江南体育平台根据存储原理的不同,NAND Flash存储可以分为SLC、MLC、TLC和QLC四大类,从结构上又可以分为2D、3D两大类。
目前,国产NAND玩家多集中于最原始的SLC NAND市场,处于TLC和QLC的国产厂商仅长江存储一家。长江存储128层TLC 3D NAND已经量产,且良率已做到相当水准;128层QLC 3D NAND也已经准备量产。与三星等国际巨头相比,长江存储技术差距正在逐渐缩小。
从整个NAND市场看,SLC NAND占比仅2%。在SLC NAND市场上,韩国企业爱拓科技、台湾地区企业旺宏电子和华邦电子、美国赛普拉斯和美光、日本东芝占据较大份额。
在大陆地区,目前兆易创新、复旦微电、东芯半导体均有SLC NAND量产产品,其中兆易创新产品技术更为领先,已达到行业主流水平。除此之外,北京君正旗下ISSI在汽车级NAND市场有量产产品,芯天下则通过购买海外SLC NAND晶圆自行封装策略生产相关产品。
虽然在DRAM和NAND市场,中国企业的竞争力暂时薄弱一些,但在NOR Flash和EEPROM两个市场上,国内企业实则表现出不俗的竞争力江南体育平台。由于下游需求端的迅速放量,全球存储芯片巨头的产能已经不足以满足迅速膨胀的市场需求。在这种情形下,国际巨头往往将产能集中于最大市场上利润最高的板块,从而逐渐退出了SLC NAND、NOR Flash和EEPROM这三个利基市场,国产企业也有了崛起的机会。
具体来看,NOR Flash在2020年占据整个存储芯片市场1%的份额。这种存储芯片的应用,主要集中于手机模组、网络通讯、数字机顶盒、汽车电子、安防监控、行车记录仪、穿戴式设备等消费领域,典型应用场景有智能手机中AMOLED面板和TWS耳机。
在2020年,全球NOR Flash市场前两位分别为台湾地区企业华邦电子和旺宏电子,第三名即是近年来迅速崛起的兆易创新。目前,兆易创新已量产55nm工艺NOR Flash产品,处于行业内主流技术水平。
除兆易创新外,复旦微电、东芯半导体、普冉股份均已量产55nm小容量NOR Flash产品,芯天下、珠海博雅、武汉新芯和恒烁半导体亦有相关产品量产。
EEPROM产品市场规模虽然较小,但应用十分广泛。小容量EEPROM代表应用领域包括电脑显示器等领域,中容量EEPROM代表应用领域包括手机摄像头模组CCM等领域,大容量EEPROM代表应用领域包括智能电表等。
复旦微电、聚辰股份、普冉股份、珠海博雅均有EEPROM产品,不同企业各有侧重。
在智能手机,电脑等消费电子性能逐步提高的当下,对于存储芯片提出了更高的要求。一般来说,存储芯片主要分为NAND和DRAM,其中NAND是非易失性存储技术,而DRAM是动态随机存取内存。在竞争激烈的NAND行业中,主要的市场份额依旧掌握在老牌厂商中。NAND来说,全球市场份额分布集中,被美日韩三国主导。
美国存储芯片巨头美光科技是第一个提出要生产232层结构的厂商,但业内迟迟没有传出美光突破的消息,而让人没想到的是,2022年11月长江存储完成了232层3D NAND闪存的生产。
这项技术产品可以带来更大的容量和数据稳定性,并且在采用了3D堆叠技术后,NAND闪存的可靠性有了进一步的提升。2D工艺只能在平面上增加面积,相当于盖一栋房子不是上下堆叠,而是向着前后左右。2D的弊端会让闪存面积不断增加,最终无法与设备兼容适配。
而3D NAND闪存才是行业的趋势,一线D NAND,且推出了各自的技术,比如三星的V-NAND,东芝的BiCS,长江存储的技术则是Xtacking。
长江存储这项技术会把存储阵列与外围电路进行区分,再用垂直互联通道进行连接。通俗点讲,就是在两颗晶圆上独立制造两种电路,再进行拼接,这样集成的性能会更加出色,与其它厂商的单一集成方式形成鲜明对比。或许正是因为这种独特的生产技术,让长江存储率先切入200层以上的3D NAND。
中国DRAM制造企业长鑫存储2022年将推进第二代10nm(1y或16nm至17nm)DRAM的量产。三星电子等韩国企业计划批量生产第5代10nm(1b或12nm-13nm)DRAM。考虑到每一代的技术差距为2年-2年半,两国之间的技术差距超过5年。
韩国进出口银行海外经济研究所(OERI)推算在NAND闪存领域,中国与韩国的技术差距约为2年。中国存储芯片企业长江存储于2021年8月开始批量生产第6代(128层)3D NAND闪存。三星电子等韩国厂商则从2019年开始批量生产,批量生产200层以上的NAND闪存,而长江存储预计要到2024年才能实现。
从NAND闪存的技术路线D,各大厂商都朝着堆叠层数更高的方向不断发展。目前,业内比较先进且投入量产的NAND闪存为176层闪存,美光、SK海力士、三星也都实现了176层NAND闪存的量产。另外,美光已经隆重宣布了业内首创的232层3D NAND存储解决方案,高调引领NAND闪存闯入200层。
国内在NAND闪存方面掌握最先进技术的是长江存储,128层NAND闪存已经量产,而近期长江存储已向少数客户交付了其内部开发的192层3D NAND闪存样品。
技术仍是半导体产业的第一生产力。半导体产品更新换代及技术升级速度较快,持续研发新技术、推出新产品是各家厂商在市场中保持优势的重要手段。后续发展过程中,长鑫存储的DRAM技术升级和超微加工需要EUV设备,三星电子等韩国企业已经引进或计划引进用于超微加工的EUV设备,而由于美国的制裁,中国企业很难引进。
除了韩国,美国、日本在保持技术领先方面也投入较大,也是限制中国企业发展的另一种力量。美国一直对中国制造的芯片发出反对声音,加之近期美日韩的半导体联盟扼制中国半导体产业发展的趋势,即使有政府的大力支持,利于长江存储和长鑫存储降低降低成本、提升竞争力,但关键设备的封锁很难短时间内突破,无论技术追赶和是产业化方面都会受到影响。从长远来看,将会对长江存储和长鑫存储的发展构成威胁。因此,如果美国加大对中国产芯片的制裁力度,韩国和中国的技术差距有可能维持下去。
全球集成电路市场,存储芯片是市场份额最大的品类之一,市场份额接近逻辑芯片。在某些年份内,存储芯片的市场份额更是超过了逻辑芯片,足以说明其是集成电路市场上最有价值的品类之一。
中国是最大的消费电子生产和消费市场,每年对于存储芯片的需求无比庞大。但正如整个集成电路行业一样,国际巨头们近乎垄断了全部的市场份额。
在DRAM和NAND Flash两个最大子市场上,国际巨头凭借先发优势和技术壁垒处于垄断性地位。
自从英特尔量产DRAM产品以来的51年间,美国、日本、韩国存储芯片企业激烈竞争,目前形成了韩国三星和SK海力士、美国美光半导体寡头垄断的市场格局,三巨头占据了约95%的市场份额。
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