一、半导体存储器行业发展概述
半导体存储器,又称存储芯片,是以半导体电路作为存储媒介的存储器,具有体积小、存储速度快等特点。主要优点有以下几点:
半导体存储器的优点
资料来源:华经产业研究院整理
根据断电后信息是否保留,存储器分为易失性(VM)存储器与非易失性(NVM)存储器。电路断电后,易失性存储器器无法保留数据,这类产品包括DRAM和SRAM,其中DRAM为半导体存储主流方案,SRAM产品主要用于CPU的主缓存以及辅助缓存。非易失性存储器产品在断电后存储器仍保留数据,代表产品为NAND Flash和NOR Flash。
半导体存储器分类
资料来源:公开资料整理
二、半导体存储器产业链
产业链的前半段:全球主要存储器厂商主要采取设计、制造、封测一体的IDM,原因在于存储器行业的技术竞争激烈且规模效应强,要依靠大产能来降成本,获取更多盈利。且IDM模式能更好的实施设计与制造的沟通,在效率上优于Fabless+Foundry分工,尤其是在技术演进的过渡时期优势明显。走“虚拟IDM的模式”也似乎可行,Fabless锁定代工产能,二者展开深度合作,例如兆易创新。
再看产业链的后半段:目前,虽有存储厂商外包封测业务,但80%以上的封装测试仍由IDM进行。存储颗粒不能在整机中直接使用,模组的生产也是必要环节。DRAM模组方面,Kingston占据了绝对统治地位;NAND方面,三星在闪存颗粒上的优势得以延续,市占率领先。此外,闪存盘还离不开控制器的辅助,第三方厂商如群联、慧荣、Marvell都有着稳固的市场地位,我国的江波龙也有一定份额。
半导体存储器产业链示意图
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相关报告:华经产业研究院发布的《2022-2027年中国半导体存储器行业发展前景及投资战略咨询报告》
三、集成电路行业现状
集成电路作为全球信息产业的基础,诞生于20世纪五十年代的美国,经过60多年的发展,已经成为全球信息技术创新的基石。2015年以来,全球集成电路市场规模呈波动增长态势,据WSTS(世界半导体贸易统计协会)数据,2021年全球集成电路市场规模达到5530亿美元,同比上升53.1%,2015-2021年期间CAGR为12.4%,预计2022年将超过6000亿美元。
2015-2022年全球集成电路市场规模及增长趋势
资料来源:WSTS,华经产业研究院整理
虽然我国集成电路产业相较于发达国家仍有一定发展空间,技术和研发水平落后于国际先进水平,我国却是全球最大的集成电路消费国家。据中国半导体协会数据,2015-2021年,我国集成电路市场规模从3609.8亿元迅速增长至10996亿元,期间年复合增速为20.4%,预计2022年将达到13085亿元。
2015-2022年中国集成电路市场规模及增长趋势
资料来源:中国半导体协会,华经产业研究院整理
四、半导体存储器行业现状
存储器是用来存储程序和各种数据信息的记忆部件,应用广泛,市场非常庞大,是国家战略性高技术产业。据WSTS数据,2021年全球存储器行业市场规模为1353亿美元,同比增长13.32%。
2016-2021年全球存储器行业市场规模及增速
资料来源:WSTS,华经产业研究院整理
半导体存储器研究起步于20世纪60年代,经过多年的发展和创新,行业向逐步多元化。进入21世纪后,半导体存储器的应用场景不断丰富。2019 年受行业龙头厂商库存调整、贸易摩擦等因素造成的价格下降影响,全球半导体存储器进入下行周期。2020年开始逐步回升,2021年全球半导体存储器销售额达到1538.38亿美元,同比增长30.95%,占集成电路销售比例的33.38%。
2015-2022年全球半导体存储器销售额及占集成电路比例
资料来源:WSTS,华经产业研究院整理
近年来,受消费电子不断扩容、IoT为代表的消费升级以及大数据云计算技术不断突破的背景下,存储器市场快速发展。2021年全球DRAM市场规模达到949亿美元,同比增长41.6%。预计未来全球内存器DRAM需求将迅速增长。
2016-2021年全球DRAM市场规模及增速
资料来源:Statista,华经产业研究院整理
NAND闪存是一种比硬盘驱动器更好的存储设备,在不超过4GB的低容量应用中表现得尤为明显。据统计,2021年全球NAND市场规模约为686亿美元,同比增长21%。
2016-2021年全球NAND市场规模及增速
资料来源:Statista,华经产业研究院整理
2021年全球NOR Flash市场规模达到31亿美元,同比上升18.23%。未来,随着智能手机、可穿戴设备、物联网设备、汽车电子、5G基站等行业进一步发展,NOR Flash市场规模预计将持续扩张。
2014-2022年全球NOR Flash市场规模及增长趋势
资料来源:CINNO,华经产业研究院整理
中国半导体存储器市场巨大。近年来中国半导体存储芯片市场规模整体呈增长趋势,于2018年达到近年峰值,为5775亿元,2021年中国半导体存储器市场规模为5494亿元,同比上升7.16%,预计2022年将达到近3000亿元,未来发展空间广阔。
2014-2022年中国半导体存储器市场规模及增速
资料来源:CINNO,华经产业研究院整理
五、半导体存储器行业重点企业
1、东芯股份
东芯股份是大陆领先的存储芯片设计公司,聚焦于中小容量存储芯片的研发、设计和销售,是大陆少数可以同时提供NAND、NOR、DRAM等主要存储芯片完整解决方案的公司。2021年公司实现收入规模快速增长,2021年总营收达11.34亿元,同比增长44.6%,2017-2021年年均复合增速为33.4%。
2017-2021年东芯股份营业收入及增速
资料来源:公司年报,华经产业研究院整理
公司主营业务构成分别为NAND Flash、Nor Flash、DRAM、MCP及技术服务。其中,NAND Flash为主要收入来源,2021年的收入占比达58.16%;NOR、MCP、DRAM的收入占比依次为16.53%、15.72%、6.97%。
2021年东芯股份营业收入构成
资料来源:公司年报,华经产业研究院整理
2、兆易创新
兆易创新作为全球NOR Flash前三的企业,进军汽车与工业领域,依靠自身优势,完善NOR Flash、SLC Nand Flash和利基型DRAM产业结构,成功打开百亿级别存储市场空间。2017-2021年,公司营收从20.3亿元迅速增长至85.1亿元,年均复合增速为43.1%。
2017-2021年兆易创新营业收入及增速
资料来源:公司年报,华经产业研究院整理
从收入结构来看,存储器是公司最主要的收入来源,2021年存储芯片业务实现营收54.51亿元,占总营收的64.05%。
2021年兆易创新营业收入构成
资料来源:公司年报,华经产业研究院整理
六、半导体存储器行业发展机遇
我国集成电路行业发展较晚,除封测技术外,芯片设计和芯片制造行业整体水平与世界领先水平有着明显的差距。存储器方面,中国与国际领先水平差距较大,存在着技术落后、自给率低的情况。截止目前,中国半导体存储器市场国产化率较低。
随着部分国家近年来对我国集成电路产业发展的限制,集成电路产业国产化已成为必然的趋势。同时,存储芯片处于集成电路产业核心地位,也是国家政策与资金扶持的重点领域,存储器领域具有自主可控能力,能够更好保证国防及信息安全。国内存储芯片下游应用厂商出于安全性和可持续性等因素的考虑,开始加大采购国产半导体存储芯片力度,对国内半导体存储芯片企业的良性发展提供了更多的机会。受国内产业链逐步完善发展、国家产业政策支持、国内集成电路终端需求推动国产化等多方面影响,未来国产替代有望逐步发展,高端芯片自给率有望得到提升,并将为我国集成电路设计产业带来长期的发展机遇。
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