中國存儲(chǔ)芯片產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及發(fā)展存在的問題分析

• 李芬珍子 2023年11月7日 來源：中研網(wǎng) 675 39
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中國存儲(chǔ)芯片產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析

根據(jù)存儲(chǔ)原理的不同，NAND Flash存儲(chǔ)可以分為SLC、MLC、TLC和QLC四大類，從結(jié)構(gòu)上又可以分為2D、3D兩大類。

目前，國產(chǎn)NAND玩家多集中于最原始的SLC NAND市場，處于TLC和QLC的國產(chǎn)廠商僅長江存儲(chǔ)一家。長江存儲(chǔ)128層TLC 3D NAND已經(jīng)量產(chǎn)，且良率已做到相當(dāng)水準(zhǔn);128層QLC 3D NAND也已經(jīng)準(zhǔn)備量產(chǎn)。與三星等國際巨頭相比，長江存儲(chǔ)技術(shù)差距正在逐漸縮小。

從整個(gè)NAND市場看，SLC NAND占比僅2%。在SLC NAND市場上，韓國企業(yè)愛拓科技、臺(tái)灣地區(qū)企業(yè)旺宏電子和華邦電子、美國賽普拉斯和美光、日本東芝占據(jù)較大份額。

在大陸地區(qū)，目前兆易創(chuàng)新、復(fù)旦微電、東芯半導(dǎo)體均有SLC NAND量產(chǎn)產(chǎn)品，其中兆易創(chuàng)新產(chǎn)品技術(shù)更為領(lǐng)先，已達(dá)到行業(yè)主流水平。除此之外，北京君正旗下ISSI在汽車級(jí)NAND市場有量產(chǎn)產(chǎn)品，芯天下則通過購買海外SLC NAND晶圓自行封裝策略生產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品。

雖然在DRAM和NAND市場，中國企業(yè)的競爭力暫時(shí)薄弱一些，但在NOR Flash和EEPROM兩個(gè)市場上，國內(nèi)企業(yè)實(shí)則表現(xiàn)出不俗的競爭力。由于下游需求端的迅速放量，全球存儲(chǔ)芯片巨頭的產(chǎn)能已經(jīng)不足以滿足迅速膨脹的市場需求。在這種情形下，國際巨頭往往將產(chǎn)能集中于最大市場上利潤最高的板塊，從而逐漸退出了SLC NAND、NOR Flash和EEPROM這三個(gè)利基市場，國產(chǎn)企業(yè)也有了崛起的機(jī)會(huì)。

具體來看，NOR Flash在2020年占據(jù)整個(gè)存儲(chǔ)芯片市場1%的份額。這種存儲(chǔ)芯片的應(yīng)用，主要集中于手機(jī)模組、網(wǎng)絡(luò)通訊、數(shù)字機(jī)頂盒、汽車電子、安防監(jiān)控、行車記錄儀、穿戴式設(shè)備等消費(fèi)領(lǐng)域，典型應(yīng)用場景有智能手機(jī)中AMOLED面板和TWS耳機(jī)。

NOR Flash已經(jīng)成為存儲(chǔ)芯片國產(chǎn)替代的主要戰(zhàn)場。

在2020年，全球NOR Flash市場前兩位分別為臺(tái)灣地區(qū)企業(yè)華邦電子和旺宏電子，第三名即是近年來迅速崛起的兆易創(chuàng)新。目前，兆易創(chuàng)新已量產(chǎn)55nm工藝NOR Flash產(chǎn)品，處于行業(yè)內(nèi)主流技術(shù)水平。

除兆易創(chuàng)新外，復(fù)旦微電、東芯半導(dǎo)體、普冉股份均已量產(chǎn)55nm小容量NOR Flash產(chǎn)品，芯天下、珠海博雅、武漢新芯和恒爍半導(dǎo)體亦有相關(guān)產(chǎn)品量產(chǎn)。

在另一種非易失性存儲(chǔ)芯片EEPROM市場上，國產(chǎn)芯力量也正在崛起。

EEPROM產(chǎn)品市場規(guī)模雖然較小，但應(yīng)用十分廣泛。小容量EEPROM代表應(yīng)用領(lǐng)域包括電腦顯示器等領(lǐng)域，中容量EEPROM代表應(yīng)用領(lǐng)域包括手機(jī)攝像頭模組CCM等領(lǐng)域，大容量EEPROM代表應(yīng)用領(lǐng)域包括智能電表等。

復(fù)旦微電、聚辰股份、普冉股份、珠海博雅均有EEPROM產(chǎn)品，不同企業(yè)各有側(cè)重。

中國存儲(chǔ)芯片最新技術(shù)進(jìn)展

在智能手機(jī)，電腦等消費(fèi)電子性能逐步提高的當(dāng)下，對(duì)于存儲(chǔ)芯片提出了更高的要求。一般來說，存儲(chǔ)芯片主要分為NAND和DRAM，其中NAND是非易失性存儲(chǔ)技術(shù)，而DRAM是動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存。在競爭激烈的NAND行業(yè)中，主要的市場份額依舊掌握在老牌廠商中。NAND來說，全球市場份額分布集中，被美日韓三國主導(dǎo)。

美國存儲(chǔ)芯片巨頭美光科技是第一個(gè)提出要生產(chǎn)232層結(jié)構(gòu)的廠商，但業(yè)內(nèi)遲遲沒有傳出美光突破的消息，而讓人沒想到的是，2022年11月長江存儲(chǔ)完成了232層3D NAND閃存的生產(chǎn)。

這項(xiàng)技術(shù)產(chǎn)品可以帶來更大的容量和數(shù)據(jù)穩(wěn)定性，并且在采用了3D堆疊技術(shù)后，NAND閃存的可靠性有了進(jìn)一步的提升。2D工藝只能在平面上增加面積，相當(dāng)于蓋一棟房子不是上下堆疊，而是向著前后左右。2D的弊端會(huì)讓閃存面積不斷增加，最終無法與設(shè)備兼容適配。

而3D NAND閃存才是行業(yè)的趨勢，一線巨頭都在做3D NAND，且推出了各自的技術(shù)，比如三星的V-NAND，東芝的BiCS，長江存儲(chǔ)的技術(shù)則是Xtacking。

長江存儲(chǔ)這項(xiàng)技術(shù)會(huì)把存儲(chǔ)陣列與外圍電路進(jìn)行區(qū)分，再用垂直互聯(lián)通道進(jìn)行連接。通俗點(diǎn)講，就是在兩顆晶圓上獨(dú)立制造兩種電路，再進(jìn)行拼接，這樣集成的性能會(huì)更加出色，與其它廠商的單一集成方式形成鮮明對(duì)比。或許正是因?yàn)檫@種獨(dú)特的生產(chǎn)技術(shù)，讓長江存儲(chǔ)率先切入200層以上的3D NAND。

中國存儲(chǔ)芯行業(yè)發(fā)展存在問題分析

一、技術(shù)差異較大

中國DRAM制造企業(yè)長鑫存儲(chǔ)2022年將推進(jìn)第二代10nm(1y或16nm至17nm)DRAM的量產(chǎn)。三星電子等韓國企業(yè)計(jì)劃批量生產(chǎn)第5代10nm(1b或12nm-13nm)DRAM?？紤]到每一代的技術(shù)差距為2年-2年半，兩國之間的技術(shù)差距超過5年。

韓國進(jìn)出口銀行海外經(jīng)濟(jì)研究所(OERI)推算在NAND閃存領(lǐng)域，中國與韓國的技術(shù)差距約為2年。中國存儲(chǔ)芯片企業(yè)長江存儲(chǔ)于2021年8月開始批量生產(chǎn)第6代(128層)3D NAND閃存。三星電子等韓國廠商則從2019年開始批量生產(chǎn)，批量生產(chǎn)200層以上的NAND閃存，而長江存儲(chǔ)預(yù)計(jì)要到2024年才能實(shí)現(xiàn)。

從NAND閃存的技術(shù)路線來看，從2D到3D，各大廠商都朝著堆疊層數(shù)更高的方向不斷發(fā)展。目前，業(yè)內(nèi)比較先進(jìn)且投入量產(chǎn)的NAND閃存為176層閃存，美光、SK海力士、三星也都實(shí)現(xiàn)了176層NAND閃存的量產(chǎn)。另外，美光已經(jīng)隆重宣布了業(yè)內(nèi)首創(chuàng)的232層3D NAND存儲(chǔ)解決方案，高調(diào)引領(lǐng)NAND閃存闖入200層。

國內(nèi)在NAND閃存方面掌握最先進(jìn)技術(shù)的是長江存儲(chǔ)，128層NAND閃存已經(jīng)量產(chǎn)，而近期長江存儲(chǔ)已向少數(shù)客戶交付了其內(nèi)部開發(fā)的192層3D NAND閃存樣品。

技術(shù)仍是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的第一生產(chǎn)力。半導(dǎo)體產(chǎn)品更新?lián)Q代及技術(shù)升級(jí)速度較快，持續(xù)研發(fā)新技術(shù)、推出新產(chǎn)品是各家廠商在市場中保持優(yōu)勢的重要手段。后續(xù)發(fā)展過程中，長鑫存儲(chǔ)的DRAM技術(shù)升級(jí)和超微加工需要EUV設(shè)備，三星電子等韓國企業(yè)已經(jīng)引進(jìn)或計(jì)劃引進(jìn)用于超微加工的EUV設(shè)備，而由于美國的制裁，中國企業(yè)很難引進(jìn)。

除了韓國，美國、日本在保持技術(shù)領(lǐng)先方面也投入較大，也是限制中國企業(yè)發(fā)展的另一種力量。美國一直對(duì)中國制造的芯片發(fā)出反對(duì)聲音，加之近期美日韓的半導(dǎo)體聯(lián)盟扼制中國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢，即使有政府的大力支持，利于長江存儲(chǔ)和長鑫存儲(chǔ)降低降低成本、提升競爭力，但關(guān)鍵設(shè)備的封鎖很難短時(shí)間內(nèi)突破，無論技術(shù)追趕和是產(chǎn)業(yè)化方面都會(huì)受到影響。從長遠(yuǎn)來看，將會(huì)對(duì)長江存儲(chǔ)和長鑫存儲(chǔ)的發(fā)展構(gòu)成威脅。因此，如果美國加大對(duì)中國產(chǎn)芯片的制裁力度，韓國和中國的技術(shù)差距有可能維持下去。

二、市場集中度高，國內(nèi)企業(yè)競爭力弱

全球集成電路市場，存儲(chǔ)芯片是市場份額最大的品類之一，市場份額接近邏輯芯片。在某些年份內(nèi)，存儲(chǔ)芯片的市場份額更是超過了邏輯芯片，足以說明其是集成電路市場上最有價(jià)值的品類之一。

中國是最大的消費(fèi)電子生產(chǎn)和消費(fèi)市場，每年對(duì)于存儲(chǔ)芯片的需求無比龐大。但正如整個(gè)集成電路行業(yè)一樣，國際巨頭們近乎壟斷了全部的市場份額。

在DRAM和NAND Flash兩個(gè)最大子市場上，國際巨頭憑借先發(fā)優(yōu)勢和技術(shù)壁壘處于壟斷性地位。

自從英特爾量產(chǎn)DRAM產(chǎn)品以來的51年間，美國、日本、韓國存儲(chǔ)芯片企業(yè)激烈競爭，目前形成了韓國三星和SK海力士、美國美光半導(dǎo)體寡頭壟斷的市場格局，三巨頭占據(jù)了約95%的市場份額。

《2023-2028年中國存儲(chǔ)芯片行業(yè)市場競爭分析及發(fā)展預(yù)測報(bào)告》由中研普華存儲(chǔ)芯片行業(yè)分析專家領(lǐng)銜撰寫，主要分析了存儲(chǔ)芯片行業(yè)的市場規(guī)模、發(fā)展現(xiàn)狀與投資前景，同時(shí)對(duì)存儲(chǔ)芯片行業(yè)的未來發(fā)展做出科學(xué)的趨勢預(yù)測和專業(yè)的存儲(chǔ)芯片行業(yè)數(shù)據(jù)分析，幫助客戶評(píng)估存儲(chǔ)芯片行業(yè)投資價(jià)值。

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