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国际巨头把控全球存储市场国内企业如何破局

发表时间:2022-08-12 01:46:59 | 作者:乐竞体育

  根据断电之后数据是否依旧被保存对半导体存储器进行划分,半导体存储器可分为易失性存储器和非易失性存储器两大类。我们熟知的 RAM(随机存取存储器)属于易失性存储器,其中 RAM 又可分为 DRAM(动态随机存取存储器)与 SRAM(静态随机存取存储器)。而 ROM(只读存储器)和 FLASH(闪存)则属于非易失性存储器,即断电之后存储器中的数据仍然能被保存的存储设备。

  据 IC Insights 预测,2022 年、2023 年全球存储芯片的市场规模将分别达到 1804 亿和 2196 亿美元,市场成长空间广阔。

  但在全球的存储芯片领域,市场主要被三星、海力士、美光、东芝等国际企业所把控。不过近年来借着芯片国产化的东风,越来越多的国内半导体企业在存储领域迅速成长,纷纷在 DRAM、NAND Flash 领域突围。

  国内的半导体存储企业,主要是以 Fabless 模式为主,即没有制造业务、只专注于设计的运作模式,集成电路的生产和封测则委托给专业的集成电路代工厂或加工商进行。

  兆易创新的主营业务主要分为存储器、微控制器(MCU)和传感器三大板块,其芯片广泛应用于消费类电子产品、物联网终端、汽车电子及工业控制设备等多个领域, 存储 + 控制 + 传感器 布局已然成型。

  2021 年,兆易创新实现营业收入 85.10 亿元,比 2020 年同期增长 89.25%,归属于上市公司股东的净利润为 23.37 亿元,比 2020 年同期增长 165.33%,其中存储器业务收入增加约 21.68 亿元,较上年度增幅 66.04%。

  NAND Flash 即数据型闪存芯片,兆易创新的 NAND Flash 产品属于 SLC NAND,可以为移动设备、机顶盒、数据卡、电视等设备的多媒体数据存储应用提供所必需的大容量存储和性能;

  DRAM 则是当前市场中最为重要的系统内存,在计算系统中占据核心位置,DRAM 广泛应用于服务器、移动设备、PC、消费电子等领域。兆易创新的首款 DRAM 产品已于 2021 年推出,实现了从设计、流片,到封测、验证的全部国产化。

  北京君正成立于 2005 年 , 最初的业务是基于自主创新的 CPU 技术。当前,北京君正的集成电路产品根据产品功能和应用领域主要分为微处理器芯片、智能视频芯片、存储芯片、模拟与互联芯片四个类别。

  2021 年,北京君正的营业收入为 52.74 亿元,同比增长 143.07%;归属于上市公司股东的净利润为 9.26 亿元,同比增长 1165.27%;其中存储芯片业务营收为 35.94 亿元,同比增长 135.63%,占 2021 年营收比重的 68.15%。

  北京君正的存储芯片业务共分为 SRAM、DRAM 和 Flash 三大类别。北京君正的存储芯片主要面向汽车电子、工业制造、医疗设备、通信设备等行业市场,在技术和产品性能的要求上,车规级和工业级芯片对产品的可靠性、一致性、外部环境兼容性等方面的要求均比消费级芯片更为严格。

  在 DRAM 方面,北京君正进行了高速 DRAM、Mobile DRAM 存储芯片系列的产品研发,包括从 DDR2、LPDDR2、DDR3 到 DDR4、LPDDR4 等不同种类、不同容量的产品研发,部分新产品已经进入量产阶段;

  Flash 方面,北京君正产品线包括 NOR Flash 存储芯片和 NAND Flash 存储芯片,2021 年,北京君正面向高品质类、不同容量、不同种类的 Flash 产品定义、研发和工程样片等相关工作进展顺利。

  国科微成立于 2008 年 , 总部位于长沙 , 是国家规划布局内的重点集成电路设计企业。国科微长期致力于存储、智能机顶盒、视频编码、物联网等领域大规模集成电路及解决方案的设计研发,是国内领先的数据存储、多媒体和卫星定位芯片解决方案提供商。固态存储芯片及产品是国科微重点发力的产品,国科微在该领域投入了大量的研发资源。

  2021 年,国科微实现营业收入 23.22 亿元,同比增长 217.66%,公司实现归母净利润 2.93 亿元,同比增长 313.63%。其中固态存储系列芯片及产品销售收入为 10.93 亿元,较上年同期增长 131.14%,占国科微全年营业收入的 47.06%。

  基于闪存的固态硬盘 ( Solid State Drive ) 是由控制单元和存储单元 ( FLASH 芯片 ) 组成,该种固态硬盘在市场中处于主流地位,应用较为广泛。

  国科微所开发的固态硬盘控制器芯片,属于微处理器和逻辑集成电路的范畴,主要用于后端控制 3D NAND 存储颗粒,其前端符合 SATA 等类型的接口规范要求。

  固态硬盘控制器芯片主要应用于固态存储硬盘,包括企业级服务器硬盘、桌面机硬盘、笔记本硬盘等。2021 年,国科微继续扩大自身在固态存储控制器芯片上的领先技术优势,持续发展国产全自主固态硬盘。与此同时,新一代全新存储控制器芯片 GK2302 V200 开发顺利,其对应的固态硬盘已经于 2021 年正式上市量产。

  在固态存储控制器领域的新品方面,国科微计划研发新一代工艺平台的企业级固态存储控制器,并研发支持 QLC 3D NAND 颗粒特性的下一代控制器芯片。

  东芯半导体股份有限公司成立于 2014 年 , 是我国领先的中小容量存储芯片研发设计公司。东芯半导体聚焦中小容量 NAND Flash、NOR Flash、DRAM 芯片的设计、生产和销售 , 是国内可以同时提供 NAND/NOR/DRAM/MCP 设计工艺和产品方案的本土存储芯片研发设计企业。

  2021 年,东芯股份实现营业收入 11.34 亿元,同比增长 44.62%,实现归属于上市公司股东的净利润 2.62 亿元,同比增长 1240.27%。

  东芯股份的主要产品为非易失性存储芯片 NAND Flash、NOR Flash,易失性存储芯片 DRAM 以及衍生产品 MCP,各类产品具体情况如下:

  NAND Flash 方面,东芯股份聚焦平面型 SLC NAND Flash 的设计与研发,主要产品采用浮栅型工艺结构,存储容量覆盖 1Gb 至 32Gb,可灵活选择 SPI 或 PPI 类型接口,可搭配 3.3V/1.8V 两种电压。

  NOR Flash 方面,东芯股份自主设计的 SPI NOR Flash 存储容量覆盖 2Mb 至 256Mb,并支持多种数据传输模式,其产品主要被用于存储代码程序。

  DRAM 方面,东芯股份研发的 DDR3 系列可以传输双倍数据流的 DRAM 产品,具有高带宽、低延时等特点,在通讯设备、移动终端等领域应用广泛。

  衍生产品 MCP 是通过将闪存芯片与 DRAM 进行合封的产品,以共同实现存储与数据处理功能,在节约空间的同时提高存储密度,主要面向空间受限的电子产品,被应用于移动终端、通讯设备等领域。

  简单而言,在手机、电脑等消费类电子领域,在程序运行方面主要依靠 DRAM 存储器,用于保存需要临时处理的数据;而在数据存储方面主要依靠 NAND Flash,用于数据的长期存贮。因此,这两种存储器的应用最为广泛,市场规模最大。

  在全球半导体存储市场中,物联网、云计算、互联网数据中心、边缘计算等领域的技术进步推动了存储市场的持续发展,与此同时,汽车的智能化程度不断升级,也带来了车规级芯片的增长需求。

  据 IC Insights 预测,2022 年的全球存储芯片市场规模将达到 2196 亿美元,可谓蛋糕巨大。相较三星、海力士、美光等国际大厂而言,国内的存储厂商起步相对较晚,只有不断加大研发投入、积累技术,一步一个脚印,才能实现市占率的稳步提升,并在高端存储市场分一块蛋糕。