存储芯片加速爆发!三大核心赛道,龙头厂商全梳理

翰棋说财经 2024-06-12 09:06:46

当前全球人工智能需求强劲增长,推动存储芯片产业加速复苏。

国内方面,近期国家大基金三期正式成立,将一步加速本土存储芯片厂商国产替代。随着国家大基金三期的注入,将为存储芯片产业带来更多的资金支持和政策优惠,进一步加速产业升级和国产替代。

今年一季度,四大主要芯片类型的平均售价均实现了同比提升,市场回暖信号明显。存储芯片市场延续了此前涨势,环比持续上涨。

长城证券在近期的分析报告中指出,预计2024年整体存储价格将延续上涨趋势。终端市场来看,AI服务器等应用领域将对存储需求的拉动作用,将成为存储芯片市场走势的关键因素。

随着国家大基金三期的成立和下游需求强劲推动,存储芯片产业链的重点环节备受关注。

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存储芯片行业概览

当前存储市场上主流半导体存储器主要由DRAM、NAND Flash和NOR Flash构成。

从全球视角来看,存储芯片市场以DRAM和NAND Flash为核心,市场份额合计超过90%。NOR Flash在市场上的规模占比约为3%,其他类型的存储产品仅占据了约2%的市场份额。

存储芯片分类:

DRAM

DRAM是动态随机存取存储器,在各种应用设备中,DRAM常被用作主存储器,主要任务是存储处理器运算和处理的数据。

DRAM具有高度集成的特点。其价格低廉,功耗相对较低,但存取数据的速度不快。

DRAM之所以被称为“动态”,是因为它通过持续刷新电路来保持数据存储。

DRAM提供了较大的存储容量,访问这些数据需要相对较长的时间。此外,由于需要不断刷新电路,这在一定程度上增加了其功耗并影响了速度。

联合电子设备工程委员会定义并开发了三种DRAM的标准类别,分别是标准DDR、移动DDR和图形DDR。

DRAM分类:

GDDR进一步细分为普通GDDR和HBM两种类型。

普通GDDR采用传统的平面结构设计,广泛应用于AI推理卡中。HBM是高带宽内存,采用了创新的3D堆叠结构,适用于AI训练卡或某些高端AI推理卡。

随着AI算力需求的兴起,HBM因其3D堆叠布局和高性能特性而备受关注。

相较于传统DRAM,HBM不仅拥有更高的带宽和容量,还具备更低的延迟和功耗。

能够显著地加速AI数据处理,适用于AI服务器等高性能计算环境,市场对HBM的需求量将持续增长。

从行业竞争格局来看,DRAM市场高度集中,自2014年起就已形成三星、SK海力士和美光三大巨头的稳定格局。其中,SK海力士在HBM等高端领域保持着全球领先地位。

国内厂商中长鑫存储是中国DRAM行业的领军企业;北京君正通过收购北京矽成进一步加强了其在存储领域的地位。北京矽成在汽车DRAM市场上占有率高达15%,位居全球第二。

NAND

NAND Flash以其大容量和低成本著称,东芝(现为铠侠的前身)开创了NAND芯片的先河,由此引入了闪存的概念,此后NAND行业历经了多次并购与重组。

2020年海力士收购了英特尔的闪存及SSD业务,使NAND行业形成了由三星、海力士、Solidigm、美光、铠侠、WDC六家公司主导的竞争格局。

我国是全球最大的存储芯片消费国,但由于起步较晚,国内企业在全球市场的占有率相对较低,国产替代空间十分广阔。

随着当前NAND堆叠层数的增加,存储密度提升,同时工艺难度也随之增大。各大厂商在技术上紧密跟进,竞争十分激烈。

在制程技术方面,NAND Flash与DRAM相似,都采用了1Xnm/1Ynm/1Znm作为工艺技术的衡量标准。两者在物理结构上存在差异NAND Flash不需要制作电容器。

2023年3月,铠侠和西部数据推出了218层的TLC/QLC NAND;三星发布了280层的QLC NAND;4月美光开始量产232层的QLC NAND;SK海力士已经完成了128层4D NAND芯片的样品制作与验证,并计划将其投入商业化生产。

国内存储产业中,长江存储是国内NAND Flash市场的领先厂商。

美光232层TLC NAND闪存:

NORflash

NOR和NAND都是Flash存储器的一种。NOR Flash在读取速度、可靠性和擦除速度方面具有优势。NOR主要应用于存储系统启动代码和特定的只读信息系统,属于利基型存储市场的一部分。

NOR Flash的主要应用场景是与编码相关,其多数功能与运算紧密相连,在各种移动端和车机端系统中发挥着重要作用。

近年来,NOR Flash的市场规模实现了稳步增长。

在竞争格局方面,自美光和赛普拉斯退出NOR产品市场后,当前的市场前三被旺宏、华邦和兆易创新占据。其中,中国大陆厂商兆易创新在产品线方面实现了Nor+NAND+DRAM的全覆盖,其中Nor产品全球第三。

NOR Flash竞争格局:

资料来原:中国银河证券

存储产业链国内主要布局厂商还包括江波龙、佰维存储、普冉股份、聚辰股份、澜起科技、东芯股份等厂商。

结语

整体来看,全球三大原厂通过控制产能和向下游倾销去库存的策略,推动了DRAM和NAND价格自2023年至今的持续上涨。国内方面来看,在近年来国家政策的大力扶持下,半导体行业加速发展。当前全球下游终端对存储需求强劲,产业链各环节国产替代空间十分广阔,国内龙头厂商有望加速迎来国产替代机遇。

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