存储芯片迎爆发风口!国产替代两大核心赛道,布局龙头梳理

存储芯片在集成电路市场中占据了四分之一以上的份额,并且与集成电路市场相比,存储芯片市场的周期性更加明显和剧烈。全球半导体存储器市场中,DRAM的占比高达56%,而NAND Flash则约占41%。

从去年4月开始,DRAM和NAND的价格持续下滑,但近期跌幅已经明显收窄。由于需求低迷,存储厂商的库存一度攀升,迫使部分厂商通过降价来清理库存并促进销售。近期,随着终端客户和渠道商的库存逐渐缓解,存储厂商开始拒绝进一步降价出售产品,甚至传出询单报价上涨的消息。目前,已经有一些产品的价格开始边际改善,预计四季度价格有望止跌回升。

在国内市场,存储芯片一直是集成电路市场中占比最大的产品类别。2022年,中国市场存储芯片的销售额达到了5938亿元。据中商情报网统计,预计2023年中国存储芯片市场规模将接近6500亿元。#存储芯片##半导体##存储器##半导体##人工智能##算力#

存储芯片行业概览

半导体存储芯片是集成电路领域的一个重要分支,是一种用于信息存储的器件,可以使用磁性材料或半导体等材料作为存储介质。

根据信息的可保存类型进行分类,主要分为易失性存储器和非易失性存储器两大类。

易失性存储器包括静态随机存储器(SRAM)和动态随机存储器(DRAM)。

非易失性存储器则包括掩膜型只读存储器(MROM)、可编程只读存储器(PROM/EPROM/EEPROM)以及快闪存储器(Flash)。其中,快闪存储器的主流产品是NOR Flash和NAND Flash。

存储芯片产业链由多个环节组成,包括集成电路设计、晶圆制造、封装和测试以及模组厂商集成等。上游参与者主要是半导体材料供应商和半导体设备供应商,提供硅片、光刻胶、靶材、抛光材料、电子特种气体等半导体材料,以及光刻机、PVD、CVD、刻蚀设备、清洗设备、封测设备等半导体设备。

产业链的中游是存储芯片制造商,负责存储芯片的设计、制造和封测。

存储器层次结构:

存储原厂大多采用IDM模式,也就是垂直整合制造模式,这种模式使它们拥有晶圆代工线、封测产线以及自有品牌存储产品的完整生产线,例如美光、三星、海力士和西部数据等。

在存储器产业链的下游,主要是消费电子、汽车电子、信息通信、人工智能等应用领域的企业。

存储晶圆和主控芯片是制造半导体存储器模组的主要原材料。

由于存储器可以在各种不同的场景中应用,存储器模组厂商需要针对不同的应用场景来进行应用产品的研发设计和品牌运营。这包括固件算法的开发、系统级集成封装设计、存储芯片测试算法的开发以及存储应用技术的研发等。

部分存储器模组品牌厂商甚至会选择将模组的封装测试工作委托给专业的封装测试企业来完成。

全球存储产业链:

常见的存储芯片包括DRAM、NAND闪存芯片和NOR闪存芯片等。

DRAM和NAND Flash是主要的存储技术。

DRAM和Flash各自属于不同的存储器层次,在多种下游应用中常常搭配使用,形成互补。处理器负责从内存中快速读取数据,而内存则从闪存中加载所需的数据。

DRAM,即动态随机存取存储器,是一种易失性存储器。利用电容来存储数据,并需要定期刷新以保持数据的完整性,如果停止刷新,存储的信息将会丢失。

Flash则属于非易失性存储技术,即使在断电的情况下,存储在其中的数据也不会丢失。Flash存储器是在ROM(只读存储器)的基础上逐渐演进而来的,为数据存储提供了更加可靠和持久的解决方案。

DRAM在读写速度上超过Flash,但其成本高、功耗较大。尽管如此,DRAM具有更长的寿命和更高的集成度,其结构相对简单。相比之下,Flash的主要优势在于其大容量和低成本。

在制造工艺上,DRAM从20nm过渡到10nm需要经历至少五个不同的工艺节点,这显示出其微缩的复杂性。

目前,DRAM的制程提升是以1nm为单位进行的,这显示出其技术上的极高难度。DRAM的存储单元是由一个晶体管和一个电容组成,当晶体管处于导通状态时,电容会储存电荷。根据电容是否带电,可以确定存储的是“1”还是“0”。

微缩DRAM的难点在于如何在减小尺寸的同时确保电容可以保持足够的电荷。

为了克服这一难题,三星、SK海力士和美光等技术大厂采用了在晶体管上堆积绝缘膜、进行凿孔和形成电容的方法。在这个过程中,如何精确地深挖细微孔成为了一个重要的技术研发方向。

DRAM分类:

NAND Flash则是一种非易失性存储器,其基本存储单元采用的是串联形式,非常适合于高容量存储,但无法在片上执行。从技术路径上看,目前已经可以达到232层(由美光推出)。

全球前五大存储厂商不断提升NAND Flash堆叠层数,提升3D NAND Flash的堆叠层数是过去十年中提升存储密度的主要途径。

NANDFlash模组产业链结构:

资料来源:公开整理、行行查

从市场空间来看,NAND Flash的主要驱动力来自于嵌入式产品,尤其是智能手机和服务器等设备的容量和规格升级。据前瞻产业研究院预测,到2026年,全球NAND Flash市场的规模有望超过1000亿美元,对应的未来5年复合年增长率(CAGR)达到10%。

DRAM&NANDFlash 行业格局和龙头梳理

目前,无论是DRAM还是NAND Flash市场,都呈现出海外企业寡头垄断的格局。我国的大部分厂商仍在与国际龙头企业进行错位竞争,主要聚焦在利基型市场。

早期全球领先的企业如三星、海力士和美光通过大量资本投入进入了DRAM存储器领域,并逐步积累了显著的市场竞争优势。当前全球DRAM晶圆市场目前主要由这三家企业主导。

据Omdia数据显示,近十年来,以上三家DRAM晶圆原厂每年都需要投入数十亿美元用于固定资产投资,且这一趋势呈波动式增长。这充分表明,DRAM晶圆设计与制造行业有着相当高的资本门槛。#财经新势力#

国内产业链布局厂商中,兆易创新和北京君正这两家企业都在布局DRAM和Flash市场。兆易创新是国内领先的半导体设计企业,其产品涵盖了存储器、微控制器和传感器。北京君正则于2020年收购了北京矽成100%的股权,其产品主要包括微处理器芯片、智能视频芯片、存储芯片和模拟与互联芯片。此外,普冉股份是国内非易失性存储领域的领先芯片设计企业之一,其主要产品包括NOR Flash和EEPROM。普冉股份凭借其独特的SONOS工艺和40nm的领先制程,在中小容量领域具有突出的低功耗和高性价比优势。

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页面更新:2024-04-30

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