2020半導體產業(yè)王者崛起--存儲芯片了解一下？

Gartner最新報告預測，由于新冠病毒對半導體供需的影響，2020全年半導體營收較上季預估減少550億美元，至4154億美元。在此情況下，非存儲市場收入有望達到2906億美元，同比下降6.1％。而存儲市場收入將占全球半導體市場總量的30％，規(guī)模將達到1247億美元，增長13.9％，可見存儲市場逆勢增長的潛力。

Gartner分析師進一步表明，在存儲器市場，NAND閃存收入預計將在2020年增長40%，價格保持穩(wěn)定。同時2020年上半年來自云服務提供商的強勁需求將推高服務器DRAM的價格和收入，雖然需求疲軟和智能手機市場價格下跌將完全抵消這一增長，最終導致DRAM市場整體收入將在2020年下降2.4%。

在2020全球遭遇黑天鵝事件之時，半導體存儲市場仍能保持相對穩(wěn)定的狀態(tài)持續(xù)發(fā)展，與當下5G、物聯網、人工智能、云計算等技術的深入，各行業(yè)對數據存儲的需求越來越迫切等因素不無關系，其中尤其以存儲芯片的重要性進一步被拔高。

早在2014年6月，國務院頒布了《國家集成電路發(fā)展推進綱要》，提出設立國家集成電路產業(yè)基金（簡稱“大基金”），將半導體產業(yè)新技術研發(fā)提升至國家戰(zhàn)略高度。

圖片來源：工信部網站

但是縱觀整個半導體產業(yè)，處在眼前的大山主要有兩座：

1）邏輯芯片領域，不僅是要造出更好的處理器，以英特爾、英偉達、Arm等公司為參照，需要在架構IP、標準制定、上下游生態(tài)配合等方面有長期的經驗積累，短期超車十分困難；

2）制造代工領域，臺積電自是業(yè)界典型，但在美國阻擾下，最先進的荷蘭ASML光刻機始終無法到貨國內，關鍵設備的缺失給制程工藝的優(yōu)化形成阻礙。

存儲芯片雖然同樣面臨寡頭壟斷的局面，但其主要難點在于IP和制造，到競爭層面主要是更低的成本，更優(yōu)的技術，品牌化程度較弱，用戶粘性也不如其他細分領域。

再加上在集成電路產業(yè)，存儲芯片占了很重要的比重，更有集中發(fā)力的意義。比如2019年存儲芯片銷售額為1059.1 億美元，占集成電路市場份額的32.1%，達到三分之一，是集成電路的主要增長動力。

尤其我國還是存儲芯片的進口大戶，自給率很低，每年為此產生大量花費。

綜合以上所有原因，大基金選擇將存儲芯片確立為半導體產業(yè)主打方向之一。

包括長江存儲在內，國內發(fā)展有三大存儲項目，分別為定位發(fā)展3D NAND Flash的長江存儲，發(fā)展移動式DRAM的合肥長鑫，發(fā)展利基型DRAM的福建晉華。

存儲器可簡單分為內存和閃存，內存是易失性存儲器，當電源關掉，所存儲的數據就會消失；閃存是非易失性存儲器，就算關掉電源，所存儲的數據也不會消失。

以手機參數中所說的6G+128G為例，前面的6G數字代表內存，用來暫時存儲手機系統(tǒng)、軟件運行時產生的碎片化數據，后面的128G數字代表閃存，用來存儲照片、視頻、文件等內容。就分工來說，內存主要用來運行程序，閃存主要用來存儲數據。

從組成上進一步地說，內存的典型芯片門類有DRAM和SRAM，閃存顆粒依據存儲結構的不同常分為NAND Flash和NOR Flash兩種。

有機構曾整理數據，得出存儲芯片整個市場中DRAM產品占比約53%，NAND Flash產品占比約42%，Nor Flash占比僅為3%左右。

放眼全球，當前存儲芯片主要為韓美日三國所占有。比如DRAM市場已經形成三國鼎立局面，份額前三名分別為三星、SK海力士、美光，三者市場份額總和超過90%；再比如全球NAND Flash市場中，三星、東芝、鎧俠/西部數據、美光、SK海力士、英特爾是主要玩家，三星市場份額達到39%；Nor Flash因為市場規(guī)模遠不及DRAM和NAND Flash而一度被邊緣化，但同樣呈現寡頭壟斷的局面，90%以上的市場份額由旺宏、華邦、美光、Cypress和兆易創(chuàng)新這五大廠商占據。

認清國產存儲芯片入場較晚的既定事實以后，便能明白后發(fā)者想要追平的難度之大。

前幾天，長江存儲在官網宣布其128層3D NAND閃存芯片研發(fā)成功，并已在多家控制器廠商SSD等終端存儲產品上通過驗證。作為業(yè)內首款128層QLC規(guī)格的3D NAND閃存，長江存儲X2-6070擁有業(yè)內已知型號產品中最高單位面積存儲密度、最高I/O傳輸速度（在1.2VVccq電壓下實現1.6Gbps的數據傳輸速率）、最高單顆NAND閃存芯片容量（1.33Tb）。同時發(fā)布的還有128層512Gb TLC規(guī)格閃存芯片（X2-9060），以滿足不同應用場景的需求。

圖片來源：長江存儲官網

消息一出，眾多業(yè)內人士評論認為，長江存儲128層的公布，意味我國半導體在NAND這一細分領域再次縮小了與國際領先水平的差距，著實可喜可賀。包括長江存儲肩負國家發(fā)展責任，用3年時間實現從32層到64層再到128層的跨越，更加顯得意義重大。

關于128層產品量產時間，預計在2020下半年到2021上半年，目標定在2021年單月10萬片產能大量上市，讓一眾網友為之期待，紛紛用“強硬”的語氣表示：

更多信息表明，長江存儲是于2016年7月，在武漢新芯集成電路制造有限公司的基礎上正式成立的，一期投資240億美元，主要股東包括中國集成電路產業(yè)投資基金、紫光集團、湖北政府等，主要業(yè)務為3D NAND 閃存設計制造一體化（IDM），同時提供完整的存儲器解決方案。

根據時間線：

2018年第三季度，長江存儲32層3D NAND閃存實現量產。據悉32層3D NAND閃存芯片是長江存儲耗資10億美元，1000人團隊歷時2年研發(fā)出來的，實現了國產從無到有的突破，但遺憾的是，三星在2015年就完成了32層的布局，2018年底國際頭部公司已經有了92層或96層，國內整體進程落后了3-4年。

2019年第三季度，長江存儲64層3D NAND閃存實現量產。雖然此時韓美日公司正在開展100層以上的研發(fā)，96層也已經穩(wěn)定量產，但進程差距已經縮小到到2年左右，并且長江存儲開始有了自研的Xtacking技術，具有獨特的技術能力。

后來，長江存儲決定跳過96層，直接研發(fā)128層，這才有了本次的3D NAND產品發(fā)布，與國際水平的關系從跟跑變成了并跑。當然這一決策并不是盲目冒進，長江存儲聯席首席技術官湯強表示是由于公司獨特的 Xtacking 架構，以及通用設備市場已經相對成熟兩方面進行支撐。

Tech Insights 在 2019 Q4 發(fā)布的NAND綜合路線圖

逢智能手機市場需求疲軟，物聯網、AI帶來新的發(fā)展機遇，企業(yè)在存儲芯片領域的突圍迎來了更大的機會窗口。

通常按照不同的需求，存儲芯片的定位呈現不同，比如消費電子類、工業(yè)級嵌入式、PC服務器類、數據中心類等等。而且不僅僅是NAND被采用，甚至NOR Flash都因為物聯網和消費電子的產品需求帶動，呈現了新的發(fā)展生機。據數據披露，2019年因為TWS藍牙耳機的帶動，第三季度NOR Flash產值比第二季增長了4.3%，達到5.7億美元。

哪里有數據，哪里就會有存儲芯片，二者之間相生相伴。尤其在以5G、物聯網和人工智能為技術特征的當下生產生活場景。

有行業(yè)知名調研機構曾披露：“每輛自動駕駛汽車每天約產生4TB數據，每個8K高清智能監(jiān)控攝像頭每天約產生1.1TB數據，每個智能工廠每天約產生1TB數據，每個石油鉆井平臺的工業(yè)行為每天約產生10TB數據……”

生活在被數據包圍的世界，激發(fā)了產業(yè)界對于數據分析的需求，但前提是如何高效地對這些數據進行存儲整理。尤其考慮到物聯網邊緣設備自身擁有的諸多特性，比如所處位置偏遠不易管理、所處環(huán)境較為嚴苛、產生海量數據對存儲容量提出要求、時延較低對讀寫速度提出要求、強調數據安全等，這一系列原因尤其導致數據存儲這項工作，在物聯網時代面臨新的挑戰(zhàn)。

單看存儲芯片下游的SSD存儲控制器市場，80%是由上游NAND Flash原廠拿走了，另外剩下的20%市場，則由一批獨立存儲控制器公司瓜分，包括群聯、聯蕓、慧榮、華瀾微電子、硅格、Marvell、憶芯、瀾起微電子、瑞昱、兆芯電子、江波龍、國科微等。

風氣云涌，群雄爭霸，又有誰能準確抓住物聯網時代的需求痛點呢？

借此機會，全球存儲領先企業(yè)——西部數據將從分析5G時代物聯網產業(yè)的趨勢變化出發(fā)，聚焦邊緣存儲、工業(yè)級eMMC、NAND技術演進等熱點話題，為線上觀眾帶來專業(yè)的觀點分析與產品方案分享，參與者更有機會獲得由西部數據贈送的精美價值禮品。