嵌入式存储设备行业企业市场现状及竞争格局

嵌入式存储设备行业企业市场现状及竞争格局 一、 全球半导体存储产业在波动中呈现总体增长趋势 半导体存储器作为电子系统的基本组成部分，是现代信息产业应用最为广泛的电子器件之一。随着现代电子信息系统的数据存储需求指数级增长，半导体存储出货量持续大幅增长，另一方面，由于存储晶圆制程基本按照摩尔定律不断取得突破，单位存储成本在长期曲线中呈现单边下降趋势，市场的总体规模在短期供需波动中总体保持长期增长趋势。 半导体存储市场中，DRAM和DFlash占据主导地位，根据ICInsights数据，2019年全球半导体存储器市场中DRAM占比达58%，DFlash约占40%，此外NORFlash占据约1%的市场份额。随着电子产品对即时响应速度和数据处理速度的要求不断提高和CPU升级迭代，DRAM器件的主流存储容量亦持续扩大。近年来随着DFlash技术不断发展，单位存储成本的经济效益不断优化，应用场景持续拓展，用户需求不断攀升。在长期增长的总体趋势下，DRAM和DFlash的短期市场规模与产品价格受到晶圆技术迭代与产能投放、下游终端市场需求、渠道市场备货，以及全球贸易环境等多重因素影响，供求平衡较为敏感。 根据Omdia（IHSMarkit）数据，2020年全球DFlash市场实现销售额为571．95亿美元，较2019年增长24．17%。2012年至2017年，全球DFlash在数据爆炸中保持持续稳定增长，特别是2016年至2018年初，受4G智能手机等移动终端需求驱动，以及存储原厂的生产工艺从2D向3D升级造成的产能切换，DFlash供不应求，量价齐升，市场快速扩张。 2018年初，4G智能手机市场经过数年发展趋于饱和，同时存储原厂基本完成3DDFlash的工艺升级，导致晶圆单位存储密度大幅度提升，DFlash供过于求，价格迎来拐点并持续下跌，而由于存储原厂产能投放充足，存储原厂持续将产能传导至渠道市场，市场规模仍保持增长惯性，直至2019年大幅回落。2020年受新冠疫情影响，居家办公、远程通信需求持续拉动个人电脑、服务器市场增长，同时全球产能受疫情管制措施干扰，DRAM与DFlash价格上涨，2020年市场规模实现增长。 根据Omdia（IHSMarkit）数据，2020年全球DRAM市场实现销售额为663．83亿美元，较2019年小幅增长6．75%。DRAM市场由于集中度更高，主要供应商的产能布局和市场需求之间的动态平衡更为脆弱，存储原厂产能规划对市场价格和总体规模影响较大。2018年由于三大存储原厂DRAM制程切换中产能储备不足，与DFlash年初即迎来价格拐点不同，市场缺货行情支撑DRAM价格仍然保持增长至2018第三季度，并助推2018年市场规模实现较高增长，此后DRAM与DFlash同样受疲软需求拖累，2019年DRAM价格及市场规模均大幅跳水，2020年市场需求有所恢复性增长。 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、 半导体存储器行业现状及趋势 半导体存储器一般指半导体集成存储器，用半导体集成电路工艺制成的存储数据信息的固态电子器件。它由大量相同的存储单元和输入、输出电路等构成。按功能的不同，半导体存储器可分为随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）和串行存储器三大类。 四、 行业发展机遇 在中国互联网+、大力发展新一代信息技术和不断加强先进制造业发展的战略指引下，国内信息化、数字化、智能化进程加快，用户侧的视频、监控、数字电视、社交网络等应用和制造侧的工业智能化逐渐普及，刺激存储芯片的市场需求快速增长。此外，5G、物联网、数据中心等新一代信息技术在中国大规模开发及应用，也催生了我国对半导体存储器的强劲需求。 五、 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。 六、 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。 七、 半导体存储器行业未来发展趋势 （一）下游需求多点开花，半导体存储器市场有望持续扩容 存储器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多个领域，其中多个细分市场需求爆发式增长，从而带动整个存储器行业的持续扩容。 随着移动通信技术的发展和移动互联网的普及，作为半导体存储器行业下游最重要的细分市场之一，智能手机和平板电