Biwin NM卡产业深度调研及未来发展现状趋势

Biwin NM卡产业深度调研及未来发展现状趋势 一、 半导体存储器行业 半导体存储器是指通过对半导体电路加以电气控制，使其具备数据存储功能的半导体电路装置。因其具有存取速度快、存储容量大、体积小等优点，被广泛应用于数据中心、网络通信、消费电子、汽车电子、工业电子等行业，是电子信息时代的关键记忆设备。根据世界半导体贸易统计协会（WSTS）统计，2021年全球半导体市场规模为5，558．93亿美元。其中，半导体存储器市场规模为1，538．38亿美元，占全球半导体市场规模的比例为27．67%。随着未来存储在企业、数据中心、工业及车规等应用场景的快速发展，半导体存储器市场将保持持续增长趋势。根据Yole的预测，全球半导体存储器市场规模在2022-2027年将保持8%的增速，并预计在2027年达到2，600亿美元。 半导体存储器市场中，DRAM和DFLASH占据主导地位。依据Yole的数据，2021年DRAM市场份额约占半导体存储器市场的56%，DFLASH市场份额约占半导体存储器市场的40%。 DFLASH存储器产品通常由一颗存储控制芯片和多颗串行的DFLASH存储颗粒组成。随着物联网、大数据、人工智能的快速发展，海量数据对存储设备的存储密度和数据可靠性提出了更高要求，DFLASH在未来将得到极大发展。根据ReportLinker数据，DFLASH市场规模预计在2022-2027年保持每年5．33%的增长，并在2027年达到942．4亿美元。DFLASH的产品应用领域主要包括固态硬盘、嵌入式和扩充式存储器。其中，固态硬盘多用于大容量存储场景如个人电脑、服务器、数据中心等;嵌入式存储多用于低功耗存储场景如智能手机、平板电脑、智能家居、物联网、工业互联网、智能汽车等;扩充式存储多用于便携式存储场景如U盘、SD卡、移动硬盘等。依据闪存市场数据，固态硬盘与嵌入式存储是目前DFLASH存储器占比较大的产品线，市场规模占DFLASH市场85%以上。 二、 行业产业链状况 存储芯片，是以半导体电路作为存储媒介的存储器，用于保存二进制数据的记忆设备。存储芯片是半导体产业的重要分支，约占全球半导体市场的四分之一至三分之一。存储芯片行业上游主要为硅片、光刻胶、CMP抛光液等原材料以及光刻机、PVD、CVD、刻蚀设备、清洗设备和检测与测试设备等设备;中游为存储芯片制造及封装，常见的存储芯片包括DRAM、D闪存芯片和NOR闪存芯片等;下游为消费电子、信息通信、高新科技技术和汽车电子等应用领域。 三、 行业中游分析 随着汽车电子、5G通讯、物联网、可穿戴等新兴领域的崛起，存储芯片在整个产业链中扮演的角色将更加重要。据统计，2020年全球存储芯片市场规模为1227亿美元，同比上涨11．14%，年均复合增长速度为9．48%，2021年市场规模将达到1552亿美元，较2020年大幅增长。 从细分市场来看，在半导体存储市场中，DRAM和DFlash占据主导地位。DRAM是动态随机存取存储器，DRAM的特征是读写速度快、延迟低，但掉电后数据会丢失，常用于计算系统的运行内存。DRAM是存储器市场规模最大的芯片，根据TrendForce数据统计，2021年全球DRAM市场规模达到844亿美元，预计2022年将进一步增至1055亿美元。DFlash是非易失性存储的一种，是大容量存储器当前应用最广和最有效的解决方案。据Gartner统计，2017-2021年全球DFlash市场规模从537．4亿美元增长至652．7亿美元，年均复合增长率约为5%，预计2022年全球DFlash市场规模将达到816．4亿美元。近年来随着我国半导体技术的不断发展和政策的不断加码，产生了众多以兆易创新为主的存储芯片重点企业。 四、 半导体存储器行业基本情况 （一）半导体存储器行业是全球集成电路产业规模最大的分支 半导体行业分为集成电路、光电器件、分立器件、传感器等子行业，根据功能的不同，集成电路又可以分为存储器、逻辑电路、模拟电路、微处理器等细分领域。根据世界半导体贸易统计（WSTS）对世界半导体贸易规模的最新报告，2021年全球半导体行业的整体规模达到5，529．61亿美元，同比增长25．6%。其中存储器的市场规模接近1，600亿美元，是半导体中规模最大的子行业，占比超过1/4。 下一代信息技术与存储器技术发展密不可分。物联网、大数据、人工智能、智能车联网、元宇宙等新一代信息技术既是数据的需求者，也是数据的产生者。根据市场调研机构国际数据（InternationalDataCorporation，IDC）发布的《数字化世界-从边缘到核心》白皮书预测，全球数据总量将从2018年的33ZB增长至2025年的175ZB。面临数据的爆发式增长，市场需要更多的存储器承载海量的数据。据WSTS预测，2022年存储器市场规模将达到1，716．82亿美元，同比增长8．55%，继续保持高速增长。 按照掉电后数据是否可以继续保存在器件内，存储芯片可分为掉电易失和掉电非易失两种，其中易失存储芯片主要包含静态随机存取存储器（SRAM）和动态随机存取存储器（DRAM）；非易失性存储器主要包括可编程只读存储器（PROM），闪存存储器（Flash）和可擦除可编程只读寄存器（EPROM/EEPROM）等。 作为电子设备的最大生产国和最大消费国，中国是存储芯片最大的终端使用地，但国产存储芯片目前占比极小，仅不足5%，国产存储行业有巨大的成长空间，国内存储器厂商将迎来巨大的发展机遇。 （二）DFlash行业概况 DFlash是非易失性存储的一种，是大容量存储器当前应用最广和最有效的解决方案。据Gartner统计，DFlash2020年市场规模为534．1亿美元。 目前全球具备DFlash晶圆生产能力的主要有三星、铠侠、西部数据、美光、SK海力士、英特尔等企业，国产厂商长江存储处于起步状态，正在市场份额与技术上奋起直追。根据Omdia的数据统计，2020年六大DFlash晶圆厂占据了98%的市场份额。 DFlash具有存储容量大、读写速度快、功耗低、单位成本低等特点，主要应用于有大容量存储需求的电子设备。随着人工智能、物联网、大数据、5G等新兴应用场景不断落地，电子设备需要存储的数据也越来越庞大，DFlash需求量巨大，市场前景广阔。 （三）DRAM行业概况 DRAM是动态随机存取存储器，DRAM的特征是读写速度快、延迟低，但掉电后数据会丢失，常用于计算系统的运行内存。DRAM是存储器市场规模最大的芯片，根据TrendForce数据统计，2020年DRAM市场规模约659亿美元。 目前DRAM晶圆的市场供应主要集中在三星、SK海力士和美光，三大厂商2020年市场占有率合计已超过95%，其中三星市场占有率接近50%。国内DRAM晶元厂商主要为合肥长鑫，目前尚处于起步阶段。 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，主要应用在个人计算机、服务器上、现主流的DDR标准是DDR4，预计未来DDR5渗透率会逐步提高；LPDDR是LowPowerDDR，主要应用于移动端电子产品；GDDR是GraphicsDDR，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），传统的DRAM只在时钟上升沿读取数据，速度相对慢。DDR/LPDDR为DRAM目前应用最广的类型，根据Yole数据统计，两者合计占DRAM应用比例约为90%。 根据市场调研机构Gartner统计及预测，DRAM下游需求市场格局较为稳定，移动端电子产品为首，服务器次之，个人电脑占比约为20%，个人电脑占比近年来呈现缓慢下降的趋势。 （四）半导体存储器产业链特征 与逻辑芯片不同，DFlash和DRAM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，存储器的功能特性须通过存储介质应用技术及芯片封测等产业链后端环节实现。不同类别的晶圆选型、封测技术和应用技术的组合，能够为终端客户提供满足各种场景需要，在容量、带宽、时延、寿命、尺寸、性价比等方面各异的，千端千面的存储器产品。因此，晶圆设计、晶圆制造、存储介质应用和芯片封测均对存储器从容量、性能及可靠性等核心关键指标有重要影响，均占有较大的价值占比。 存储晶圆厂商凭借IDM模式向下游存储器产品领域渗透，其竞争重心在于提升晶圆制程和市场占有率，在应用领域主要聚焦通用化、标准化的存储器产品，重点服务智能手机、个人电脑及服务器等行业的头部客户。除该等通用型存储器应用外，仍存在极为广泛的应用场景和市场需求，包括细分行业存储需求（如工业控制、商用设备、汽车电子、网络通信设备、家用电器、影像监控、物联网硬件等）以及主流应用市场里中小客户的需求。无晶圆制造的存储器厂商面向下游细分行业客户的客制化需求，进行介质晶圆特性研究与选型、主控芯片选型与定制、固件开发、封装设计与制造、芯片测试、提供后端的技术支持等，将标准化存储晶圆转化为千端千面的存储器产品，扩展了存储器的应用场景，提升了存储器在各类应用场景的适用性，推动实现存储晶圆的产品化和商业化，是存储器产业链承上启下的重要环节。领先的存储器厂商在存储晶圆产品化的过程中形成品牌声誉，进而提升市场表现，获得资源进一步加强对核心优势的投入，形成良性循环。 五、 行业上游分析 半导体硅片是生产集成电路、存储器、传感器等半导体产品的关键材料。随着芯片制造产能的持续扩张，中国硅片产业市场规模呈高速增长趋势。2019-2021年，中国半导体硅片市场规模连续超过10亿美元，2021年市场规模达16．56亿美元，同比增长24．04%，预计2022年国内半导体硅片市场规模将增加至19．22亿美元。 中国大陆半导体硅片企业技术较为薄弱，市场份额占比较小，技术工艺水平以及良品率控制等与国际先进水平相比仍具有显著差距。国内半导体硅片龙头企业包括沪硅产业、中环股份、立昂微、中晶科技等，2020年市场份额分别为12．1%、10．6%、7．7%、1．5%。 光刻胶又称光致抗蚀剂，是指通过紫外光、电子束、离子束、X射线等的照射或辐射，其溶解度发生变化的耐蚀剂刻薄膜材料，在半导体工业、PCB、平板显示等领域广泛应用。数据显示，我国光刻胶市场规模由2017年58．7亿元增至2020年84亿元，年均复合增长率为12．7%。2022年我国光刻胶市场规模可达98．6亿元。 随着国家政策的推动、高新技术的发展，以及下游需求的不断增长，特种气体市场规模持续快速增长。数据显示，中国特种气体市场规模由2017年的175亿元增长至2021年的342亿元，复合年均增长率达18．24%。 全球半导体设备行业复苏，服务器云计算和5G基础建设的发展，带动相关芯片的需求，2020年光刻机销售额与销量增速稳定提升。2021年全球光刻机销量为450台，随着下游市场需求持续升高，预计2022全球市场仍将持续增长，销量将达510台。 六、 行业未来发展趋势 存储颗粒由于受器件特点等因素影响，可靠性随着使用时间的增加而逐渐降低。存储控制芯片作为存储器产品不可或缺的组成部分，可实现存储颗粒的均衡使用、有效延长存储颗粒的使用寿命、提高存储颗粒的数据存储性能。因此，存储控制芯片公司与存储颗粒厂、存储模组厂的紧密合作可加快新型颗粒及新型存储器产品的上市时间。由于DFLASH工艺制程、堆叠层数和架构快速升级，DFLASH技术难度越来越高，存储密度不断提高，使得存储颗粒中的数据错误或数据丢失的概率显著增加，使用寿命也快速下降。 随着云计算、大数据、人工智能的发展以及存储器产品的容量需求不断增加，半导体存储器也衍生了如计算型存储、分布式存储、基于新型存储颗粒和存储接口的持久内存等新型存储器产品形态，其对存储控制芯片的架构、功耗要求、对存储颗粒的多通道并行管理能力、数据安全等方面要求也相应变高，使得存储控制芯片在存储