存儲芯片在電子産業鏈中扮演著非常重要的角色,主要分爲閃存和內存,閃存包括NAND Flash和NOR Flash,內存主要爲DRAM。2019年,由于市場低迷及産能過剩,存儲芯片價格一路走跌,2019年底稍有回暖迹象。
國産存儲芯片在剛剛過去的2019年成長顯著,兆易創新受益于TWS業績一路攀升,長江存儲64層256 Gb 3D NAND量産,長鑫存儲10納米級8Gb DDR4宣布投産等等。
隨著5G、物聯網、智能設備等市場需求強勁,預計2020年NOR、NAND和DRAM 將會迎來不同幅度的需求增長以及價格上浮。在市場需求推動和自身力量積蓄下,2020年國産存儲芯片有望迎來新拐點。
2020年兆易創新等NOR Flash廠商業績持續看好
目前,全球市場占有率排名靠前的有華邦、旺宏、兆易創新、賽普拉斯、美光。其中國産廠商兆易創新2019年表現異常突出,市占排名一路攀升,到目前位列第三,占全球份額的18.3%,排名第一的華邦占26.2%,第二的旺宏占23.3%,預計未來兆易創新的市占排名還會進一步上升。
兆易創新成立于2005年,是國産領先的存儲芯片設計公司,其2019半年報顯示,公司NOR Flash 産品,累計出貨量已經超過 100 億顆。受惠于打入國際領先TWS品牌的供應鏈,公司業績持續呈現大幅上揚走勢,第三季的NOR Flash業績較第二季再度成長36%,創下連續兩個季度營收成長超過35%的成績,同時也創下單季NOR Flash達到1億美元。
在剛剛過去的2019年,兆易創新海推出全新小封裝尺寸系列産品,是業界首款采用1.5mm×1.5mm USON8 最小封裝,支持 1.65V 至 3.6V 的低功耗寬電壓産品,以及全線産品支持 WLCSP 封裝,爲物聯網、穿戴式、消費類及健康監測等對電池壽命和緊湊型尺寸要求嚴苛的應用提供了優異的選擇。
在芯片制程工藝方面,目前公司 NOR Flash 産品工藝處于行業內主流技術水平,工藝節點爲65nm。隨著很多可穿戴産品、物聯網終端小型化發展,對其中的芯片面積、元器件尺寸要求非常嚴,兆易創新大容量55nm制程芯片開發進展比較順利, 預期2020年一季度起有望上量。
國內NOR Flash廠商武漢新芯也在加快産品更新。近期,公司推出了基于50nm Floating Gate工藝的SPI NOR Flash産品系列XM25QWxxC。該XM25QWxxC系列産品的讀速在1.65V至3.6V電壓範圍內可達108MHz(在所有單/雙/四通道和QPI模式下均支持),在電源電壓下降後,時鍾速度沒有任何減慢。該系列産品支持SOP8和USON8封裝,支持客戶開發小尺寸的産品。産品適用于物聯網、可穿戴設備和其它功耗敏感應用中。
武漢新芯自主品牌市場銷售負責人馬珮玲此前表示,NOR Flash相對來說是一個比較成熟的市場,目前公司的NOR Flash産品容量覆蓋4Mbit到256Mbit,現在也正在加速研發,後續會有大容量的NOR Flash推出,以滿足5G基站市場的迅猛需求。據業界人士透露,武漢新芯的NOR Flash也應用于TWS耳機上。
NOR Flash在經過2018年的低谷後,2019年市場快速回溫,整個NOR Flash市場行情正在反彈,漲價趨勢較爲明顯。預計2020年NOR將面臨率先漲價。其推動力主要來自于TWS耳機銷售強勁、OLED屏幕滲透加速。
TWS耳機在低端市場價格進入100元以內,銷量快速滲透,致使Nor Flash供應偏緊。此外,在高端安卓及蘋果市場,降噪功能的加入使得單機Nor容量翻倍,單機價值量大幅上升。IDC預計2019年TWS放量增長150%達1.1億對,2020年將會達1.5億對。
同時,AMOLED和TDDI在智能手機滲透率逐步提高,也推動NOR Flash的需求增長。2019年手機端AMOLED出貨量5.8億顆,2020年預計達6.92億顆。TDDI-COF在全面屏的解決方案越來越受歡迎,2019年出貨量達6.1億顆,預計2020年達7億顆。
事實上,不僅僅是TWS耳機和OLED屏幕,物聯網時代所有主動連接式的端設備實際上都需要 NOR Flash,需要運行代碼,這個需求非常大,實際上整個 NOR Flash 市場規模正在增長。只要物聯網趨勢往前發展,這樣的需求就存在,而現在萬物互聯還只是剛剛開頭。
5G商用帶來巨大需求,長江存儲64層3D NAND量産趕上好時機
SSD和移動終端爲NAND Flash需求主要來源。根據DRAMexchange,2019年NAND Flash銷售額461億美元,同比下滑27.1%,預計2020年市場將回暖,銷售額將達550億左右。
5G時代,巨量數據將産生巨大的數據存儲需求。根據IDC預測,到2025年,全球數據圈將擴展至163ZB (1ZB等于1萬億GB),相當于2018年的六倍。預估2019年産生35ZB數據,其中約58%來自于HDD,30%來自于閃存,主要是 NAND Flash,從目前NAND Flash出貨容量來看,存在巨大成長空間。
目前來看,NAND 市場占有率主要集中在三星、铠俠(東芝)、西部數據、美光、英特爾、SK海力士等廠商手上。其中三星占33.0%,铠俠(東芝)占18.8%,西部數據占13.8%,美光占12.9%,英特爾占10.9%,SK海力士占9.7%。
從技術來看,隨著5G及物聯網技術的發展,數據正呈現出爆炸式的增長,由此對于存儲的需求也是越來越大,各大存儲廠商也是在不斷的研發更大容量的3D NAND。
據了解,三星已于2019年6月份推出128層256Gb 3D TLC NAND,8月份批量生産250GB SATA SSD,並現已可量産128層512Gb TLC 3D NAND。铠俠/西部數據、美光等也將在2020年推進128層3D NAND技術發展,英特爾甚至將在2020年推出144層QLC NAND。
國産廠商NAND技術與國際廠商還存在差距,不過2019年8月26日,長江存儲64層3D NAND閃存芯片在第二屆中國國際智能産業博覽會上首次公開展出。隨後,公司在官方微信宣布,已經量産64層256 Gb TLC 3D NAND閃存,以滿足固態硬盤、嵌入式存儲等主流市場應用需求。
這對于國産NAND來說具有裏程碑意義,隨著長江存儲64層3D NAND宣布量産,國內在NAND技術上正式開啓追趕態勢。長江存儲64層3D NAND閃存是全球首款基于Xtacking架構設計並實現量産的閃存産品。而Xtacking架構是長江存儲于2019年8月推出的全新3D NAND架構,通過此架構引入批量生産,可以顯著提升産品性能、縮短開發周期和生産制造周期。
據悉,2020年長江存儲64層3D NAND閃存開始逐步提升産能,預計2020年底可望將産能提升到月産6萬片晶圓的規模。此外,公司也將在2020年生産128層堆棧3D閃存。屆時隨著128層3D NAND投入生産,國內在NAND上與國際廠商的差距將會再次縮小。
2019年和2020年5G商用正式開啓,大量數據的産生推動NAND需求增長,這對于長江存儲來說正是發力的好時機。
國産DRAM進展顯著:長鑫存儲已投産、兆易創新2020流片,紫光集團開始布局
目前,全球DRAM市場壟斷明顯,三星、SK海力士、美光三家占據全球95%以上的市場份額,三星占45%,SK海力士占29.2%,美光占21.2%。中國是DRAM芯片的最大市場,但三星、SK海力士、美光卻占據主導地位,這也使得DRAM成爲我國受外部制約最爲嚴重的基礎産品之一,DRAM是我們急需突破的一個領域。
值得關注的是,2019年國內DRAM廠商長鑫存儲、兆易創新取得顯著進展,紫光集團也正式進軍DRAM領域。
長鑫存儲內存芯片自主制造項目2019年9月20日宣布投産,其與國際主流DRAM産品同步的10納米級第一代8Gb DDR4首度亮相。長鑫存儲內存芯片自主制造項目于2016年5月由合肥市政府旗下投資平台合肥産投與細分存儲器國産領軍企業兆易創新共同出資組建,一期設計産能每月12萬片晶圓。
目前,該項目已通過層層評審,並獲得工信部旗下檢測機構中國電子技術標准化研究院的量産良率檢測報告。長鑫存儲董事長兼首席執行官朱一明表示,投産的8Gb DDR4已經通過多個國內外大客戶的驗證,2019年底正式交付。
另外,兆易創新也于2019年12月27日透露,其首款DRAM芯片計劃于2020年展開流片試樣,並將于2021年進行封裝測試以及完成客戶驗證,測試成功後進行大批量産。除此之外,其多系列DRAM産品將在2025年之前陸續完成研發及量産。
兆易成長由16年 NOR 到 17 年 NAND 到近兩年切入 DRAM,目前在 DRAM 技術及研發方面,公司已組建由數十名資深工程師組成的核心研發團隊,涵蓋前端設計、後端産品測試與驗證,該團隊的核心技術帶頭人員從事 DRAM 芯片行業平均超過二十年,具備較強的技術及研發實力。
2019年9月30日,兆易創新發布非公開發行A股股票預案,擬募集資金33.2億元用于DRAM芯片研發及産業化項目。據介紹,募投項目主要爲消費型 DRAM 和移動型 DRAM,下遊應用主要包括電視機頂盒、路由器、車載電子、工控、手機、平板電腦、遊戲機以及可穿戴設備等。與標准型 DRAM 相比,利基型 DRAM 以客制化爲主,小衆市場,采用相對成熟的制程,以 DDR3/LPDDR3 爲主,主流制程以 40+ nm、20+ nm 爲主。
國盛證券表示,兆易創新作爲合肥長鑫 DRAM項目産業運營方,未來有望深化fabless+foundry合作模式。 長鑫晶圓項目由合肥産投和兆易創新合作投資,長鑫存儲技術有限公司負責管理和運營,是中國大陸唯一擁有完整技術、工藝和生産運營團隊的 DRAM 項目。
除了長鑫存儲和兆易創新,紫光集團于2019年6月30日正式宣布組建紫光集團事業群,爲此紫光集團組建了DRAM事業群,由刁石京任事業群董事長,高啓全爲事業群CEO。紫光集團此前一直以NAND Flash爲存儲器重點發展方向,如今,DRAM事業群的組建意味著紫光集團正式進軍DRAM領域。
隨後,紫光迅速布局,並于8月27日與重慶市政府簽署了合作協議,將在重慶建設DRAM總部研發中心、紫光DRAM事業群總部、DRAM存儲芯片制造工廠等。其中紫光重慶DRAM存儲芯片制造工廠主要專注于12英寸DRAM存儲芯片的制造,該工廠計劃于2019年底開工建設,預計2021年建成投産。
整體來看,2020年在5G、物聯網、智能設備等新興市場的推動下,存儲芯片市場需求將迎來較大增長,NOR、NAND、DRAM也會面臨一定幅度的價格上調,與此同時,相比以往小規模産能、研發爲主的存儲産業格局而言,2020年國産存儲芯片有望迎來真正的量産階段,可見,不管是從外部市場還是內部技術産能上,2020年都將是國産存儲芯片的新拐點。
作者:李彎彎