在半導體市場需求旺盛的引領下,去年全球半導體市場高速增長。根據WSTS統計,2021年全球半導體銷售達到5559億美元,同比增長26.2%。中國仍然是最大的半導體市場,2021年的銷售額總額為1925億美元,同比增長27.1%。其中,邏輯IC、模擬IC、傳感器及存儲IC市占及需求穩健提升。所以,中國存儲IC市場未來可期。

但是,有市場僅是前提,緊隨其后的是芯片設計和生產。從產能角度而言,根據IC Insights今年5月公布的數據顯示,去年國內芯片產量只占其銷售總額的不到20%。在去年國內制造的312億美元IC中,半導體企業總部位于中國的僅占123億美元(39.4%)。臺積電、SK海力士、三星、英特爾、聯華電子等其他在中國擁有的晶圓廠生產了其余的芯片。因此,中國存儲IC必須克服設計和制造工藝上的不足才能夠獲取有力市場份額。

以DRAM為例。據訊博自動化了解,國外三大存儲芯片供應商美光、SK海力士和三星就憑借先進的制造設備和設計工藝去年貢獻了全球DRAM市場94%的市場份額,其中僅韓國SK海力士和三星就完全碾壓其他對手占據全球DRAM銷售額的71.3%。

國內外存儲“芯片”兩大陣營:DRAM和NAND Flash

圖1:三星、美光、SK海力士、南亞、力積電和長鑫存儲等市場企業的DRAM路線圖。圖片來源/TechInsights

國內存儲IC原廠如何趕上?從2020年上半年開始,存儲大廠的博弈繼續加劇。三星于該年10月率先使用極紫外光刻機(EUV)技術生產14nm DRAM。SK海力士緊隨其后,在2021年通過EUV生產10nm DDR5 DRAM。美光預計2024年采用EUV技術生產DRAM。反之,長鑫存儲、南亞科技、華邦電子的生產工藝可能介于20nm及以上。與前者相比,后者尚處于“追趕期”。

另外,值得一提的是,國內DRAM制造商長鑫存儲利用新技術工藝推出的DRAM產品已經與國際主流產品接軌并參與競爭。

目前,從“芯片”陣營上劃分,國外DRAM原廠主要以韓國三星和SK海力士、美國的美光為主;中國本土存儲芯片原廠DRAM主要是長鑫存儲、南亞科技、力積電、華邦電子,而福建晉華DRAM芯片尚未取得進展。

接下來是NAND Flash主題。從目前來看,國外NAND Flash主要廠商主要是:韓國三星和SK海力士;美國的美光、西部數據、英特爾;及日本的鎧俠;中國本土則是長江存儲、武漢新芯、臺灣旺宏電子為主。

圖2:三星、鎧俠/WD、SK海力士、美光、長江存儲和旺宏電子等市場企業的3D NAND路線圖。圖片來源/TechInsights

這些主要的NAND芯片制造商正在為生產大容量存儲芯片而競相角逐3D NAND。如三星推出的176層、鎧俠/西部數據162層、美光176層、SK海力士176層的3D NAND。

面對競爭白熱化的3D NAND,國產NAND企業也是不甘示弱!在去年,長江存儲128層Xtacking TLC和QLC產品已經上市。旺宏電子(MXIC)還宣布了他們的第一個48層3D NAND原型,將于2022年底或2023年初量產。

總體而言,一方面對手利用快速技術迭代搶食存儲市場的步伐一直不停歇,一方面本土國產存儲芯片廠商面臨從制造設備、工藝設計等多重阻力,欲趕超對手尚需時間和技術創新。

針對如此,在中國仍是全球最大的半導體市場中,中國本土存儲芯片廠商如何逆勢突圍?如何依靠國產替代優勢搶占份額,又有何利用NAND等主流芯片進行市場布局?這應是當下國內存儲供應鏈企業重點思考的問題。

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