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“数据新纪元:存储技能贯通与商场出路全景”

发布日期:2024-12-08 23:13    点击次数:106

前述著述咱们对国内6家存储企业的情况进行了对比分析,对国内产业咫尺有了一定的了解。然而国内企业发展晚,营收和利润相对国际大厂来看还比较弱小;练习制程占比多,先进制程占比少;居品也存在很大的代差,先进HBM3和LDDR5面对较大挑战。因现时边临多样禁止,光刻机主见还未冲破先进制程,国内企业在居品遴荐方朝上比较偏传统,且多是外洋大厂缓缓退出的小众商场。然而从全球和国内存储商场空间来看,行业空间比较宽阔,国产替代康庄大道。

本文对存储器主要细分品类的存储旨趣、全球和国内商场空间、卑鄙欺诈商场空间等细分进行了整理,以便各人对存储行业有更深层的意志。

1.1、存储主要分类

半导体存储器商场主要包括DRAM、NAND Flash和NOR Flash 三种居品,DRAM和NAND Flash组成半导体存储器最主要的组成部分。

图|存储主要分类和对比

开端:与非相关院整理

其中,DRAM占存储商场规模的比例高达61%,NAND Flash约占36%操纵的商场份额,NOR Flash占据2%商场份额。

图|存储主要分类及占比

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字据中商产业相关院解释,2022 年,我国存储芯片商场规模约5170 亿元,同比下落5.9%,2023年商场规模约为5400 亿元。现时新一轮东谈主工智能波涛爆发,由AI职业器带来存储芯片新的增量需求,有分析师预测,2024 年商场规模将规复增长至5513 亿元。

2019-2024中国存储商场规模/亿元

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1.2、利基型存储商场

2024 年全球存储商场总规模约 1500 亿好意思元,其中,利基型存储占存储总商场约 10%。

利基型存储的三大主要品类为例,NOR Flash 方面,据 Mordor Intelligence 预测,2024 年全球商场规模 26.9 亿好意思元,并瞻望 2029 年增长至 36 亿好意思元;SLC NAND 方面,2024 年全球商场规模为 23 亿好意思元;利基型 DRAM 方面,2024 年全球商场规模约为 95.7 亿好意思元。

据台媒报谈,三星、SK 海力士及好意思光将产能切换至 HBM 与 DDR5 居品,并在 2024 年下半年住手供应利基型 DRAM。其中三星权术在二季度末停产 DDR3;海力士已在 2023 年年底将大陆无锡厂 DDR3 产能转进 DDR4;而好意思光权术大幅减少 DDR3 供应量。

跟着数据中心和 PC 对步伐型 DRAM 容量和带宽提议更高需求,类似 AI 手机、AI PC 想法发酵,主流存储厂商将产能大规模升沉至 HBM 和 DDR5 等高性能居品,DDR4 及 DDR3 库存水位相对下落。

国内诸多厂商主要侧重于中小容量存储居品:SRAM、利基型 DRAM、SLC NAND、NOR Flash、EEPROM 等品类均有国产存储厂商切入,在各自商场铺开居品线。

图|国内厂商居品线布局

开端:与非相关院整理

2.1、DRAM

DRAM存储元内包含MOS管和电容单元,MOS管是有电压阈值的电控开关,达到一定电压就会成为导体,不然等于绝缘体。当为MOS管输入高电平(即电压达到阈值),电容内保存的电荷就会往外流,此时外部如果继承到电信号,则此时为“输出1”;同理,如果此时外部施加的高电平信号,则会让电荷流进存储元内的电容单元,此时为“输入1”。

图|单个存储单元

开端:CSDN博客

一条字选线产生的团结个电信号不错禁止8个存储单元,每次不错同期读出或写入一整行存储元存储的二进制信息,称为一个存储字。多个存储字称为存储体。

图|存储字单元

开端:CSDN博客

2.2、NAND Flash

Flash 可按照位线架构不同,分为 NAND Flash 和 NOR Flash。NAND 和 NOR Flash 的存储单元职责旨趣疏通,但枚举表情不同。

NAND 型 Flash 各存储单元之间是串联的,一起存储单元分为多少个块,每个块又分为多少个页,每个页是 512 字节。这种串联结构决定了 NAND 无法进行位读取,也就无法结尾有储单元的稳固寻址,因此法子弗成以平直在 NAND 中运行。NAND 所以页为读取单元和写入单元,以块为擦除单元。基本存储单元的串联结构减少了金属导线占用的面积,因此 NAND 的存储密度更高,适用于需要大容量存储的欺诈阵势。NAND 的写入遴选 F-N 地谈效应表情,效果较高,适用于频繁擦除/写入阵势。

图|NAND Flash 存储架构

开端:网罗

2.3、NOR Flash

NOR Flash 的结构中每个存储单元是并联的,不错结尾按位读取。这种并联结构决定了其具有存储单元可稳固寻址,因此稳妥储存代码,且法子不错平直在 NOR 中运行。存储单元的并联结构还决定了金属导线占用很大的面积,因此 NOR Flash 的存储密度较低,无法适用于需要大容量存储的欺诈阵势。NOR Flash 的写入遴选了热电子注入表情,效果较低,因此 NOR 写入速率较低,不适用于频繁擦除/写入阵势。

图|NOR Flash 存储架构

开端:网罗

3.1、DRAM分类

字据居品规格不同,DRAM 可分为主流 DRAM 和利基型 DRAM。

利基型DRAM的特色包括:定制化:利基型DRAM多为定制化居品,字据特定欺诈需求野心,因此价钱相对踏实。小容量:广泛欺诈于小容量开拓,如游戏机、机顶盒等。商场小:商场规模较小,竞争不如普通型DRAM热烈。

普通型DRAM的特色包括:平凡欺诈:普通型DRAM欺诈范围平凡,商场需求大。价钱波动大:价钱受商场供需影响较大,波动较为显着。

总体而言,利基型DRAM更稳妥特定欺诈场景,而普通型DRAM则适用于更平凡的商场需乞降更高的商场竞争环境。

3.2、按技能及欺诈分类

DRAM 字据内存技能及欺诈范围,主要分歧为 DDR、LPDDR、GDDR 和 HBM 系列居品。 其中利基型 DRAM 品类主要诱骗于 DDR 和 LPDDR。

咫尺主流 DRAM 居品卑鄙欺诈为数据中心、PC、手机和图形夸耀卡,而利基型居品为 DDR2 及以下居品、4Gb 以下的 DDR3、 8Gb 以下的 DDR4。

从 2009 年发布的第一代 LPDDR 发展至 2022 年最新发布的 LPDDR5X 居品,利基型 LPDDR 主要诱骗在 LPDDR4 及之前代际的居品,适用于可衣服/遥控开拓等便携式居品。 结尾客户多追求资本效益,或居品质命周期较长。

利基型 DRAM 厂商下旅客户包含主控芯片厂商和模组厂商,结尾欺诈涵盖挥霍电子、通讯、物联网、工控、车规等平凡范围。

当主流 DRAM 厂商推出新一代居品时,存储容量升级的同期售价也会更高,而 TV、电子游戏机等挥霍电子结尾居品面对挥霍者的价钱压力,会遴选较为低廉但功能相宜需求的材料,因此在 DRAM 的遴荐上不会倾向使用最新一代的居品。关于工控和车规客户来说,一些居品的人命周期长达十年操纵,长久且踏实的 DRAM 供货是利基型厂商的制胜重要。

3.3、全球DRAM规模和商场口头

图|全球DRAM商场规模

开端:与非相关院整理

2024三季度全球DRAM商场规模258.50亿好意思元,环比增长10.4%,同比增长96.5%。其中,三星三季度DRAM销售收入达102.12亿好意思元,环比增长5.4%,商场份额39.5%;SK海力士三季度DRAM销售收入达89.76亿好意思元,环比增长13.6%,商场份额34.7%;好意思光三季度(6-8月)DRAM销售收入达53.26亿好意思元,环比增长13.5%,商场份额20.6%;南亚科技三季度DRAM销售收入达2.53亿好意思元,环比减少17.4%,商场份额1.0%;华邦电子三季度DRAM销售收入达1.54亿好意思元,环比减少8.1%,商场份额0.6%。

图|2024三季度全球DRAM商场份额占比

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3.4、国内DRAM商场规模及细分范围

成绩于智妙手机、电脑等挥霍电子开拓的握续发展,尤其是高性能智妙手机和电脑的欺诈法子对内存容量的条款日益提高,我国DRAM需求快速增长。到咫尺我国已是全球最大的DRAM商场,需求占全球三分之一。

据统计,2023年我国DRAM存储器商场规模为2580.1亿元,其中电脑范围DRAM存储器规模为332.1亿元,手机范围DRAM存储器规模为997.2亿元,职业器范围DRAM存储器规模为387亿元,挥霍电子范围DRAM存储器规模为241.2亿元,显卡范围DRAM存储器规模为191.2亿元,其他范围DRAM存储器规模为431.4亿元。这一组数据讲明,现时手机范围是我国DRAM主要欺诈范围,占比38.65%。

图|2023年国内DRAM商场及占比

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3.5、利基 DRAM 商场空间

据 TrendForce 数据,2021 年利基型 DRAM 的商场规模约 90 亿好意思元,在总 DRAM 商场中占比约 9.5%。短期来看,三大原厂的存货需要一段时期出清,台湾产商如华邦、南亚科在 DRAM 范围深耕多年,商场份额较高,大概当先接替三大原厂的商场份额。长期来看,国产厂商的利基型 DRAM 制程渐渐练习,大概通过国产替代赢得商场份额。

图|利基型DRAM和非利基型DRAM占比

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4.1、NAND Flash分类

NAND 是咫尺主流的闪存技能,属于非易失性存储芯片,在推断机、职业器和智妙手机范围欺诈平凡。按单元存储比特数的不同,NAND 又可细分为 SLC、MLC、TLC 及 QLC 四种颗粒类型。

字据居品欺诈分歧,NAND Flash 颗粒平凡欺诈于固态硬盘、镶嵌式存储居品(eMMC)、存储卡(SD 卡)、U 盘中。

图| NAND分类

开端:CSDN博客

第一代SLC(Single-Level Cell)每单元可存储1比特数据(1bit/cell),性能好、寿命长,可继承10万次编程/擦写轮回,但容量低、资本高。

第二代MLC(Multi-Level Cell)每单元可存储2比特数据(2bits/cell),性能、寿命、容量、成各方面比较平衡,可继承1万次编程/擦写轮回。

第三代TLC(Trinary-Level Cell)每单元可存储3比特数据(3bits/cell),性能、寿命变差,只可继承3千次编程/擦写轮回,然而容量不错作念得更大,资本也不错更低,是现时最普及的。

TLC又有2D-TLC与3D-TLC两种,咫尺市面上以3D-TLC居多。3D-TLC又再细分为32层3D-TLC、64层3D-TLC、96层3D-TLC以及最新的128层3D-TLC。三星、SK海力士等大厂纷纷向更具竞争力的逾越300层、400层堆叠的3D NAND Flash迈进

第四代QLC(Quad-Level Cell)每单元可存储4比特数据(4bits/cell),性能、寿命进一步变差,只可继承1000次编程/擦写轮回,然而容量更容易普及,资本也连接裁汰。

开端:与非相关院整理

咫尺在SLC、MLC、TLC、QLC闪存颗粒中,TLC也曾是主角,QLC是改日发展趋势。

4.2、全球 NAND FLASH 商场规模

字据中商产业相关院的数据,2023 年全球 NAND FLASH 商场规模约为 397.6 亿好意思元,瞻望 2024 年达到 656.1 亿好意思元水平,同比增长 65%,2019-2024 年时期 CAGR 为 7.4%。

图|NAND全球商场规模

开端:与非相关院整理

全球 NAND Flash 厂商主要有三星电子、铠侠、SK 海力士、西部数据、好意思光科技等,行业诱骗度较高,竞争口头较为踏实。

4.3、2024三季度全球规模和商场口头

据CFM闪存商场数据夸耀,2024年三季度全球NAND Flash商场规模环比增长5.7%至190.21亿好意思元,同比增长93.9%。DRAM商场规模环比加多10.4%至258.5亿好意思元。全球存储商场规模三季度环比增长8.3%至448.71亿好意思元。2024年前三季度,全球存储商场规模累计达1202.25亿好意思元,同比增长96.8%。

图|2024三季度全球NAND Flash销售额及占比

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三星三季度NAND Flash销售收入达62.60亿好意思元,环比增长1.9%,商场份额32.9%;SK海力士三季度NAND Flash销售收入达36.41亿好意思元,环比减少1.9%,商场份额19.1%;铠侠三季度NAND Flash销售收入达32.35亿好意思元,环比增长17.5%,商场份额17.0%;好意思光三季度(6-8月)NAND Flash销售收入达23.65亿好意思元,环比增长14.5%,商场份额12.4%;西部数据三季度NAND Flash销售收入达18.84亿好意思元,环比增长7.0%,商场份额9.9%。

4.4、SLC细分商场空间

SLC NAND 商场竞争口头漫衍,外洋大厂腾出 SLC NAND 商场份额。高堆叠层数、大容量的 3D NAND 是闪存行业的发展趋势,改日三星、海力士、铠侠、好意思光等外洋存储芯片巨头将缓缓退出中小容量的 SLC NAND 商场,专注在 3D TLC NAND 和 3D QLC NAND 范围张开角逐,因此全球 SLC NAND 商场竞争者减员,商场空间将渐渐开释。

咫尺国内厂商中,SLC NAND 商场份额以中国台湾的华邦和旺宏为主,并表知道兆易编削、东芯股份等大陆厂商占据一定的份额。跟着外洋巨头转战主流 NAND 商场,国内公司聚焦于中小容量通用型存储芯片的上风动手展现,改日增漫空间可不雅。

字据 Gartner 数据,在物联网、挥霍电子和汽车电子等卑鄙新兴欺诈场景赓续丰富的带动下,2019-2024 年 SLC NAND 全球商场规模 CAGR 达到 6.8%,2024 年将达到 23.2 亿好意思元。由于存在弗成替代的脾性,改日 SLC NAND 将连接在全球 NAND 商场中占据固定份额。

不同于挥霍类居品,5G 通讯开拓需要能结尾高速且踏实可靠职责的存储芯片手脚数据站点,要适合室外环境温度的多变以保握不阻隔职责,因此中高容量的宽温 SLC NAND 是一个理思的处分决议。字据前瞻产业相关院对 5G 新增基站的预测,2024 年 SLC NAND 通讯商场规模为 4591 万好意思元,瞻望 2025/2026 年达 6294.2/7757.9 万好意思元,2022-2026 年 CAGR 达 57.7%。

字据好意思光数据,假定 L0/L1/L2/L3/L4/L5 单车的 SLC NAND 容量需求范围为 8Gb-128Gb。结合全球汽车销量及各等第车渗入率预测,2024 年车规 SLC NAND 商场规模为 4.6 亿好意思元,瞻望 2025/2027 年达 5.0/3.8 亿好意思元,2022-2027 年 CAGR 达 8.6%。

NOR Flash 的欺诈范围很广,包括手机,PC,可衣服电子开拓,以及汽车、安防、工控、基站、物联网开拓等。由于其居品脾性和汽车中许多欺诈场景十分契合,举例中控夸耀屏和后视录像头等对反馈性的需求,以及汽车对零部件耐高温的需求,NOR Flash 在车规闪存中仍处于主导地位。

5.1、NOR Flash商场规模

中商产业相关阐显着示,2023年全球NOR Flash商场规模22.54亿好意思元。且预测NOR Flash总体商场规模将在握续增长,瞻望2024年全球NOR Flash商场规模将达到26.99亿好意思元,2025年将达到34.57亿好意思元。

图|NOR Flash全球商场规模

开端:中金企信、与非相关院整理

字据中金企信预测,NOR Flash总体商场规模将在改日5年握续增长,2024年,全球NOR Flash商场规模将达到26.99亿好意思元,同比增长19.74%,2023-2028年的年均复合增长率为9.17%。

据统计,适度2022年我国NOR FLASH产量约为36.61亿片,需求量约为37.11亿片。

图|NOR中国商场规模

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5.2、NOR Flash 欺诈商场

(1)挥霍电子

跟着苹果推出 AirPods 居品并取消有线耳机的插口,自 2019 年动手 TWS 耳机迎来了爆发增长。TWS 耳机开脱了清楚线的看管,便携性大大普及,同期加多了各类功能(如主动降噪、手势禁止等)。TWS 耳机一般遴选 2Mb-256Mb 容量的 NOR Flash,中高端 TWS 耳机遴选低功耗(主要为 1.8V)NOR Flash。

(2)汽车电子

NOR Flash 在汽车电子中被平凡欺诈,如 ADAS 系统、车载文娱系统、智能驾驶系统及导航系统等。汽车电子关于 NOR Flash 的容量、寿命和可靠性均有极高的条款。容量方面,汽车电子中所使用的 NOR Flash 主要涵盖 128Mb~2Gb的存储规模。使用寿命达 10 年以上,职责环境温度可达-40℃~125℃。汽车夸耀系统和 ADAS(高档驾驶援手系统)是汽车电子中 NOR Flash 欺诈较多的系统。

2023年全球车用NOR Flash商场规模苟简为6.93亿好意思元,瞻望2030年将达到15.58亿好意思元,2024-2030时期年复合增长率(CAGR)为11.5%。

全球车用NOR Flash中枢厂商有英飞凌、旺宏电子、好意思光科技、华邦电子和兆易编削等,前五大厂商占有全球苟简84%的份额。中国事最大的车用NOR Flash商场,占有苟简32%份额,之后是北好意思和欧洲,分别占有25%和21%的商场份额。居品类型而言,1.8V是最大的细分,占有苟简39%的份额。就卑鄙来说,ADAS是最大的卑鄙范围,占有51%份额。

(3)工业禁止

智能电表具备空洞的电能数据集聚能力,包括电压、电流、有功电量、无功电量、功率等重要数据。它不仅支握预支费和汉典管理,还支握汉典负荷禁止功能。同期,智能电表通过双向通讯功能,为改日家庭自动化网罗提供数据网关支握。

如国内三表商场(外加朔方热表)对NOR Flash需求飞腾,其中基于国内最新范例的IR46智能电表,对NOR Flash的采购量会很快出现。

(4)5G 基站

NOR Flash 可在 5G 开拓运行反馈和启动时提供更高可靠性和更低延时的启动成就撑握。由于 5G 基站运行环境的极端性(运行温度-40℃~105℃,至少保证 10 年以上寿命),欺诈在 5G 基站开拓中的 NOR Flash 广泛至少需股东工业级步伐,对 NOR Flash 的条款需股东“高容量+高性能+高可靠性”。

(5)物联网开拓

物联网开拓的特色是具备网罗清楚功能与浅薄的推断能力,与手机、推断机等开拓比较,一般的物联网开拓对存储空间条款较低,一般在几兆(Mb)至几百兆之间。NOR Flash 主要用来存储代码及部分数据,具备就地存储、可靠性强、读取速率快及芯片内现实等脾性,被觉得是物联网开拓代码闪存欺诈的首选。

5.3、商场口头

国外厂商淡出 NOR Flash 商场,原土厂商表露霸占商场份额。字据 IC Insights 的数据,2020 年 NOR Flash 商场前四大企业占据了近 75%的商场份额。跟着赛普拉斯、好意思光等国外企业 NOR Flash 技能接近极限,更专注于插足于车规和工控用高容量 NAND Flash 的出产,头部外洋厂商将缓缓抛弃 NOR Flash 商场。

字据 IC Insights 的数据,2021 年,华邦电子(台)、旺宏电子(台)、兆易编削三家企业在 NOR Flash 商场的市占率共计逾越 90%,此外,中国厂商中还表知道普冉股份和恒烁股份等一批新玩家。

跟着通讯、物联网、挥霍电子和汽车电子有关欺诈居品在功能上的赓续丰富,卑鄙欺诈居品对 NOR Flash 的容量需求渐渐普及,举例 TWS 耳机的降噪新功能和智妙腕表的生物识别新功能均对 NOR Flash 的容量提议了更高条款。举例,东芯股份专注于中大容量 NOR Flash,遴选了主流的 ETOX 工艺,容量从 64Mb 秘籍到 1Gb,居品具有低功耗、编程速率快、适合极点温度环境、历久性出色和数据保握时期长等性能。

由于卑鄙新兴欺诈的带动,大容量 NOR Flash 正在成为新的发展趋势,字据预测 2022-2027 年 NOR Flash 在 5G 基站、 车载电子、AMOLED 和 TWS 耳机上的商场规模 CAGR 分别为 48.2.7%/5.7%/35.3%, 2027 年商场规模分别达到 2.8/39.4/17.6/24.2 亿元。

EEPROM 是一类通用型的非易失性存储芯片,主要用于各类开拓中存储小规模、相同需要 修改的数据,广泛可确保 100 年 100 万次擦写,容量范围介于 1Kb-2Mb 之间。EEPROM是在断电后仍能保留所存储的数据信息,比较Flash具有更高的可靠性。

EEPROM广泛用于保存开发者信息、出产时期、内存信息、通讯合同、既定内存频率、供电电压、供电电流、物理信息等信息,被平凡欺诈于家用电器、智能电表、智能家居、汽车电子等范围中。

EEPROM 按照欺诈范围可分歧为工业级 EEPROM 和汽车级 EEPROM,其中工业级 EEPROM 主要欺诈于智妙手机录像头模组、液晶面板、工业禁止、通讯、蓝牙模块、推断机及左近、白色家电、医疗仪器等 范围;汽车级 EEPROM 则具备更可靠的性能、更强的温度适合能力和抗打扰能力,在汽车智能 座舱、视觉感知、底盘与车身以及新动力汽车的三电系统等范围中得到了平凡的欺诈。

2023年全球电可擦除可编程只读存储器EEPROM商场规模苟简为9.22亿好意思元,瞻望2030年将达到13.95亿好意思元,2024-2030时期年复合增长率(CAGR)为6.0%。

全球电可擦除可编程只读存储器EEPROM主要厂商包括STMicroelectronics、Microchip、聚辰半导体、ON Semiconductor、普冉半导体(上海)股份有限公司等,前五名厂商占有率约76%。亚太地区是最大的商场,份额约为78%,其次是北好意思和欧洲,份额分别为11%和8%。从居品类型来看,≤16Kbit是最大的细分商场,占据29%的份额。从欺诈来看,挥霍电子是最大的细分范围,占比约65%。

国际厂商聚焦HBM和DDR5

跟着东谈主工智能、大数据、云推断等范围的快速发展,对高性能存储的需求大幅加多。尽头是 AI 职业器对芯片内存容量和传输带宽的更高条款,促使 HBM 成为 AI GPU 存储单元的理思决议和重要部件,HBM 的需求呈现井喷式增长。

DDR5 的带宽更高,大概支握更快的数据传输速率,股东当代推断机系统对内存性能的更高条款;同期,DDR5 在功耗管理方面也进行了优化,裁汰了功耗,提高了动力效果。这些上风使得 DDR5 在职业器、PC 等商场中具有很强的竞争力。

国内厂商发力中小容量

因为制程禁止,国内厂商只可聚焦于国外大厂退出的中小容量的存储范围,在NOR范围兆易编削进入全球前二;在EEPROM范围,聚辰半导体和普冉半导体进入全球前五;NAND和利基型DRAM范围王人有一定的冲破,但发展过程会相对勉力。面对5513亿的国内存储商场,改日国产替代空间格外宽阔。"数据新纪元:存储技能贯通与商场出路全景"



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