2020半导体产业王者崛起--存储芯片了解一下？
本文来源：物联传媒
本文作者：露西
Gartner最新报告预测，由于新冠病毒对半导体供需的影响，2020全年半导体营收较上季预估减少550亿美元，至4154亿美元。在此情况下，非存储市场收入有望达到2906亿美元，同比下降6.1％。而存储市场收入将占全球半导体市场总量的30％，规模将达到1247亿美元，增长13.9％，可见存储市场逆势增长的潜力。
Gartner分析师进一步表明，在存储器市场，NAND闪存收入预计将在2020年增长40%，价格保持稳定。同时2020年上半年来自云服务提供商的强劲需求将推高服务器DRAM的价格和收入，虽然需求疲软和智能手机市场价格下跌将完全抵消这一增长，最终导致DRAM市场整体收入将在2020年下降2.4%。
在2020全球遭遇黑天鹅事件之时，半导体存储市场仍能保持相对稳定的状态持续发展，与当下5G、物联网、人工智能、云计算等技术的深入，各行业对数据存储的需求越来越迫切等因素不无关系，其中尤其以存储芯片的重要性进一步被拔高。
存储芯片战略地位的确定
早在2014年6月，国务院颁布了《国家集成电路发展推进纲要》，提出设立国家集成电路产业基金（简称“大基金”），将半导体产业新技术研发提升至国家战略高度。
图片来源：工信部网站
但是纵观整个半导体产业，处在眼前的大山主要有两座：
1）逻辑芯片领域，不仅是要造出更好的处理器，以英特尔、英伟达、Arm等公司为参照，需要在架构IP、标准制定、上下游生态配合等方面有长期的经验积累，短期超车十分困难；
2）制造代工领域，台积电自是业界典型，但在美国阻扰下，最先进的荷兰ASML光刻机始终无法到货国内，关键设备的缺失给制程工艺的优化形成阻碍。
存储芯片虽然同样面临寡头垄断的局面，但其主要难点在于IP和制造，到竞争层面主要是更低的成本，更优的技术，品牌化程度较弱，用户粘性也不如其他细分领域。
再加上在集成电路产业，存储芯片占了很重要的比重，更有集中发力的意义。比如2019年存储芯片销售额为1059.1 亿美元，占集成电路市场份额的32.1%，达到三分之一，是集成电路的主要增长动力。
尤其我国还是存储芯片的进口大户，自给率很低，每年为此产生大量花费。
综合以上所有原因，大基金选择将存储芯片确立为半导体产业主打方向之一。
包括长江存储在内，国内发展有三大存储项目，分别为定位发展3D NAND Flash的长江存储，发展移动式DRAM的合肥长鑫，发展利基型DRAM的福建晋华。
存储芯片市场集中度极高
存储器可简单分为内存和闪存，内存是易失性存储器，当电源关掉，所存储的数据就会消失；闪存是非易失性存储器，就算关掉电源，所存储的数据也不会消失。
以手机参数中所说的6G+128G为例，前面的6G数字代表内存，用来暂时存储手机系统、软件运行时产生的碎片化数据，后面的128G数字代表闪存，用来存储照片、视频、文件等内容。就分工来说，内存主要用来运行程序，闪存主要用来存储数据。
从组成上进一步地说，内存的典型芯片门类有DRAM和SRAM，闪存颗粒依据存储结构的不同常分为NAND Flash和NOR Flash两种。
有机构曾整理数据，得出存储芯片整个市场中DRAM产品占比约53%，NAND Flash产品占比约42%，Nor Flash占比仅为3%左右。
放眼全球，当前存储芯片主要为韩美日三国所占有。比如DRAM市场已经形成三国鼎立局面，份额前三名分别为三星、SK海力士、美光，三者市场份额总和超过90%；再比如全球NAND Flash市场中，三星、东芝、铠侠/西部数据、美光、SK海力士、英特尔是主要玩家，三星市场份额达到39%；Nor Flash因为市场规模远不及DRAM和NAND Flash而一度被边缘化，但同样呈现寡头垄断的局面，90%以上的市场份额由旺宏、华邦、美光、Cypress和兆易创新这五大厂商占据。
认清国产存储芯片入场较晚的既定事实以后，便能明白后发者想要追平的难度之大。
平地一声雷：
长江存储真的做到了128层
前几天，长江存储在官网宣布其128层3D NAND闪存芯片研发成功，并已在多家控制器厂商SSD等终端存储产品上通过验证。作为业内首款128层QLC规格的3D NAND闪存，长江存储X2-6070拥有业内已知型号产品中最高单位面积存储密度、最高I/O传输速度（在1.2VVccq电压下实现1.6Gbps的数据传输速率）、最高单颗NAND闪存芯片容量（1.33Tb）。同时发布的还有128层512Gb TLC规格闪存芯片（X2-9060），以满足不同应用场景的需求。
图片来源：长江存储官网
消息一出，众多业内人士评论认为，长江存储128层的公布，意味我国半导体在NAND这一细分领域再次缩小了与国际领先水平的差距，着实可喜可贺。包括长江存储肩负国家发展责任，用3年时间实现从32层到64层再到128层的跨越，更加显得意义重大。
关于128层产品量产时间，预计在2020下半年到2021上半年，目标定在2021年单月10万片产能大量上市，让一众网友为之期待，纷纷用“强硬”的语气表示：
更多信息表明，长江存储是于2016年7月，在武汉新芯集成电路制造有限公司的基础上正式成立的，一期投资240亿美元，主要股东包括中国集成电路产业投资基金、紫光集团、湖北政府等，主要业务为3D NAND 闪存设计制造一体化（IDM），同时提供完整的存储器解决方案。
根据时间线：
2018年第三季度，长江存储32层3D NAND闪存实现量产。据悉32层3D NAND闪存芯片是长江存储耗资10亿美元，1000人团队历时2年研发出来的，实现了国产从无到有的突破，但遗憾的是，三星在2015年就完成了32层的布局，2018年底国际头部公司已经有了92层或96层，国内整体进程落后了3-4年。
2019年第三季度，长江存储64层3D NAND闪存实现量产。虽然此时韩美日公司正在开展100层以上的研发，96层也已经稳定量产，但进程差距已经缩小到到2年左右，并且长江存储开始有了自研的Xtacking技术，具有独特的技术能力。
后来，长江存储决定跳过96层，直接研发128层，这才有了本次的3D NAND产品发布，与国际水平的关系从跟跑变成了并跑。当然这一决策并不是盲目冒进，长江存储联席首席技术官汤强表示是由于公司独特的 Xtacking 架构，以及通用设备市场已经相对成熟两方面进行支撑。
Tech Insights 在 2019 Q4 发布的NAND综合路线图
存储芯片在物联网的应用需求
逢智能手机市场需求疲软，物联网、AI带来新的发展机遇，企业在存储芯片领域的突围迎来了更大的机会窗口。
通常按照不同的需求，存储芯片的定位呈现不同，比如消费电子类、工业级嵌入式、PC服务器类、数据中心类等等。而且不仅仅是NAND被采用，甚至NOR Flash都因为物联网和消费电子的产品需求带动，呈现了新的发展生机。据数据披露，2019年因为TWS蓝牙耳机的带动，第三季度NOR Flash产值比第二季增长了4.3%，达到5.7亿美元。
哪里有数据，哪里就会有存储芯片，二者之间相生相伴。尤其在以5G、物联网和人工智能为技术特征的当下生产生活场景。
有行业知名调研机构曾披露：“每辆自动驾驶汽车每天约产生4TB数据，每个8K高清智能监控摄像头每天约产生1.1TB数据，每个智能工厂每天约产生1TB数据，每个石油钻井平台的工业行为每天约产生10TB数据……”
生活在被数据包围的世界，激发了产业界对于数据分析的需求，但前提是如何高效地对这些数据进行存储整理。尤其考虑到物联网边缘设备自身拥有的诸多特性，比如所处位置偏远不易管理、所处环境较为严苛、产生海量数据对存储容量提出要求、时延较低对读写速度提出要求、强调数据安全等，这一系列原因尤其导致数据存储这项工作，在物联网时代面临新的挑战。
单看存储芯片下游的SSD存储控制器市场，80%是由上游NAND Flash原厂拿走了，另外剩下的20%市场，则由一批独立存储控制器公司瓜分，包括群联、联芸、慧荣、华澜微电子、硅格、Marvell、忆芯、澜起微电子、瑞昱、兆芯电子、江波龙、国科微等。
风气云涌，群雄争霸，又有谁能准确抓住物联网时代的需求痛点呢？
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