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作者：暢秋
存儲器是集成電路市場的“大宗商品”，體量巨大，據(jù)WSTS統(tǒng)計，2021 年全球存儲器市場規(guī)模為1538.38億美元，同比增長30.9%，在全球集成電路市場占比達到33%。從存儲器的市場發(fā)展趨勢來看，盡管呈現(xiàn)出周期波動的特征，但總體增長趨勢明顯。
總體來看，應(yīng)用范圍最廣的存儲器主要包括四大類：DRAM，NAND Flash，NOR Flash和EEPROM。按照市場規(guī)模劃分，可歸納為“兩大兩小”，其中，“兩大”是DRAM和NAND Flash，“兩小”是NOR Flash和EEPROM。
據(jù)IC Insights統(tǒng)計，2021年全球存儲芯片市場中，DRAM占比達56%，NAND Flash占比約為41%，NOR Flash占比約為2%，EEPROM占比與NOR Flash屬于同一量級，明顯低于DRAM和NAND Flash。
?01、DRAM
DRAM結(jié)構(gòu)簡單、存儲容量大，廣泛應(yīng)用于計算機內(nèi)存，是市場規(guī)模最大的存儲芯片。SDRAM是同步DRAM，能夠與CPU系統(tǒng)時鐘同步，是DRAM的主流。目前，DDR4 SDRAM占據(jù)了主流市場，相比DDR3，DDR4能將性能和帶寬提升50%，同時降低功耗。DDR5也在市場拓展過程當中，其最高內(nèi)存?zhèn)鬏斔俾士蛇_6.4Gbps，比DDR4性能更強、功耗更低，具有很好的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
此外，LPDDR以低功耗為特色，在智能手機等移動終端上廣泛應(yīng)用。制程方面，DRAM已經(jīng)發(fā)展到10nm-20nm。行業(yè)龍頭三星電子于2014年率先實現(xiàn)20nm制程產(chǎn)品（4Gb DDR3）的量產(chǎn)，此后，DRAM制程工藝大約每兩年實現(xiàn)一次突破，從1X（16nm-19nm）到1Y（14nm-16nm），再到1Z（12nm-14nm）。2021年1月，美光宣布量產(chǎn)1α（接近10nm）制程的DRAM，領(lǐng)先行業(yè)。
DRAM 廣泛應(yīng)用于手機、服務(wù)器、PC等領(lǐng)域，其中，手機和服務(wù)器是主要推動力。隨著消費者對更高畫質(zhì)、音質(zhì)、芯片算力要求的提升，手機對DRAM的存儲容量需求不斷提升，2021年，手機DRAM的平均容量達到4.8GB，高端旗艦機達到12GB。除了用于手機、服務(wù)器等的高性能、大容量類型，還有一種DRAM，其存儲容量較小，且對制程工藝要求不高，價格較為實惠，通常被稱為利基型DRAM，主要應(yīng)用于數(shù)字電視機頂盒、液晶電視、監(jiān)控、行車記錄儀、工控等。這類DRAM大多由中小規(guī)模的存儲器廠商生產(chǎn)。
據(jù) Trendforce統(tǒng)計，2021年全球利基型DRAM市場規(guī)模約為90億美元，接近DRAM總體市場容量的10%。全球大宗DRAM市場被三星電子、SK海力士和美光這三巨頭把持著。
目前，中國本土DRAM廠商主要有長鑫、紫光國芯、兆易創(chuàng)新、東芯股份和晉華，其中，已有企業(yè)實現(xiàn)了8Gb DDR4的量產(chǎn)。2021年，兆易創(chuàng)新推出了首款自研4Gb DRAM，采用的是19nm制程工藝。在利基型DRAM市場，中國本土的代表企業(yè)是兆易創(chuàng)新，而在車規(guī)級市場，北京君正的產(chǎn)品也具有一定的市場影響力，相關(guān)利基型DRAM已應(yīng)用于智能座艙、激光雷達、攝像頭等車載領(lǐng)域。
?02、NAND Flash
NAND Flash適用于大容量數(shù)據(jù)的存儲（通常為1Gb-1Tb），且能夠?qū)崿F(xiàn)快速讀寫和擦除。NAND Flash在大容量下具有成本優(yōu)勢，是大容量非易失存儲的主流技術(shù)方案，廣泛應(yīng)用于通信設(shè)備、消費電子、汽車電子等領(lǐng)域。工藝方面，傳統(tǒng)NAND Flash是2D結(jié)構(gòu)的，近些年，3D結(jié)構(gòu)興起，且大量蠶食2D NAND市場，3D NAND通過多層垂直堆疊技術(shù)，既能夠提高單位面積存儲密度，又能改善存儲單元性能，且成本可控。
三星電子于2013年率先開發(fā)出24層3D NAND，2020年，176層3D NAND問世，2022年，美光宣布232層3D NAND實現(xiàn)量產(chǎn)，成為全球首款突破 200層的NAND Flash芯片。與DRAM類似，智能手機和PC是NAND Flash的主要應(yīng)用市場，數(shù)據(jù)中心和汽車電子需求在不斷提升。全球NAND Flash市場由三星電子、鎧俠、西部數(shù)據(jù)、美光、SK海力士主導，其中，三星市占率最高，達到34%。
中國NAND Flash企業(yè)主要包括長存、華邦電子、旺宏電子、兆易創(chuàng)新、東芯股份等。長存于2018年研發(fā)出64層堆疊的Xtacking架構(gòu)3D NAND產(chǎn)品，并在2019年實現(xiàn)量產(chǎn)，2020年研發(fā)出128層產(chǎn)品。Xtacking架構(gòu)能使3D NAND擁有更快的I/O傳輸速度和更高的存儲密度。兆易創(chuàng)新的SLC NAND Flash已實現(xiàn)38nm、24nm制程工藝的量產(chǎn)，并完成1Gb~8Gb主流容量覆蓋，該公司還推出了38nm制程的車規(guī)級SLC NAND Flash。東芯股份方面，通過與中國本土晶圓代工龍頭深度合作，實現(xiàn)了24nm制程產(chǎn)品的量產(chǎn)，32Gb產(chǎn)品已實現(xiàn)流片。
?03、NOR Flash
NOR Flash是一類通用型非易失性存儲芯片，具有讀取速度快、隨機存儲和芯片內(nèi)執(zhí)行等特點，NOR Flash允許CPU直接從存儲單元中讀取代碼執(zhí)行（XIP），即應(yīng)用程序可直接在Flash內(nèi)運行，而不必再讀到系統(tǒng) RAM 中。
NOR Flash的寫入和擦除速度較慢，不適宜作為大容量存儲器，僅在小容量應(yīng)用場景具有成本效益，如用于存儲開機軟件程序。
目前，NOR Flash的主流制程工藝為55nm，各廠商正在向40nm及更先進節(jié)點推進。電子產(chǎn)品因內(nèi)部指令執(zhí)行、系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換、用戶數(shù)據(jù)存儲等需求，必須配置中小容量的代碼存儲器以實現(xiàn)低功耗存儲，在這方面，NOR Flash是不可或缺的元器件。
按容量劃分，中小容量NOR Flash多用于TWS耳機、手機中的AMOLED，TDDI等消費電子領(lǐng)域，大容量 NOR Flash多用于汽車電子、5G基站和工業(yè)控制等領(lǐng)域。與NAND Flash相比，NOR Flash容量小、擦寫速度慢，在智能手機興起時期，其市場規(guī)模曾一度萎縮，但隨著2016年蘋果推出AirPods系列的TWS耳機后，NOR Flash市場隨著可穿戴設(shè)備的興起而復蘇，據(jù)CINNO Research統(tǒng)計，2017年全球NOR Flash市場規(guī)模達到24.1億美元，在TWS耳機、物聯(lián)網(wǎng)、汽車電子等新興應(yīng)用的驅(qū)動下，NOR Flash需求不斷提升，預(yù)計2022年達到37.2億美元，并將保持每年10%左右的增長速度，有望在2026年達到42億美元的市場規(guī)模。全球NOR Flash市場主要由華邦、旺宏、兆易創(chuàng)新、賽普拉斯（已被英飛凌收購）和美光主導。
由于NOR Flash市場規(guī)模相對較小，2017年以來，美光、賽普拉斯等紛紛退出中低端市場，產(chǎn)能讓位于高毛利的大容量NOR Flash或DRAM、NAND Flash業(yè)務(wù)，這給中國廠商提供了商機，特別是兆易創(chuàng)新，其市占率已達到18%，進入了全球前三，普冉位列全球第六。兆易創(chuàng)新已經(jīng)開發(fā)出2Gb的超大容量NOR Flash產(chǎn)品，能夠滿足汽車電子、5G基站、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的存儲需求。其它中國本土企業(yè)，如普冉、東芯、恒爍等，通過中小容量產(chǎn)品切入TWS耳機等消費電子市場，不過，這些企業(yè)在汽車電子等高附加值應(yīng)用領(lǐng)域鮮有量產(chǎn)產(chǎn)品。
?04、EEPROM
EEPROM全稱為Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，是一種小容量、可反復擦寫的非易失性存儲芯片。EEPROM在斷電情況下仍能保留所存儲的數(shù)據(jù)，可以在計算機或?qū)Ｓ迷O(shè)備上擦除已有信息重新編程。
與NOR Flash相比，EEPROM適于更低容量（1Kb-1Mb）、需要高頻修改的存儲應(yīng)用，如汽車電子、智能手機攝像頭模組、智能電表、醫(yī)療監(jiān)測儀等。成本方面，當單個容量低于1Mb時，EEPROM的成本低于NOR Flash。2021年，全球EEPROM芯片銷售額約為8.34億美元，同比增長5.17%。消費電子是EEPROM最大的應(yīng)用市場，其次是汽車電子和工業(yè)控制。
具體來看，智能手機攝像模組是EEPROM最大的應(yīng)用市場。近些年，多攝像頭手機不斷涌現(xiàn)，預(yù)計2023年的手機攝像市場會有55.25億個EEPROM的需求，其中，約21.03億個用于多攝像頭（三個及以上），27.93億個用于雙攝像頭，單攝像頭對EEPROM的需求占比將減少至11.38%。
總體來看，手機攝像頭數(shù)量的提升，帶動了鏡頭參數(shù)存儲的需求，推動著EEPROM在攝像頭模組中的需求量快速提升。與消費類設(shè)備相比，車用對EEPROM的要求更高，需要具備更高的可靠性、更強的溫度適應(yīng)能力。全球EEPROM市場主要由意法半導體（ST）、Microchip，以及中國的聚辰半導體主導。
與ST、Microchip相比，中國本土企業(yè)在EEPROM領(lǐng)域的專注度更高，能夠進行集中的技術(shù)和資源投入，更加靈活、敏銳地捕捉到客戶需求并快速作出響應(yīng)，形成了穩(wěn)定的供貨能力，聚辰已成為智能手機攝像頭EEPROM的領(lǐng)先企業(yè)，已達到年供貨量近10億個的水平。在汽車電子應(yīng)用領(lǐng)域，隨著國產(chǎn)汽車的崛起，以及ADAS、BMS電池管理等新能源車衍生出的新應(yīng)用，國產(chǎn)EEPROM的市場份額不斷提升。目前，聚辰已經(jīng)成為國內(nèi)外眾多Tier1和Tier2企業(yè)的供應(yīng)商，客戶包括比亞迪、吉利、特斯拉、現(xiàn)代、豐田、保時捷、大眾等知名汽車品牌。
?05、結(jié)語
在巨量的存儲器市場，與國際大廠相比，中國本土存儲器廠商話語權(quán)普遍較弱，但也涌現(xiàn)出了一批很受市場關(guān)注的企業(yè)。無論是大宗的DRAM和NAND Flash，還是小宗的NOR Flash和EEPROM，都有不斷擴大市場份額的中國企業(yè)。2023年，由于市場需求普遍疲軟，對各類存儲器企業(yè)都是一個不小的考驗，在市場處于低谷期時，特別是在國際貿(mào)易受限的情況下，對中國本土存儲企業(yè)而言，意味著會有更多的潛在發(fā)展機遇。此時，需要更多的投入和堅持，以迎接明、后年市場的復蘇。
