半导体存储行业专题报告:从国内NOR Flash产业进阶看利基市场机遇
(报告出品方/作者:财信证券,张看)
1 投资分析
根据 WSTS 数据,2021 年全球存储市场规模 1582 亿美元,占半导体市场份额的比 重为 28.61%,为全球半导体行业重要的组成部分。与之对比的是,国内存储产业相对弱 小,在全球份额不高,2020 年中国大陆存储器的国产化率为 1%。 基于国内 6 家主要存储器上市公司,近五年存储板块加速增长,总营收规模由 2017 年的 34.06 亿元增长至 2021 年的 188.87 亿元,CAGR 达 53.45%;总归母净利润由 2017 年 4.12 亿元增长至 2021 年的 42.17 亿元,CAGR 达 78.87%。兆易创新、北京君正和聚 辰股份分别在 NOR Flash、车规 DRAM 和 EEPROM 等领域具有全球竞争力。我们选取 国内竞争力较强的 NOR Flash 产业,借鉴其崛起路径并分析当前国内 Fabless 存储企业的 布局以及利基存储产业进阶的可能性。
行业供需关系突发性变化导致参与企业资源再配置,而产品技术迭代弱化进入壁垒。 以 IDM 为主的存储行业在面对产品进入生命周期末端时,其资本开支计划日趋谨慎,在 面对外部冲击时,资源条件的约束将迫使其放弃低端产线甚至完全放弃市场。产品标准 化和技术迭代弱化降低了进入壁垒,这将给新企业补位空间。 国内企业通过成本优势和市场机遇切入市场,并逐步形成从低到高的替代。通过抓 住 SPI NOR 渗透率提升和消费电子机遇,兆易创新完成了容量与单价的快速上升并跻身 产业前三;普冉股份利用 SONOS 工艺的成本优势以及中小容量需求的增长,其出货量超 过 26 亿颗。
新增需求提供空间,与国内企业优势匹配,而国内晶圆代工产能自给率上升带来产 能保障。物联网与可穿戴设备的快速增长提供了行业新的空间,而此类下游对中小容量 的需求更匹配国内企业的竞争优势,而国内晶圆代工产能自给率上升为 Fabless 企业提供 产能保障,但同时一定程度上带来行业集中度的分散。 DDR3 市场变化与 2016-2017 年 NOR Flash 变化具有相似性,国内企业有望复制该 路径实现产业进阶。1)半导体行业景气导致有限资源的再分配,头部厂商三星退出释放 行业超过 30%的份额;2)中小容量 DDR3 产品在消费电子领域依然具备旺盛需求,其不 需要汽车电子行业较高的行业认证壁垒,同时对成本具备价格敏感性,符合国内企业从 低端向高端渗透的增长逻辑;3)近年来国内晶圆代工企业技术上的日益成熟提供了产能 支撑,相较于台系 IDM 企业资本开支约束,国内 Fabless 公司在份额争夺上占有先机;4) 国内利用先进制程生产利基产品的模式将构成成本优势。
SLC NAND 同样面临国产替代机遇,国内企业有望获得份额。海外企业逐步转向工 控与汽车领域,陆续退出 4Gb 以下中低容量 NAND 市场,SLC NAND 主要玩家逐步转 向国内大陆与台企。如通信、汽车电子、物联网、可穿戴设备和工控等新兴应用场景的 拓展,下游市场对具备高可靠性、低功耗等特点的中小容量存储芯片需求也持续上升, 也为国内企业带来国产替代机遇。
基于 2016 年以后国内 NOR Flash 产业进阶路径,我们重点关注两个阶段和三个指标: 第一阶段为龙头退出份额的再分配,核心指标为出货量的倍数扩张和产品在料号和容量 上的加速覆盖;第二阶段为利润释放,在某一时期由于供给冲击或新的增量需求导致供 需逆转,以容量和销量为基础,通过涨价攫取大量利润。
2 NOR Flash 基本特征与竞争格局
NOR Flash 市场规模较小,偏向于利基型行业。在非易失性存储产业中,由于 NOR Flash 在容量成本上相较于 NAND 有较大劣势,在 1Gb 以上几乎不具备性价比,市场规 模相对较小。根据 SEMI 数据,2021 年 NOR Flash 和 EEPROM 市场规模约 40 亿美元, 而 NAND Flash 全球市场规模约 636 亿美元,DRAM 市场规模约为 870 亿美元,NOR Flash 和 EEPROM 占存储行业比重约为 2.6%。 商品标准化程度高,技术进步不明显。存储产业商品化程度较高,同时 NOR 1Gb 以 上受 NAND 替代影响,其容量上升路径受阻,行业整体技术进步并不明显。以产品多样 性和制程迭代作为衡量标准,当前 NOR Flash 领先企业的旺宏在 2015 年即提出 48nm 开 发计划,此后该计划延续至 2021 年才变更为 45nm 并向客户送样,同时近年来几乎不将 NOR Flash 纳入研发投入。制程占比上旺宏 55nm 工艺占比由 2017 年约 5%提升至 2022Q1 的 62%,相较于逻辑节点其渗透率速度并不快,同样兆易创新在 2013 年大规模销售 65nm 节点产品后,将重点转向容量提升,2019 年才在 55nm 上推出系列产品,中高容量产品 并不以成本与体积作为考量优势,不影响厂商出货量的快速上升。
参与企业以调整业务结构为主要手段,部分战略性退出市场。随着 2010 年三星退出 行业和 2014 年底 Cypress 与飞索合并后,NOR Flash 供应商主要包括 Cypress、旺宏、美 光、华邦电和兆易创新。其中 Cypress 被英飞凌合并后大幅缩减了在消费电子端的业务规 模,集中应用于汽车和通信领域;美光收购恒亿后由于亏损,也再度缩减相关业务规模; 现有旺宏和华邦电均专注于调整 NOR 业务结构,增加高容量产品业务占比,并将业务向 工控/汽车/通信等领域倾斜,而新的资本开支则主要投向 DRAM 与 NAND。
市场集中度随并购与退出周期性升降,2020 年离散度加剧。受智能手机逐步取代功 能机的影响,2009-2016 年 NOR Flash 市场规模一路下降至低于 20 亿美元,存储大厂陆 续宣布退出或缩减业务,该阶段 CR5 份额逐渐下降;2016 年后以中低容量为主的消费电 子与物联网设备需求增加,新进入玩家较多,在 2020 年市场离散度增加。市占率第一的 企业份额从 2010 年的 32%下降到 2020 年的 25%,CR5 份额由 2017 年的 92%下降至 2020 年的 78%。回顾整个过程,行业竞争格局变化的核心来自于行业前景预期变动和龙头策 略调整有关,2020 年的离散度变化则由国内企业的快速崛起相关。
3 旧路径:国内 NOR Flash 产业进阶复盘
借成本与技术优势,国内企业参与度提升。我们以上市/拟上市企业为研究集(兆易 创新/普冉股份/东芯股份/恒烁半导体/芯天下),复盘过去我国内地龙头与新兴企业成长路 径。 3.1 借消费电子东风,兆易创新逐步成长为行业前三 从量增到价涨,兆易创新 NOR 的成长三阶段。按照公司平均价格与销量变化,公司 发展历程可划分为三个阶段:
1)2014-2016 年,公司存储芯片销售量由 11.08 亿颗增长至 16.86 亿颗,复合增速为 23.36%,主要得益于份额提升以及手机存储芯片多晶圆封装需求提升,在此过程中受竞 争与定价策略影响,单颗 asp 变化幅度较小。
2)2017-2019 年,公司存储芯片销量由 17.36 亿颗增长至 28.75 亿颗,复合增速为 28.69%,在该阶段行业龙头策略性退出,公司最核心变化是在继续保持销量快速成长的 同时,加快了低容量向高容量的产品切换,2017 年公司产品集中于 128Mb 以下,后加速 推出 256Mb 及以上产品。到 2019 年得益于消费电子客户的导入和可穿戴设备的爆发, 兆易创新出货量同比增长 45.57%至 28.75 亿颗,基本追平旺宏和华邦电的出货数据。同 时从年报表述上,其产品推出速度明显加快。
3)2019-2021 年兆易创新存储芯片(以 NOR Flash 为主,在此仅考虑 NOR 产品)出 货量从 28.75 亿颗增长至 32.88 亿颗,位居全球第二,仅次于华邦电 37.93 亿颗,但复合 增速降至 6.94%。主要收入增长来源于价格端的变化,存储芯片平均价格由 2019 年的 0.79 元提升至 2021 年 1.66 元,逐渐逼近华邦电的 NOR Flash 平均价格 1.92 元,落后于旺宏 的 2.84 元(由于旺宏与日本游戏机行业强绑定,第一大客户占比超过 40%,具有一定特 殊性)。
在价格提升的主导下,公司毛利率稳步攀升。2020 年以前公司微控制器业务占比相 对较小(15%-20%之间),毛利率较稳定(43%-47%之间),其营业利润主要影响因素以 存储芯片为主。我们考察公司存储器板块的销售毛利率变化,在美光/赛普拉斯陆续宣布 退出低端产品后,2017 年受益于竞争格局改善与提价,公司毛利率从 25%以下上升一个 台阶至 37.61%并基本维持在该水平,到 2021 年新一轮景气中,公司通过产品调整与提 价将毛利率进一步提升至 39.71%。
完成技术积累后,进一步扩大在工控与汽车领域的份额。公司 GD25/55、GD5F 全 系列产品通过 AEC-Q100 车规级认证,实现了从 SPI NOR 到 SPI NAND 车规级产品的全 面布局。目前公司车规级 Flash 产品已在国内外多家知名汽车企业批量采用,可为车载应 用提供大容量、高可靠性、高性能的产品及解决方案。(报告来源:未来智库)
3.2 新兴企业皆集中成立,主承接中低容量产品
目前上市/拟上市企业普冉股份/芯天下/恒烁股份以及未上市的珠海博雅/豆萁科技等 均集中成立于 2014-2016 年,主要容量覆盖 256Mb 以下产品,各企业复合增速超过行业 平均水平。
随着主要的 NOR 参与方持续压缩低容量业务规模,而包括物联网设备、TWS 耳机、 AMOLED、TDDI 等产品的快速增长创造了旺盛的中小容量需求,这些应用产品容量范 围在 4Mb~128Mb,有利于中小企业参与。根据普冉招股说明书,TWS 蓝牙耳机预计能 为 NOR Flash 带来 3 亿美元的新增市场,AMOLED 屏幕市场预计能带来 1 亿美元的 NOR Flash 新增市场,TDDI 的增长预计能为 NOR Flash 带来 5 亿元人民币的市场增长。 代表企业普冉股份利用其技术优势与低价策略,2021 年销量规模达到 27.59 亿颗, 营收规模来到 10 亿级别。从盈利能力与价值量的角度,营收规模较大的新兴企业集中在 消费电子领域,其容量集中于 128Mb 及以下。
2016 年后国内产品容量/制程推进速度加快,并逐渐具备成本/技术上的独特优势。 从技术演进情况来看,NOR Flash 产品升级路线相对明确,围绕更先进的制程/更高的容 量的路径稳步推出新产品,实现研发-流片-量产-销售。随着美光和赛普拉斯在 2016 和 2017 年先后宣布退出 NOR 低容量,在非易失性存储方向上将资源向更高性价比的 NAND 进行倾斜,国内产业开始进入快车道。新兴企业陆续成立,而龙头兆易创新在产品推出 速率上也明显加快,2017 年 256Mb 产品量产,到 2020 年推出代表 SPI NOR Flash 行业 最高水准的容量高达 2Gb、高性能的 GD25/GD55 B/T/X 系列产品,产品竞争力基本以年 为单位快速逼近国际主流水平。
与中高容量为主三巨头不同,由于中低容量市场竞争较为激烈,且下游多为物联网 和消费电子设备,参与厂商往往通过制程升级以满足下游对成本与体积的需求,大多数 企业制程节点来到 55nm 以下,与兆易/华邦/旺宏等基本一致甚至更低,在工艺升级上也 表现出来更强烈的意愿。 除此以外,部分参与厂商逐步发展出特殊的技术路线。如普冉半导体获授权采用的 SONOS 工艺能够减少必要的掩模和处理步骤的数量,降低芯片的总体尺寸和面积; SONOS 不易受漏极导通和浮栅干扰,并且对应力诱导漏电流(SILC)不敏感,可以实现 更快的编程和更低的写入/擦除电压,并且将工艺节点提升至 40nm,实现在中低容量上 的竞争力。
3.3 小结:国内 NOR Flash 产业进阶的典型路径
NOR Flash 行业—自下而上实现国产替代的典型路径。我们在此对国产替代定义更 加广泛,即国内企业从国内市场替代到参与全球竞争的过程。从路径上,我们可过程归 类为:行业景气上行-海外厂商资源约束-海外厂商出让市场-国内企业进入-规模迅速扩大 -研发/设备再投资-技术逼近-参与主流竞争。 其潜在的约束和有利条件包括:
1) 行业供需关系发生突发性变化,主要参与企业在资源约束下战略性放弃部分低 容量市场,甚至完全退出行业。 存储行业的主要参与方以 IDM 为主,在面对行业进入生命周期末端时,其资本开支 计划日趋谨慎,在面对外部冲击时,资源条件的约束将迫使其放弃低端市场,这将给新 企业补位空间。在 2016-2017 年期间,美光将 NOR 产线转向 NAND,Cypress 出售伯明 顿 12 寸晶圆厂,产能进一步缩减。
2) 国内企业通过成本优势和市场机遇切入市场。 根据公司投资者关系活动记录表,兆易创新上市初期中心节点约为 64Mb,之后借助 SPI NOR Flash 在低功耗领域的应用,其出货量和中心节点快速上升,迅速成为中国市场 SPI NOR Flash 市占率第一;普冉股份依托 SONOS 工艺在 64Mb 的成本优势,其出货量 快速增长至 2021 年 27.59 亿颗。
3) 新增需求提供空间,与国内企业优势匹配 在手机上被 NAND 取代以后,NOR Flash 市场的主要增量为 OLED/物联网/可穿戴设 备,其规格容量集中在 8-128Mb,为国内企业的营收增长提供空间。
4) 完成技术积累后,借价格与成本优势冲击高端产品 由于 NOR Flash 结构具有相似性,外围控制电路决定芯片的控制算法,存储单元影 响芯片的单位面积和操作电压等基础参数。国内芯片设计企业在小容量 NOR 产品上完成 利润与技术的积累后,通过优化电路驱动、结合面向制造和可靠性的芯片设计技术和生 产工艺提高良率等手段,实现在高容量产品上的价格与成本优势,产品 asp 趋近于国外 企业。
4 新机遇:利基市场 DDR3 与 SLC NAND 带来新空间
4.1 DDR3:当前阶段有望重现 NOR Flash 增长路径
DDR3 市场规模企稳,逐步转入利基市场,预计 2021 年规模约为 75 亿美金。随着 DDR4 对 DDR3 在主流市场的替代接近尾声,DDR3 占整体 DRAM 规模逐步企稳,2021 年其市场预计占 DRAM 市场比重的 8%,规模约为 75.35 亿美元,并预计到 2022 年增长 至 84 亿美元。 中低容量利基型 DDR3 市场参与方中,2021 年三星与美光依然保留 DDR3 产能,台 系利基DRAM生产大厂南亚科DDR3占比约为30%,三者合计占据市场超过80%的份额, 其余厂商营收规模大致相当(2-3 亿美元)。从产品结构上,三星停止在 DDR3 上的投入, 仅具备 1/2/4 Gb 产品约 75 款产品,美光具有完整 1-8Gb 产品线但型号仅 51 款,南亚科 深耕 4 Gb 以下容量,产品线较为丰富,型号多达 135 款。
头部厂商三星退出释放行业机遇,行业迎份额洗牌关键节点。从时间节点上,2022-2023 年将成为 DDR3 市场份额再分配的重要年份,一方面供给 端的三星等 2022 年下半年后不再接收新订单,IDM 台厂装机量产时间节点大多在 2023 年后,而下游需求如通信、汽车、安防监控和工业需求相对稳定,这将为国内 Fabless 企 业扩大市占率提供机遇。
DDR3 依然在部分细分市场上具备旺盛生命力。尽管 DDR4 在服务器/PC 领域为当 前主流选择且逐步迭代至 DDR5,但在运行周期长、需要与旧内存技术兼容的设备/通信/ 物联网设备等领域依然大规模使用 DDR3,如 物联网使用的开发板与扩展板未进行更新, 则会继续采用兼容的 DDR3 产品。目前安防监控、网关路由器、WiFi 和机顶盒均可见使 用 1Gb-4Gb 不等的 DDR3 内存。 制程工艺相对集中,国内具有潜在成本优势。利基 DDR3 市场主要生产厂商中,华 邦电重点拓展 25nm 制程技术并研发储备下一代;晶豪科于 2021 年初步完成 25nm 开发 进入导入量产工作;南亚科 2017 年完成了 20nm 的 DDR3 认证与量产工作。而国内企业 兆易创新则借助合肥长鑫生产 17nm DDR3,北京君正(ISSI)与东芯股份则均为 25nm, 整体 DDR3 制备工艺相对集中,而兆易创新具备工艺领先优势。
当前 DDR3 变化与 2016-2017 年 NOR Flash 变化具有相似性,国内企业居于更优势 地位。回顾 NOR Flash 发展历程,随着市场份额分别居第一位和第三位的赛普拉斯和美 光陆续宣布退出中小容量 NOR,旺宏与华邦电 2016-2017 年出货量增速分别为 16.73%/40.34%和 15.86%/28.01%,成为此轮行业出清的最大赢家,2018 年市占率迅速上 升至前两位。而随着中芯国际和华虹半导体技术的追赶,国内企业后来居上,增速高于 行业平均。我们认为当前 DDR3 机遇类似于 2016-2017 年的 NOR Flash,且国内企业在 份额争夺中具备一定优势,原因在于: 1)半导体行业景气导致有限资源的再分配,头部厂商三星退出释放行业超过 30%的 份额; 2)中小容量 DDR3 产品在消费电子领域依然具备旺盛需求,其不需要汽车电子行业 较高的行业认证壁垒,同时对成本具备价格敏感性,符合国内企业从低端向高端渗透的 增长逻辑; 3)近年来国内晶圆代工企业技术上的日益成熟提供了产能支撑,相较于台系 IDM 企业资本开支约束,国内 Fabless 公司在份额争夺上占有先机; 4)国内利用先进制程生产利基产品的模式将构成成本优势。
基于 2016 年以后国内 NOR Flash 产业进阶路径,我们重点关注两个阶段和三个指标: 第一阶段为龙头退出份额的在分配,核心指标为出货量的倍数扩张和产品在料号和容量 上的加速覆盖;第二阶段为利润释放,在某一时期由于供给冲击或新的增量需求导致供 需逆转,以容量和销量为基础,通过涨价攫取大量利润。
4.2 SLC NAND:国内企业积极进取
SLC NAND 在高可靠性市场具有利基地位。按照每个 NAND 闪存单元能够储存的位 数进行分类,NAND 闪存可分为 SLC/MLC/TLC 和 QLC。为追求更高密度和更低的成本,主流市场产品中 TLC 占有较大的市场份额,并有部分开始采用容量更大的 QLC 颗粒。 与之对应的是,容量越大,其耐久性越低,可擦写次数也越少,即使有日益发展的控制 器和固件技术的帮助,MLC/TLC 产品也不太适合用于工控等高可靠性市场,主要表现在 3 个方面:1)存储单位越多,电路需要更精确复杂的算法的分配电荷,导致读写速度变 慢;2)在 Copyback/Partial 编程上,MLC/TLC 对读/写/改或小块操作表现更差;3)存储 单位越多,可擦写次数越少,不适用于频繁更新或追求可靠性的场景。 因此,在小容量 NAND 领域,串口 SPI NAND 为过去使用 NOR Flash 需要可靠性要 求高/小封装,又要求容量在 1GB以上提供了代码及数据存储的解决方案;而并口 PPI SLC NAND 产品则适用于高带宽应用。
依托高可靠性市场与新兴场景应用的拓展,SLC 市场稳健增长。根据 Gartner 数据 统计,2019 年 SLC NAND 全球市场规模约为 16.71 亿美元,并预计到 2024 年增长至 23.24 亿美元,复合增长率将达到 6%。随着如通信、汽车电子、物联网、可穿戴设备和工控等 新兴应用场景的拓展,下游市场对具备高可靠性、低功耗等特点的中小容量存储芯片需 求也持续上升。包括 5G 基站/CPE、PON、路由器和机顶盒等通信应用、安防监控、智 能家居和汽车电子等物联网应用等对 SLC NAND 的市场需求形成支撑。
目前 SLC NAND 利基的市场主要参与方包括国外的三星、SK 海力士、镁光和铠侠 等,我国台湾企业主要包括旺宏、华邦和晶豪科等,国内则为兆易创新、北京君正、东 芯股份和芯天下等。由于海外企业逐步转向工控与汽车领域,陆续退出 4Gb 以下中低容 量 NAND 市场,SLC NAND 主要玩家逐步转向国内大陆与台企。从技术层面上,旺宏 19nm SLC NAND 顺利出货并在 2021Q4 位元占比达到 59%,其余厂商集中在 24nm 和 38nm,东芯股份 SLC NAND 量产产品以中芯国际 38nm 为主,力积电 28nm 部分产品已 量产,中芯国际 24nm 产品达到量产标准,基于中芯国际 19nm 工艺节点的产品已经进入 研发阶段。(报告来源:未来智库)
5 新布局:国内企业利基市场产品策略
5.1 兆易创新:从 NOR 到 MCU 到 DRAM
围绕成本与国产替代优势,兆易创新实现从 NOR 到 MCU 的双轮驱动策略。上市以 来公司业绩与股价可大致分为两个阶段:2017-2019 年由 NOR Flash 高速发展驱动的增长 和2020-2022年由NOR景气和MCU快速成长带来的市值增加。从路径上可看到公司NOR 产品初期重销量轻价格的方式实现了出货量/产品容量/产品料号的快速完善,并借助行业 的两次景气完成利润的增长。MCU 产品在初期的研发投入和 pin-to-pin 替代 STM32 的基 础上进一步丰富在主频、内存、外设管脚的多样性,形成 32 个系列超过 400 余款产品, 最终厚积而薄发,其出货量由 2019 年的 1.09 亿颗快速增长至 2021 年的 3.94 亿颗,近两 年复合增速为 90.12%。
DRAM 从代销转向自研产品,以制程优势切入利基 DRAM 市场。公司于 2021 年 12月公告2022年度日常关联交易,预计2022年代销长鑫存储DRAM产品的1.7亿美金, 与去年同期交易额相当;预计自有品牌采购代工 1.35 亿美元,而去年 1-11 月共计采购金 额为 0.3 亿美元。公司信息显示 2021 年已量产首款 19nm 4Gb DDR4 产品,广泛应用在 消费电子(包括机顶盒、电视、智能家居等)、工业安防和网络通信等领域。目前公司 17nm DDR3 产品按计划推进,并预计 2022 年开始贡献营收。 根据官网信息的产品料号数据,公司主要进入大批量供应(MP)阶段的为 DDR4 4Gb 产品,速率涵盖 2400Mbps-3200Mbps;DDR3 料号数相对较少且均处于样品阶段,主要 集中在 4Gb 和 2Gb 上,共 8 款商规和 12 款工规产品,速率涵盖 1866Mbps-2133Mbps, 电压参数 1.35/1.5V。 目前随着三星的退出,主流 DDR3 制程为 25nm,南亚科技技术较为领先,而兆易创 新借助合肥长鑫生产 17nm DDR3 将在工艺上具备优势。
5.2 北京君正:借 ISSI 切入车规市场
公司通过收购 ISSI 迅速获得完整的车规级存储产品线,避免进入该细分领域所需要 的长时间开发与认证过程,并同时带来了模拟与互联芯片产品。根据 Omdia 统计,2021 年度 ISSI SRAM、DRAM、Nor Flash 产品收入在全球市场中分别位居第二位、第七位、 第六位,处于国际市场前列。根据公司 2021 年年报,北京矽成(ISSI)实现营收 40.83 亿元,占公司营收比重的 77.42%,实现净利润 6.08 亿元,占利润的比重的 65.66%。分 产品来看,2019 年 1-5 月 DRAM 收入占比 62%,其次 SRAM 为 19%;分下游应用领域 来看,汽车与工业占据主要份额,分别为 39%和 31%;消费电子占比较小,仅为 16%。
根据官网公开的产品选型手册,ISSI 涵盖 RLDRAM、DRAM、LPDRAM、NOR Flash、 MCP 和 SRAM 共计 6 大类。其中最主要的收入来源 DRAM 包括 SDR、DDR、DDR2、 DDR3 和 DDR4,其中 DDR4 产品以 4Gb 以上大容量为主,车规(IS46)与非车规(IS43) 各 5 小类;DDR3 为公司主力产品,容量覆盖 1-16Gb,电压以 1.35V 和 1.5V 分类合计车 规(IS46)与非车规(IS43)各 29 小类,另外还包括 1.8V 的 DDR2、2.5V DDR SDRAM 和 3.3VSDRAM。
制程迁移提升竞争力,加速产品拓展。公司目前主要产品 DDR3 制程为 25nm,与当 前市场主流制程相当,并随着市场需求不断更新工艺。公司主要依托自身在非消费电子 领域的优势逐渐拓宽产品线。根据年报,公司 8Gb LPDDR4 产品预计将于 2022 年开始送 样。公司不断加大 Flash 产品线的市场推广,在汽车、工业、医疗和高端消费等市场的强 劲需求下,Flash 业务同比实现了快速增长,车规 Flash 产品的市场销售在快速成长中。 公司完成了两款面向大众消费类市场的 Nor Flash 芯片产品的投片并展开了市场推广,预 计可于 2022 年实现量产销售。
5.3 东芯股份:SLC NAND 为主,兼顾 DRAM 与 NOR Flash
公司早期聚焦于平面型 SLC NAND Flash 的设计与研发,目前基于 SMIC 24nm 工艺 平台,实现 1Gb 到 32Gb 系列产品设计研发的全覆盖,并在 2021 年基于 19nm 完成 SLC NAND 的首颗流片。公司之后通过收购韩国 Fidelix 加强在 DRAM、NOR 和 MCP 产品上 的技术储备。目前公司所售产品主要为利基型 SLC NAND,NOR 系列产品主要面向消费 级市场,DRAM 产品主要为针对利基型市场的中小容量 DRAM。根据公司 2021 年年报, 公司 NAND 系列产品实现收入 6.60 亿元,占业务收入比重的 58.16%,NOR/DRAM/MCP 收入占比分别为 16.53%/6.97%/15.72%。 根据公司官网的产品数据,SPI/PPI NAND 产品系列丰富,SPI NAND 包括 512Mb~4Gb 容量,可提供 3.3V/1.8V 两种电压,具备 WSON、BGA 多种封装形式;PPI NAND 则包括 1Gb~8Gb 容量,3.3V/1.8V 两种电压,多种封装方式的产品,以满足不同 应用场景。公司产品在网络通信,智能音箱,安防监控,机顶盒等领域中广泛应用。
加速制程追赶提升成本优势。根据招股说明书,东芯股份 SLC NAND 已量产 38nm/28nm,中芯国际 24nm 产品达到量产标准,基于中芯国际 19nm 工艺节点的产品已 经进入研发阶段。公司设计研发并量产的 24nm NAND、48nm NOR 均为大陆目前领先的 工艺制程。公司还加大了在车规级产品的开发,38nm 工艺上可以为客户提供车规级的PPI NAND 以及 SPI NAND 样品,容量包括 1G 到 8G 车规的 NAND Flash。目前正在研 发的是 48nm 中高容量的 NOR Flash 车规级产品。
5.4 总结:利基型市场大有可为
我们将三家公司从营收规模、主营业务构成、销售量规模、量产制程、代工厂和产 品组合的多角度进行汇总,以更直观的反应三者的业务布局差异。
业务布局上,兆易创新为全球领先的 NOR Flash 供应商,并逐步拓展至 DRAM 业务, 包括 DDR3 与 DDR4;北京君正则通过收购 ISSI 获得了较为完善 DRAM 生产线,其涵盖 车规与非车规级别;东芯股份以 SLC NAND 产品为主,并陆续补齐了 NOR 和 DRAM; 制程与代工厂分布上,新进入厂商对新技术接受度更高,包括君正与东芯的 NOR 采用的 制程分别为 50/48nm,而兆易创新生产 DDR3 也采取了 17nm 工艺,国内企业工艺制程水 平与行业主流相差不大。中芯国际为国内存储行业重要的代工厂之一,除了北京君正供 应商分布相对分散以外,其余两家均集中于 2-3 家晶圆代工厂,各公司主要产能依托于 本土晶圆厂,整体对台湾地区代工厂依赖度在降低。
(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)
精选报告来源:【未来智库】。未来智库 - 官方网站
USB 闪存盘 固态硬盘和闪存卡中的 SLC、MLC、TLC 和 3D NAND 之间区别
什么是 NAND?
NAND 是一种非易失性闪存,可在未连接电源时存储数据。
断电后保留数据的能力使得 NAND 成为内置设备、外置设备和便携设备的理想选择。
USB 闪存盘、固态硬盘和 SD 卡均利用闪存技术,为手机或数码相机等设备提供存储。
市场上存在多种类型的 NAND。
简言之,不同类型之间的区别在于每个单元可以存储的位数。
位代表电荷,电荷只能存储 0 和 1 两个值(代表开/关)中的一个。
各种 NAND 类型之间的关键区别在于成本、容量和耐久性。
耐久性是由一个闪存单元在开始磨损前可以完成的程序擦除 (P/E) 周期数量决定的。
一个 P/E 周期是指擦除和写入一个单元的过程,NAND 技术支持的 P/E 周期越多,设备的耐久性越高。
NAND 闪存的常见类型是 SLC、MLC、TLC 和 3D NAND
SLC NAND
优点:最高耐久性 缺点:价格贵、容量低
单级单元 (SLC) NAND 每个单元存储一位信息。
一个单元存储 0 或 1,因此可以更快地写入和检索数据。
SLC 提供最佳性能和最高耐久性,高达 100,000 个 P/E 周期, 因而比其他类型的 NAND 更加耐用。
不过,低数据密度使得 SLC 成为最贵的 NAND 类型,因此通常不用于消费类产品。
它通常用于服务器以及其他要求速度与耐久性的行业应用。
MLC NAND
优点:比 SLC 便宜 缺点:速度和耐久性不如 SLC
多级单元 (MLC) NAND 每单元存储多个位,尽管 MLC 一词通常意味着每单元两位。
MLC 的数据密度比 SLC 高,因此可以实现更大的容量。
MLC 在价格、性能和耐久性之间取得良好平衡。
不过,MLC 对数据错误更加敏感,拥有 10,000 个 P/E 周期, 因此耐久性比 SLC 低。
MLC 通常用于对耐久性要求不算高的消费类产品。
TLC NAND
优点:最便宜、高容量 缺点:低耐久性
三级单元 (TLC) NAND 每单元存储三个位。
通过向每单元添加更多位,可以降低成本并提高容量。
不过,这对性能和耐久性具有负面影响,只有 3,000 个 P/E 周期 。
许多消费类产品采用 TLC,因为这是最便宜的方案
3D NAND
近十年来,3D NAND 是闪存市场最大创新之一。
闪存制造商开发了 3D NAND 来解决缩小 2D NAND 时面临的问题,从而以更低成本实现更高密度。
在 2D NAND 中,用于存储数据的单元水平并排放置。
这意味着,可用于放置单元的空间量有限,试图缩小单元则会降低其可靠性。
因此,NAND 制造商决定在另一个维度叠放单元,从而促成纵向叠放单元的 3D NAND 的产生。
更高存储密度可实现更高的存储容量,同时不会导致价格大幅上升。
3D NAND 还提供更高的耐久度和更低功耗。
总体而言,NAND 是一项非常重要的闪存技术,能以较低的每位成本提供更快的擦除和写入速度。
随着游戏行业的发展,NAND 技术料将进一步发展,帮助满足消费者日益增长的存储需求。
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