深度｜“美光被限”后，再看我國存儲IC

“網(wǎng)信中國”5月21日宣布，美光公司未能通過網(wǎng)絡(luò)安全審查，按照《網(wǎng)絡(luò)安全法》等法律法規(guī)，我國內(nèi)關(guān)鍵信息基礎(chǔ)設(shè)施的運營者應(yīng)停止采購美光公司產(chǎn)品。

此消息一出，5月22日，國產(chǎn)存儲芯片概念股集體高開。中信證券表示，美光接受審查有望加速存儲芯片本土化趨勢。

那么，目前存儲芯片的國產(chǎn)化程度怎么樣了？能補上美光的空缺嗎？

存儲芯片分類

存儲芯片種類繁多，在了解各個領(lǐng)域國產(chǎn)存儲芯片的發(fā)展情況前，有必要先認識一下存儲芯片的門類。

首先，根據(jù)數(shù)據(jù)是否會在斷電時消失，半導(dǎo)體存儲器被分為易失性存儲器（Volatile memory）和非易失性存儲器（non-volatile memory）兩大類。

由于讀寫速度更快，易失性存儲器通常被用以輔助CPU工作，因此也被稱為“內(nèi)存”；非易失性存儲器則被稱為“外存”，主要用于存儲大量的數(shù)據(jù)文件。

在內(nèi)存這個類別中，最重要的是DRAM（動態(tài)隨機存取存儲器），因為其常年占據(jù)全球存儲類芯片市場半壁江山。

綜合來看，DRAM結(jié)構(gòu)簡單，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)標準機構(gòu)JEDEC（固態(tài)技術(shù)協(xié)會）將DRAM定義為標準DDR、移動DDR、圖形DDR三個類別，分別對應(yīng)電腦內(nèi)存、手機運存、顯卡顯存。

與DRAM相對的是SRAM（靜態(tài)隨機存取存儲器），兩者的存儲原理、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一般還會用在FPGA內(nèi)，不過SRAM價格昂貴，全球市場規(guī)模占比也始終較小。

值得注意的是，易失性存儲器在過去幾十年內(nèi)沒有特別大的變化，DRAM和SRAM各有專長，可以適用不同應(yīng)用場景。

說完了內(nèi)存，我們繼續(xù)說外存。在非易失性存儲器領(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)模市場的外存共有三種：EEPROM、NOR Flash、NAND Flash。

其中，市場規(guī)模最大的是NAND Flash，據(jù)Yole統(tǒng)計，2021年全球存儲類芯片市場中NAND Flash占比40%。

NAND Flash屬于數(shù)據(jù)型閃存芯片，可以實現(xiàn)大容量存儲、高寫入和擦除速度，多應(yīng)用于大容量數(shù)據(jù)存儲。擁有SLC、MLC、TLC、QLC四種不同存儲技術(shù)，依次代表每個存儲單元存儲的數(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賽道，因為SLC技術(shù)較老但壽命、可靠性最優(yōu)的。

從SLC到QLC，存儲密度逐步提升，單位比特（Bit）成本隨之降低。但相對的，性能、功耗、可靠性與P/E循環(huán)（擦寫循環(huán)次數(shù)，即壽命）會下降。

目前提升NAND Flash性能的技術(shù)路徑有兩個：其一，提升制程節(jié)點；其二，通過縱向疊加NAND Flash層數(shù)獲取高密度和大容量，即3D NAND Flash。一般來說，SSD固態(tài)硬盤、U盤、手機閃存、SD卡均屬大容量3D NAND Flash范疇。

上文曾提到，DRAM占據(jù)了全球存儲市場超50%的份額。因此，NAND Flash和DRAM就占據(jù)了全球存儲市場的超九成，是最具代表性的存儲產(chǎn)品，其行情變動具有風(fēng)向標意義。

另外，EEPROM是一種支持電可擦除和即插即用的非易失性存儲器，具有體積小、接口簡單、數(shù)據(jù)保存可靠、可在線改寫、功耗低等特點。

NOR Flash屬于代碼型閃存芯片，用來存儲代碼及部分數(shù)據(jù)，是終端電子產(chǎn)品種不可或缺的重要元器件，具備隨機存儲、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)用時具備性能和成本上的優(yōu)勢。

不過，從市場規(guī)模上來看，兩者都比較小，據(jù)Yole數(shù)據(jù)，2021年占比分別約1%和2%。

細分賽道的國產(chǎn)化程度

在各個細分市場，國產(chǎn)存儲有哪些代表性企業(yè)？產(chǎn)品技術(shù)水平如何？又面臨怎么樣的全球競爭格局呢？我們依次來分析。

DRAM

據(jù) IC Insights數(shù)據(jù)，2021年，全球DRAM市場實現(xiàn)營收961億美元。

其中，三星仍是全球最大的DRAM 供應(yīng)商，銷售額達到近419億美元，占全球市場份額的44%；SK海力士位列第二，DRAM 銷售額為266 億美元，占據(jù)全球28%市場份額；美光是2021年全球第三大DRAM供應(yīng)商，銷售額為219億美元，全球占比23%。

也就是說，DRAM賽道的頭三位玩家吃掉了全球DRAM市場近95%的份額。

DRAM賽道之所以呈現(xiàn)寡頭壟斷的態(tài)勢是因為入門門檻極高，需要持續(xù)投入龐大的資金支持研發(fā)，此外，國際巨頭可以通過不斷在專利上“埋雷”以及價格狙擊戰(zhàn)，限制競爭對手發(fā)展。而我國DRAM芯片起步較晚，發(fā)展上也處處受到專利保護的掣肘。

在國產(chǎn)存儲芯片的細分領(lǐng)域中，DRAM是最需要攻堅的一環(huán)。目前，在DRAM賽道上，有相應(yīng)產(chǎn)品的國產(chǎn)芯企包括長鑫存儲、紫光國芯、福建晉華、東芯半導(dǎo)體、北京君正。

據(jù)21世紀經(jīng)濟報道，中國DRAM技術(shù)與國外企業(yè)相比，大致落后5-6年，且技術(shù)差距還在擴大之中。

目前國產(chǎn)存儲廠商的DRAM產(chǎn)品尚處于DDR4時代（ DDR是一種DRAM標準，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開發(fā)成功。

SRAM

與DRAM相比，SRAM市場規(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SRAM（靜態(tài)隨機存取存儲器）行業(yè)市場深度調(diào)研及發(fā)展前景預(yù)測報告》顯示，2021年，全球SRAM市場規(guī)模約為4億美元。

2022年，北京君正的SRAM產(chǎn)品收入在全球市場中位居第二位。據(jù)悉，北京君正擁有的SRAM 產(chǎn)品品類豐富，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市場實現(xiàn)營收約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33.8%、19.1%和17.1%的份額。另外，美光占據(jù)10.7%的市場份額，位列第五。

相較DRAM，NAND Flash的市場集中度沒那么高，前三的存儲廠商占據(jù)71%市場份額，前五的存儲廠商占據(jù)95%的市場份額。

圖源：集邦咨詢

技術(shù)路線方面，主要存儲原廠在激烈競爭中不斷提升NAND Flash存儲密度。三星電子 2013 年率先開發(fā)出可商業(yè)應(yīng)用的24層3D NAND，去年，各大NAND Flash廠商競相將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，長江存儲是國內(nèi)鮮有的可與國際廠商同臺競技的企業(yè)。據(jù)悉，長江存儲于 2018 年發(fā)布其研發(fā)的 3D NAND 獨家技術(shù) Xtacking，隨后分別于 2018 年和 2019 年第三季度分別實現(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年末長江存儲取得全球接近 1%市場份額，成為五大國際原廠以外市場份額最大的NAND Flash晶圓原廠。不過，由于眾所周知的原因，目前長江存儲的發(fā)展充滿挑戰(zhàn)。

EEPROM/NOR Flash/SLC NAND Flash

目前，占據(jù)全球存儲市場九成以上份額的DRAM和NaND Flash賽道，都呈現(xiàn)高度壟斷且相對穩(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，在大廠基本退出的中小容量EEPROM、NOR Flash、SLC NAND Flash領(lǐng)域，國內(nèi)存儲廠商呈現(xiàn)出“做大做強”之勢。

在EEPROM領(lǐng)域，賽迪顧問數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，2019年，國內(nèi)存儲企業(yè)聚辰股份拿下EEPROM全球市場的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年年報中表示，在工業(yè)級EEPROM領(lǐng)域，目前公司已在智能手機攝像頭、液晶面板、計算機及周邊等細分領(lǐng)域奠定了領(lǐng)先優(yōu)勢；在汽車級EEPROM領(lǐng)域，公司整體規(guī)模和市場份額目前與國際競爭對手尚存在一定差距。

在NOR Flash領(lǐng)域，兆易創(chuàng)新是全球排名第三的NOR Flash公司，全球市場份額超過20%，產(chǎn)品覆蓋消費、工業(yè)、汽車等領(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)推進新工藝制程迭代，助力大容量產(chǎn)品競爭力進一步提升。

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)較高的市場份額。國內(nèi)在該領(lǐng)域發(fā)力的存儲企業(yè)包括東芯半導(dǎo)體、兆易創(chuàng)新、復(fù)旦微電等。

總結(jié)

從上文的分析來看，目前，在存儲市場的各個細分領(lǐng)域，都可見國產(chǎn)芯企的身影。

不過，在最主要、利潤最豐厚的DRAM和NAND Flash領(lǐng)域，國產(chǎn)存儲廠商被國際存儲巨頭遠遠甩在身后。這種差距的形成，不僅是因為先發(fā)者已經(jīng)牢牢占據(jù)了市場和技術(shù)，而且還因為疊加了諸多地緣政治的影響。因此，在這兩個細分領(lǐng)域，國產(chǎn)存儲廠商的突圍之路注定艱苦卓絕。

其他存儲賽道上，國產(chǎn)存儲廠商的影響力在擴大，其中在SRAM、EEPROM、NOR Flash領(lǐng)域，國產(chǎn)存儲企業(yè)都上榜前三。

未來，隨著物聯(lián)網(wǎng)、智能汽車、智能制造等的發(fā)展，中小容量存儲芯片的市場有望進一步拓展，而這也將成為國產(chǎn)存儲廠商進一步拓展市場份額、擴大競爭優(yōu)勢的機會窗口。

至于此次美光受限，國產(chǎn)存儲廠商能多大程度補上空缺？綜上，在寡頭壟斷、競爭激烈的DRAM和NAND Flash領(lǐng)域，國產(chǎn)存儲廠商的機會不多。

不過，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)品線的國產(chǎn)存儲企業(yè)有望加速產(chǎn)品升級以及高端應(yīng)用導(dǎo)入。