nand ddr 存储芯片巨头环伺，中国企业何以破局？

发布时间 : 2024-10-09

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。

一文解释清楚DDR，LPDDR，EMMC，NAND Flash和NOR Flash

随着计算机和移动设备的快速发展，存储器成为了这些设备中不可或缺的重要组件。在存储器领域，DDR、LPDDR、eMMC和闪存存储器等技术都得到了广泛应用。在这篇文章中，我们将总结这些存储器技术的原理、特点和应用。

DDR（Double Data Rate）和LPDDR（Low Power Double Data Rate）是最常见的内存类型之一，属于易失性存储器。

它们都采用了双倍数据传输率和同步时钟技术，以提高数据传输速度。不同的是，LPDDR是一种低功耗内存，通常采用的电压比DDR内存低。因此，LPDDR内存的功耗较低，适合移动设备和嵌入式系统等需要长时间使用的场景。DDR内存则适用于计算机、服务器和其他高性能计算设备等领域 ，如存储和处理图形、声音和视频等数据。由于功耗和速度等差异，LPDDR内存通常比DDR内存更昂贵，尤其是在容量较小的情况下。

DDR内存技术已经经历了几代发展，包括DDR、DDR2、DDR3、DDR4和DDR5等，每一代的数据传输速率都有所提高。例如，DDR4内存的数据传输速率可以达到3200Mbps，而DDR5内存的数据传输速率可以达到6400Mbps以上。

与DDR内存类似，LPDDR内存也经历了几代发展，包括LPDDR1、LPDDR2、LPDDR3、LPDDR4和LPDDR5等。每一代的数据传输速率都有所提高，并且功耗也逐渐降低。例如，LPDDR5内存的数据传输速率可以达到5500Mbps以上，而功耗也降低到了极低的水平。

NAND Flash、NOR Flash和eMMC是三种不同类型的闪存存储器，属于非易失存储器。

NAND Flash和NOR Flash都是基于闪存技术的存储器，但它们的结构和读写方式不同。NAND Flash采用了一种串行的读写方式，即每次读写操作都是以页为单位进行的。NAND Flash适合于需要大容量、高速的存储器场景，例如用于存储照片、音频、视频等大文件的移动设备和嵌入式系统。NOR Flash采用了一种并行的读写方式，即可以按字节读写。NOR Flash适合于需要快速读取和执行代码的场景，例如用于存储引导代码、操作系统和小型应用程序等。

NAND Flash和NOR Flash的区别

存储结构：NAND Flash是基于页的存储结构 ，具有较高的存储密度和较低的成本，适合存储大容量数据，如视频、音频和图像等。而NOR Flash是基于字节的存储结构 ，具有较快的读取速度和更高的可靠性，适合存储小容量数据，如代码和程序等。读写方式：NAND Flash的读写方式是以页为单位进行，写入速度比读取速度慢，同时需要整个页擦除才能进行写入操作。而NOR Flash的读写方式是以字节为单位进行，读取速度较快，且可以进行随机读写操作。价格：由于存储结构和读写方式的不同，NAND Flash的成本较低，适合存储大容量数据，而NOR Flash的成本较高，适合存储小容量数据。应用领域：NAND Flash适合用于存储大量的媒体数据，如音乐、视频和图片等，而NOR Flash适合用于存储代码和程序等小容量数据。

怎么理解基于页和基于字节？

基于页的存储结构是指闪存存储器将数据存储在一定大小的页中，通常为512字节或更多。在读写数据时，闪存存储器需要一次读写整个页的数据，而不是单个字节或块。这意味着，当需要修改存储在页面中的数据时，整个页面都需要被擦除和重新写入，而不是仅仅修改某个字节或块。这种存储方式可以提高闪存存储器的存储密度和性能，但在某些情况下可能会导致性能下降，例如需要随机读取小块数据时。

基于字节的存储结构是指闪存存储器将数据存储在单个字节或小块中，而不是像基于页的存储结构一样将数据存储在整个页面中。在读写数据时，闪存存储器可以直接读取或写入单个字节或块，而不需要一次读写整个页面。这种存储方式可以提供更快的读取速度和更好的随机访问性能，但可能会导致闪存存储器的存储密度降低和成本上升。

EMMC

eMMC是一种集成控制器和存储芯片的存储设备，采用了NAND Flash技术。与NAND Flash不同的是，eMMC通常具有较小的存储容量，通常在几十GB或几百GB的级别。eMMC可以作为内置存储器使用，并且由于其内置控制器的作用，可以实现快速的读写操作。因此，eMMC适合于移动设备、嵌入式系统和一些消费电子产品等领域的应用。而与SSD相比，SSD的存储容量可以达到数TB，更适用于需要大容量、高速存储的场景，例如用于企业服务器、工作站、高端游戏电脑等。

EMMC和NAND Flash的主要区别是什么？

NAND Flash需要外部控制器来控制其读写操作，而eMMC则采用内置控制器，可以更加方便地实现读写操作和数据管理。此外，eMMC还可以作为内置存储器使用，由于其内置控制器的作用，可以实现快速的读写操作。

nand flash和nor flash没有控制器怎么操作的？

NAND Flash和NOR Flash也需要控制器来管理和控制它们的读写操作，但它们的控制器通常被称为Flash控制器或闪存控制器，而不是eMMC控制器。

Flash控制器主要负责管理和控制Flash存储器的读写和擦除操作，包括坏块管理、ECC、命令序列和性能调优等功能。Flash控制器通常集成在硬件设备或芯片中，例如固态硬盘（SSD）、USB闪存驱动器、存储卡和移动设备等中。

需要注意的是，不同类型的闪存存储器的控制器可能有所不同，因为它们的内部结构和读写方式不同。例如，NAND Flash控制器需要执行特殊的操作来处理页的擦除和写入，而NOR Flash控制器则需要支持随机读取和字节编程等操作。因此，在选择Flash存储器和控制器时，需要考虑应用需求和存储器的特性，以确保最佳的性能和可靠性。