在国内市场,存储芯片一直都是集成电路市场份额占比最大的产品类别,特别是在2018年存储芯片价格上涨的影响下,存储芯片市场占比进一步提升,2018年国内市场规模达5,775亿元,同比增长34.18%,占全球市场规模的55%以上,2014年至2018年国内存储芯片市场规模的复合年均增长率达23.71%。
参考观研天下发布《2019年中国存储芯片行业分析报告-行业竞争格局与未来趋势研究》
存储芯片的种类繁多,不同技术原理下催生出不同的产品,具有各自的特点和适用领域。按照信息保存的角度来分类,可以分为易失性存储器和非易失性存储器。前者主要包括 DRAM、SRAM,在外部电源切断后,存储器内的数据也随之消失;后者主要包括 EEPROM、Flash、PROM、EPROM等,在外部电源切断后能够保持所存储的内容。
1、DRAM
DRAM存储芯片主要应用于手机、服务器、PC、TV等应用中。在手机应用中,DRAM的作用在于为AP处理运算提供数据存储的空间。手机DRAM要求极致的低功耗设计,以LPDDR为主,PC对功耗的要求相对更加宽松,以DDR产品为主。服务器、PC应用中,DRAM同样发挥着为CPU提供数据暂存空间的作用。
手机DRAM产品轻薄化趋势非常明显,内存PoP是大趋势。未来中高端智能手机平台多会采用PoP(PackageonPackage)形式,将手机的AP处理器芯片与LPDDR存储芯片封装在一起。PoP方案的优势在于高主频下的EMI和信号完整性表现更好,但是发热散热更高、生产成本更高。PoP封装对封测产线生产工艺要求高,产品良率相对传统封装方案还有一段差距。
手机内存不断向低功耗、高频率、大容量三大方向发展。目前市场以LPDDR3、LPDDR4、LPDDR4X为主流产品。手机显示屏从早期的720pHD屏,到目前进入主流的1080PFHD屏,显示屏的分辨率越来越高,高分辨率高帧率的视频数据处理对内存的带宽要求越来越高,高频率化是手机内存的发展趋势。LPDDR3的主流频率在800Mhz,到了第四代LPDDR4的内存频率达到了1600Mhz。
此外,手机DRAM容量在持续扩大,驱动DRAM成为DRAM产值最大的一个下游应用。2015年,手机市场以2GB手机为主流配置。目前6GBDRAM已经成为各大安卓品牌旗舰机型的主流选择,更不乏8GBDRAM手机面世抢占市场,如小米MIX3、HUAWEIP30、VivoNEX、OppoFindX等旗舰机型已经推出配置8GBDRAM的版本。据预测,到2021年,12GB运存容量的旗舰机型将面向市场。
服务器方面,AI服务器的存储芯片芯片用量巨大。以浪潮在2018年OpenPowerSummit展会展示的FP5280G2为例,这款产品已经完成了对AI领域的主流开源软件的适配,可扩展44个处理器核心、2TBDDR4内存、4个GPU,能够大幅缩短AI系统的线下训练时间。AI服务器的DRAM配置需求庞大,单台AI服务器的DRAM用量达到2.5TB,而目前普通的服务器DRAM用量仅仅为145GB。AI服务器的大规模普及将极大的推动DRAM市场增长。
2、NANDFLASH
NANDFLASH的下游应用以移动设备及SSD固态硬盘的存储需求为主,这两类应用约占NANDFLASH市场需求的90%。驱动存储快速成长主要有两方面因素,一方面手机的主流配置已经达到128GB;另一方面SSD固态硬盘的渗透率在快速提升。
随着APP应用软件的设计越来越复杂,占用的存储空间越来越大。手机对NANDFlash的需求不断在放大,目前各大手机品牌基本已经将旗舰机型的入门版容量定位到64GBNANDFlash,主流配置则攀升至128GB。2017年平均每部智能机需要43GBNANDFlash,到2021平均配置容量将上升至142GB,预计2021年,旗舰机型将的NANDFlash配置将达到1TB。
在PC市场上,SSD凭借读取速度、数据安全等多方面的优势逐渐替代机械硬盘,超极本、二合一等轻薄笔记本对SSD搭载率不断增加,需求表现尤为强劲。ssd渗透率将由17年的36%,提升至21年的81%,将提升2.3倍。
在服务器方面,云存储、AI服务器的爆发增长将带来企业级SSD在服务器中需求的大幅增长,进而带动了NAND的需求。AI服务器通常搭多个GPU,为了与GPU的计算能力相匹配,服务器存储数据的速度要求变得越来越高,SSD固态硬盘满足了AI服务器的这一需求。根据有关公司的数据,目前标准型服务器NAND平均容量2TB,未来AI服务器NAND容量将高达20TB。
随着我国经济的发展,存储芯片下游各个产业都在快速发展,对存储芯片的需求不断增长。但是由于周期性影响,近两年存储芯片价格下降,对市场规模有一定的影响,但随着需求量的增长,预计从2020年开始我国存储芯片产业将保持持续的高速发展,到2025年将达到7749亿元。
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