半导体存储器行业调研2023
半导体存储器是半导体行业的重要分支,主要包括DRAM和NAND Flash两大类产品,广泛应用于智能手机、个人电脑、服务器、云计算、物联网、人工智能等领域。半导体存储器市场规模在过去十几年中呈现周期性波动,受供需关系、技术进步、市场竞争、贸易摩擦等因素的影响,存储器价格和厂商盈利能力也随之波动。本文将从全球和中国的角度,分析半导体存储器行业的发展现状、趋势和挑战,为投资者和从业者提供参考。
一、全球半导体存储器行业现状
根据WSTS的数据,2022年全球半导体销售额为5741亿美元,其中存储器销售额为1298亿美元,占比22.6%,是半导体行业第二大细分领域(第一大为逻辑电路)。存储器按照是否需要持续通电以维持数据分为易失性存储(RAM)和非易失性存储(ROM),在RAM中,动态随机存取存储器(DRAM)需要在维持通电的同时,通过周期性刷新来维持数据,主要用作CPU处理数据的临时存储装置;在ROM中,NAND Flash是使用电可擦技术的高密度非易失性存储,为大容量数据存储的实现提供了廉价有效的解决方案。根据彭博的数据,2021年DRAM和NAND合计市场占比超95%,分别占比约57.3%,38.3%。
2022年全球半导体存储器市场规模达到1298亿美元,同比增长21.9%,主要受到以下几个方面的推动:
(1)新冠疫情导致的居家办公、在线教育、远程医疗等需求的增加,带动了个人电脑、平板电脑、智能手机等终端设备的销售增长,从而拉动了存储器的需求增长。根据Canalys的数据,2022年全球PC出货量为3.02亿台,同比增长10.7%;全球智能手机出货量为13.6亿部,同比增长1.3%。
(2)云计算、大数据、物联网、人工智能等新兴技术的发展,对存储器的容量、性能、稳定性等提出了更高的要求,推动了存储器的技术进步和创新。例如,三星、美光、SK海力士等厂商纷纷推出了基于10nm以下制程的DDR5和LPDDR5等高端DRAM产品,以及基于100层以上的3D NAND Flash产品,以满足服务器、数据中心、高端智能手机等领域的需求。
(3)全球芯片产能紧张,导致存储器的供给相对不足,推动了存储器的价格上涨。根据InSpectrum的数据,2022年DRAM和NAND Flash的平均价格分别上涨了26%和9%。存储器厂商的盈利能力也随之提升,根据各公司的财报数据,2022年三星、美光、SK海力士等主要存储器厂商的平均毛利率为41.5%,平均净利率为25.4%。
二、中国半导体存储器行业现状
中国是全球最大的半导体存储器消费市场,也是最大的进口市场。根据世界半导体贸易统计协会的数据,2018年中国半导体存储器市场规模达到5775亿元,占全球市场的54.3%。根据Yole的数据,2022年中国企业在全球DRAM市场份额为30%,在NAND市场份额为33%,中国企业DRAM和NAND合计市场规模约为432.8亿美元(不含外国企业在国内生产的进口量)。
中国半导体存储器产业链的发展水平还有较大的差距,主要表现在以下几个方面:
(1)上游原材料和设备的自给率较低,依赖进口。存储器的生产需要高纯度的硅片、光刻胶、光掩膜、化学气相沉积(CVD)设备、刻蚀设备、光刻机等原材料和设备,这些原材料和设备的技术门槛较高,国内企业的技术水平和产能规模还难以满足存储器厂商的需求,需要从国外进口。例如,光刻机是半导体制造的核心设备,目前全球只有荷兰的ASML、日本的佳能和Nikon三家公司能够提供高端光刻机,而中国企业在光刻机领域的技术水平还处于落后的水平。
(2)中游芯片设计和制造的技术水平和市场份额较低,面临国外厂商的竞争。存储器的设计和制造需要高精尖的技术和巨额的资本投入,国内企业在这方面还有较大的差距。在DRAM领域,国内企业长江存储、紫光存储等虽然已经实现了32GB DDR4的量产,但其制程水平还处于19nm左右,与国外厂商的10nm以下制程有较大的差距。在NAND领域,国内企业长江存储、紫光存储等虽然已经实现了64层、128层的3D NAND的量产,但其产品性能、稳定性、成本等方面还有待提升,与国外厂商的176层、232层的3D NAND还有较大的差距。在NOR领域,国内企业华邦、旺宏、钰创、创见等虽然在全球市场占有一定的份额,但其产品主要集中在低端市场,与国外厂商的高端产品还有较大的差距。
(3)下游应用领域的需求量较大,但对存储器的要求较高,难以被国内产品满足。存储器的下游应用领域包括智能手机、个人电脑、服务器、云计算、物联网、人工智能等领域,这些领域的需求量较大,但对存储器的容量、性能、稳定性等要求较高,国内产品难以满足这些领域的需求,需要从国外进口。例如,根据Counterpoint的数据,2022年中国智能手机市场出货量为3.8亿部,其中国产品牌占比为88%,但国产品牌在存储器的自给率仅为10%左右,大部分存储器仍然需要从国外进口。
三、半导体存储器行业的发展趋势和挑战
随着信息技术的不断发展,半导体存储器行业也面临着新的机遇和挑战。从全球角度看,半导体存储器行业的发展趋势主要有以下几个方面:
(1)存储器的需求量将持续增长,尤其是在云计算、物联网、人工智能等新兴领域。根据Gartner的预测,2023年全球半导体存储器市场规模将达到1539亿美元,同比增长18.6%。其中,DRAM市场规模将达到894亿美元,同比增长16.9%;NAND市场规模将达到645亿美元,同比增长21.1%。这些领域对存储器的容量、性能、稳定性等要求较高,将推动存储器的技术进步和创新。
(2)存储器的技术创新将不断突破,尤其是在3D NAND和新型存储器方面。随着存储器的制程技术接近物理极限,3D NAND成为了存储器的主流技术,目前已经发展到200层以上,未来还有更大的潜力。同时,新型存储器如MRAM、ReRAM、PCM等也在不断发展,具有更高的速度、更低的功耗、更长的寿命等优势,有望在未来取代或补充传统的存储器。
(3)存储器的市场竞争将更加激烈,尤其是在中国市场。随着中国政府和企业对半导体存储器的重视和投入,中国市场将成为存储器的主战场。国内企业将在技术、成本、服务等方面与国外厂商展开竞争,同时也将面临国外厂商的反制和保护。此外,存储器的价格和供需关系也将受到多方面的影响,如贸易摩擦、产能扩张、市场需求变化等,存储器厂商的盈利能力也将随之波动。
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