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半导体存储行业专题报告:存储复盘,拐点已至,AI存力革新.docx
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半导体存储行业专题报告:存储复盘,拐点已至,AI 存力革新
1 存储器:半导体第二大子版块,强周期属性
2022 年全球存储市场规模达 1298 亿美元,集成电路市场占比 27.4%。WSTS 将半 导体行业分为集成电路、分立
器件、光电器件和传感器几大领域进行统计。根据 WSTS,2022 年全球半导体市场规模达到 5741 亿美金,其中集
成电路市场规模 4744 亿美金,占比 82.6%,存储器是集成电路的重要组成部分,2022 年市场规模 1298 亿美金,
占集成电路市场的 27.4%,占半导体市场 22.6%,是整个半导体行业第 二大细分领域(第一大为逻辑电路)。
存储芯片周期波动性较半导体行业整体更强。作为半导体行业的重要分支,存储 芯片周期变化情况基本与半导体行业
周期变化情况保持一致,比较存储芯片市场 规模与半导体行业市场规模 2004 年-2024E 同比变化情况,存储芯片同
比变化曲 线更为陡峭,其波动性更强,半导体周期景气下,存储芯片市场贡献更为突出。
DRAM 和 NAND Flash 在 存 储 市 场 中 占 主 导 地 位 。 存 储 器 按 照 是 否 需 要 持 续 通 电 以 维持 数 据 分 为 易 失 性 存 储
(RAM)和非易失性存储(ROM),在 RAM 中,动态随机存 取存储器(DRAM)需要在维持通电的同时,通过
周期性刷新来维持数据,DRAM 结构简单,单位面积的存储密度显著高于 SRAM,DRAM 作为一种高密度的易失
性存 储器,主要用作 CPU 处理数据的临时存储装置,广泛应用于智能手机、个人电脑、 服务器等主流应用市场。
在 ROM 中,NAND Flash 是使用电可擦技术的高密度非易 失性存储,其存储密度远高于其他 ROM,同时能够
实现快速读写和擦除。NAND Flash 为大容量数据存储的实现提供了廉价有效的解决方案,是目前全球市场大 容量
非易 失 存 储 的主 流 技 术 方案 。根 据 彭博 ,2021 年 DRAM 和 NAND 合 计市 场 规模 占比 超 95%,分 别 占比 约
57.3%,38.3%。据 CFM 闪存市场预计,2022 年 NAND Flash 市场容量规模增长 6%达到 610 B GB,DRAM
市场容量规模增长 4%达到 194 B Gb。
中国在全球存储市场占据重要地位。在国内市场,随着中国在电子制造领域水平 的不断提升,国内存储芯片产品的需
求量逐步攀升,根据世界半导体贸易统计协 会数据,2018 年中国存储芯片市场规模达到 5,775 亿元,发展空间广阔。
根据 Yole 最新统计,2022 年中国企业在全球 DRAM 市场份额为 30%,在 NAND 市场份额 为 33%,中国企业
DRAM 和 NAND 合计市场规模约 432.8 亿美金(不含外国企业在 国内生产的进口量)。
下游应用市场广阔,计算与无线通信合计占比超 80%。存储产业链下游涵盖智能 手机、平板电脑、计算机、网络通信
设备、可穿戴设备、物联网硬件、安防监控、 工业控制、汽车电子等行业以及个人移动存储等领域,应用市场广阔。
云计算、大数据、物联网、人工智能等市场规模扩大,数据量激增,通信技术发展带动, 2021 年计算与无线通信领
域存储产品应用占比分别达 47.0%,37.3%,是存储产 品下游应用重要领域。
DDR 和 LPDDR 是 DRAM 应 用 最 广 泛 品 类 , DDR5 渗 透 率 逐 步 提 升 。 DRAM 按 照 产 品 分 类 分 为
DDR/LPDDR/GDDR 和传统型(Legacy/SDR)DRAM。DDR 是双倍速率同步动态 随机存储器,主要应用在 PC、服
务器上等领域,目前主流的 DDR 标准是 DDR4, DDR5 渗透率在逐步提升过程中;LPDDR 是 Low Power DDR,
主要应用于移动端电 子产品;GDDR(Graphics DDR)主要应用于图像处理领域;相比较 DDR 的双倍速 率(在时
钟上升沿 和下降沿都 可以读取数 据),传 统 DRAM 只在时钟 上升沿读取 数 据 ,速度相对 慢。根据 Yole 统 计,
DDR/LPDDR 合计占 DRAM 应用比例约 90%。
3D NAND 是 NAND Flash 主流,存储密度持续提升。存储密度提升的主要技术路 径包括提高存储单元的可存储数
位(bit)量和提升 3D NAND Flash 的堆叠层数。 根据每个存储单元存储的可存储数位量,NAND Flash 分为 SLC
(Single-level Cell)、MLC(Multi-level Cell)、TLC(Triple-level Cell)、QLC(Quad-Level Cell)。SLC 为每
个存储单元存储的数据只有 1 位,MLC、TLC 和 QLC 每个存储单 元存储的数据分别为 2/3/4 位,存储密度梯度提
升。传统 NAND Flash 为平面闪 存(2D NAND),3D NAND 使用多层垂直堆叠技术,拥有更大容量、更低功耗、
更 优耐用性以及更低成本的优势。三星电子 2013 年率先开发出可以商业化应用的 24 层 3D NAND,2020 年 3D
NAND 高端先进制程进入 176 层阶段,2022 年美光宣 布 232 层 3D NAND 实现量产。
主流存储市场海外厂商高度垄断。与逻辑芯片不同,DRAM 和 NAND Flash 等半导 体存储器的核心功能为数据存储,
存储晶圆的设计及制造标准化程度较高,各晶 圆厂同代产品在容量、带宽、稳定性等方面,技术规格趋同。因此头部
厂商通过 产能扩大规模化优势及技术持续升级迭代保持竞争力。DRAM 领域,三星、美光、 SK 海力士垄断了近 95%
的市场份额,行业龙头三星电子 2014 年率先实现 20nm 量 产,此后 DRAM 制程大约每两年实现一次突破,从
1Xnm(16nm-19nm)到 1Ynm(14nm16nm)到 1Znm(12-14nm)。2021 年 1 月,美光科技率先宣布量产 1
αnm(接近 10nm)DRAM 产品,主流原厂开始进入 1αnm 制程阶段。目前市场高端制程为 1Znm, 该制程生产
的芯片主要标准规格包括 DDR4X/5 及 LPDDR4X/5。
NAND 领域,竞争格局同样较为集中,由三星电子、铠侠、西部数据、美光科技、 SK 海力士等公司主导全球市场,SK
海力士收购英特尔 NAND Flash 业务已于 2021 年获得主要市场监管当局批准,全球 NAND Flash 市场将进一步集
中。NOR 领域, 竞争格局相对 DRAM 和 NAND 分散,中国台湾和大陆厂商占据一席之地。
2 前几轮周期存储行业如何表现?
2014 年 周 期 存 储 器 市 场 破 800 亿 美 金 新 高 。 2013-2016 年 , 全 球 存 储 器 市 场 分 别 同 比 增 速
+27.6%/+17.8%/-2.6%/-1.8%,达到 691/814/793/779 亿美金。其中 2013/2014 年全球 DRAM 销售额同比增
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