,國產(chǎn)替代率將進(jìn)一步提高。
存儲器芯片產(chǎn)品具有典型的大宗商品屬性,差異化競爭較小,不同企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)基本相同,標(biāo)準(zhǔn)化程度較高,因此品牌化程度較弱,用戶粘性低。
從電子整機(jī)下游消費(fèi)者角度考量:消費(fèi)者通常只會考慮存儲芯片的容量,如手機(jī)存儲量是64G還是128G,對存儲器芯片品牌不會有過多關(guān)注。
從存儲器芯片廠角度考量:行業(yè)壁壘高,頭部企業(yè)通常體量大、投資高、規(guī)模龐大,下游整機(jī)廠在選配存儲器芯片時,在產(chǎn)品性能、物理屬性等技術(shù)性能接近的情況下,報(bào)價通常作為第一考量因素。
從電子整機(jī)廠角度考量:尤其是消費(fèi)類電子整機(jī)出貨量通常以億為計(jì)量單位,存儲器芯片作為核心存儲硬件單元,需求量與其倍數(shù)相關(guān),巨量需求下,性價比直接決定品牌的市場份額。因此,對于存儲器芯片行業(yè),只要技術(shù)參數(shù)上達(dá)到產(chǎn)品需求,不同品牌的可替代率很高,這為中國存儲器芯片品牌的發(fā)展提供了彎道超車的可能。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展使得設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)接入量與整體數(shù)據(jù)存儲量呈現(xiàn)爆發(fā)式增長,直接拉動存儲器芯片行業(yè)的發(fā)展。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展使近年來NOR Flash呈現(xiàn)市場復(fù)蘇。通常,物聯(lián)網(wǎng)接入設(shè)備的系統(tǒng)與手機(jī)、計(jì)算機(jī)等相比更簡單,處理數(shù)據(jù)更少,對存儲空間的要求較少,一般在幾兆到幾百兆之間。此時物聯(lián)網(wǎng)接入設(shè)備采用NOR Flash替代傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)、手機(jī)等設(shè)備以DRAM和NAND Flash為核心的內(nèi)存處理方案是性價比最高的選擇,這使得物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)賦能的新設(shè)備仍能維持在當(dāng)前價格水平,逐漸提高在整體產(chǎn)品市場的滲透率。

全球內(nèi)存及閃存產(chǎn)品在國際競爭市場上,基本均被韓國、日本、美國等國壟斷。在DRAM領(lǐng)域,三星、海力士及美光為行業(yè)龍頭,在NAND領(lǐng)域,三星、東芝、新帝,海力士以及美光、英特爾共同掌握全球話語權(quán)。
當(dāng)前,中國已初步完成在存儲芯片領(lǐng)域的戰(zhàn)略布局,但由于中國起步晚,且受到技術(shù)封鎖,市場份額較少,距離全面國產(chǎn)替代還有較大的發(fā)展空間。存儲芯片良好的發(fā)展態(tài)勢將為中國在這一領(lǐng)域的發(fā)展提供源源不斷的需求保障。

當(dāng)前中國基本實(shí)現(xiàn)NOR Flash芯片的進(jìn)口替代,但在DRAM、NAND Flash芯片領(lǐng)域,仍與國際領(lǐng)先水平有不小差距。
全球存儲器芯片市場規(guī)模大且競爭激烈,當(dāng)前中國已基本實(shí)現(xiàn)NOR Flash芯片的進(jìn)口替代,但在DRAM、NAND Flash芯片領(lǐng)先制程領(lǐng)域,仍與國際領(lǐng)先水平有不小差距。

三星、海力士、東芝、西部數(shù)據(jù)、美光、英特爾等巨頭在產(chǎn)能上持續(xù)投入。2018年,64層、72層的3D NAND閃存已成業(yè)界主力產(chǎn)品,2019年開始量產(chǎn)92層、96層的產(chǎn)品,到2020年,大廠們即將進(jìn)入128層3D NAND閃存的量產(chǎn)。
長江存儲64層三維閃存產(chǎn)品的量產(chǎn)有望使中國存儲芯片自產(chǎn)率從8%提升至40%。在美日韓大廠壟斷下,長江存儲的64層3D NAND閃存量產(chǎn)消息別具意義。
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