nand国产替代存储芯片巨头环伺，中国企业何以破局？

发布时间 : 2024-10-07

作者 : 小编

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存储芯片巨头环伺，中国企业何以破局？

图片来源@视觉中国

文丨芯锂话

12月1日，沉寂许久的A股芯片龙头公司兆易创新股价突然异动，并在接下来两个交易日延续上涨，三日内的涨幅一度超过20%。

对于兆易创新这样市值千亿的巨头公司来说，20%的市值上涨可谓意义重大，究竟是怎样的利好才能撬动如此大的杠杆呢？

就在股价上涨的前一日，兆易创新曾一口气发布了25条公告，抽丝剥茧之后，一则看似不起眼的《兆易创新关于2022年度日常关联交易预计额度的公告》引起了我们的关注。

在这则公告中，除了以往代销长鑫存储产品和向紫光展锐销售产品相关交易外，另有一项巨大的变化：在2022年公司预计从长鑫存储自有品牌采购代工交易额将达到1.35亿美元，逼近代销长鑫DRAM产品的采购金额。

这表明，兆易创新自有品牌的DRAM产品将在2022年大放异彩；同时也意味着，国产DRAM厂商队伍也迎来了一个强有力的队友，在应对国际巨头们的竞争时，也有相对更大的反击力量。

聚焦全球集成电路市场，存储芯片是市场份额最大的品类之一，2020年市场份额接近逻辑芯片。在某些年份内，存储芯片的市场份额更是超过了逻辑芯片，足以说明其是集成电路市场上最有价值的品类之一。

然而，在如此重要的赛道中，我们却鲜有机会在市场中看到国产品牌的身影。

中国是最大的消费电子生产和消费市场，每年对于存储芯片的需求无比庞大。但正如整个集成电路行业一样，国际巨头们近乎垄断了全部的市场份额。

技术封锁之下，国内存储芯片厂商们只能通过不断的技术进步，谋求一条突围之路。

01、国际巨头瓜分核心赛道

存储芯片可谓人类最伟大的发明之一。

在存储芯片技术被发明之前，人类只能使用打孔卡、磁鼓技术、磁芯技术来进行存储，不仅效率低下，而且需要耗费很大的占地空间。直至1966年，晶体管DRAM内存技术的发明，才让人类正式进入了存储芯片时代。

按照产品功能特性，储存芯片共可以分为两大类：一类是易失性存储芯片，断电后存储信息即消失，主要有SRAM和DRAM两种；一类是非易失性存储芯片，断电后存储信息仍留存，主要有ROM、闪存和EEPROM。

纵观整个存储芯片市场，目前主导行业的是DRAM和NAND Flash两大品类。以2020年数据统计，这两大品类合计占比97%，而NOR Flash仅占比1%，其他产品合计占比2%。

DRAM和NAND Flash常见于电子产品中。在电脑中，DRAM就是内存条。在智能手机中，DRAM即是运行内存，现在主流的是8G和12G DRAM产品；NAND Flash即为机身存储，256G、512G、1T即是此类产品。

在DRAM和NAND Flash两个最大子市场上，国际巨头凭借先发优势和技术壁垒处于垄断性地位。

自从英特尔量产DRAM产品以来的51年间，美国、日本、韩国存储芯片企业激烈竞争，目前形成了韩国三星和SK海力士、美国美光半导体寡头垄断的市场格局，三巨头占据了约95%的市场份额。

截止2021年Q1季度，三星、SK海力士、美光半导体分别占据市场约42%、29%和23%的市场份额，留给其他二流、三流厂商的市场空间总共仅有6%。

相对而言，NAND Flash产品在2010年前后才开始大规模商用，起步较晚。

正因此，NAND Flash行业目前市场集中度并没有DRAM那么高，三星、铠侠、SK海力士、西部数据、美光、英特尔六大行业巨头瓜分市场，今年Q3季度，六巨头合计市场份额达96.7%。

不过随着行业的发展，NAND Flash行业或将迎来属于它的“洗牌时代”，目前西部数据正在谋求收购铠侠，如果并购成功，闪存市场格局将重新改写。

显而易见，在DRAM和NAND这两个市场规模最大的存储芯片产品市场中，韩、美、日三国处于垄断性地位，获得了最大头的利润。

对于起步较晚的中国产生而言，想要获得一席之地，必须必备抗衡国际巨头的实力。无论是技术层面，还是产能层面，中国企业都或将面临极其巨大的挑战。

02、来自中国的“挑战者们”

在巨头强力垄断下，中国主流的储存芯片企业大多规模较小，技术水平较国际巨头仍有较大差距。

由于福建晋华在2018年遭到美光半导体的诉讼，因此陷于停摆状态，这让合肥长鑫成为了国产DRAM“全村的希望”。

长鑫以IDM模式生产DRAM产品，目前可量产19nm DDR4和LPDDR4产品，DDR5和LPDDR5技术正在研发中。虽然这个水平距离国际巨头仍然差距很远，但也是国产DRAM企业最顶尖的水平。

目前三星等DRAM巨头的LPDDR5产品已经大量应用于智能手机市场，并成为现有智能手机的主打卖点之一；DDR5产品已经量产，但目前来说从性价比上尚未能大规模替代DDR4，这也是长鑫和国内DRAM企业为数不多的好消息。

与合肥长鑫存在千丝万缕联系的兆易创新，在年内也宣布，由长鑫代工的19nm 4Gb DDR4产品已经量产。在此之前，兆易创新主要代理销售长鑫DRAM产品，未来自有品牌DRAM产品将成为主导。兆易创新预计，在2022年，代销长鑫DRAM产品采购额为1.7亿美元，稳定增长；而自有品牌采购长鑫代工的关联交易将达到1.35亿美元。

除长鑫和兆易创新，西安紫光国芯也能够量产DDR4产品。此外，刚刚在科创板IPO的东芯半导体能够量产DDR3产品，北京君正在收购北京矽成（即美国芯成半导体母公司）之后，也有DRAM产品业务。

在NAND Flash市场上，国产玩家也并不多。

根据存储原理的不同，NAND Flash存储可以分为SLC、MLC、TLC和QLC四大类，从结构上又可以分为2D、3D两大类。

目前，国产NAND玩家多集中于最原始的SLC NAND市场，处于TLC和QLC的国产厂商仅长江存储一家。

据今年九月消息，长江存储128层TLC 3D NAND已经量产，且良率已做到相当水准；128层QLC 3D NAND也已经准备量产。与三星等国际巨头相比，长江存储技术差距正在逐渐缩小。

从整个NAND市场看，SLC NAND占比仅2%。在SLC NAND市场上，韩国企业爱拓科技、台湾地区企业旺宏电子和华邦电子、美国赛普拉斯和美光、日本东芝占据较大份额。

在大陆地区，目前兆易创新、复旦微电、东芯半导体均有SLC NAND量产产品，其中兆易创新产品技术更为领先，已达到行业主流水平。

除此之外，北京君正旗下ISSI在汽车级NAND市场有量产产品，芯天下则通过购买海外SLC NAND晶圆自行封装策略生产相关产品。

03、国内厂商的另类突围路

虽然在DRAM和NAND市场，中国企业的竞争力暂时薄弱一些，但在NOR Flash和EEPROM两个市场上，国内企业实则表现出不俗的竞争力。

由于下游需求端的迅速放量，全球存储芯片巨头的产能已经不足以满足迅速膨胀的市场需求。在这种情形下，国际巨头往往将产能集中于最大市场上利润最高的板块，从而逐渐退出了SLC NAND、NOR Flash和EEPROM这三个利基市场，国产企业也有了崛起的机会。

具体来看，NOR Flash在2020年占据整个存储芯片市场1%的份额。这种存储芯片的应用，主要集中于手机模组、网络通讯、数字机顶盒、汽车电子、安防监控、行车记录仪、穿戴式设备等消费领域，典型应用场景有智能手机中AMOLED面板和TWS耳机。

NOR Flash已经成为存储芯片国产替代的主要战场。

在2020年，全球NOR Flash市场前两位分别为台湾地区企业华邦电子和旺宏电子，第三名即是近年来迅速崛起的兆易创新。目前，兆易创新已量产55nm工艺NOR Flash产品，处于行业内主流技术水平。

除兆易创新外，复旦微电、东芯半导体、普冉股份均已量产55nm小容量NOR Flash产品，芯天下、珠海博雅、武汉新芯和恒烁半导体亦有相关产品量产。

在另一种非易失性存储芯片EEPROM市场上，国产芯力量也正在崛起。

EEPROM产品市场规模虽然较小，但应用十分广泛。小容量EEPROM代表应用领域包括电脑显示器等领域，中容量EEPROM代表应用领域包括手机摄像头模组CCM等领域，大容量EEPROM代表应用领域包括智能电表等。

复旦微电、聚辰股份、普冉股份、珠海博雅均有EEPROM产品，不同企业各有侧重。

据赛迪顾问数据，2018年聚辰股份EEPROM市场份额排名全球第三，在智能手机摄像头模组这一细分市场，聚辰股份市场份额自2016年以来即一直排名全球第一；普冉股份的产品亦主要应用于摄像头模组，2020年出货量为15.79颗，逊色于聚辰股份的17.13亿颗出货量。

复旦微电则在电脑显示器这一细分市场，2020年市场占有率在30%以上。

可以看到，在巨头逐渐退出的存储芯片利基市场上，国产存储芯片厂商们已经通过研发投入和技术进步赢得了更广阔的市场空间。

这些小赛道的意义并不仅仅体现在营收上，更是给起步薄弱的中国存储芯片企业提供了迭代的机会。放眼未来，这些持续迭代的“小公司”中，或许可以诞生出引领行业发展的领先企业，这也是中国存储芯片的一条另类突围之路。

集成电路行业专题报告：3D-NAND国产替代渐行渐近

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1. FlashMemory

数据存储离不开存储器，存储器分为易失性存储器和非易失性存储器。 在电子产品中，所有信息都是通过组合“0”或“1”的方式进行表达，而存储器则是存储这些电信号的地方。通过判断存储器断电后数据是否依旧被保存来区分这两种存储器。易失去性存储器（Volatile Memory, VM）在断电后数据随即丢失，静态随机存取存储器(SRAM）和动态随机存取存储器(DRAM)是 VM 中两种具备代表性的产品。非易失性存储器（Non-volatile Memory, NVM）在断电后数据依然依旧保存在存储器内，闪速存储器(Flash Memory)则是 NVM 的代表产品之一。

闪速存储器已经成为主流存储器之一。 闪速存储器是一种电子式可清除程序化只读存储器，其支持多次的擦除及写入。主要应用于一般性数据存储，在计算机及电子产品中被广泛使用。根据市场销售规模，闪速存储器销售占比约为 45%，成为继 DRAM 外第二大储存器产品，是主流存储器之一。

1.1NANDFlash

闪速存储器种类众多，NAND Flash 占据主要位置。 闪速存储器虽然有众多类型，但主要为 NOR Flash 和 NAND Flash。两者之间的区别在于存储单元连接方式不同，导致两者读取方式不同。NOR Flash 以“字”为单位，具有芯片内执行的能力。但在块读/写上则有不足，所以主要用于小容量代码闪存领域。而 NAND Flash 在块读/写上具备优势，所以其主要用在大容量存储领域。根据销售额，NAND Flash 产品销售额在存储器中占比约为42%，成为闪速存储器中占比最大的细分产品。

不同存储单元性能有所差异。 NAND Flash 有三种类型的储存单元，数据是以位的方式储存在存储单元内。储存单元有单层单元（SLC）、多层单元（MLC）、三层单元（TLC）和四比特单元（QLC），单元存储量依次上升，但单元擦/写寿命则依次下降。而存储量上升致使寿命下降的原因是存储器工作时需要使用更多的电压值来实现更多数据的写入，电压控制的难度将会增大，从而降低硬件使用寿命。随着 TLC 技术的成熟，叠加 3DNAND 技术加持，使得部分 TLC 产品擦写使用寿命已经与 MLC 产品相当，这将对 TLC 产品的推广将起到重要的促进作用。而 QLC 则是在追求更低单位成本下所开发的存储单元，但其擦/写寿命仍有待提升。

手机和 SSD 是 NAND Flash 主要消耗方。 NAND Flash 作为高数据存储密度闪存器，被广泛应用于各种数字终端设备。其中，手机和固态硬盘（SSD）是 NAND 闪存应用份额占比最高的两个领域，分别约为 48%和 43%。所以，手机和固态硬盘的出货情况将对 NAND Flash的需求产生较大的影响。

2. 3DNAND：冉冉升起之星

NAND Flash 是集成电路的一种。 NAND Flash 属于半导体产品，是集成电路的一种。所以，NAND Flash 的生产和其他半导体产品一样，都基于对硅材料进行加工，经过设计、封装、测试等步骤，最终成为芯片产品。在晶圆加工环节，通过半导体加工工艺，每片晶圆上有数百颗 NAND Flash 芯片。这些由无数个晶体管电路组成的芯片称为 Die，每个Die 都是一个独立的功能芯片。

NAND Flash 容量结构从大到小可依次分为 Device、Die、Plane、Block 和 Page。一个Device 有若干个 Die，每个 Die 有若干个 Plane，每个 Plane 有若干个 Block，每个 Block有若干个 Page。而一个 Page 中包含着多个 Cell，Cell 是 Page 中的最小操作擦写读单元，对应一个浮栅晶体管，这些晶体管的存储量决定于存储单元的类型。

摩尔定律限制 2D 发展，3D 成破解瓶颈利器。 由于 NAND Flash 是集成电路的一种，所以其发展遵循摩尔定律，即当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24 个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。由于 NAND 工艺的不断发展，制程已经进入到 1x/1y nm，甚至 1z nm 阶段。但工艺的进步在扩大容量和降低成本的同时，可靠性及性能都在下降。由于需要额外手段来弥补可靠性，在制造成本及性能上已经难以通过提升制程以获得优势。而 3D 工艺使得 NAND Flash 的发展出现转机，打破为提升容量而不断微缩晶体的发展路径，突破发展瓶颈。

2D 与 3D 是 Die 内部的排列方式不同。 对于 2D NAND 和 3D NAND 的区分则是颗粒在单 Die内部的排列方式，其中 2D 是按照传统二维平面模式进行排列闪存颗粒的，而 3D 则是在平面的基础上进行堆叠形成立体的排列。3D NAND 堆叠可采用简单堆叠（Simple Stack）、垂直沟道(VC)和垂直栅极(VG)三种方式进行堆叠。存储单元采用浮栅晶体管单元（Floating Gate, FG）或者电荷俘获型单元（Charge Trap Flash, CTF）。相较于 FG,CTF由于拥有较高可靠性和更小的体积，所以基于此考虑，则 CTF 更适合 3D NAND。

3D NAND 在性能和成本上有较大优势。 由于 3D NAND 采用了立体结构，与 2D NAND 采用平面化结构相比，利用现有制程在单 Die 内堆叠更多存储单元，即使用 3D 存储单元阵列来提高单元密度和数据容量。此外，3D NAND 技术的应用不仅使得产品在性能上有一定的提升，在功耗上也存在较大幅度下降。在成本端，3D NAND 每单位容量成本得到降低。制程提升已不是 3D NAND 技术的主要诉求，通过更为先进的堆叠技术来封装更多存储单元能提供容量，能进一步降低单位容量成本。所以，3D NAND 正向更高堆叠层数发展。

总结： 由于集成电路发展受到摩尔定律约束，而 NAND Flash 作为集成电路的一种在 2D层面发展受到了制约。虽然制程提升使得 Planar NAND 在 1x/1y /1z nm 上得到一定发展，但未能有效突破发展瓶颈且面临一系列挑战。而 3D NAND 技术使得 NAND Flash 进入到一个全新发展阶段，突破原有需要不断对晶体进行微缩而达到扩容的瓶颈，通过对晶体进行堆叠而实现单体容量提升。此外，3D 技术还能降低单位容量成本。3D NAND 技术使得 NAND Flash 发展空间得到提高。

2.13DNAND 发展基于堆叠技术的提升

3DNAND 工艺持续提升，堆叠层数不断增加。 自三星在 2013 年研发出 24 层 3D NAND 技术后，各原厂均投入对 3DNAND 技术研发。在三星、SK 海力士等原厂在 3D 技术快速发展的推动下，3DNAND 迅速普及且产出比例持续攀升，现已成为主流制程。此外，根据技术发展路径，3D 堆叠技术也在持续提升，3DNAND 持续向更高层数进行堆叠，从而实现产品不断迭代。

3DNAND 产品将持续优化。 在 2018IMW 国际储存器研讨会上，应用材料预计到 2021 年 3DNAND Flash 的堆叠数将会增加到 140 层以上，同时会较现在的变得更薄。而三星预测则更为乐观，在 2019 年 5 月 GSAMEMERY＋论坛上其预测在未来 5 年内，3D NAND 堆叠层数将达到 500 层，10 年内将可达到 1000 层。层数增加意味着对工艺、材料的要求会提高。此外，在堆叠层数增加的情况下，虽然存储堆栈的高度在增大，但每层的厚度却在缩减。按照目前技术发展趋势，每升级一次堆栈厚度都会变成原来约 1.8 倍，而层厚度会变成原来约 0.86 倍。目前，各原厂商都在对 3D NAND 产品的各项指标进行优化，包括读写速度、容量、功耗等。此外，对于成本控制也是原厂需要考虑的因素之一。各原厂对于技术和成本的追求，将有助于其保持和巩固市场。

技术迭代有助于容量提升，规模化生产将降低成本。 增加存储孔密度、增加存储单元密度、逻辑扩展增加比特密度是目前扩大存储容量的三个主要有效方法。三种维度增加容量的效果各不相同，从 64 层扩展到 96 层时，存储孔密度大概增加了 10%;存储单元密度增加了 68%;TLC 比特密度增加了 65%。综合这三种方法就可以看到整个闪存容量的增长了。根据各代产品发展情况，3D NAND 单位面积存储容量在不断增大。从三星量产 32层 128Gb 存储容量为 1.86 Gb/mm²，到目前东芝存储堆积到 128 层 512Gb 存储容量为 7.8Gb/mm²，单位存储容量提升已达到逾 4 倍。此外，在 Die 容量相同情况下，由于单位面积存储容量提升，单 Die 尺寸将会缩小。所以在相同尺寸的晶圆上，Die 产量将会得到提升。技术迭代在提升单位面积容量的同时，通过规模化生产降低制造成本，将对原厂形成内在激励。

总结：虽然各方对于 3D NAND 技术突破的预测不尽相同，但产品迭向更高堆叠层数迭代的趋势得到一致认同。由于堆叠技术迭代，单位面积存储容量将得到提升。此外，由于容量提升，对于单 Die 容量相同的两代产品而言，新一代产品尺寸将会有所缩减。所以，这将使得同样大小晶圆产出量将上升，而规模化生产有助于降低生产成本。

2.2 国外原厂领衔 3DNAND 技术发展

国际原厂引领 3D NAND 技术发展。 在 NAND Flash 市场中，三星、东芝存储、镁光、SK海力士、西部数据、英特尔这六家原厂长期垄断着全球 99％以上的份额。此外，国际原厂持续引领着 3D NAND 技术研发，形成了较为厚实的技术壁垒。但各原厂在设计方案上的差别将会对其产出产生形成一定影响。根据 64 层 3D NAND 产品相关情况，在已量产512GB 产品中三星、东芝存储和镁光在同等容量下，其单 Die 面积也有所不同，三家原厂单 Die 尺寸大小分别为 128.5mm²、132mm²、和 110.5mm²。在相同情况下，基于单 Die尺寸的优势，镁光将获得更大的产能。

行业景气度持续好转，预计 2020 年 96 层 3D NAND 仍是主流产品。 由于受到需求端和产能扩张影响，NAND Flash 产业受到了一定的打击，2018 年 NAND Flash 价格持续下滑。而各大厂商为应对价格下降，大部分放缓扩产速度。在产品导入方面，国际领先原厂对于 96 层 3D NAND 产品导入在 2018 年已经开始，且市场份额在不断扩大。目前，行业景气度持续好转，国际领先原厂产品仍以 96 层 3D NAND 为主。根据各原厂技术发展路径，96 层 3D NAND 产品在 2020 年受到更先进一代技术产品的影响有限，预计其仍为主流技术。

部分领先厂商已完成 128 层产品研发并率先投放市场。 128 层 3D NAND 是 96 层下一代技术节点，而对于这一个节点的技术研发，三星和 SK 海力士已取得了一定优势。三星在2019 年 6 月就推出了第六代 V-NAND（128 层 256Gb 3D TLC NAND），8 月份宣布基于该技术已批量生产 250GB SATA SSD，而在 11 月实现了第六代 128 层 512Gb TLC 3D NAND的量产。对于 SK 海力士而言，其在 2019 年 6 月份宣布推出首款 128 层 TLC 4D NAND，11 月份向主要客户交付基于 128 层 1Tb 4D NAND 的工程样品并较预期提前量产。这种先发优势，将会有助于抢占市场，更快达到规模经济。

总结：目前，无论是在已量产 3D NAND 产品，还是相关技术储备，国际原厂引领 3D NAND技术发展。在产品方面，虽然部分领先厂商已经量产 128 层产品，但预计 96 层产品在2020 年依然是主流产品。

3. 国内需求持续扩大，政策和资金积极导入助力国产替代

3.1 我国是手机和服务器重要生产基地

国产品牌正走向世界，我国是智能手机重要产地之一。 华为、OPPO、VIVO、小米等国产品牌近几年在智能手机领域发展迅速。根 IDC 发布的全球手机市场季度跟踪报告初步数据显示，华为、小米和 OPPO 出货量位居全球品牌第 3、第 4 和第 5 位；而根据全年的数据，排名 2019 全年全球智能手机市场出货量和市场份额前五的厂商分别为：三星、华为、苹果、小米、OPPO。2019 年全年数据显示，华为已经超于苹果，成为全球第二大智能手机厂商。我国国产手机品牌已经逐步走出国内，面向全球市场。对于我国智能手机产业而言，除国产品牌外，还有部分国外品牌在我国企业代工。根据工信部所公布数据，我国智能手机出货量在全球份额持续保持在 20%以上，我国已经成为智能手机重要产地之一。

国内厂商数据中心服务器市占率较高。 数据流量爆发已经成为趋势，而在这种趋势下，IDC 建设及升级将激发对服务器需求。从全球服务器市场看，我国服务器制造商具有一定市场份额，其中新华三市占率为全球第二，而浪潮信息则位列第三。两者合计市占率在 2019 年有小幅度增长。随着国内云计算产业加速和 5G 下游应用开发，国内 IDC 建设逐步加速，国内服务器需求将会有所增加，国内领先厂商有望进一步提升市场份额。

总结： 手机和数据中心服务器作为 NAND Flash 产品主要应用方向之二，其出货量将对NAND Flash 产生影响。目前，我国智能手机出货量占全球市场份额超过 20%，随着国内品牌在性能等方面升级，将提高品牌知名度，销售量将有望提升。智能手机出货量上升使得华为、OPPO、VIVO、小米等已是存储原厂重要客户。在服务器领域，我国厂商在市占率具有一定优势的情况下，叠加国内 IDC 产业加速发展，出货量有望提升。所以，我国相关厂商对 NAND Flash 需求有不断扩张的趋势，基于产能保障等方面考虑形成国产替代需求。

3.2 政策和资金持续导入集成电路产业发展

国家发布政策支持集成电路产业发展。集成电路作为信息产业的基础和核心，国家将产业发展提升到战略高度。自 2014 年以来，国家大力主导推动整体产业发展，先后颁布了《国家集成电路产业发展推进纲要》、《集成电路产业“十三五”发展规划》等政策。此外，各地方政府也颁布地方性政策以扶持相关产业发展。存储器和 3D 封装产业发展在相关政策中也有所提及。国家政策对于集成电路产业扶持将有助于相关企业在技术上对先进队伍进行追赶。

产业基金进一步保障集成电路产业发展。 根据相关政策，国家对于集成电路产业的发展具有一个较为明确的目标；到 2020 年要达到与国际先进水平的差距逐步缩小、企业可持续发展能力大幅增强；到 2030 年，我国集成电路产业链主要环节达到国际先进水平，一批企业进入国际第一梯队，实现跨越发展。为实现这些目标，国家加大对相关企业的资金支持，将产业基金导入到企业中，实现资金和政策双扶持格局。2014 年 9 月 24 日，国家集成电路产业投资基金(“大基金”)正式设立。截至目前，大基金已经设立两期。对于大基金一期，截至 2018 年已经基本投资完毕，投资额度接近 1400 亿元。而大基金二期在 2019 年已完成募集，募集规模约为 2000 亿元，主要聚焦集成电路产业链布局投资，重点投向芯片制造以及设备材料、芯片设计、封装测试等产业链各环节，支持行业内骨干龙头企业做大做强。大基金资金导入对企业研发将有一定促进作用，能更好的帮助企业在技术上进行追赶。

总结： 在集成电路领域，我国与国外领先国家之间具有一定差距。这种差距在芯片领域尤为明显，大部分高端芯片需要进口，对于产业安全具有较大影响。而国家对于集成电路产业扶持在政策和资金上均有所倾斜，为我国集成电路发展不断注入活力。目前，在某些领域已取得一定进展，并不断缩小与领先集体之间的差距。

3.33DNAND 技术持续追赶

我国作为后来者，3D NAND 技术取得突破 。早期由于我国集成电路产业技术落后于先进集团，许多高端产品需要进口来满足需求。在 2016 年前，中国在存储芯片市场为 0，而3D NAND 技术被几大巨头所垄断。长江存储即是在此背景下成立，其主攻方向为存储芯片。在国家政策和大基金扶持下，3D NAND 技术研发得到支持。长江存储作为国家存储器基地的主要承担单位，其与中国科学院微电子研究所联合承担 3D NAND 存储器研发项目。该项目在 2017 年取得了标志性进展，32 层 3D NAND 芯片顺利通过电学特性等各项指标测试，达到预期要求。此外，该项目成功实现了工艺器件和电路设计的整套技术验证，向产业化道路迈出具有标志性意义的关键一步。

Xtacking 架构提升产品性能。 长江存储是一家专注于 3D NAND 闪存设计制造一体化的IDM 集成电路企业，同时也提供完整的存储器解决方案。在 3D NAND 研发中，其使用自研 Xtacking 架构将两种电路进行堆叠，从而实现逻辑电路与存储电路结合。由于逻辑电路和存储电路被分开加工，在逻辑电路工艺选择上有较大空间，这将有助于 NAND 更高的 I/O 接口速度及更多的操作功能。此外，由于传统 3D NAND 架构中外围电路约占芯片面积的 20-30%，而此架构将有显著缩小外围电路面积，从而实现较传统 3D NAND 更高的存储密度。公司表示通过将 Xtacking 架构引入批量生产，能够显著提升产品性能，缩短开发周期和生产制造周期，从而推动高速大容量存储解决方案市场的快速发展。基于此架构，公司已经开发出全球首款 64 层 3D NAND，并在 2019 年底开始量产该产品。

更新平台，追赶先进技术。 在面临国外领先厂商在技术压制情况下，2019 年 8 月长江存储发布了 Xtacking2.0，此次优化意味着在自主研发的道路上取得了一些进步。预计在2.0 版本构架下，将有助于提升 NAND 吞吐速率、提升系统级存储的综合性能。此外，长江存储表示将跳过 96 层 3D NAND 技术，从而直接进入到 128 层技术研发。由于公司跳过中间一代技术节点，而进入到当前领先原厂的研发节点上，这将使得公司需要面对更为严峻的挑战。新一代技术的研发将加快缩小与先进集团之间的距离，也有助于打开国家市场，打破外资垄断的局面。

总结： 长江存储是我国 3D NAND 技术上的龙头企业，其基于 Xtacking 构架的 64 层产品已经量产。虽然国际领先原厂已经量产 96 层 3D NAND 产品并向下一代产品进行研发，而长江存储仅有 64 层产品，但我国与国外领先原厂的距离已经在逐步缩小。此外，长江存储已推出 Xtacking2.0 且直指 128 层 3D NAND 技术，这将有助于加快对先进技术的追赶。

4. NANDFlash 供给关系改善，产品价格企稳回升

4.1NANDFlash 需求将迎来新一轮增长

4.1.15G 换机潮拉动手机出货量

智能手机是 5G 通信换代最受益的电子产品之一。 5G 技术支持三大应用场景，增强移动宽带（eMBB）、高可靠低时延连接（uRLLC）和海量物联（eMTC）。就智能手机而言，5G 通信与 4G 通信相比，网络速度的提升及延迟降低将会是两个较为明显的使用感受。2019 年韩国成为全球第一个商用 5G 网络的国家，拉开 5G 网络商用帷幕。此后，陆续有国家宣布 5G 网络商用，而中国三大运营商也在 2019 年 11 月正式上线 5G 套餐。对于消费者而言，运营商已能提供 5G 网络服务，但仍需要解决终端的问题。由于各代通信具有其独立的频段，5G 频段虽然位于 Sub 6 Hz 范围内，但处于高频部分，4G 手机是无法支持使用 5G 网络。所以，5G 网络的使用是需要更换 5G 终端才能使用。智能手机已成为大多数人生活中必不可缺的电子产品之一，在 5G 网络推出后 5G 手机换机潮将会逐步掀起，使得智能手机成为 5G 通信换代最受益的电子产品之一。

5G 手机价格下降将加快 5G 手机渗透率 。在 5G 网络建设不断加速的同时，各国手机厂商均推出 5G 手机来抢占市场。目前，国内大多数 5G 手机为品牌旗舰机型，5G 版本首发价格大多介于 3000-8000 元之间，相比同配置的 4G 版本贵 500-1000 元。由于这些手机定位处于中高端机型，所以并不能引发中低端手机市场的需求。但在 2019 年 12 月 10 日，小米集团旗下 Redmi 发布 5G 双模手机 K30 5G，其中 6GB+64GB 版本售价低至 1999 元。

小米将 5G 手机价格快速下探到 2000 元以下将会吸引中低端智能手机市场的消费力。此外，由于中低端市场已经有竞品的存在，也将会加快其他厂商向 5G 手机中低端市场布局的脚步。中国移动指出，从存量市场角度看，目前市场上绝大多数手机用户使用终端和低端机型，其中售价 4000 元以上的旗舰手机存量占比仅为 15%，2000-4000 元的中端手机数量占比约 26%，而 2000 元以下中低端机型数量比重则高达 59%。所以，当 5G 手机产品能满足不同市场需求时，5G 手机渗透率将会快速提升。

手机市场回暖，5G 手机出货量将逐步上升。 近年来，由于智能手机吸引力下降，全球手机销售出现下滑，但这种现象在 2019 年下半年出现好转。IDC 预计 2019 年下半年智能手机市场将逐渐回暖，2020 年智能手机销量将快速增长。5G 智能手机方面，2020 年 5G智能手机出货量将占智能手机总出货量的 8.9%，达到 1.235 亿部，到 2023 年，这一比例将增长至 28.1%。在 5G 网络不断完善及下游应用不断丰富的情况下，预计 5G 手机出货量将逐步上升。

4.1.2 数据流量爆发时代已来临

5G 下游应用增强流量爆发趋势。 对于消费端而言，高清视频将是 5G 落地最为成熟的应用之一，而云游戏也将成为发展趋势。此外，网络环境改善将有效改善 AR、VR 使用者眩晕等不适感，为技术推广提供基础支持。与 5G 网络改善消费端体验相比，5G 网络面向企业的改变影响则更为深远。5G 网络为物联网提供了网络支持，工业物联网、车联网等一系列技术将成为未来发展的趋势，将对社会产生影响。无论是消费端，还是企业端，5G 应用的落地都将会产生大量的数据。由于我们已处于数据爆发时代，5G 应用的落地将会进一步增强流量爆发趋势。

数据流量爆发增大对 IDC 资源需求。 由于 5G 通信技术下游应用空间广泛，叠加云计算业务的扩张和边缘计算的崛起，使得数据流量激增并进入新一轮爆发。根据思科预测，2021 年全球经 IDC 处理的数据流量将达到 20.6ZB，占全球产生流量的比例为 99.04%；其中，IDC 内部处理的流量、IDC 之间流动的流量、IDC 到用户的流量分别为 14.7ZB、2.8ZB 和 3.1ZB。全球仅 0.2ZB 的流量不属于数据中心，占全球流量比例为 0.96%。从增速上看，2016-2021 年全球数据中心流量复合增速将达 25%；而云数据中心流量增速将会更快，年复合增长率为 27%。IDC 主导着全球数据流量的处理与交换，数据流量爆发将会增加对 IDC 资源的需求。

总结：5G 通信所激发的换机潮和数据流爆发将会致使 NAND Flash 需求上升。就手机而言，一方面 5G 网络使得用户体现提升吸引着消费者；另一方面，各种定位的 5G 手机使得各种需求得到满足。这将激发消费者更换手机的欲望。此外，5G 手机所使用的 NANDFlash 容量有所上升，根据目前所发布 5G 手机的情况,大部分手机 NAND 容量为 128G 起，容量较 4G 手机有一倍的提升。手机对于 NAND Flash 的需求将会逐步显现。伴随着数据流量爆发，IDC 行业景气度向上将激发对服务器的需求。服务器、存储阵列等数据中心和企业应用领域是 SSD 一个重要的应用方向。所以，服务器需求上升将会激发对 NAND的需求。通信技术的革新激发 NAND 需求，为产业发展注入更大的活力。

4.2 国际龙头垄断市场，国内厂商突破仍需时间

国际龙头公司垄断 NAND Flash 市场。 由于领先集团对 NAND Flash 技术尤其是 3D NAND技术进行封锁，所以其对 NAND Flash 市场具有垄断地位。在销售数据方面，虽然六大原厂市场份额有浮动，但其占据着超过 99%市场份额。根据 2019Q4 销售数据，目前三星占据着最大市场份额，规模达到 35.5%；其次分别为铠侠、西数和镁光，市场份额均超过 10%。对于国产品牌而言，由于 3D NAND 技术尚未达到领先水平，市场份额有待提升。根据中国闪存市场预测， 2021 年长江存储有望打破国外领先原厂对 NAND 市场垄断局面，将获得约 5%市场份额。

3D NAND 产能将持续落地 。由于 2017 年各原厂对于 NAND 资本开支增长较快，使得产能迅速扩大，面临供过于求的局面。在 NAND Flash 价格持续走低期间，几大厂商采取减产等手段来改善产品供应情况。随着供求关系不断改善，原厂资本开支有所回暖。其中三星日前已经正式启动其在西安的芯片项目二期第二阶段，投资金额为 80 亿美元，前期相关资料已经开始准备，将于 2021 年下半年竣工。二期项目建成之后，将新增产能每月 13 万片。此外，SK 海力士、镁光等均有新产能处于建设阶段。根据 IHS Markit 所发布的数据，预计到 2020Q4 各原厂晶圆产能均有所扩大。5G 通信所带来的连锁反应使得 NAND Flash 市场有望持续扩大，各原厂 3D NAND 产能将持续落地。

4.3NANDFlash 价格扭转，有望持续向好

2019 年 NAND Flash 市场持续下滑，预计 2020 产品销售有望触底反弹 。IC Insights 预估 2019 年 NAND Flash 市场衰退 27%，但这种情况将在 2020 年得到扭转，预计市场将迎来 19%的年成长表现，NAND Flash 预期将成为 2020 年 33 款 IC 产品类别中，增幅度最高的产品。

供求关系持续改善，NAND Flash 价格触底回升。 在 5G 通信和数据爆发的带动下，无论是手机，还是服务器，其需求量有望呈现爆发性增长。而在此背景下，需求端不断向好将增强 NAND 原厂扩产意愿，供求关系的不断改善将为市场注入活力。NAND Flash 价格走势在一定程度上展示这种供求关系。 2018 年 NAND Flash 持续回落，但这种趋势在 2019下半年得到改善，产品价格开始逐步企稳回升。

总结： 在 5G 通信及数据流量爆发背景下，手机换机潮和 IDC 建设升级有望成为现实。

而这将激发对 NAND Flash 需求。需求量上升使得 NAND Flash 供给关系得到改善，价格触底反弹。而原厂也在逐步扩大产能以满足市场需求。

5. 投资建议

NAND Flash 价格有望持续向上。 5G 在全球范围内均掀起热潮，无论是网络建设，还是下游应用都成为市场焦点。在此背景下，5G 手机换机潮和 IDC 建设升级所形成的需求端具有较高的确定性。需求增长将改善供求关系，在 NAND Flash 价格企稳回升后有望持续向好。

新冠病毒短期内仍存在对全球范围内影响。 目前，新冠病毒在国内得到强有力有效管控，国内疫情有所缓解。但在全球其他城市疫情防控面临较大挑战，日本、韩国、意大利等多个海外国家数据攀升。日本和韩国在全球半导体产业链中占据较为重要的位置，疫情对于 NAND Flash 原厂的生产将会产生一定影响，从而在供给端产生变化。

投资建议：集成电路行业维持推荐评级。 虽然六大巨头占领着 NAND Flash 市场 99%以上市场份额，但长江存储作为后来者有望打破垄断的局面。设备和材料是一切生产的基础，在国产替代需求不断上升的情况下，对长江存储供应商将产生利好，可关注半导体设备及材料相关企业。

北方华创（002371）

公司在半导体设备覆盖相对全面。 北方华创聚焦于高端电子工艺装备和精密电子元器件业务，公司构建了半导体装备、真空装备、新能源锂电和精密电子元器件四大业务板块，打造高端电子工艺装备和精密电子元器件两个产业平台，技术水平处于国内领先水平。在半导体设备领域，公司核心半导体前道设备包括物理气相沉积、刻蚀、清洗和立式炉等，产品覆盖相对全面。

多种半导体设备进展顺利。 公司在 PVD、硅基刻蚀设备和高端半导体热处理设备市场逐步打破国外企业垄断格局。在 3D NAND 设备领域，自 2017 年以来，北方华创累计中标长江存储 56 台工艺设备，其中包括 6 台 PVD、9 台硅基刻蚀设备和 39 台热处理设备。随着我国半导体技术不断追赶领先集团，相关产能落地速度将会有所加快。公司在半导体设备上所具备技术优势，有望进一步扩大市场份额。

精测电子（300567）

公司立足于平板显示检测市场，并向半导体和新能源板块进发 。精测电子主要从事平板显示检测系统的研发、生产与销售。在 2018 年，公司实现重大战略转型，正式跨入半导体、新能源行业的测试领域。目前，半导体和新能源板块业务取得一定进展。在新业务加持下，有望进一步提升公司在检测市场地位。

从 0 到 1，子公司在膜厚设备取得突破 。半导体前道检测主要包括三大类：光学检测、薄膜检测、关键尺寸扫描电子检测。目前整个市场基本被 KLA、应用材料、日立等垄断。上海精测半导体聚焦半导体前道检测设备领域，并在产品研发方面取得了突破。公司以椭圆偏振技术为核心，在两年时间内开发了膜厚测量以及光学关键尺寸测量系统。此外，公司中标长江存储 3 台集成式膜厚光学关键尺寸量测仪，标志着相关设备取得突破。在半导体设备国产替代的趋势下，公司在半导体前道检测布局有望持续受益。

雅克科技（002409）

公司通过并购进军半导体化学材料和电子特气领域 。公司是一家以阻燃剂业务为基础，以新型复合材料和半导体材料为发展核心的综合型制造企业。公司通过收购华飞电子、成都科美特、江苏先科，快速切入集成电路封装领域，并相继进入半导体化学材料和电子特气领域，进一步优化了公司的产业布局。

半导体化学材料业务具有一定优势 。公司通过子公司生产旋涂绝缘介质和前驱体产品，子公司在该领域技术处于国际领先水平。其提供的材料主要应用在半导体集成电路存储、逻辑芯片的制造环节。产品主要销售给如韩国 SK 海力士、三星电子等世界知名存储、逻辑芯片生产商。

晶瑞股份（300655）

公司在湿化学品及光刻胶领域具有优势。 公司湿化学品部分关键产品已达到国际先进水平，其中超净高纯双氧水和超净高纯氨水的产品品质达到 SEMI G5 等级，公司拟建设 9万吨电子级硫酸改扩建项目并引进日本三菱的电子级硫酸制造技术。公司生产的光刻胶能够提供紫外负型光刻胶和宽谱正胶及部分 g 线、i 线正胶等高端产品，产品达到国际中高级水准，主要应用于半导体及平板显示领域。

公司产品导入国内领先企业 。公司积累了一批稳定的客户，并与下游众多知名企业建立长期合作伙伴关系，如半导体行业的客户中芯国际、华虹、合肥睿力、士兰微等，锂电池行业客户比亚迪、力神、宁德新能源， LED 行业的客户三安光电、华灿光电等。

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（报告来源：东莞证券）