“網(wǎng)信中國(guó)”5月21日宣布，美光公司未能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)安全審查，按照《網(wǎng)絡(luò)安全法》等法律法規(guī)，我國(guó)內(nèi)關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)營(yíng)者應(yīng)停止采購(gòu)美光公司產(chǎn)品。
此消息一出，5月22日，國(guó)產(chǎn)存儲(chǔ)芯片概念股集體高開(kāi)。中信證券表示，美光接受審查有望加速存儲(chǔ)芯片本土化趨勢(shì)。
那么，目前存儲(chǔ)芯片的國(guó)產(chǎn)化程度怎么樣了？能補(bǔ)上美光的空缺嗎？
01
存儲(chǔ)芯片分類(lèi)
存儲(chǔ)芯片種類(lèi)繁多，在了解各個(gè)領(lǐng)域國(guó)產(chǎn)存儲(chǔ)芯片的發(fā)展情況前，有必要先認(rèn)識(shí)一下存儲(chǔ)芯片的門(mén)類(lèi)。
首先，根據(jù)數(shù)據(jù)是否會(huì)在斷電時(shí)消失，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器被分為易失性存儲(chǔ)器（Volatile memory）和非易失性存儲(chǔ)器（non-volatile memory）兩大類(lèi)。
由于讀寫(xiě)速度更快，易失性存儲(chǔ)器通常被用以輔助CPU工作，因此也被稱為“內(nèi)存”；非易失性存儲(chǔ)器則被稱為“外存”，主要用于存儲(chǔ)大量的數(shù)據(jù)文件。
在內(nèi)存這個(gè)類(lèi)別中，最重要的是DRAM（動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器），因?yàn)槠涑Ｄ暾紦?jù)全球存儲(chǔ)類(lèi)芯片市場(chǎng)半壁江山。
綜合來(lái)看，DRAM結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠擁有非常高的密度，單位體積的容量較高，成本較低。再往下，領(lǐng)導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)JEDEC（固態(tài)技術(shù)協(xié)會(huì)）將DRAM定義為標(biāo)準(zhǔn)DDR、移動(dòng)DDR、圖形DDR三個(gè)類(lèi)別，分別對(duì)應(yīng)電腦內(nèi)存、手機(jī)運(yùn)存、顯卡顯存。
與DRAM相對(duì)的是SRAM（靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器），兩者的存儲(chǔ)原理、結(jié)構(gòu)不同，特性則完全相反。除了能夠應(yīng)用在緩存中，SRAM一般還會(huì)用在FPGA內(nèi)，不過(guò)SRAM價(jià)格昂貴，全球市場(chǎng)規(guī)模占比也始終較小。
值得注意的是，易失性存儲(chǔ)器在過(guò)去幾十年內(nèi)沒(méi)有特別大的變化，DRAM和SRAM各有專(zhuān)長(zhǎng)，可以適用不同應(yīng)用場(chǎng)景。
說(shuō)完了內(nèi)存，我們繼續(xù)說(shuō)外存。在非易失性存儲(chǔ)器領(lǐng)域，持續(xù)涌現(xiàn)新技術(shù)，目前技術(shù)成熟且擁有一定規(guī)模市場(chǎng)的外存共有三種：EEPROM、NOR Flash、NAND Flash。
其中，市場(chǎng)規(guī)模最大的是NAND Flash，據(jù)Yole統(tǒng)計(jì)，2021年全球存儲(chǔ)類(lèi)芯片市場(chǎng)中NAND Flash占比40%。
NAND Flash屬于數(shù)據(jù)型閃存芯片，可以實(shí)現(xiàn)大容量存儲(chǔ)、高寫(xiě)入和擦除速度，多應(yīng)用于大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。擁有SLC、MLC、TLC、QLC四種不同存儲(chǔ)技術(shù)，依次代表每個(gè)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)分別為1位、2位、3位與4位。
其中SLC和MLC/TLC/QLC形成了截然不同兩個(gè)賽道，因?yàn)镾LC技術(shù)較老但壽命、可靠性最優(yōu)的。
從SLC到QLC，存儲(chǔ)密度逐步提升，單位比特（Bit）成本隨之降低。但相對(duì)的，性能、功耗、可靠性與P/E循環(huán)（擦寫(xiě)循環(huán)次數(shù)，即壽命）會(huì)下降。
目前提升NAND Flash性能的技術(shù)路徑有兩個(gè)：其一，提升制程節(jié)點(diǎn)；其二，通過(guò)縱向疊加NAND Flash層數(shù)獲取高密度和大容量，即3D NAND Flash。一般來(lái)說(shuō)，SSD固態(tài)硬盤(pán)、U盤(pán)、手機(jī)閃存、SD卡均屬大容量3D NAND Flash范疇。
上文曾提到，DRAM占據(jù)了全球存儲(chǔ)市場(chǎng)超50%的份額。因此，NAND Flash和DRAM就占據(jù)了全球存儲(chǔ)市場(chǎng)的超九成，是最具代表性的存儲(chǔ)產(chǎn)品，其行情變動(dòng)具有風(fēng)向標(biāo)意義。
另外，EEPROM是一種支持電可擦除和即插即用的非易失性存儲(chǔ)器，具有體積小、接口簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)保存可靠、可在線改寫(xiě)、功耗低等特點(diǎn)。
NOR Flash屬于代碼型閃存芯片，用來(lái)存儲(chǔ)代碼及部分?jǐn)?shù)據(jù)，是終端電子產(chǎn)品種不可或缺的重要元器件，具備隨機(jī)存儲(chǔ)、可靠性高、讀取速度快、可執(zhí)行代碼等特性，在中低容量應(yīng)用時(shí)具備性能和成本上的優(yōu)勢(shì)。
不過(guò)，從市場(chǎng)規(guī)模上來(lái)看，兩者都比較小，據(jù)Yole數(shù)據(jù)，2021年占比分別約1%和2%。
02
細(xì)分賽道的國(guó)產(chǎn)化程度
在各個(gè)細(xì)分市場(chǎng)，國(guó)產(chǎn)存儲(chǔ)有哪些代表性企業(yè)？產(chǎn)品技術(shù)水平如何？又面臨怎么樣的全球競(jìng)爭(zhēng)格局呢？我們依次來(lái)分析。
DRAM
據(jù) IC Insights數(shù)據(jù)，2021年，全球DRAM市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)營(yíng)收961億美元。
其中，三星仍是全球最大的DRAM 供應(yīng)商，銷(xiāo)售額達(dá)到近419億美元，占全球市場(chǎng)份額的44%；SK海力士位列第二，DRAM 銷(xiāo)售額為266 億美元，占據(jù)全球28%市場(chǎng)份額；美光是2021年全球第三大DRAM供應(yīng)商，銷(xiāo)售額為219億美元，全球占比23%。
也就是說(shuō)，DRAM賽道的頭三位玩家吃掉了全球DRAM市場(chǎng)近95%的份額。
DRAM賽道之所以呈現(xiàn)寡頭壟斷的態(tài)勢(shì)是因?yàn)槿腴T(mén)門(mén)檻極高，需要持續(xù)投入龐大的資金支持研發(fā)，此外，國(guó)際巨頭可以通過(guò)不斷在專(zhuān)利上“埋雷”以及價(jià)格狙擊戰(zhàn)，限制競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手發(fā)展。而我國(guó)DRAM芯片起步較晚，發(fā)展上也處處受到專(zhuān)利保護(hù)的掣肘。
在國(guó)產(chǎn)存儲(chǔ)芯片的細(xì)分領(lǐng)域中，DRAM是最需要攻堅(jiān)的一環(huán)。目前，在DRAM賽道上，有相應(yīng)產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)芯企包括長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)、紫光國(guó)芯、福建晉華、東芯半導(dǎo)體、北京君正。
據(jù)21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道，中國(guó)DRAM技術(shù)與國(guó)外企業(yè)相比，大致落后5-6年，且技術(shù)差距還在擴(kuò)大之中。
目前國(guó)產(chǎn)存儲(chǔ)廠商的DRAM產(chǎn)品尚處于DDR4時(shí)代（ DDR是一種DRAM標(biāo)準(zhǔn)，主要應(yīng)用于服務(wù)器和客戶端，目前已經(jīng)發(fā)展至第五代），而三星、SK海力士、美光在去年底、今年初都相繼宣布DDR5 DRAM開(kāi)發(fā)成功。
SRAM
與DRAM相比，SRAM市場(chǎng)規(guī)模極小。據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的《2022-2027年中國(guó)SRAM（靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器）行業(yè)市場(chǎng)深度調(diào)研及發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示，2021年，全球SRAM市場(chǎng)規(guī)模約為4億美元。
2022年，北京君正的SRAM產(chǎn)品收入在全球市場(chǎng)中位居第二位。據(jù)悉，北京君正擁有的SRAM 產(chǎn)品品類(lèi)豐富，從傳統(tǒng)的 Synch SRAM、Asynch SRAM 產(chǎn)品到行業(yè)前沿的高速 QDR SRAM 產(chǎn)品均擁有自主研發(fā)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
NAND Flash
據(jù)集邦咨詢數(shù)據(jù)，2022年第四季度，全球NAND Flash市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)營(yíng)收約103億美元。
其中，排名前三的三星、鎧俠、SK海力士分別占據(jù)全球NaND Flash市場(chǎng)33.8%、19.1%和17.1%的份額。另外，美光占據(jù)10.7%的市場(chǎng)份額，位列第五。
相較DRAM，NAND Flash的市場(chǎng)集中度沒(méi)那么高，前三的存儲(chǔ)廠商占據(jù)71%市場(chǎng)份額，前五的存儲(chǔ)廠商占據(jù)95%的市場(chǎng)份額。
圖源：集邦咨詢
技術(shù)路線方面，主要存儲(chǔ)原廠在激烈競(jìng)爭(zhēng)中不斷提升NAND Flash存儲(chǔ)密度。三星電子 2013 年率先開(kāi)發(fā)出可商業(yè)應(yīng)用的24層3D NAND，去年，各大NAND Flash廠商競(jìng)相將3D堆疊的層數(shù)推到200層以上。
其中，SK海力士在去年8月宣布成功研發(fā)了238層NAND閃存；去年11月，三星宣布已經(jīng)開(kāi)始大規(guī)模生產(chǎn)其236層3D NAND 閃存芯片，也就是第8V-NAND。去年12月，美光宣布232層NAND客戶端SSD正式出貨。
在NAND Flash賽道，長(zhǎng)江存儲(chǔ)是國(guó)內(nèi)鮮有的可與國(guó)際廠商同臺(tái)競(jìng)技的企業(yè)。據(jù)悉，長(zhǎng)江存儲(chǔ)于 2018 年發(fā)布其研發(fā)的 3D NAND 獨(dú)家技術(shù) Xtacking，隨后分別于 2018 年和 2019 年第三季度分別實(shí)現(xiàn) 32 層和 64 層 3D NAND 量產(chǎn)，并在2020年推出128層QLC 3D NAND 閃存。
截至 2020年末長(zhǎng)江存儲(chǔ)取得全球接近 1%市場(chǎng)份額，成為五大國(guó)際原廠以外市場(chǎng)份額最大的NAND Flash晶圓原廠。不過(guò)，由于眾所周知的原因，目前長(zhǎng)江存儲(chǔ)的發(fā)展充滿挑戰(zhàn)。
EEPROM/NOR Flash/SLC NAND Flash
目前，占據(jù)全球存儲(chǔ)市場(chǎng)九成以上份額的DRAM和NaND Flash賽道，都呈現(xiàn)高度壟斷且相對(duì)穩(wěn)定的局面，早已入局的巨頭豎起重重高墻，后發(fā)者難以取得突破。
不過(guò)，在大廠基本退出的中小容量EEPROM、NOR Flash、SLC NAND Flash領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)存儲(chǔ)廠商呈現(xiàn)出“做大做強(qiáng)”之勢(shì)。
在EEPROM領(lǐng)域，賽迪顧問(wèn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，2019年，國(guó)內(nèi)存儲(chǔ)企業(yè)聚辰股份拿下EEPROM全球市場(chǎng)的9.9%份額，占比排名第三，僅次于意法半導(dǎo)體（31%）和微芯科技（22.1%）。
聚辰股份在2022年年報(bào)中表示，在工業(yè)級(jí)EEPROM領(lǐng)域，目前公司已在智能手機(jī)攝像頭、液晶面板、計(jì)算機(jī)及周邊等細(xì)分領(lǐng)域奠定了領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)；在汽車(chē)級(jí)EEPROM領(lǐng)域，公司整體規(guī)模和市場(chǎng)份額目前與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手尚存在一定差距。
在NOR Flash領(lǐng)域，兆易創(chuàng)新是全球排名第三的NOR Flash公司，全球市場(chǎng)份額超過(guò)20%，產(chǎn)品覆蓋消費(fèi)、工業(yè)、汽車(chē)等領(lǐng)域。
此外，兆易創(chuàng)新表示，致力于成為具有全系列 NOR Flash 產(chǎn)品的領(lǐng)導(dǎo)廠商，2023年，公司NOR Flash產(chǎn)品將繼續(xù)推進(jìn)新工藝制程迭代，助力大容量產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力進(jìn)一步提升。
在SLC NAND Flash領(lǐng)域，Gartner數(shù)據(jù)表示，2021年SLC NAND 全球市場(chǎng)規(guī)模為21.37億美元。目前，鎧俠、華邦電子、旺宏電子等企業(yè)在該領(lǐng)域占據(jù)較高的市場(chǎng)份額。國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域發(fā)力的存儲(chǔ)企業(yè)包括東芯半導(dǎo)體、兆易創(chuàng)新、復(fù)旦微電等。
03
總結(jié)
從上文的分析來(lái)看，目前，在存儲(chǔ)市場(chǎng)的各個(gè)細(xì)分領(lǐng)域，都可見(jiàn)國(guó)產(chǎn)芯企的身影。
不過(guò)，在最主要、利潤(rùn)最豐厚的DRAM和NAND Flash領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)存儲(chǔ)廠商被國(guó)際存儲(chǔ)巨頭遠(yuǎn)遠(yuǎn)甩在身后。這種差距的形成，不僅是因?yàn)橄劝l(fā)者已經(jīng)牢牢占據(jù)了市場(chǎng)和技術(shù)，而且還因?yàn)榀B加了諸多地緣政治的影響。因此，在這兩個(gè)細(xì)分領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)存儲(chǔ)廠商的突圍之路注定艱苦卓絕。
其他存儲(chǔ)賽道上，國(guó)產(chǎn)存儲(chǔ)廠商的影響力在擴(kuò)大，其中在SRAM、EEPROM、NOR Flash領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)存儲(chǔ)企業(yè)都上榜前三。
未來(lái)，隨著物聯(lián)網(wǎng)、智能汽車(chē)、智能制造等的發(fā)展，中小容量存儲(chǔ)芯片的市場(chǎng)有望進(jìn)一步拓展，而這也將成為國(guó)產(chǎn)存儲(chǔ)廠商進(jìn)一步拓展市場(chǎng)份額、擴(kuò)大競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的機(jī)會(huì)窗口。
至于此次美光受限，國(guó)產(chǎn)存儲(chǔ)廠商能多大程度補(bǔ)上空缺？綜上，在寡頭壟斷、競(jìng)爭(zhēng)激烈的DRAM和NAND Flash領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)存儲(chǔ)廠商的機(jī)會(huì)不多。
不過(guò)，在SLC NAND和NOR Flash領(lǐng)域，若美光在華業(yè)務(wù)受限，東芯半導(dǎo)體、兆易創(chuàng)新、復(fù)旦微電等布局了相關(guān)產(chǎn)品線的國(guó)產(chǎn)存儲(chǔ)企業(yè)有望加速產(chǎn)品升級(jí)以及高端應(yīng)用導(dǎo)入。
參考資料：
《國(guó)產(chǎn)存儲(chǔ)等待一場(chǎng)革命》，果核硬科技
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