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國產存儲芯片能否突破國際壟斷?

李亞東 2019-10-11 2065 0

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9月11日,長江存儲宣布開始量產基于自主研發Xtacking架構的64層三維閃存(3D NAND),容量256Gb,以滿足固態硬盤(SSD)嵌入式存儲等主流市場應用的需求;合肥長鑫存儲在9月20日的2019世界制造業大會上宣布,公司總投資約1500億元的DRAM芯片自主制造項目正式投產。近年來,國內企業在NAND、DRAM存儲芯片領域持續發力,打破了國際廠商的產品壟斷。但產品還處于量產初期,外企主導的市場地位很難撼動。

摘要:9月11日,長江存儲宣布開始量產基于自主研發Xtacking架構的64層三維閃存(3D NAND),容量256Gb,以滿足固態硬盤(SSD)嵌入式存儲等主流市場應用的需求;合肥長鑫存儲在9月20日的2019世界制造業大會上宣布,公司總投資約1500億元的DRAM芯片自主制造項目正式投產。近年來,國內企業在NAND、DRAM存儲芯片領域持續發力,打破了國際廠商的產品壟斷。但產品還處于量產初期,外企主導的市場地位很難撼動。

存儲芯片是電子信息領域的重點戰略基礎元件,應用范圍極其廣泛。隨著5G時代的逐漸來臨,5G網絡將廣泛的應用于AI人工智能、大數據、IOT平臺等領域,豐富的使用場景必將帶來海量的數據,這其中會爆發巨大的存儲市場需求。同時,數據存儲的安全性關乎國家信息安全,因此發展擁有自主知識產權的存儲芯片是國家戰略所在。

我國存儲器市場需求龐大,但國產存儲芯片供給不足

存儲產業具有強周期性和高成長性,下游新興市場不斷涌現使得存儲器需求旺盛。中國是全球最大的半導體消費市場,存儲芯片的國內市場仍有待挖掘,潛力巨大。2008-2015年中國NOR Flash市場規模從33.5億元達到了49億元,NAND Flash芯片從45.9億迅速增長到了939.2億元。雖然2018年存儲器產品價格受智能手機出貨量下降等因素下降較為明顯,但多樣化的市場需求使得存儲器銷售仍較為可觀。

從中國海關數據來看,2018年我國進口芯片金額達到3120.58億美元(約合人民幣2.06萬億元),創出歷史新高。其中存儲芯片進口金額達到1230.7億美元,占集成電路進口總額的38%且呈上升趨勢,其比重超過CPU、手機基帶等熱門芯片,國產存儲芯片供給嚴重不足。

2014-2018中國大陸集成電路及存儲器進口額情況

圖1 2014-2018中國大陸集成電路及存儲器進口額情況

(資料來源:中國海關總署)

全球存儲器市場呈現高度壟斷局面

存儲產業資金及技術門檻較高,在全球經歷產業轉移和企業兼并之后,市場呈壟斷競爭格局。從當前DRAM的全球市場份額來看,三星、SK海力士和美光占據了95%以上的市場份額,其中兩家韓國企業合計占有72%的份額,具有控制全球DRAM產品價格的實力,其他競爭對手很難突破目前的市場競爭格局;在NAND Flash市場,前5大企業占據了99%的市場份額,寡頭壟斷明顯;NOR Flash領域我國有兆易創新排在前列,其他領域國內廠商的技術與規模差距明顯,自主產品亟待突破。

2017年全球DRAM及NAND市場份額占比

圖2 2017年全球DRAM及NAND市場份額占比

(資料來源:五度易鏈行研中心整理)

國內存儲企業不斷實現技術突破,未來可期

存儲芯片是半導體行業最重要的產品,其銷售額約占全球半導體行業總額的1/3。目前,我國在存儲芯片領域還處于落后狀態,但隨著國內政策及產業基金的不斷扶持,國內龍頭企業已經實現了重大的技術突破,與國際一流產品的代差在逐漸縮小。

長江存儲是我國存儲領域的龍頭企業,2018年企業已經實現了32層3D NAND的小批量生產,2019年基于自主研發Xtacking架構的64層3D NAND存儲器實現批量化生產,預計2020年底其可望將產能提升至月產6萬片晶圓的水平。這是中國首次實現64層3D NAND閃存芯片的量產,將中國與全球一線存儲廠商間的技術差距縮減至兩代。業內預計到2020年,長江存儲將直接跳躍到128層3D NAND的目標,繞開主要NAND制造商生產的96層閃存芯片,屆時我國將達到世界一流廠商水平。

合肥長鑫是是中國大陸唯一擁有完整技術、工藝和生產運營團隊的DRAM公司,其DRAM產品19nm級第一代8Gb DDR4年底開始投產,滿產后可以達到每月36萬片產能,且其重新設計的DRAM芯片,最大限度的減少了對美國原產技術的使用,以避免像福建晉華一樣被美國制裁而出現生產停滯。

表1 我國存儲領域產能分布

我國存儲領域產能分布

(資料來源:五度易鏈行研中心整理)

結語

我國半導體產品對外依存度高,國產替代空間巨大,疊加政府在政策、資金、稅收等方面給予大力支持,及半導體產業向國內轉移的大趨勢,中國存儲產業將迎來關鍵發展機遇。目前,在存儲領域國內企業已在奮力追趕,形成長江存儲、合肥長鑫、紫光存儲三大陣營,分別專注于NAND Flash、DRAM和利基型DRAM。隨著中國存儲器產品逐步成熟、關鍵技術的不斷突破,國內存儲芯片將與國際領先廠商的差距越來越小,國產替代未來可期。

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