在國家大力支持半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大背景下，中國半導(dǎo)體存儲器基地于2016年開工建設(shè)。半導(dǎo)體行業(yè)迅速發(fā)展推動中國存儲芯片應(yīng)用場景不斷拓寬。

當(dāng)前中國存儲芯片在各領(lǐng)域的應(yīng)用處于起步發(fā)展階段，可成熟應(yīng)用各相關(guān)存儲芯片產(chǎn)品的企業(yè)數(shù)量稀少，全球DRAM、NOR Flash、NAND Flash市場被韓國、日本、美國企業(yè)所占據(jù)。

存儲芯片行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

——種類較多，市場各成體系

存儲芯片，又稱半導(dǎo)體存儲器，是以半導(dǎo)體電路作為存儲媒介的存儲器，用于保存二進(jìn)制數(shù)據(jù)的記憶設(shè)備，是現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)的重要組成部分。存儲芯片按按照斷電后數(shù)據(jù)是否丟失，可分為易失性存儲芯片和非易失性存儲芯片。易失性存儲芯片常見的有DRAM和SRAM。非易失性存儲芯片常見的是NAND閃存芯片和NOR閃存芯片。

——產(chǎn)業(yè)鏈全景圖

存儲芯片行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游參與者為硅片、光刻膠、CMP拋光液等原材料供應(yīng)商和光刻機(jī)、PVD、CVD、刻蝕設(shè)備、清洗設(shè)備和檢測與測試設(shè)備等設(shè)備供應(yīng)商；行業(yè)中游為存儲芯片制造商，主要負(fù)責(zé)存儲芯片的設(shè)計、制造和銷售，芯片具有較高技術(shù)壁壘，致使存儲芯片開發(fā)難度高；行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈下游參與者為消費電子、信息通信、高新科技技術(shù)和汽車電子等應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的企業(yè)。

在全球大力發(fā)展高新技術(shù)和“中國制造2025”深入推進(jìn)的背景下，人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等新興行業(yè)發(fā)展態(tài)勢向好，各類電子化和智能化設(shè)備都離不開存儲芯片應(yīng)用。存儲芯片是下游電子產(chǎn)品的關(guān)鍵部件，其質(zhì)量直接影響到產(chǎn)品的穩(wěn)定性、集成度和產(chǎn)品良率。

——全球存儲芯片現(xiàn)狀：占半導(dǎo)體市場約四分之一，產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有周期性

存儲芯片是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的重要分支，約占全球半導(dǎo)體市場的四分之一至三分之一。根據(jù)世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(WSTS)數(shù)據(jù)顯示，2019年全球半導(dǎo)體市場規(guī)模為4123.07億美元，其中存儲芯片市場規(guī)模為1064億美元，占半導(dǎo)體行業(yè)銷售額的25.8%。

2020年12月1日，WSTS發(fā)布了新半導(dǎo)體市場預(yù)測，預(yù)計2020年全球半導(dǎo)體市場規(guī)模在4331億美元左右。其中除了光電和分立器件，增長最大的是存儲芯片，2020全年市場規(guī)模約為1194億美元。

從歷史表現(xiàn)上看，存儲芯片行業(yè)總是處于交替出現(xiàn)的漲跌循環(huán)之中，其產(chǎn)業(yè)周期強(qiáng)于電子元器件市場整體的周期性：存儲芯片產(chǎn)品需求量大、標(biāo)準(zhǔn)化程度高，用戶和產(chǎn)品粘性弱；行業(yè)規(guī)模效應(yīng)明顯，下游需求容易被迅速推動。

因此在需求端，新興應(yīng)用領(lǐng)域的出現(xiàn)會刺激存儲芯片的市場需求；而在供給端存儲芯片廠商往往在景氣度上行周期有較強(qiáng)擴(kuò)充產(chǎn)能的意愿，在景氣度下行周期則通過降價來清理庫存，進(jìn)而導(dǎo)致存儲芯片價格呈現(xiàn)漲跌循環(huán)。

從市場規(guī)模增速來看，全球半導(dǎo)體市場規(guī)模增速與存儲芯片增速走勢基本一致，2017年后，二者增速均明顯下降，2019年全球半導(dǎo)體市場增速為-12.05%，存儲芯片市場增速為-32.66%，說明存儲芯片和半導(dǎo)體行業(yè)均呈現(xiàn)下行，2020年行業(yè)有所回升。

——中國市場現(xiàn)狀：中國為存儲芯片重要需求市場，銷售額占比約1/3

2019年，中國購買了全球34%的DRAM芯片，排名全球第二，僅次于美國的39%。得益于智能手機(jī)的發(fā)展，中國地區(qū)對NAND閃存的需求規(guī)模占比全球最大，根據(jù)Yole的數(shù)據(jù)，2019年中國地區(qū)NAND閃存市場銷售額占全球37%，其次是美國的31%。

在“互聯(lián)網(wǎng)+”的背景下，智能手機(jī)功能逐漸多樣化，覆蓋眾多應(yīng)用領(lǐng)域，促使市場對智能手機(jī)的存儲空間要求不斷提高以滿足消費者對移動互聯(lián)網(wǎng)的使用體驗。2016年后，中國智能手機(jī)等消費電子應(yīng)用市場迅速擴(kuò)張促進(jìn)了存儲芯片市場需求快速釋放。

2014-2019年，中國存儲芯片市場規(guī)模由1274億元增長至2697億元，年均復(fù)合增長率達(dá)到16.18%，前瞻初步估算，2020年中國存儲芯片市場規(guī)模突破3000億元。

——投資現(xiàn)狀：外商投資加碼，國內(nèi)廠商奮力追趕

近年來，三星、鎧俠、SK海力士等投資建廠不斷，其中三星和鎧俠/西部數(shù)據(jù)十分積極。三星在中國的西安二期1階段在2020年投產(chǎn)，二期第二階段項目將在2021年下半年竣工，同時平澤P2工廠投資8兆韓元新建NAND Flash產(chǎn)線，計劃2021下半年開始量產(chǎn)，以及還在規(guī)劃新建P3工廠。

鎧俠與西部數(shù)據(jù)同投資的巖手縣北上市新工廠K1已在2020上半年開始少量生產(chǎn)，在四日市存儲器生產(chǎn)基地北側(cè)，F(xiàn)ab7工廠土地正在動工中，建設(shè)將分兩個階段，第一階段建設(shè)計劃于2022年春季完成。另外，鎧俠還宣布將擴(kuò)建日本巖手縣生產(chǎn)基地，將在現(xiàn)有的K1工廠旁擴(kuò)產(chǎn)K2廠區(qū)，將于2021年春季開始，2022年春季完成。

美光正在新建A3工廠潔凈室，預(yù)估將在2021年投入量產(chǎn)1Znm或1α技術(shù)，同時美光也計劃將在2021年提出建設(shè)A5廠項目的申請，持續(xù)加碼投資DRAM，將用于1Znm制程之后的微縮技術(shù)發(fā)展，進(jìn)一步擴(kuò)大先進(jìn)技術(shù)的量產(chǎn)規(guī)模。

SK海力士于2018年投資3.5兆韓元(約合31.4億美元)在京畿道利川新建一座存儲器M16工廠，利川M16廠預(yù)計將在2021年上半年投片，下半年產(chǎn)品出貨。

存儲芯片行業(yè)屬于技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，中國存儲芯片行業(yè)起步晚，缺乏技術(shù)經(jīng)驗累積。雖然中國本土長江存儲、合肥長鑫和福州晉華三大存儲芯片企業(yè)已逐步完善NAND和DRAM產(chǎn)業(yè)布局，但各家存儲芯片產(chǎn)品仍處于投產(chǎn)初期，尚未實現(xiàn)產(chǎn)品的規(guī)模量產(chǎn)。與國外存儲芯片制造商相比，中國存儲芯片技術(shù)基礎(chǔ)薄弱，此為制約行業(yè)發(fā)展的主要因素。

存儲芯片行業(yè)競爭格局

——細(xì)分產(chǎn)品競爭格局：以DRAM和NAND Flash為主

從存儲芯片細(xì)分產(chǎn)品來看，目前DRAM和NAND Flash占據(jù)了存儲芯片95%以上的市場份額。根據(jù)IC Insights發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，DRAM銷售額在2020年約占整個存儲市場的53%，閃存的比重約達(dá)到45%，其中NAND閃存為44%，NOR閃存為1%，其他存儲芯片(EEPROM、EPROM、ROM、SRAM等)將會緩慢成長，但大幅搶下市占的可能性并不高。

——企業(yè)競爭格局：市場由國外企業(yè)壟斷，國內(nèi)廠商奮力追趕

目前，DRAM芯片的市場格局是由三星、SK海力士和美光統(tǒng)治，三大巨頭市場占有率合計已超過95%，而三星一家公司市占率就已經(jīng)逼近50%。寡頭壟斷的格局使得中國企業(yè)對DRAM芯片議價能力很低，也使得DRAM芯片成為我國受外部制約最嚴(yán)重的基礎(chǔ)產(chǎn)品之一。

2020年，DRAM企業(yè)格局總體變化不大，頭部企業(yè)份額小幅被擠壓，CR5由2018年Q1的99%下降至2020年Q4的98.4%，仍為高度集中市場。

NAND Flash經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已經(jīng)形成了由三星、鎧俠、西部數(shù)據(jù)、美光、SK海力士、英特爾六大原廠組成的穩(wěn)定市場格局。自2019后其他廠商如中國的長江存儲慢慢進(jìn)入全球視線，但市占率仍然較低。

從中國存儲芯片行業(yè)競爭格局來看，市場主要由國外存儲芯片巨頭領(lǐng)導(dǎo)，細(xì)分領(lǐng)域也落后于國外及臺灣廠商(如NOR Flash的旺宏/華邦等)，但近年來國內(nèi)廠商奮力追趕，已在部分領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破，逐步縮小與國外原廠的差距，其中，兆易創(chuàng)新位列NOR Flash市場前三，聚辰股份在EEPROM芯片領(lǐng)域市占率全球第三，長江存儲128層3DNAND存儲芯片，直接跳過96層，加速趕超國外廠商先進(jìn)技術(shù)。

值得注意的是，兆易創(chuàng)新集團(tuán)旗下還包含長鑫存儲(CXMT)，意味著兆易創(chuàng)新集團(tuán)同時握有中國NOR Flash與DRAM的自主研發(fā)能力，扮演中國半導(dǎo)體發(fā)展的重要角色。

在全球千億級美元存儲芯片市場規(guī)模中，中國廠商整體營收規(guī)模較小。從中國存儲芯片行業(yè)主要上市公司來看，兆易創(chuàng)新存儲芯片營業(yè)收入居于其他企業(yè)前列，2019年為255558.64萬元；紫光國芯排名第二，2019年存儲芯片營業(yè)收入為84287.41萬元；聚辰股份2019年存儲芯片(EEPROM)營業(yè)收入為45250.56萬元；普冉半導(dǎo)體存儲芯片(EEPROM和NOR Flash)營業(yè)收入為36045.29萬元。

存儲芯片行業(yè)發(fā)展前景及趨勢分析

——發(fā)展趨勢：3D化是當(dāng)前NAND閃存推動發(fā)展的主要趨勢，DRAM制造商展開納米競爭

從主要存儲芯片發(fā)展趨勢來看，DRAM的技術(shù)發(fā)展路徑是以微縮制程來提高存儲密度。制程工藝進(jìn)入20nm之后，制造難度大幅提升，內(nèi)存芯片廠商對工藝的定義從具體的線寬轉(zhuǎn)變?yōu)樵诰唧w制程范圍內(nèi)提升二或三代技術(shù)來提高存儲密度。

譬如，1X/1Y/1Z是指10nm級別第一代、第二代、第三代技術(shù)。目前市場上DRAM的應(yīng)用較為廣泛的制程是2Xnm和1Xnm，三星、美光、海力士等巨頭廠商均已開發(fā)出1Znm制程的DRAM。

NAND Flash制程已經(jīng)達(dá)到極限，目前，廠商們另辟蹊徑從2D轉(zhuǎn)向3D發(fā)展，目的是通過增加芯片的堆疊層數(shù)來獲得更大的存儲容量，而堆疊層數(shù)增加意味著光刻次數(shù)也隨之增加。

——發(fā)展前景：多種因素影響下，存儲芯片市場快速發(fā)展

隨著新科技如人工智能、AR/VR、物聯(lián)網(wǎng)崛起以及下游消費電子、汽車電子的強(qiáng)勁需求，全球半導(dǎo)體需求有望得到復(fù)蘇，推動存儲芯片需求上升。根據(jù)WSTS預(yù)測，全球存儲芯片市場有望在2021年重回增長軌道，市場規(guī)模突破1300億美元，前瞻預(yù)計到2026年全球存儲芯片市場規(guī)模有望突破2000億美元；

從中國市場來看，以智能手機(jī)、計算機(jī)等消費電子領(lǐng)域和云計算、大數(shù)據(jù)等高新科技技術(shù)領(lǐng)域為代表的存儲芯片應(yīng)用推動了存儲芯片市場需求增長。

此外，在中美貿(mào)易戰(zhàn)中，美國通過多種方式限制對華出口高科技產(chǎn)品。受此影響，中國加大力度發(fā)展半導(dǎo)體行業(yè)，國產(chǎn)存儲芯片的發(fā)展勢頭更加迅猛，一些企業(yè)對國產(chǎn)存儲芯片的替代也更加迫切。

中國政府通過政策引導(dǎo)和產(chǎn)業(yè)資金扶持，鼓勵本土存儲芯片企業(yè)加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)，以減少與國外企業(yè)的差距，實現(xiàn)中國存儲芯片自主研發(fā)，加快國產(chǎn)替代進(jìn)口。

隨著本土存儲芯片企業(yè)研發(fā)動力不斷增強(qiáng)，中國有望在5年內(nèi)提高存儲芯片技術(shù)水平，提升產(chǎn)品本土自給率。到2026年，中國存儲芯片市場規(guī)模有望達(dá)到5598億元，占全球存儲芯片消費市場比重達(dá)到40%左右。