美韓巨頭瓜分94%全球市場 國產存儲芯片還有機會嗎?

缺芯潮持續,何時緩解仍未有定論。“5G帶動半導體需求增加,加上地緣政治和疫情驅動恐慌性備貨,晶圓代工產能供不應求的情況依然存在。”近日,在TrendForce集邦諮詢主辦的MTS2022存儲產業趨勢峰會上,集邦諮詢分析師喬安表示。

美韓巨頭瓜分94%全球市場 國產存儲芯片還有機會嗎?

TrendForce集邦諮詢預估,在歷經連續兩年的芯片荒后,晶圓代工廠宣布擴建的產能將陸續在2022年釋放,且新增產能集中在40nm及28nm製程。不過,由於新增產能的產出時間點落在2022下半年,正值傳統旺季,在供應鏈積極為年底節慶備貨的前提下,產能紓解的現象可能並不明顯。

今年來,中國存儲芯片廠商發展迅速。中信證券在研報中稱,長江存儲、華虹集團、中芯國際、長鑫存儲等晶圓廠積極擴產,驅動國內半導體設備市場增速兩倍於全球市場。

儘管如此,在全球行業競爭格局上,眼下中國芯片廠商依然難以撼動三星、英特爾等海外企業的市場地位。

中國廠商加速擴產

存儲芯片應用領域廣泛,常見的電子設備基本都需使用存儲芯片,從存儲芯片細分產品來看,DRAM和NAND Flash佔據了存儲芯片95%以上的市場份額。

中國是全球存儲芯片最大市場。據報道,中國一年3000億美元的芯片進口額中,有超過800億美元為採購內存芯片,包括DRAM芯片和NAND Flash芯片。

在國際競爭格局上,存儲芯片長期被韓、日、美等國企業壟斷。其中在DRAM領域,三星、SK海力士及美光佔據主導地位。

集邦諮詢報告顯示,2021年第三季度全球DRAM市佔率方面,三星以44%位居第一;SK海力士在出貨減少的情況下略微縮減至27.2%,而美光小幅上升至22.9%,上述三大巨頭的市場佔有率總計超過94%。

NAND Flash領域,三星、鎧俠、西部數據、美光、海力士、英特爾為行業龍頭。據民生證券7月統計,中國是全球第二大NAND Flash市場,佔比超過31%,但本土供應市佔率不足1%。

11月18日,時創意董事長倪黃忠在接受時代周報記者採訪時表示,中國存儲芯片行業起步較晚,此前,在DRAM和NAND Flash領域均沒有國內廠商,近年來,以長江存儲、長鑫存儲為代表的國內龍頭廠商開始崛起。

“作為閃存行業的新人,長江存儲用三年時間實現了從32層到64層再到128層的跨越。”長江存儲市場與銷售高級副總裁龔翊表示,去年4月,長江存儲宣布128層QLC 3D NAND 閃存研發成功。

中信證券在研報中稱,長江存儲是國內3D NAND Flash 存儲器頭部廠商,一期項目於2019年產能達到2萬片/月,2020年擴產至5萬片/月以上水平,預計一期項目未來將達到10萬片/月產能,另外二期土建已於2020年6月開工,兩期產能規劃共30萬片/月。

長鑫存儲作為國內DRAM存儲器龍頭,三期總產能規劃37.5萬片/月。中信證券預計,其產能將從2021年初4萬片/月擴張至2022-2023年12.5萬片/月,同時2022-2023年有望啟動二期建設(12.5萬片/月)。

美韓巨頭瓜分94%全球市場 國產存儲芯片還有機會嗎?

國產芯片向高端進階

對存儲廠商而言,跑得夠不夠快是一個需要持續思考的問題。

以DRAM為例,由於DRAM的製程微縮已經逐漸面臨物理極限,在20nm製程以後,除了美光(Micron)1αnm仍有近30%的單晶圓位元增長外,其他從1Xnm轉至1Ynm、或者1Ynm轉至1Znm製程,增長率已收縮至15%以內。

華存電子技術總工程師魏智汎告訴時代周報記者,近幾年,國內外企業級存儲主控芯片市場發展迅速,競爭激烈,華存電子不僅要面對英特爾、三星、美光等閃存原廠,還要面對美滿電子、Microsemi等傳統主控大廠的競爭。

國產存儲芯片必須從低端向高端進階。東芯半導體副總經理陳磊表示,作為本土芯片供應商,東芯半導體目前40%以上的員工都是研發工程師,通過自主的產品設計,以及與國內晶圓廠和封裝測試廠的合作,已經打造出一條本土供應鏈體系。

在市場層面,5G、汽車電子、可穿戴設備、物聯網等新興產業及新興市場,給存儲芯片帶來旺盛需求,也對產品性能提出新要求,包括精進工藝製程、提升產品可靠性、縮小封裝尺寸等,促使產品快速迭代。

這也對整個產業鏈提出新要求。倪黃忠表示,1.0時代,模組廠商只能做一些簡單的加工測試,開發能力較弱,產品以Micro SD卡、U盤等為主;2.0時代,模組廠商成為產品和技術的跟隨者,在行業內有一定知名度,但銷售依然難突破;步入3.0時代,模組廠商要從芯片硬件到軟件、固件的開發,延展到系統級開發以及整個設備自動化產線進行改造,有全面的技術開發能力。

“雖然摩爾定律在半導體的很多領域受到了挑戰,但在閃存這個領域還在繼續發揮作用。”西部數據副總裁兼中國區業務總經理劉鋼介紹,摩爾定律作用下,閃存密度和性能迅速提高,資本效率也大幅增加。

劉鋼分析,摩爾定律在閃存領域有三個維度可以發揮作用:一是線寬,在同一層中橫向提高密度;二是堆疊,在縱向上發展;三是在同一單元里通過改變邏輯單元的設定,從原來的SLC(Single-Level Cell,單層式存儲單元)到MLC(Multi-Level Cell,雙層式存儲單元)、TLC(Trinary-Level Cell,三層式存儲單元)、QLC(Quad-Level Cell,四層式存儲單元),在每個單元都可以增長。

雖然,當前存儲芯片市場主要由海外巨頭公司掌握,國產公司處於相對落後狀態,但國產存儲芯片已在各個細分行業展開追趕,並獲得顯著進展。“本土存儲廠商正奮起直追,企業之間形成了密切且相互依存的產業生態鏈,國產替代正當時。”陳磊表示。