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中国存储企业破局之道:打造国产化产业链,推动本土存储生态繁荣

“从2014年至今,我们打造了全国产化存储器供应链,在SLC NAND上做出了成绩,为客户提供全线列产品,进行了车规级存储应用的布局,助力实现存储产品的国产化。”从成立到现在不到十年,东芯股份已经在打磨产品,完善存储生态方面做出了新成绩。

在2023年3月30日的“2023中国IC领袖峰会”上,东芯半导体股份有限公司副总经理陈磊先生围绕“持续提升创‘芯’动能,推动本土存储生态繁荣”做了主题报告,他介绍了,当卡存储市场的发展现状,中国存储行业的面临的困难,以及东芯股份在存储器方面的最新进展。QPYesmc

全球存储市场大环境

市调机构Gartner报告显示,2022年全球半导体总收入达6,017亿美元,同比增长1.1%。在2022年全球排名前十的半导体厂商中,美光、三星、SK海力士这三家均有存储业务,2022年这三家的市场份额约占半导体市场份额的20%。同时,在TOP 10公司中有6家做手机SoC、CPU和GPU,这些企业的产品可提供高性能计算,约占到整个半导体市场份额的3成。QPYesmc

以上信息可推断出,存储器和高性能计算是半导体行业的两大支柱。因此,全球半导体行业出现了两个产品驱动力:第一,存储器发展趋于更高的性能,更低的功耗,更大的容量;第二,高性能计算芯片需求旺盛,台积电去年Q4投片的芯片产能中,有80%是手机芯片和高性能计算芯片。QPYesmc

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观察2022年的存储器市场,上半年整个行业处于缺货阶段,但到了第三季度之后,存储器行业进入去库存阶段。虽然2022年全球存储器的市场规模超过1,500亿美元,与2021年相比该数字稍微有增长,但是去年下半年存储器行业下行十分严重。去年全年,DRAM市场规模仅有800.99亿美元,NAND市场规模仅为600.45亿美元。QPYesmc

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再观察中国IC设计产业。中国IC设计产业市场销售额在2021年突破万亿人民币之后,2022年中国集成电路产业销售额再破万亿元(数据来自中国半导体行业协会集成电路设计分会统计数据)。2022年,中国半导体TOP 100企业的营收门槛有所提升,2022年营收达4.5亿人民币才能进入TOP 100榜单,而TOP 10公司的营收门槛则为75亿人民币。QPYesmc

另外,2022年中国IC设计业销售额5,300亿元,同比增长16.5%。中国的IC设计发展非常快,截至目前有超过3,000家芯片设计企业。陈磊强调,当一家IC设计公司的销售额达10亿人民币,才会有进一步发展的可能性。值得注意的是,2021年中国IC设计企业的平均销售额仅为1.6亿人民币,由此可见中国的IC设计产业还有待进一步发展。QPYesmc

中国新基建推动存储需求增长

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中国政府在2018年提出了新基建的概念。新基建主要覆盖三大方案信息基础设施:网络通讯基础设施,比如5G基建、物联网、工业互联网、卫星物联网等;新技术基础设施,比如人工智能、云计算、区块链等;算力基础设施,比如数据中心、智能计算中心等。其中的很多部分都与存储器息息相关。QPYesmc

截至去年年底,中国已经建设完成142万个5G宏基站。陈磊认为,5G基站的存储需求在短期内并不会饱和,“目前,国内的4G基站存量有592万台,2G/3G基站存量有264万台,按照这样的投资强度,中国5G建设热潮会在未来五年内维持一定热度。”QPYesmc

随着5G基站的建设,个人家庭领域也有翻天覆地的变化,国内三大运营商的光纤覆盖了全部国土面积,大城市的光纤提升到了10G PON,未来会升级到25G PON。去年,运营商的标案提出了FTTR(Fiber to The Room, 光纤到房间)的概念,这将带来相当可观的增量,包括5G宏基站、5G微基站、个人接入领域还有很长的建设周期。QPYesmc

再看物联网和工业物联网领域。物联网包含穿戴式设备、安防监控、交通网络、国家安全等在内。2021年企业级物联网的投资达到6,900亿美元,这一数字在2026年将提升至1万亿美元,其中中国物联网投资占全球总投资的25%。QPYesmc

此外,最近ChatGPT概念非常火,推动了大家对数据中心的关注。未来的数据中心是人工智能数据中心,人工智能对大容量存储的需求将超过现在的区块链。QPYesmc

东芯股份打造本土存储产业链

东芯股份在2014年成立,总部位于上海,在深圳、南京、香港、韩国均设有分公司或子公司。该公司是国内少有的可同时提供NAND/NOR/DRAM设计工艺和产品方案的存储芯片研发设计公司。2021年11月9日,中国证监会正式核发东芯股份的首发申请批文,同年12月10日,东芯股份在上海证券交易所科创板上市。从成立到上市仅过去7年,东芯股份这些年也不断在打磨产品,完善自己的存储生态。QPYesmc

陈磊补充说:“公司在成立之初,就立下了一个重要策略,即‘坚持国产自主产品设计’,目前我们有75个发明专利,建成了覆盖了NAND Flash、DRAM、NOR Flash三大产品。我们最重要产品是SPI NAND,采用单芯片设计,可以提高可靠性,节约生产周期。我们的SLC NAND经历了三代,从38纳米、24纳米,到去年的19纳米。”QPYesmc

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东芯股份一直在“深耕存储,建立完整产品线”发力。目前公司主要有6大产品系列:SPI NAND Flash、PPI NAND Flash、DDR3(L)、LPDDR1/2/4X、SPI NOR Flash、MCP。QPYesmc

其中,PPI NAND主要针对工业类客户,兼容传统的并行接口标准,可提供容量从1Gb到8Gb,3.3V/1.8V两种电压,多种封装方式的产品,以满足不同应用场景。QPYesmc

DRAM方面有DDR3/DDR4产品和低功耗的LPDDR1/2/4X产品,其中DDR3(L)产品可提供1.5V/1.35V两种电压模式,具有标准SSTL接口、8n-bit prefetch DDR架构和8个内部bank的DDR3 SDRAM,是主流的内存产品。QPYesmc

NOR Flash方面,可提供通用SPI接口、不同规格的NOR Flash,容量从64Mb到1Gb,电压为1.8V,支持Single/Dual/Quad SPI和QPI四种指令模式、DTR传输模式和多种封装方式。QPYesmc

MCP系列方面,具有NAND Flash和DDR多种容量组合,Flash和DDR均为低电压的设计,核心电压1.8V。其中DDR包含LPDDR1/LPDDR2两种规格使其选择更加灵活丰富。MCP可将Flash和DDR合二为一进行封装。QPYesmc

除了完整的产品线布局之外,东芯股份还打造了全国产化的产业链,产品设计、制造、封测、交付各环节均可在中国大陆完成。目前,该公司的晶圆代工伙伴是中芯国际(SMIC)力晶积成电子(PSMC),封测伙伴是紫光宏茂、华润安盛、AT、Powertech Techonlogy。QPYesmc

在工艺方面,东芯股份针对SLC NAND做了三代工艺,SLC NAND Flash从38纳米到19纳米,内置的ECC可以管理8比特,并行NAND部分(PPI NAND Flash)覆盖了包括工业、5G CPE、安防监控、车载信息娱乐系统、企业网关等客户。38纳米工艺节点SLC NAND Flash可为客户提供105摄氏度、AEC-Q100的产品。QPYesmc

半导体行业的发展主要围绕联接和计算。目前,东芯股份的产品在这两方面都有涉足,联接部分有家庭用的PON、Wi-Fi、Mi-Fi,最高容量是8Gbit,针对在下一代联网系统,将开发更高性能、更可靠的产品。在计算方面,有监控安防、工业控制、穿戴产品客户。算力的增长对存储器也提出了新要求,未来将朝着更大的容量、更低的功耗、更小的封装反向发展。QPYesmc

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L2汽车对存储器要求与手机差不多,随着各种辅助驾驶、无人驾驶系统的落地,对车用存储的需求也会更多。2021年全球汽车电子产值约为2万亿人民币,其中有一半金额是由中国汽车电子贡献。目前,中国车规DRAM市场规模约为4亿美金,车规级NOR Flash市场规模约为3,000万美金,所以东芯股份正在进入车规级市场。QPYesmc

小结:助力存储产品的国产化

从2014年成立至今,东芯股份做了哪些工作?陈磊总结说:“我们打造了全国产化存储器供应链,在SLC NAND上做出了成绩,为客户提供全线列产品,做了车规级存储应用的布局,助力实现存储产品的国产化。”QPYesmc

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李晋
国际电子商情助理产业分析师,专注汽车电子、人工智能、消费电子等领域的市场及供应链趋势。
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