編者按：自1956年中國將半導體作為國家重要的發(fā)展領域后，今年是第66個年頭?；赝?6年的發(fā)展，從無到有、從小到大，半導體產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了風雨坎坷同時又迸發(fā)出無限的生機。在中國“十四五”提出數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃，瞄準集成電路等戰(zhàn)略性領域之際，半導體產(chǎn)業(yè)縱橫推出“國產(chǎn)化進程”系列專題，講述當今中國半導體各領域發(fā)展進程，解析國產(chǎn)化最新態(tài)勢，本期為“國產(chǎn)化進程”專題集成電路篇第五篇文章：存儲。

半導體產(chǎn)業(yè)縱橫編輯部

WSTS數(shù)據(jù)顯示，2021年全球存儲市場規(guī)模為1582億美元，同比上升34．6％。2022年全球半導體市場規(guī)模將增長8．8％，達到6014．9億美元，其中，存儲類別的增長為8．55％，規(guī)模達到1716．82億美元，占整個半導體市場的28．5％。

在眾多的存儲類別中，市場規(guī)模最大的是DRAM和NAND Flash。2021年全球 DRAM 市場規(guī)模約占整個存儲市場的56％（約869億美元）， NAND Flash 市場規(guī)模約占整個存儲市場的41％（約636億美元）， NOR Flash 市場規(guī)模約占整個存儲市場的2％（約31億美元），其他存儲（EEPROM、EPROMROM 、SRAM等）合計占比為1％（約16億美元）。2022 年，DRAM、NAND 閃存市場將分別增長 25％、24％ 到 1180 億美元、830 億美元，均創(chuàng)歷史新高。

國內存儲市場的大蛋糕

從市場需求來看，中國已成為全球存儲最重要的需求市場之一。CFM閃存市場數(shù)據(jù)顯示，在中國的DRAM和NAND Flash銷售規(guī)模占據(jù)全球30％以上市場份額。

另外，隨著國民經(jīng)濟結構轉型與消費升級，對電子產(chǎn)品和服務的需求也與日俱增，存儲作為電子產(chǎn)品的關鍵部件，受益于整個社會信息化進程。未來，隨著人工智能、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展帶來存儲的需求持續(xù)提升，將為存儲提供更加廣闊的發(fā)展空間。

存儲需求擴張的周期，為國內企業(yè)帶來了機遇。畢竟，在一個增量市場，才有更多試錯的機會，而在一個飽和的市場里，機會則微乎其微。這對于當下的中國企業(yè)至關重要。

隨著擴產(chǎn)、增資、IPO的消息傳出，國產(chǎn)存儲正在發(fā)出屬于自己的光芒。

國內存儲龍頭長江存儲正籌備產(chǎn)能的擴張。據(jù)此前的消息指出，長江存儲早在2020年中就已籌建存儲基地項目二期，目前正在加速推進，預計未來兩年就能投產(chǎn)，其二期項目的月產(chǎn)能為20萬片，一期項目為10萬片，如此兩年多之后NAND flash芯片產(chǎn)能將增加兩倍。

產(chǎn)能方面，長鑫也不甘落后。公開資料顯示，長鑫在2020年、2021年分別實現(xiàn)了4．5萬片晶圓／月、6萬片晶圓／月的目標，2022年的產(chǎn)能目標是12萬片晶圓／月，未來的產(chǎn)能目標是30萬片晶圓／月。截止2021年，全球DRAM總產(chǎn)能大約是150萬片／月，預測到2022年底，會提升至160萬片／月左右，屆時長鑫存儲的12萬片產(chǎn)能將獲得全球市場份額的8％左右。

以存儲為主要業(yè)務的芯天下提交了創(chuàng)業(yè)板IPO申請。4月28日，深交所正式受理了芯天下IPO上市申請。芯天下表示，公司本次發(fā)行募集資金將緊密圍繞公司主營業(yè)務，主要投向NOR Flash產(chǎn)品研發(fā)升級和產(chǎn)業(yè)化項目、NANDFlash產(chǎn)品研發(fā)升級和產(chǎn)業(yè)化項目、存儲研發(fā)中心建設項目及補充流動資金。其中，NOR Flash產(chǎn)品研發(fā)升級和產(chǎn)業(yè)化項目擬在公司現(xiàn)有NOR Flash產(chǎn)品線的基礎上，進一步研發(fā)55nm／50nm／4xnm工藝制程的NOR Flash產(chǎn)品，完成產(chǎn)品工藝技術的迭代升級。NAND Flash產(chǎn)品研發(fā)升級和產(chǎn)業(yè)化項目擬在公司現(xiàn)有SLC NAND Flash產(chǎn)品線的基礎上，研發(fā)2xnm工藝制程的單芯片SPI NAND產(chǎn)品及超低功耗SLC NAND Flash產(chǎn)品，形成更豐富的SLC NAND Flash產(chǎn)品系列。

5月22日晚間，韋爾股份宣布，擬以不超過40億元增持北京君正股票。增持后累計持有北京君正股份數(shù)量不超過5000萬股，不超過北京君正總股本的10．38％。本次交易構成關聯(lián)交易，不構成重大資產(chǎn)重組。據(jù)韋爾股份在公告中介紹，北京君正的存儲芯片在汽車市場有著較好的客戶基礎，而公司是全球車載CIS的領軍企業(yè)，未來公司與北京君正存在較大業(yè)務戰(zhàn)略合作機會。

擴產(chǎn)、增資、IPO，國產(chǎn)存儲正當時。

國產(chǎn)存儲與國外差距幾何？

NAND

NAND閃存長期被幾家大廠“霸屏”。據(jù)CMF數(shù)據(jù)，2021年Q4，占據(jù)NAND閃存市場份額Top6的廠商依次為：三星（34％）、鎧俠（19％）、SK海力士（14％）、西部數(shù)據(jù)（14％）、美光（10％）、英特爾（5％），而留給其他廠商的市場份額僅剩下3％。

從NAND閃存的技術路線來看，從2D到3D，各大廠商都朝著堆疊層數(shù)更高的方向不斷發(fā)展。目前，業(yè)內比較先進且投入量產(chǎn)的NAND閃存為176層閃存，美光、SK海力士、三星也都實現(xiàn)了176層NAND閃存的量產(chǎn)。另外，美光已經(jīng)隆重宣布了業(yè)內首創(chuàng)的232層3D NAND存儲解決方案，高調引領NAND閃存闖入200層大戰(zhàn)。國內在NAND閃存方面掌握最先進技術的是長江存儲，128層NAND閃存已經(jīng)量產(chǎn)，而近期據(jù)業(yè)內人士透露，長江存儲已向少數(shù)客戶交付了其內部開發(fā)的192層3D NAND閃存樣品。

DRAM

再來看DRAM。DDRM的全球市場呈現(xiàn)出明顯的三足鼎立的局面，在市占率方面，據(jù)IC Insights，2021年占據(jù)DRAM市場營收榜單Top3的分別為三星（44％）、SK 海力士（27．7％）、美光（22．8％），三大供應商占據(jù) 2021 年 DRAM 市場份額的 94％。

DRAM制程工藝進入20nm以后，制造難度越來越高。全球前三大廠商—三星、SK海力士、美光于2016－2017年進入1Xnm（16nm－19nm）階段，2018－2019年進入1Ynm（14nm－16nm）階段，2020年進于1Znm（12nm－14nm）時代。目前，內存芯片進入第四階段1anm（10nm）的研發(fā)。目前，國內的長鑫存儲還處于1Xnm（16nm－19nm）階段，與龍頭大廠還是有一定的差距。

總的來說，國內的存儲產(chǎn)業(yè)發(fā)展起步比較晚，長江存儲和長鑫存儲2016年成立，分別補上了中國在NAND Flash和DRAM市場核心供應環(huán)節(jié)的空白。雖然并未達到像龍頭一樣的市占率，但是已經(jīng)縮小了與業(yè)內先進水平的差距。要注意的是，技術仍是半導體產(chǎn)業(yè)的第一生產(chǎn)力。半導體產(chǎn)品更新?lián)Q代及技術升級速度較快，持續(xù)研發(fā)新技術、推出新產(chǎn)品是各家廠商在市場中保持優(yōu)勢的重要手段。

困住國產(chǎn)存儲發(fā)展的兩大難題

當下國產(chǎn)存儲發(fā)展還應解決兩大難題：第一，F(xiàn)abless模式較多，很難應對供應鏈產(chǎn)能短缺問題；第二，成本尚不具備優(yōu)勢。

從存儲生產(chǎn)的形式來看，IDM無疑是一個較好的形式。國外存儲的龍頭廠商都是IDM模式，都有自己的晶圓廠，可根據(jù)自己的生產(chǎn)需求來及時調整自己的產(chǎn)能，有更多的自主性。但是，由于集成電路行業(yè)的特殊性，建立晶圓代工廠的成本相當高，所以對于國內非存儲龍頭大廠來說，F(xiàn)abless其實是他們權衡利弊之后最好的選擇。但是，一旦產(chǎn)能短缺，或者代工廠調整價格，都有可能導致公司供貨緊張、產(chǎn)能受限對公司的日常經(jīng)營和盈利能力造成不利影響。

再一個是存儲芯片行業(yè)具有資本及技術密集型特點。由于產(chǎn)品標準化程度高，行業(yè)集中度高，規(guī)模效應較為明顯，存儲行業(yè)巨頭及行業(yè)先進入者，在規(guī)模、工藝成熟度等方面領先于后來者，在成本方面具備較為明顯的優(yōu)勢。大部分Fabless廠商，因為對代工廠下單的規(guī)模較小，所以沒有很強的議價能力，導致公司的成本會比較高。

國內存儲產(chǎn)業(yè)還面臨著投入不足的困境，半導體產(chǎn)業(yè)的技術和產(chǎn)能擴充，都需要數(shù)額較大的投資，這對于國內初露矛頭的廠商來說還是有一定難度的，他們并不能像龍頭一樣進行自如的投資。

國內存儲廠商的破局之刃

隨著國內半導體產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展，以長江存儲和合肥長鑫為代表的存儲廠商也逐漸展露頭角。

長江存儲

長江存儲可謂是3D NAND的國產(chǎn)之光，不斷縮短和世界領先水平的距離，將有望引領國產(chǎn) NAND 產(chǎn)業(yè)崛起。長江存儲用短短3年時間實現(xiàn)了從32層到64層再到128層的跨越，而近期據(jù)業(yè)內人士透露，長江存儲已向少數(shù)客戶交付了其內部開發(fā)的192層3D NAND閃存樣品。

2019 年 9 月，公司還創(chuàng)新使用Xtacking?1．0 架構閃存技術，成功量產(chǎn)64 層 TLC 3D NAND 閃存。不同于傳統(tǒng) 3D NAND 架構，Xtacking?技術屬于自主創(chuàng)新。在傳統(tǒng) NAND 架構中，I／O 及記憶單元操作的外圍電路和存儲單元在同一片晶圓上制造。在長江存儲 Xtacking?架構中，I／O 及記憶單元操作的外圍電路被生產(chǎn)在一片晶圓上，而存儲單元在另一片晶圓上被獨立加工，當兩片晶圓各自加工完成后，Xtacking?技術只需一個處理步驟即可通過數(shù)十億根金屬垂直互聯(lián)通道將二者鍵合接通電路，并封裝到同一個芯片中。

除此之外，長江存儲跳脫的技術路線也在現(xiàn)在成為了一段”佳話“，長江存儲決定跳過業(yè)界常見的96層，直接研發(fā)128層3D NAND。

長鑫存儲

長鑫存儲成立于2016年5月，公司自成立以來就致力于DRAM的研發(fā)與量產(chǎn)，并已成功推出面向主流市場的DDR4、LPDDR4和LPDDR4X等。良率在70－75％，未來2－3年內將推進低功耗、高速率LPDDR5DRAM產(chǎn)品開發(fā)。

從技術來看，長鑫存儲的核心技術來源于奇夢達遺留的DRAM專利，后來為了規(guī)避可能存在的專利風險，長鑫存儲投入25 億美元的研發(fā)費用對原有芯片架構進行重新設計?；谶@一專利技術，長鑫存儲又成功量產(chǎn)出19nm工藝的DDR4和LPDDR4，成為全球第四家DRAM產(chǎn)品采用20nm以下工藝的廠商，是目前中國大陸唯一能夠自主生產(chǎn)DRAM的廠商。

福建晉華

曾經(jīng)，長江存儲、長鑫存儲、福建晉華，被稱為“中國存儲三雄”。2016年，福建晉華與聯(lián)電簽署技術合作協(xié)定，福建晉華委托聯(lián)電開發(fā)DRAM相關技術，開發(fā)出的技術成果由雙方共同所有。福建晉華也正因為這個項目，2017年卷入了和美光的專利之戰(zhàn)中，美光指控聯(lián)電和福建晉華盜用了自己的內存芯片技術。2019年1月底，聯(lián)電退出福建晉華DRAM項目。一直到2021年11月，聯(lián)電和美光達成世紀大和解，而目前福建晉華方面審查還沒有最終結果。

雖被百般打壓，但福建晉華仍百折不撓。2021年初，福建工信廳發(fā)布一則消息稱，泉州晉華成功研制出具備自主產(chǎn)權的25nm內存芯片并小批量試產(chǎn)。

武漢新芯

武漢新芯于2006年在武漢成立，是一家先進的集成電路研發(fā)與制造企業(yè)。武漢新芯擁有2座12英寸晶圓廠，每座晶圓廠產(chǎn)能可達3萬片＋／月。在NOR Flash領域，武漢新芯已經(jīng)積累了十多年的制造經(jīng)驗，提供從65nm到45nm的高性能NOR Flash技術服務，是中國先進的NORFlash晶圓制造商之一。

此外，武漢新芯也推出了自有品牌SPINOR Flash產(chǎn)品。

兆易創(chuàng)新

從存儲芯片三大主流產(chǎn)品布局來看，兆易創(chuàng)新形成了NOR、NAND和DRAM三大存儲芯片的全平臺布局，其NOR Flash產(chǎn)品涵蓋了市場絕大部分的容量類型。其NAND Flash產(chǎn)品屬于SLC NAND。2016年，兆易創(chuàng)新推出了首顆DRAM產(chǎn)品GDQ2BFAA系列，標志著正式入局DRAM這一主流存儲市場。值得一提的是，在中國市場，兆易創(chuàng)新的NOR FLASH市場占有率排名第一，2021年，出貨量為32．88 億顆。

此外，兆易創(chuàng)新還通過增資長鑫存儲的母公司睿力集成加碼DRAM業(yè)務，公司于2020年12月、2021年9月兩次向睿力集成增資共計8億元人民幣。

紫光國芯

作為紫光國微的子公司，紫光國芯主要從事存儲設計開發(fā)、自有品牌存儲芯片產(chǎn)品銷售，以及集成電路設計開發(fā)、測試服務，是“國家規(guī)劃布局內集成電路設計企業(yè)”和“國家火炬計劃重點高新技術企業(yè)”，建設了完整先進的DRAM存儲測試分析工程中心，同時擁有世界主流動態(tài)隨機存儲和閃存存儲設計開發(fā)技術和經(jīng)驗。

芯天下

芯天下是業(yè)內最早提供SPI NANDFlash的廠商之一，公司現(xiàn)有主要產(chǎn)品包括NORFlash和SLC NAND Flash，廣泛應用于消費電子、網(wǎng)絡通訊、物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)與醫(yī)療等領域。

北京君正

北京君正的存儲業(yè)務主要有SRAM、DRAM和Flash三大類別。公司DRAM產(chǎn)品開發(fā)主要針對具有較高技術壁壘的專業(yè)級應用領域，能夠滿足工業(yè)、醫(yī)療、主干通訊和車規(guī)等級產(chǎn)品的要求，具備在極端環(huán)境下穩(wěn)定工作、節(jié)能降耗等特點。公司也進行了包括了從DDR2、LPDDR2、DDR3到DDR4、LPDDR4等不同種類不同容量的產(chǎn)品研發(fā)，根據(jù)不同產(chǎn)品的進度情況，部分新產(chǎn)品仍在研發(fā)階段，部分新產(chǎn)品完成了投片并正在進行工程樣品的生產(chǎn)，部分新產(chǎn)品已完成工程樣品的生產(chǎn)并根據(jù)測試結果展開了量產(chǎn)方面的工作。

北京君正的Flash產(chǎn)品線包括了目前全球主流的NOR Flash和NAND Flash。

東芯半導體

東芯半導體的主要產(chǎn)品為非易失性存儲芯片NAND Flash、NOR Flash以及DRAM。

東芯半導體NAND Flash產(chǎn)品核心技術優(yōu)勢明顯，尤其是SPI NAND Flash，公司的NANDFlash憑借產(chǎn)品品類豐富、功耗低、可靠性高等特點，被廣泛應用于通訊設備、安防監(jiān)控、可穿戴設備及移動終端等領域。SPI NOR Flash存儲容量覆蓋2Mb至256Mb，并支持多種數(shù)據(jù)傳輸模式，目前公司已經(jīng)為三星電子、LG、傳音控股、歌爾股份等終端客戶提供產(chǎn)品。

DDR3系列產(chǎn)品在通訊設備、移動終端等領域應用廣泛；LPDDR系列產(chǎn)品適合在智能終端、可穿戴設備等產(chǎn)品中使用。

聚辰半導體

聚辰半導體絕大部分的收入來自EEPROM 產(chǎn)品，該類產(chǎn)品相較于 NOR Flash 的容量更小、擦寫次數(shù)高，因此適用于各類電子設備的小容量數(shù)據(jù)存儲和反復擦寫的需求，廣泛應用于智能手機攝像頭、液晶面板、藍牙模塊、通訊、計算機及周邊、醫(yī)療儀器、白色家電、汽車電子、工業(yè)控制等領域。
此外，公司還積極開拓NOR Flash業(yè)務。

恒爍半導體

恒爍半導體的主營產(chǎn)品為 NOR Flash，2016年，公司便已成功量產(chǎn)多款65nm串行NORFlash產(chǎn)品；2018年底，公司完成了不同電壓下NOR Flash的全產(chǎn)線布局；2020年，恒爍半導體推出了50nm串行128 Mb NOR Flash。

結語

國內存儲產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，各有側重，也正在一步步縮短與國際廠商的差距，但與此同時，我們也要清晰的認識到，與國外技術相比，我國相關產(chǎn)業(yè)的整體水平仍然不夠，短時間內想要扭轉國際巨頭主導的產(chǎn)業(yè)格局依然很難。若想要與國際對手勢均力敵，仍需時間與技術的沉淀。