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文檔簡介
1、 HYPERLINK l _TOC_250025 6 HYPERLINK l _TOC_250024 8 HYPERLINK l _TOC_250023 8 HYPERLINK l _TOC_250022 HYPERLINK l _TOC_250021 HYPERLINK l _TOC_250020 HYPERLINK l _TOC_250019 HYPERLINK l _TOC_250018 HYPERLINK l _TOC_250017 全球半導體存儲器行業市場規模 HYPERLINK l _TOC_250016 中國半導體存儲器行業驅動與制約因素 HYPERLINK l _TOC_250
2、015 20 HYPERLINK l _TOC_250014 集成電路行業持續向好,刺激半導體存儲器市場發展 錯誤!未定義書簽。 HYPERLINK l _TOC_250013 HYPERLINK l _TOC_250012 23 HYPERLINK l _TOC_250011 HYPERLINK l _TOC_250010 HYPERLINK l _TOC_250009 中國半導體存儲器行業政策及監管分析 HYPERLINK l _TOC_250008 HYPERLINK l _TOC_250007 新型半導體存儲器研發步伐加快 HYPERLINK l _TOC_250006 HYPERLI
3、NK l _TOC_250005 HYPERLINK l _TOC_250004 HYPERLINK l _TOC_250003 HYPERLINK l _TOC_250002 HYPERLINK l _TOC_250001 HYPERLINK l _TOC_250000 圖 1半 9圖 2 圖 3 圖 4 3 圖 1中4-8年 圖 1 圖 1 圖 2 8年 名詞解釋二進制數據:進制是計算技術中廣泛采用的一種數制,二進制數據是用 0 和 1 兩個碼來表示的數。CPUCentralPocesigU即央處理器作為計算機系統的運算和控制核心,是信息處理、程序運行的最終執行單元:屬-氧化物半導體場效應
4、晶體管。oedy即可編程只讀存儲器是一種計算機存儲記憶芯片,每個比特都由熔絲或反熔絲的狀態決定數據內容。EPErasablerammablead-Onlymory可擦除可編程只讀存儲器,是一種斷電后仍能保留數據的計算機儲存芯片。MOne-Timerle-yMry一次可編程可讀存儲器。EEPElectrially rasablePgrammablead-OnlyMemory,即帶電可擦可編程只讀存儲器,是一種掉電后數據不丟失的存儲芯片。FlashMemory快閃儲器是一種電子式可清除程序化只讀存儲器的形式允許操作中被多次擦或寫的存儲器。UUSB閃存盤一種使用USB口無需物理驅動器的微型高容量移動
5、存儲產品通過接口和電腦連接,實現即插即用。MP3一種能播放音樂文件的播放器主要由存儲(存儲卡顯示CD、 CPU(中央處理器、CU(微控制器)或解碼DSP(數字信號處理器) 等組成。3C 產品Compu、Communicaion(通信onsumer Electonics(消費類電子產品)三類電子產品,被稱為C小家電。PVDPhysicalapor方法將材料源固體或液體表面氣化成氣態原子分子或部分電離成離子并通過低氣體(或等離子體)過程,在基體表面沉積具有某種特殊功能的薄膜的技術。CVDChemicalaporDeposition即化學氣相沉積指化學氣體或蒸汽在基質表反應合成涂層或納米材料的方法是
6、半導體工業中應用最廣泛的一種用于沉積多種材的技術,包括大多數的絕緣材料,大多數金屬材料和金屬合金材料。微量分析:化學分析方法的一種,用于測定微量物質,被測物質的許可量僅約為常量的百分之一。IP:Intellectual Property,即知識產權。IDM:Integrated Device Manufacturer,即集成器件制造商,業務覆蓋設計、制造、封裝測試以及投向消費市場等環節的半導體生產商。Fabless有制造業務只專注于設計的集成電路設計運作模式也用來指代未擁的C。NOR Flash:是一種采用非易失閃存技術的 flash 存儲器,可以對存儲器單元塊進行擦寫和再編程。任何 flas
7、h 器件的寫入操作只能在空的或已擦除的單元內進行所以大多數情況下在進行寫入操作之前必須先執行擦除NOR 器件執行擦除操作較為復雜,要求在進行擦除前先要將目標塊內所有位都寫為 0。NAND Flash:flash 存儲器的一種,其內部采用非線性宏單元模式,為固態大容量內存的實現提供了廉價有效的解決方案。中國半導體存儲器行業市場綜述中國半導體存儲器行業定義及分類半導體存儲器又稱存儲芯片是以半導體電路作為存儲媒介的存儲器用于保存二進數據的記憶設備是現代數字系統的重要組成部分半導體存儲器具有體積小存儲速度等特點,廣泛應用于內存、U盤消費電子、智能終端、固態存儲硬盤等領域。根據功能的不同半導體存儲器可分
8、為隨機存儲(RAM和只讀存儲(OM類(見圖 。andomAccessry是與CPURAM何RAMRAM用來作為臨時存儲程序數據的介質根據存儲原理的不同M可進一步細分為動隨機存取存儲器(DM)和靜態隨機存取存儲器(M)兩種類型。M 利用 T 的柵電容上的電荷來存儲信息,但柵極容易漏電,而且一旦掉電讀取信息會全部丟失因此為防止電容漏電而導致讀取信息丟失每隔一定時間需要刷新充電DRAM有速度快存儲單元的結構簡單特點DRAM主用于計算機的內存領與M不MMMMM于U但 M 較 DRAM DRAM的M此AMSRAM主要用于高速緩存存儲器,如U一級高速緩存和二級高速緩存。只讀存儲器(OM:只讀存儲器是一種只
9、能讀取事先存儲的固態半導體存儲器,OM 所存數據穩定,即使斷電后所存數據也不會改變。OM 的制造成本低,常用于存儲各種固定程序和數據。根據可編程或可抹除可編程功能,OM 可分為 POM、EPOM POMEEPOM 和 h Mmory。Flah Mry 是當前主流存儲器,其結合了 OM和AM的特點,不僅具備電子可擦除可編程的性能,能夠快速讀取數據而且斷電時不會丟失數據,主要用于U盤、M3、硬盤等產品。h Memry可進一細分為NOR Flash和NAND Flash。 NORh的特點是應用簡單無需專門的接口電路而且傳輸效率高用戶可直接運行NOR h里的代碼,而無需把程序讀到系統RAM中。NOR
10、lash帶有RAM容量方面,NOR h用小容量數據存儲,容量范圍為 NANDh結構能供極高的存儲密度且寫入和擦除的速度快但應用難點在于AND h的管,其需要特殊的系統接口,而且用戶不能直接運行 h 上的碼,需要增加一塊小的 NOR h 來運行啟動代碼。通常情況下,NAND h適用于容量數據的存儲。圖 2-1半導存儲器分類(按功能劃分)來源:頭豹研究院編輯整理全球半導體存儲器行業發展歷程及市場現狀全球半導體存儲器行業發展至今可分為萌芽期初步發展期快速發展期三個階(見圖 22。圖 2-2 全球導體存儲器發展歷程(1) 萌芽期(1965年-1974年)來源:頭豹研究院編輯整理半導體存儲行業研究起步于
11、5國M到DRAM發領域。1970年,美國BM公司布在其推出的大型機y0 odel145主內存上使用半導體存儲器替代磁芯。基于 IBM 在計算機市場中的地位,此舉推動了半導體儲器替代磁芯之勢中DRAM器M研究以及應用奠定了基礎同年美英特爾研發出OM為非易失性存儲器但OM內存放的內容只能讀取而不能讀寫,操作使用不便。1年出M出)M的 C1103 芯后,DRAM 應用普及度逐步提高。同年,英特爾的 DOV ohman 功研EPOM這種內存即使關閉電源內存數據不會改變同時此款內存解決了POM只寫入一次的問題通過用強紫外線對EPOM的芯片進行照射可擦除其中的內容從而出DRAM的DRAM技C的DRAM發且
12、M研比OM從DRAM到DRAM的DRAM規模化應用奠定了基礎。(2)初步發展期(1975年-2000年)在 BM 宣布開發動態存儲器的第四代系統后,1976 年,日本通產省組織,以富通日立三菱日本電器東芝企業為首聯合日本工業技術研究院電子綜合研究所計算機綜合研究所共同參與超大規模集成電(VLSL項目該項目成功開發了K集電路、256K 動態存儲器。1980 年VLSL 項目共取得 1,200 多項專利,發表科技論文達 0 的 DRAM 本 DRAM 0年至16本DRAM從至,而美國DRAM則從到段,日本在DRAM研究成果顯著,推動了半導體存儲器行業發展。于EPOM操作不便為擺脫擦除器和編程器的限
13、制3年國外研究人員發明了EEPOM可通過電子信號對內部的數據進行修改4年日東芝公司研發人員oMasuoka最先提出了快閃存儲(FlashMr概念8年英特爾首先研發出NORh技術由于英特爾 RhRh了EEPOM和EPOh進入用階段。1989年,東芝司發布NANDh結,NANDh不僅可替代OM更可替代機械硬盤相比機械硬盤Dh更小的體積、更低的功耗性能并且像磁盤一樣可以通過接口輕松升級這一階段半導體存儲器行業元化發展,半導體存儲器產品逐漸多樣化。快速發展期(2000年至今)進入0后全球高科技產業發展迅速美國日本韓國抓住C產品的需求特性在全球范圍內掀起了半導體存儲器應用研發的熱潮隨著技術進步半導體存儲
14、器產可靠性不斷提高目前半導體存儲器不僅用于各種計算機和服務器中同時也是磁盤陣列各網絡存儲系統中基本的存儲單元。在國家大力支持半導體產業發展的大背景下中國半導體存儲器基地于6年開建設。半導體行業迅速發展推動中國半導體存儲器應用場景不斷拓寬。在“中國制造 計劃推行的背景下中國半導體存儲器行業研究加快當前中國半導體存儲器在各領域的應用處于起步發展階段可成熟應用各相關半導體存儲器產品的企業數量稀少球RDh在 DRAM 和 NAND h 了 場在國家政策的扶持下中國半導體存儲器制造商在引進國外技術和自主研發基礎上持續提升研發及應用水平中國長江存儲合肥長鑫福建晉華兆易創新四家制造商在半導體存儲器研發力度不
15、斷增強,在 DRAM 和 h 領域突破技術壁壘。中國長江存儲已成功研發和生產 32 層 3DNAND成9米M廠商在中低端容量的NORh術壁壘推出各類NORh產品而中國對國外半導體存儲器技術依賴性高與國外半導體存儲器制造商相比中國半導體存儲器市場不具備市場競爭力,在半導體存儲器仍需進一步增強自身競爭力。中國半導體存儲器行業產業鏈中國半導體存儲器行業產業鏈由上至下可分為上游原材料供應商和設備供應商中游半導體存儲器制造商及下游應用領域(見圖 2-3。圖 2-3 中國導體存儲器行業產業鏈來源:頭豹研究院編輯整理上游分析中國半導體存儲器行業產業鏈上游參與者為硅片光刻膠CMP 拋光液等原材料供應商和光刻機
16、PVDCVD刻蝕設備清洗設備和檢測與測試設備等設備供應商。硅片、光刻膠、CMP 拋光液硅片光刻膠CMP 拋光液是生產半導體存儲器芯片的主要原材料在硅片領域由于半導體硅片對最終芯片的性能影響較大半導體廠商對硅片的產品質量及一致性要求極高,其純度須達 99.9999999%以上。同時,硅片研發生產具有較高的制造工藝技術壁壘。硅片生產工序需要經過長晶、徑向研磨、拋光、切片、研磨、硅片刻蝕、拋光等上百道制造工藝,每道工藝環節涉及不同半導體材料和生產工藝技術。受限于研發、生產工藝技術水平低的影響,中國半導體硅片廠商主要集中在 68 英寸硅片的中低端半導體硅片市場,而在 8 英寸以上硅片高端領域內的自主研
17、發水平低,高端半導體硅片市場被日本信越科學、日本三菱住友、臺灣環球晶圓、德國 Siltronic 和韓國 LG 等廠商所占據,且這些國外廠商硅片產品線覆蓋齊全,硅片尺寸覆蓋 412 英寸。盡管現階段中國上海新昇半導體已具備 12 英寸硅片的生產能力,但整體而言中國硅片廠商與國外廠商相比仍存在較大差距產品制造工藝技術有待加強,市場競爭力不強。在光刻膠領域,光刻膠品類繁多,針對下游不同應用需求,每種光刻膠產品的原材料配方和制備要求各不相同研發人員在生產過程中不僅需要掌握曝光光源加工圖形線路精度等方面的不同關鍵技術還需要具備較強的性能評價技術微量分析技術能力以滿足下游電子信息產品的功能性需求光刻膠具
18、有制造工藝難度大定制化難度高的技術壁壘。當前,中國從事光刻膠研發、生產的制造商數量少。中國半導體用光刻膠主要集中在 g 線和 i 線光刻膠而在中高端市場半導體制造用的 KrF 和 ArF 光刻膠則被日本 JSR 株式會社、東京應化、信越化學、日本住友化學、美國陶氏化學和韓國東進等制造商所壟斷目前中國僅有科華微電子和蘇州瑞紅兩家光刻膠生產企業逐步打破中高端光刻膠科華微電子已實現 KrF 光刻膠的量產并已通過中國本土集成電路生產商中芯國際認證同時科華微電子也正積極研發 ArF 光刻膠整體而言與國外制造商相比中國本土光刻膠制造商制造工藝技術以及生產經驗與全球頭部企業存在差距但在光刻膠國產進程加快的趨
19、勢下中國光刻膠制造商研發制造水平不斷提高,正逐步打破國外企業在中高端光刻膠的壟斷格局。CMP 拋光液是半導體制造過程中的關鍵材料。拋光是在半導體加工過程中使用化學腐蝕及機械力對單晶硅片表面進行局部處理和平坦化處理的過程拋光技術是目前唯一能兼顧表面全局和局部平坦化的技術。當前,全球 CMP 拋光液市場被美國陶氏杜邦、ersum,日本 Fujimi、NittaHaas、韓國 ACE 等廠商所壟斷,占據了全球 90%以上的 CMP 拋光液高端市場份額具有較強的市場競爭力在中國政府紅利政策的支持下本土企業在中低端 CMP 拋光液領域已基本實現國產化在高端 CMP拋光液領域中國安集微電子在高端拋光液技術
20、已有所突破但是市場規模較小市場占有率較低由于芯片拋光液具有較高的技術要求中國本土企業在高端產品領域中的研發生產水平低,目前 8 英寸、12 英寸芯片用 CMP 拋光液基本依賴進口,對外依存度高。光刻機、PVD、CVD、刻蝕設備、清洗設備和檢測與測試設備在上游設備方面,光刻機、PVD、CVD、刻蝕設備、清洗設備和檢測與測試設備是半導體存儲器制造過程中重要使用設備光刻機價格高昂在半導體存儲器設備使用中所占成本最高。中國光刻機國產化程度低于 10%,光刻機市場被荷蘭 ASML 和日本尼康株式會社所壟斷,而高端光刻機市場幾乎被 ASML 壟斷。工藝制程及波長是衡量光刻機設備的關鍵指標,目前 ASML
21、的 EUV 光刻機工藝制程已達到 7 納米及以下、波長為 13.5 納米,工藝精細度高;而中國上海微電子裝備股份有限公司最先進的光刻機工藝制程為 90 納米波長約 193 納米其設備制造工藝水平與 ASML 差距明顯。除了光刻機,目前中國半導體設備廠商(北方華創、中微半導體、盛美半導體設備中電科電子裝備已有能力生產 PVDCVD刻蝕設備清洗設備檢測與測試設備,但中國在此類半導體設備領域內的國產化程度不高于 20%。國、日本設備廠商研發的PVD、CVD、刻蝕設備、清洗設備術已基本達到14或7納米以下的先進制程而中國半導體設備制造商技術節點在65452814納米的水平與此同時美國、日本半導體設備廠
22、商發展時間較早,設備制造工藝和應用成熟度較高,對市場把控能力強相比之下中國半導體設備廠商研究起步晚缺乏技術和經驗積累致使中國半導體設備廠商的設備性能與國外產商仍存在差距競爭實力較弱國外設備廠商的議價能力強。中游分析中國半導體存儲器行業產業鏈的中游為半導體存儲器制造商主要負責半導體存儲器的設計制造和銷售其中半導體存儲器芯片是半導體存儲器制造關鍵環節半導體存儲器芯片具有較高技術壁壘致使半導體存儲器芯片開發難度高目前半導體存儲器行業可分為 IDM 和 Fabless 兩種商業模式。IDM 廠商從事芯片設計、晶圓制造到封裝等一系列制造工藝,此類商業模式具有較高的技術和資金壁壘IDM 廠商憑借長期的技術
23、研發和積累擁有自己的 IP開發部門,擁有較強開發設計能力,具有一定的技術優勢。目前韓國三星、海力士,美國美光和中國長江存儲形成了以 IDM 模式為主導的完整半導體存儲器產業鏈,實現了全產業鏈上下游滲透,具有較強資源調配和成本優勢。相對于 Fabless 模式, IDM 可縮短產品開發到產品落地時間。abless 商業模式中半導體存儲器廠商只負責存儲器芯片設計而晶圓制造封裝測試則由 Foundr(代工廠負責由于半導體存儲器行業具有技術資金雙密集的特點半導體存儲器廠商需具備一定的技術和資金實力因此半導體存儲器制造領域中也逐步形成了 abless 商業模式。當前,中國福州晉華、合肥長鑫、兆易創新專注
24、于存儲器芯片的研發設計和銷售生產制造和封測選擇 Foundry 廠商代工。由于半導體存儲器多為標準型產品居多,促使此產業主要以 IDM 廠商為主。目前半導體存儲器市場以 NAND Flash 和 DRAM 為主。在半導體存儲器行業有多年市場運營經驗的專家表示在 NAND 領域三星東芝美光海力士英特爾五家 NAND 制造商幾乎壟斷了整個 NAND 市場,其中三星和東芝兩者占了全球 NAND市場的50%以上為了提高閃存的存儲密度3DNAND技術節點已從32層、 96 層發展到 128 層。目前,三星、東芝、美光、海力士、英特爾廠商技術節點均已達到 96 層 3D NAND,且已實現量產,其中三星正
25、在攻克 128 層 3D NAND。而中國長江存儲已成功研發和生產 32 層 3DNAND,64 層 3DNAND 將于 2019 年下半年投入量產工作由此可看出中國在 3DNAND 的技術與國外廠商的技術仍存在差距。在 DRAM 領域,全球 DRAM 市場長期被三星、海力士、美光三家企業所壟斷,三家共占全球 DRAM 市場的 95.0%,其中三星占全球 DRAM 市場的 36.8%,市場占有率高目前這三家 DRAM 廠商技術節點均已達到 1517 納米之間其中三星、海力士均已量產 17 納米級 DRAM。受益于中國政府頒布的紅利政策,中國 DRAM 廠商加大了 DRAM 的研發力度。現階段,
26、中國合肥長鑫和福州晉華加強在 DRAM 領域的產業布局。在合肥市政府資金支持下合肥長鑫在引進國外設備基礎之上已完成 19 納米 DRAM 研發產品已進入優化階段。與此同時,合肥長鑫也正在積極研發 17 納米 DRAM。而中國福州晉華通過與臺灣聯電合作的方式共同開發 DRAM 技術但由于受美國制裁2018 年美國商務部將福建晉華列入出口管制實體名單禁止美國企業向其出售技術和產品導致福州晉華業務發展受限綜上所述中國半導體存儲器廠商在 3DNAND 和 DRAM領域取得較大進步已逐步擁有獨立研發和生產制造半導體存儲器的能力中國半導體存儲器國產化進程正在有序推進但與國外先進半導體存儲器制造商相比中國本
27、土半導體存儲器制造商技術仍存在差距在全球市場競爭力不強中國半導體存儲器制造商的議價能力弱。下游分析中國半導體存儲器行業產業鏈下游參與者為消費電子、信息通信、高新科技技術和汽車電子等應用領域內的企業。在全球大力發展高新技術和“中國制造 2025”深入推進的背景下,人工智能、物聯網、云計算等新興行業發展態勢向好,各類電子化和智能化設備都離不開以半導體存儲器應用半導體存儲器是下游電子產品的關鍵部件其質量直接影響到產品的穩定性集成度和產品良率由于下游應用領域廠商以產品功能或外觀差異化為切入點來提高產品銷量行業下游企業對存儲器功能的需求日益精細化行業下游應用終端對半導體存儲器行業在產品設計技術發展具有導
28、向性隨著半導體存儲器行業在下游應用領域的市場需求不斷增大下游應用產品的革新升級對半導體存儲器的快速發展具有重要促進的作用下游廠商議價能力將不斷提高。全球半導體存儲器行業市場規模半導體存儲器是現代信息技術中用于保存信息數據的重要核心部件受益于各國政府對半導體存儲器行業發展的支持全球半導體存儲器廠商積極推進存儲器生產線擴張以實現產能釋放。在經歷 20132014 年連續增長后,2015 年全球半導體存儲器市場陷入困境,其主要原因是存儲器廠商產品良率提升緩慢等因素。與此同時,2015 年全球大宗商品跌價、貿易和資本流動疲軟,導致 2015 全球經濟增長低于預期受整體經濟形勢低迷影響消費電子產品行業增
29、速放緩致使半導體存儲器市場低迷導致半導體存儲器庫存增多從而致使全球半導體存儲器供需局面惡化產品價格暴跌直到 2016 年下半年全球經濟回暖消費電子市場向好智能手機從 1G、 2G 逐步發展到 4G,促使智能手機的 RAM 內存的提升,刺激 RAM 存儲器需求,帶動半導體存儲器銷量逐漸增加上升2017 年行業龍頭 Flash 廠商從 2D 向 3D 制程工藝過渡,加上 2017 年服務器市場及移動市場對存儲器容量需求激增,2017 年全球半導體存儲器銷售規模接近 1,240.3 億美元,較 2016 年增長 59.8%。2018 年,伴隨著全球存儲器廠商產品良率上升,全球半導體存儲器廠商擴產產能
30、逐步釋放,2018 年全球半導體存儲器銷售規模達到 1,512.2 億美元(見圖 2-4。在全球電子信息行業發展加快和存儲器技術日益成熟的驅動下全球電子行業產品將迎來新一輪變革新一代云服務物聯網等高新科技產業的發展將推動全球半導體存儲器應用終端領域擴大成為推動半導體存儲器行業發展的主要動力半導體存儲器銷售規模有望進一步擴大長期來看隨著中國合肥長鑫福建晉華和長江存儲等本土企業不斷提升研發創新能力和制造工藝技術水平本土品牌有望迅速壯大逐步參與全球半導體存儲器市場未來五年內全球半導體存儲器產能將加速釋放產品在下游應用領域內的滲透率將持續提升,且下游應用需求將保持增長趨勢。預計 2023 年全球半導體
31、存儲器銷售規模將達到 2,683.9 億美元,市場發展勢頭良好。圖 2-4 全球導體存儲器行業銷售規模,2014-2023預測來源:頭豹研究院編輯整理中國半導體存儲器行業驅動與制約因素驅動因素集成電路行業持續向好,刺激半導體存儲器市場發展集成電路行業是現代信息產業的基礎是衡量一個國家科技發展水平的重要標志。近年來中國政府頒智能制造“十三五國家戰略性新興產業發展規劃智 能制造發展規劃(2016-2020等一系列政策,大力發展 AI、物聯網、云計算等高 新技術,促進集成電路行業發展。中國集成電路產業銷售額從 2014 年的 3,015.4 億 元增長到 2018 年的 6,532.0 億元,年復合
32、增長率達到 21.3%(見錯誤!未找到引用 源。憑借著巨大的市場容量和消費群體,2018 年中國大陸集成電路市場規模達到1.6 萬億元,占全球市場份額的 50%左右,中國集成電路市場呈現高速發展勢頭,吸引了全球集成電路廠商在中國建廠全球集成電路產能向中國轉移而半導體存儲器是集成電路的重要分支半導體存儲器需求占整體集成電路市場的 23.0%左右因此,在全球集成電路行業向中國轉移的大勢下國際半導體存儲器制造商相繼在中國建廠,如英特爾三星海力士均已在中國布局半導體存儲器市場建立半導體存儲制造廠, 帶動了中國半導體存儲器產能增長以及產業調整和優化升級為中國半導體存儲器行業帶來新的增長動力。圖 3-1中
33、國成電路產業銷售額,2014-2018年來源:中國半導體行業協會,頭豹研究院編輯整理下游應用市場需求激增以智能手機、計算機等消費電子領域和云計算、大數據等高新科技技術領域為代表的半導體存儲器應用推動了半導體存儲器市場需求增長促進半導體存儲器市場不斷擴大。消費電子領域中以智能手機為例,隨著中國經濟增長和國民消費升級,移動互聯網技術日益成熟對信息化產品和服務的需求日益劇增“互聯網+的背景下,智能手機功能逐漸多樣化覆蓋眾多應用領域促使市場對智能手機的存儲空間要求不斷提高以滿足消費者對移動互聯網的體驗。隨著 5G 開始商用,5G 概念手機逐步推出。為了搶占 5G 手機市場,三星于 2019 年宣布量產
34、 12GB LPDDR5 產品。相比其他半導體存儲器三星的 12GBLPDDR5可在一秒內傳輸 44GB的數據及降低 30%的功耗,可確保智能手機高速運行狀態下也能維持穩定的性能,能夠滿足未來 5G 手機在高性能和容量方面的功能需求可見半導體存儲器作為手機存儲的重要組成部分,在手機持續更新升級的推動下,半導體存儲市場需求相應地將快速釋放。高新科技技術領域以服務器為例。在移動互聯網時代下,移動設備數量擴張,內容形式多樣化促使互聯網流量爆發數據流量向互聯網巨頭集中拉動以 Google、 acebook亞馬遜微軟百度阿里巴巴騰訊為代表的七大互聯網巨頭相繼布局數據中心建設,帶動服務器 DRAM 需求的
35、持續增長。根據頭豹數據顯示,平均一座數據中心可容納 8,000 至 15,000 個服務器構架,而每個構架可搭建 4 臺以上不同尺寸的服務器,將會消耗約 1,0002,000 萬 GB 的服務器 DRAM。由此可見,數據中心的建設成為服務器 DRAM 需求最大的驅動力,刺激半導體存儲器行業增長。半導體存儲器企業之間合作研發完善產業化布局中國半導體存儲器行業發展較晚與發達國家相比中國半導體存儲器技術落后,尚未實現規模化生產中國政府高度重視半導體存儲器行業的發展在政策和資金方面給予行業大力支持,促進半導體存儲器行業快速發展。2016 年紫光集團與武漢新芯合作成立長江存儲科技有限公司此舉通過自兩家企
36、業的優勢互補可實現優質化資源配置。2016 年 12 月,長江存儲科技有限公司和湖北集成電路基金、湖北科投、國家集成電路產業投資基金等聯合投資 240 億美元建設國家存儲器基地項目,該項目計劃建設 3 座全球單座面積最大的 3DNANDFlash 工廠。除此之外,在合肥市政府資金的扶持下,2016 年北京兆易創新與合肥市產業投資控股有限公司合作成立合肥長鑫存儲。2018 年,在合肥市政府的支持下,通過引進國外半導體存儲器相關設備,合肥長鑫存儲成功建成 19 納米、12 寸晶圓 DRAM 芯片項目。除了中國本土半導體存儲器企業之間合作之外中國半導體存儲器企業與中國臺灣企業也進行技術合作,加強企業
37、競爭優勢。2016 年,福建省電子信息集團與晉江能源投資集團共同出資成立了福建晉華集成電路生產企業(以下簡稱“福建晉華。隨后,福建晉華與臺灣聯華電子開展技術合作,研發先進的 DRAM 技術,在福建省晉江市建設 12 寸內寸晶圓廠生產線。在國家政策和資金雙輪扶持下中國半導體存儲器企業間合作促進半導體存儲器產業化布局加快資源整合的步伐加速完善中國在 3DNAND 和 DRAM 的產業建設為中國半導體存儲器行業帶來了強勁的增長動力現階段長江存儲合肥長鑫、福建晉華這三家企業已成為中國半導體存儲器行業的三大領先企業。制約因素專業人才缺乏半導體存儲器是集成電路重要的分支,半導體存儲器人才不僅需要掌握化學、
38、物理、電子自動化、半導體行業的專業知識,也要具備存儲芯片設計、制造能力。因此半導體存儲器人才需求呈現多樣性特點半導體存儲器制造商對多學科交叉的復合型人才需求較大。在國家利好的政策的推動下,自 2003 年以來,中國科技部和教育部批準并構建了以清華大學北京大學復旦大學浙江大學等為代表的高校建設國家集成電路人才培養基地中國集成電路人才培養基地的布局初步形成但由于半導體存儲器行業是尖端技術半導體存儲器領域內的實際工作要求技術人員具備較強的實際操作經驗也要求從業人員長期學習并在工作不斷累積操作經驗還要求技術人才對先進高端設備與軟件操作有一定適應性能力而中國半導體存儲器行業發展時間較短現階段還處在初步發
39、展期專業人才技術基礎仍較為薄弱即使中國已擁有集成電路人才培養基地,但中國高端半導體存儲器人才仍處于呈現稀缺狀態。根據 2018 年 8 月中國電子信息產業發展研究院和工信部發布的中國集成電路產業人才白皮(2017-2018(以下簡白皮書指出中國每年高校集成電路專業領域畢業生人才中僅有不足 3 萬人進入集成電路行業就業與此同時與互聯網計算機軟件IT 服務金融房地產行業相比集成電路行業的薪資水平較低,并且該行業需要很長的積累期,職業發展前景較其他行業競爭力不強。截至 2017 年底中國集成電路行業現有人才存量約為 40 萬人人才缺口達 32 萬人中國集成電路專業人才仍供需失衡,人才缺口大,阻礙了中
40、國半導體存儲器行業的發展。技術基礎薄弱半導體存儲器行業屬于技術密集型產業,中國半導體存儲器行業起步晚,缺乏技術經驗累積致使中國半導體存儲器技術基礎較為薄弱雖然中國本土長江存儲合肥長鑫和福州晉華三大半導體存儲器企業已逐步完善 NAND 和 DRAM 產業布局,但各家半導體存儲器產品仍處于投產初期尚未實現產品的規模量產與國外半導體存儲器制造商相比中國半導體存儲器技術基礎薄弱以 3DNAND 存儲器為例三星、美光、海力士、英特爾、東芝通過不斷研發創新,改善數據存儲單元結構增加單位存儲容量均已研發和生產出 96 層 3DNAND三星經過不斷研發創新于 2019 年推出了首個 110+層且單棧設計的全新
41、的 V-NAND,突破了目前 96 層 3DNAND 的層數限制,實現速度和能效的提升,而中國僅有長江存儲在研發和生產 3D NAND,但目前長江存儲還未實現大規模量產 32 層 3D NAND,64 層 3D NAND 也在研發中,預計 2019 年下半年量產。可見,與國外領先的 3DNAND 企業相比,中國長江存儲技術與國外企業仍存在差距,中國 3D NAND 技術基礎較為薄弱。中國半導體存儲器行業政策及監管分析半導體存儲器是代表國家科技水平的標桿性行業之一在計算機通信多媒體等高數據交換系統中有著廣泛的應用近年來為推動信息科技人工智能工業制造發展國政府出臺了一系列政策支持半導體存儲器行業發
42、展(見圖 。12 年 2 中國工信部發布集成電路產業“十二五”發展規劃,指出要著力發展芯片設計業,開發高性電產突數號理S、存儲器等高端通用芯片,加強體系架構、算M4年6發布了國家集成電路產業發展推進綱要,針對集成電路制造環節,提出要加快存儲芯持D AND 局DRAM快云計算物聯網大數據等新興領域核心技術研發此政策還提出要開發基于新業態應用的信息處理傳感器新型存儲等關鍵芯片及云操作系統等基礎軟件提升信息技術業整體競爭力。2016 年 7 月國務院頒布國家信息化發展戰略綱要,提出構建先進技體系的規劃即打造國際先進安全可控的核心技術體系帶動集成電路核心元器件等弱環節并實現根本性突破7年4月中國科技部
43、印國家高新技術產業開發“十三五”發展規劃,提出要優化產業結構,推進集成電路及專用設備關鍵核心技術的突破應用。在集成電路行業稅法中中國政府也出臺相關政策8年3月國發改委工信部印發關于集成電路生產企業有關企業所得稅政策問題的通知,出從 8 年 1 月 于0經營期在0年以上的集成電路生產企業享“兩免三減半即一年至第二年免征企業所得稅第三年至第五年按照率減半征收企業所得稅線寬小于5納米或投額超過0億元且經營期在5以上的集成電路生產企業享受“五免五減半,即第一年至第五年免征企業所得稅,第六年至十年按照 存儲器列為重點發展行業之一半導體存儲器在國家信息化發展戰略中具有重要地位中政府促進半導體存儲器在多領域
44、實現規模化應用,從而推進半導體存儲器行業發展。圖 4-1 中國導體存儲器行業相關政策來源:頭豹研究院編輯整理中國半導體存儲器行業市場趨勢新型半導體存儲器研發步伐加快是M和但隨著信息化進程加快和用戶數據保護如RAM雖然而AND因足DRAM壽命和AND器相變存儲器阻變存儲器等新型半導體存儲器且針對這些新型半導體存儲器進行專布局從專利申請數量上看目前半導體存儲器巨頭三星東芝美光和海力士在這三種型半導體存儲器布局大量專利其中三星在磁阻存儲器相變存儲器阻變存儲器專利數位居第一專利數量達到5領先其他半導體存儲器制造(見圖 目前新型半導體存儲器研發步伐加快各類新型半導體存儲器產業化進程各不相同產業路徑還未確
45、,但新型半導體存儲器將成為未來行業新的主導方向。圖 5-1 新型導體存儲器專利布局情況來源:頭豹研究院編輯整理中國半導體存儲器技術進步于芯片設計自給能力不足在半導體存儲器設備中,國DRAMANDRh為芯片嚴重依賴進口8中國在集成電路進口品類中存儲器進口需求占整體集成電路進口需求的成為集成電路進口需求最大的產品其次是模擬/功率器手機主芯片電腦CPU微處理器數字信號處理器占比分別為14.8%12.3%82%4.3%3.8%。圖 5-2 中國成電路進口產品占比,2018年來源:頭豹研究院編輯整理在中“互聯網+持續發展的背景下中國信息化進程加快視頻監控數字電視社交網絡應用逐漸普及中“數字數據時代刺激新
46、興市場及個人消費者對存儲芯片的場需求快速增長受此影響中國政府通過政策引導和產業資金扶持鼓勵本土半導體存器企業加強技術研發以減少與國外企業的差距實現中國半導體存儲器自主研發加快的D的DRAM國內外半導體存儲器企業之間合作研發力度加大半導體企業和半導體存儲器企業合作愈加緊密本土半導體存儲器企業研發動力斷增強,中國有望在5年內提高半導體存儲器技術水平,提升產品本土自給率。中國半導體存儲器行業競爭格局中國半導體存儲器行業競爭格局概述半導體存儲器行業屬于技術資金雙密集產業產品設計周期長工藝復雜資金投高對企業研發能力技術經驗積累資金實力均有較高的要求因此行業內從事相關品研發生產的企業數量稀少參與主體主要以
47、規模較大和資金實力雄厚的廠商為主行市場集中度高受半導體存儲器行業專業性強等因素的影響單一廠商難以掌握多門跨領的材料工藝技術導致中國半導體材料行業布局較為分散在不同細分的應用領域呈現出同的競爭格局,具體表現如下:在 DRAM 合肥長鑫和福州晉華為代表的 DRAM 廠商在 DRAM 研發設計、銷售方面的發展水平較高。其中合肥長鑫在半導體存儲器研發設計積累了豐富經己 IP 助下通過進國外半導體存儲器相關設備合肥長鑫已成功建成 19納米 DRAM項目。在NAND h面,中國目前僅有長江存儲一家企業,其D AND研發技術在中國處于領先地位受益于國家紅利政策的支持長江存儲已成功研發和量產2層 目克 4 層
48、 D ,量 2 層 3D D壟在ORlash方中國兆易創新在全球NORh儲器市場占有一席之地,主要以提供中低容量 NOR Flash 品為主。以兆易創新為代表的中國 NOR Flah 廠商已在該領域取得突破產品技術水平達到國際標準部分產品進入到國外主流的下游應用領企業的供應鏈體系,本土生產線已基本實現大批量供貨。中國半導體存儲器行業典型企業分析江蘇時代芯存半導體有限公司企業概況江蘇時代芯存半導體有限公司(以下簡稱“時代芯存)立于 6 年,是一家專業從事 PCM(相變存儲芯片)產品的研發、生產、銷售等業務于一體的企業。時代芯存股有江蘇時代全芯存儲科技股份有限公司和淮安園興投資有限公司目前時代芯存
49、相變存儲項目總投資 130 億元一期投資 43 億元,占地 276 畝。代芯存項目建成后將具有年0 萬片 2 英寸相變存儲器的產能,有助于加快打造新一代存儲器產業基地步伐,推動國新型半導體存儲器行業發展。主營產品時代芯存主營產品包括芯片晶圓芯片運用產品目前時代芯存已成功研發一款相存儲芯片該芯片容量為2兆位接口支持SPISDISQI接口速度達到0數據保存時間0年可擦寫次數1百次在晶圓方面時代芯存共有2款晶圓產品均采用 GST 材料制造的相變存儲樣片(PCM)晶圓。在芯片運用產品方面,時代芯存芯片主要用于U盤音頻播放器如時代芯存芯片應用于U盤是于相變存儲技術的U其寫速度是普通U盤的0以上,可完全發
50、揮USB 0的速度。競爭優勢(1)實驗室配置較為完善時代芯存研發中心是由一個工程測試實驗室一個系統開發實驗室和一個工藝研究實室組成,此研發中心面向高校和研究所科研單位開放。目前時代芯存研發中心不僅滿足 納米工藝需求,也滿足將來計劃建設的 5 納以及 8 納的工程應用需求。當前,僅國際大型晶圓代工廠以及少數集成電路設計公司擁有此類工程實驗室可見時代芯存實驗配置已達到國際領先水平,是中國新型半導體存儲器實驗室配置較為完善的企業。(2)相變存儲芯片技術實力強憑借在相變存儲器領域內的技術積累時代芯存被工信部列入先進動態隨機訪問存儲器設計和生產企業名錄其生產的未來主流的第四代存儲產品相變存儲(PCM被列
51、入工強基工程重點產品工“一條龍應用計劃示范項目當前時代芯存是中國唯一一家變存儲器的公司,已成為相變存儲器領域國家重點培養企業。長江存儲科技有限責任公司企業概況長江存儲科技有限責任公司(以下簡稱“長江存儲)成于6年是一家專注于 DD的M出資,一期由國家集成電路產業投資基金股份有限公司、湖北國新產業投資基金合伙企業(有限合伙)和湖北省科技投資集團有限公司共同出資,二期由紫光集團和國家集成電路產業投資基金股份有限公司共同出資。長江存儲在武漢、上海、北京等地設有研發中心。 6年2座3D NAND h廠。商業模式長江存儲是一家覆蓋 D AND 產業鏈所有環節,集設計、制造、封裝測試及產品d Device
52、 r在M存儲具有資源整合的優勢掌握從技術研發到產品落地的各項進程可縮短產品開發到產落地時間進而降低成本占領市場中國大力推動半導體產業發展順“十三五半體產業規劃設立了國家集成電路重大專項基金以大力支持產業發展而長江存儲緊隨政動向,發展勢頭良好。競爭優勢品牌優勢長江存儲的核心團隊成員由多名博士國內外專家組成長期從事半導體存儲器研究技術開發以推動長江存儲在半導體存儲器領域突破技術壁壘當前長江存儲在專利授了2層D ,出4層3D 積,長江存儲在 8 年閃存峰會(FMS)上獲得“最具創新初創閃存企業”稱號,其 2 維D8。g憑借多年 NAND 技術累積,2018 年 8 月長存儲發布 Xtacking 技
53、。長江存儲 Xtacking一種創新架構促使DAND可用于更高的存儲密度在傳統DAND架構中,外圍電路約占芯片面積的降低了芯片的存儲密度。隨著DAND技術堆疊到8層甚至更外圍電路可能會占到到芯片整體面積的上Xtacking技統DD北京兆易創新科技股份有限公司企業概況北京兆易創新科技股份有限公司(以下簡稱“兆易創新成立于 5 年,是家專注于存儲器及全球化芯片設計研發的公司兆易創新已在上海合肥中國香港設有合資公司在深圳設有分公司在中國臺灣地區設有辦事處并在韓國美國日本等地通過品分銷商為本地客戶提供服務憑借在存儲器技術的積累兆易創新在201001和年連續三年被工信部授“中國芯最佳市場表現獎“重科技成
54、果產業化突出貢獻單位“創新型試點企業”稱號。商業模式abless兆易創新專注于存儲器芯片的研發設計和銷售而在生產方面兆易創新選擇代工廠進行產品生產其主要晶圓代工廠為芯國際和武漢新芯,主要封裝測試代工廠為長電科技、華天科技等。針對不同市場和客戶,兆易創新采取直銷和經銷結合的銷售模式。在 abless 模式下兆易創新對擁有品牌知名度的大客戶進行直銷并提供相關技術支持在經銷模式下兆易創新與經銷商簽訂買斷式經銷協議,由經銷商向終端客戶銷售。競爭優勢團隊優勢兆易創新的核心團隊均在硅谷、韓國、臺灣等全球規模較大的集成電路企業任職多年具備多年的研發和管理經驗8年兆易創是中國本土第一家成功研發出0納米制程的存
55、儲器產品I NOR 開始量產,打破了國外企業在NOR h方面技術壟斷目前兆易創新已突破NORh技術頸NORh產品種日益豐富開始從低容量NOR領域向高容量NOR領域延伸8年兆易創新NOR產品容量已提升至 64/28M。科研優勢兆易創新高度重視自主創新,研發人員占比達到 。憑借著高端的研發人才隊,兆易創新目前擁有專利 9 ,其中發明公布專利 7 項,實用新型專利 2 項。憑借著科研優勢兆易創新閃存產品獲得國內外客戶的認可成為三星電子展訊通信等知廠商的供應商,如兆易創新生產的 b NOR Flash 存器已成功進入三星手機供應鏈。在精準醫療領域,高端生物制品和藥品生產制造中涵蓋了分析、檢測、存儲等多
56、個環節,illumia、賽默飛、Beckman等企業的設備和配套的試劑、耗材憑借早期介入和市場的認可幾乎已經成為醫療機構和醫藥企業的首選。鑒于高成本和較高的技術難度,其他新興設備、試劑廠商短時間內很難實現全方位突破和自主技術替代。從精準醫療龍頭企業的經營情況看,羅氏的營業收入和凈利潤水平均居首位。賽默飛的營收和凈利潤水平也均超過illumia,但是illumia是目前精準醫療測序設備行業的龍頭企業,預計未來幾年,巨頭公司在精準醫療上游儀器及耗材市場的壟斷地位還將繼續保持。的實質不是解決我們理解的供過于求,而是解決供需錯配。歷經三十多年經濟的高速增長,很多人從低收入低消費到中高收入中高消費。據第
57、三方機構調查數據:中國中高等收入人群已超過兩個億。總的基本需求是存在的,但收入變化導致需求也發生了天翻地覆的變化。人們消費不僅要有,還要好。從有手機到智能化手機;從有電視到高清電視;從有空調到追求低噪音節能空調;從坐普通火車到動車高鐵;從自己開車到開私人飛機-;消費需求的更好更高追求,對裝備制造就提出了更高的要求,而裝備制造的更高要求就反映到機床,就是對機床的更高要求。國際上,保健品一般指膳食補充劑。根據形態,美國衛生及公共服務部將膳食補充劑劃分為傳統片劑、膠囊、粉劑、功能性飲料和能量棒。根據成分及功能,美國農業部將膳食補充劑劃分為草本類、運動類、維生素和礦物質補充劑。在中國,保健品即為保健食
58、品,食品安全法分類為“特殊食品”。根據保健(功能)食品通用標準,保健(功能)食品是食品的一個種類,具有一般食品的共性,能調節人體的機能,適用于特定人群食用,但不以治療為目的。在精準醫療領域,高端生物制品和藥品生產制造中涵蓋了分析、檢測、存儲等多個環節,illumia、賽默飛、Beckman等企業的設備和配套的試劑、耗材憑借早期介入和市場的認可幾乎已經成為醫療機構和醫藥企業的首選。鑒于高成本和較高的技術難度,其他新興設備、試劑廠商短時間內很難實現全方位突破和自主技術替代。從精準醫療龍頭企業的經營情況看,羅氏的營業收入和凈利潤水平均居首位。賽默飛的營收和凈利潤水平也均超過illumia,但是ill
59、umia是目前精準醫療測序設備行業的龍頭企業,預計未來幾年,巨頭公司在精準醫療上游儀器及耗材市場的壟斷地位還將繼續保持。的實質不是解決我們理解的供過于求,而是解決供需錯配。歷經三十多年經濟的高速增長,很多人從低收入低消費到中高收入中高消費。據第三方機構調查數據:中國中高等收入人群已超過兩個億。總的基本需求是存在的,但收入變化導致需求也發生了天翻地覆的變化。人們消費不僅要有,還要好。從有手機到智能化手機;從有電視到高清電視;從有空調到追求低噪音節能空調;從坐普通火車到動車高鐵;從自己開車到開私人飛機-;消費需求的更好更高追求,對裝備制造就提出了更高的要求,而裝備制造的更高要求就反映到機床,就是對
60、機床的更高要求。國際上,保健品一般指膳食補充劑。根據形態,美國衛生及公共服務部將膳食補充劑劃分為傳統片劑、膠囊、粉劑、功能性飲料和能量棒。根據成分及功能,美國農業部將膳食補充劑劃分為草本類、運動類、維生素和礦物質補充劑。在中國,保健品即為保健食品,食品安全法分類為“特殊食品”。根據保健(功能)食品通用標準,保健(功能)食品是食品的一個種類,具有一般食品的共性,能調節人體的機能,適用于特定人群食用,但不以治療為目的。疾病(如遺傳性腫瘤、地中海貧血、先天性耳聾等罕見病)的發病概率預測與致病基因篩查是必需手段,此外,基于基因捕獲與測序的液體活檢技術在癌癥早期篩查與患病風險估測方面的應用也正在加速臨床
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