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存储芯片垄断现象严重,未来存储技术该如何发展?

半导体行业观察 ·2019-06-17 15:07·半导体行业观察
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据报道,2018年全球 存储芯片 市场规模高达1620亿美元,其中NOR Flash 全球市场规模约为26亿美元(占比为1.6%),NAND Flash全球市场规模约为610亿美元(占比37.65%),DRAM全球市场规模约为960亿美元(占比59.2%)。DRAM,NAND,NOR占据了所有存储芯片市场规模的98%以上,然而存储芯片高度垄断,主要参与者为韩国和欧美企业。

全球 NAND闪存 行业正处在2D向3D的转进期,几大巨头将重点都放在了3D的比拼上,未来没有计划增加2D的产能,并有可能进一步降低2D的生产比重。产业巨头逐步放弃中小容量,这就给国内存储企业创造了历史性的发展机遇。

数据来源:IC insights

我国存储芯片的发展现状

近年来在存储国产化的政策支持下,随着产品技术和研发经验的不断积累,部分国内优秀厂商已开发出更贴近本土用户需求的高性价比存储产品,我国几大做存储芯片的企业业务模式大致情况如下:

日前半导体行业观察记者采访到了东芯半导体的助理总经理陈磊,谈到当下存储芯片的现状时,陈总阐述道:“现在国内每年进口的半导体产品金额是最大的,而其中,存储器产品又是最大量的进口半导体器件。目前东芯半导体的产品包括NOR FLASH,SLC NAND Flash和DRAM的产品,我们在存储器产品上的布局还是比较全面的。”

NOR FLASH产品的应用领域非常的广泛,只要你的系统有软件代码,就肯定需要或大或小容量的NOR FLASH来做存储。从大类来分的话,主要应用领域包括消费类,通讯类,电脑,工业和汽车这5大领域。

SLC NAND包括SPI NAND目前国内主要应用在通讯类(GPON, EPON),还有一些视频监控产品也需要低容量的NAND FLASH。

DRAM产品的市场和NOR,NAND的市场非常接近,所以,从产品布局上来看,东芯半导体非常有优势,我们可以在终端客户面前做到“一站式”的存储器供应商的领先优势。

业内预计,中小容量存储芯片市场规模将保持在120亿-200亿美元,其中低容量NAND 60亿-100亿美元,NOR约30亿,低容量DRAM约70亿美元。东芯在这3个领域的布局明显是看中了其广阔的市场前景。

尽管国内的内存芯片厂商取得了一些成绩,但我们需要清醒地认识到,在核心技术、市场份额、人才储备等方面,差距仍然很大。近年来,很多国外厂商以知识产权等方式压制国内厂商,这更要求企业拥有自己的核心技术。

陈磊讲到,整体上来看,我们国内的存储器公司和国外的差距还是非常大的。当然,我们国内的存储企业在近几年也都在努力的奋起直追,从产品来看,我们已经在消费市场完成了“国产替代”,在包括智能电视,机顶盒等领域,现在都是国内存储器的天下,甚至在一些工业,汽车方面,我们也都在积极的进入。

总体来看,国内存储芯片市场需求巨大,但目前严重依赖于进口;存储是信息安全的基础,国产替代需求空间大;国家产业政策支持下,本土企业面临重大发展机遇;存储行业更新迭代快,对设计能力和制造工艺提出了极高的要求,属于技术、人才、资金高度密集型行业,进入门槛相当高,本土参与企业非常稀少;所以发展存储芯片已经成为国家繁荣富强的重中之重。

发展存储芯片的重要性

存储芯片是电子信息领域的重大战略性支柱产品,是应用面最广、市场比例最高的集成电路基础性产品之一。对电子产品来说,存储芯片就像粮食一样不可或缺。它与数据相伴而生,哪里有数据,哪里就会需要存储芯片。随着大数据、物联网、人工智能、智慧产业等新兴产业的发展,存储产业的重要性与日俱增。

发展存储芯片的三大原因:

必要性:存储芯片是电子系统的粮仓,数据的载体,关乎数据的安全;其市场规模足够大,约占半导体总体市场的三分之一。

安全性:存储芯片非常重要,但目前存储芯片中NAND、DRAM我国自给率几乎为零。

紧急性:我国在存储芯片上的进口总额高达880亿美元,对外依赖度超过90%。

前几年,内存涨价一直是困扰很多国内电子厂商的“心病”,由于存储芯片的国产化很低,导致很多国外厂商疯狂涨价,对整个产业链影响很大。存储芯片又被称为电子产品的“粮食”,能占产品成本的二成左右,在竞争激烈的电子产业链里面,没有核心技术的企业,就容易被人扼住喉咙。另外,发展存储芯片还可助力“大国”崛起,提升国际话语权。从国家的一些政策就可以看出其重要性。

自2000年开始,国家的政策就在积极鼓励国内集成电路企业的发展,2000年和2011年先后出台了《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》、《进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》,其主要内容包括财税政策、投融资政策、研究开发政策、进出口政策、人才政策、知识产权政策、市场政策等,对推动我国集成电路产业发展发挥了重要作用。

2014年6月国务院印发《国家集成电路产业发展推进纲要》,设立国家集成电路产业投资基金,解决了制约产业发展的投资瓶颈问题,我国集成电路产业进入跨越式发展的历史时期。

2014年9月国家集成电路产业投资基金成立之后,即投资近400亿元入股长江存储,兆易创新和合肥长鑫等,占其首期募资1387亿元的近30%,体现了国家对发展本土存储芯片产业的高度重视。

2015年5月国务院印发《中国制造2025》的通知,将集成电路产业列为10大战略发展产业的首位,要求着力提升集成电路设计水平,突破关系国家信息与网络安全及电子整机产业发展的核心通用芯片,提升国产芯片的应用适配能力。

2017年大基金启动第二步规划,重点布局国家战略和新兴行业,进一步推动投融资与产业发展形成合力。

存储芯片的发展是未来国家战略的一部分,企业除了闭门造车,也得时刻关注政策、市场变化,通过产业链引导来满足更多规模的应用,只有让相关产业链的企业享受到经济收益,才能发挥存储芯片的价值,做出最有市场价值的存储芯片。

东芯的存储之路

鉴于欧美韩占据了存储大部分的市场规模,再加之新一代万亿蓝海物联网设备需要大量的数据存储和传输,中小容量存储芯片将更合适物联网发展的需要。所以现在国内的存储企业大都避开巨头,在中小容量存储芯片发力。

东芯是一家Fabless芯片企业,聚焦中小容量NAND、NOR闪存芯片、DRAM内存及MCP的设计、生产和销售,是目前国内唯一可以同时提供NAND/NOR/DRAM/MCP设计工艺和产品方案的本土存储芯片研发设计公司。

2014年11月,东芯半导体有限公司成立

2014年12月,与中芯国际共同开发24nm工艺制程的NAND Flash

2015年4月,收购Fidelix ,成为其第一大股东

2015年10月,国内首颗1G SPI NAND芯片,在中芯国际38nm工艺生产线上成功流片

2016年7月,国内首颗4G SLC NAND芯片,在中芯国际24nm工艺生产线上成功流片

2016年09月 , 11月,获得上海市科委举办的创新创业大赛一等奖,获得上海市高新技术企业认定

2017年03月,获得上海市集成电路行业协会理事单位荣誉,50nm Wide-range NOR Flash 在武汉新芯成功流片

2017年04月,自主研发的16Gb MLC NAND Flash系列芯片获得上海市经信委软件和集成电路专项资金支持

2017年09月,国内首颗 2G SPI NAND芯片在中芯国际 38nm 工艺生产线成功流片

现在,东芯半导体不仅是行业领军企业,而且多次缩小了国家存储芯片IC设计能力与国际领先水平的差距。“东芯半导体虽然成立时间不长,但是我们整个产品设计,IP有过往二十多年的经验和积累,这个是国内的很多初创团队不具备的。包括产品质量,和 晶圆 厂的工艺参数的磨合,在产品交付,全球大客户的合作上,我们都非常的有优势。目前,我们在国内合作的晶圆厂,都非常期待和我们一起开发新工艺,新产品,大家一起合作,努力把国内的整个存储器行业提升到新的高度。”东芯半导体助理总经理陈磊日前在接受半导体行业观察时谈到。

陈磊还讲到,东芯的芯片应用领域集中在消费类产品,比如智能电视,机顶盒,穿戴式产品等,还有网络通讯产品,如我们每家每户都需要用的上网的光猫。我们也在进入工业和汽车的市场,这些市场对产品各方面要求高,包括质量,产品交付,而且设计周期长,但是这是我们必须要做的前期工作。

东芯半导体致力于大力发展具有自主知识产权的国内存储芯片技术并积极开拓国内市场应用,迅速提升中国在Memory行业的设计研发能力。对此,东芯采取了一系列的业务发展战略。

东芯采取的产品战略是,避开和大公司广谱产品进行全线竞争,聚焦中小容量闪存市场的开拓,充分发挥公司的技术优势和研发能力,提升产品性价比,抓住存储器国产替代进口的市场机会,快速成长为闪存尤其是NAND闪存领域的龙头企业。

从市场来看,东芯深入研究用户需求,加大差异化定制产品的比重,增强客户粘性,逐步成为各主要应用市场主导公司的核心品牌供应商。

研发上,东芯坚持自主研发保持公司在国内小容量NAND, NOR, DRAM 领域的领先优势,在不断提升和完善38nm&24nm NAND ,48nm NOR 闪存产品品质的前提下,积极开展1xnm NAND闪存的产品开发,达到国际最先进生产水平,目前已取得105项专利。

生产方面,和晶圆代工、封装测试龙头企业建立稳定而深入的战略合作关系,实现互利共赢。

资本方面,充分利用资本市场实现跨越式发展,为长期可持续发展奠定基础。

在谈到东芯未来的3-5年规划时,陈磊谈到,公司首先还是要做好产品的品质,这个是我们的立足根本。在NOR FLASH领域,产品发展已经做的很完善了。我们目前着眼于NAND FLASH,包括大容量的NAND FLASH的产品布局,还有就是我们的DRAM产品,我们希望可以在后两者上多下苦功,给我们的客户带来更多EPN,更有性价比的产品,帮助我们的客户实现更多的设计功能。

存储技术未来该如何发展?陈磊认为:“全球范围对新的存储器技术的研发一直没有停止过,我们现在看到的,比如3D Xpoint,RRAM,FeRAM,MRAM, PCM等都是过去数十年的投入,到今天才算开花结果。现在国内也有公司在做新一代的存储器产品,包括和海外合作。简单的说,新一代存储器要解决的问题,就是“非掉电易失性”和容量/性能的问题。我们需要更大容量,更高密度的存储器,同时性能(读写速度,擦写次数,功耗等)也要更好。在一些特定产品领域,如嵌入式(主要是微控制器),新一代的存储器也要考虑工艺制程的微缩,现在最新的逻辑工艺可以做到7nm,甚至5nm,那存储器的工艺如何跟上,这方面譬如MRAM, RRAM都是比较适合的。”

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