前言:

存储器市场已出现典范转型,以智能型手机为中心的行动时代(mobile era),逐步转进人工智能(AI)等的数据经济时代。

作者 | 方文

数据经济需要搭载大量DRAM及NAND Flash协助运算,预计2021年将出现另一个半导体超级周期,半导体公司正在加大努力以获取更大的市场份额。尤其在存储器半导体市场中,对新技术的竞争正在加剧。

明年将是DDR5的DRAM竞争

而因为其性能突出,使得DDR5产品因为世代交替的市场需求下,有空间为存储器厂带来不小收益,这也是预期全球存储器产业将迎接新成长周期的主因。

DDR5 DRAM作为下一代产品,其传输速度和容量都比当前市场主流DDR4DRAM快得多。

DDR5DRAM的工作电压为1．1V,这比DDR4芯片的1．2V降低了9%。DDR5的最大容量为64Gb,是当前DDR4的四倍。

DDR5产品有望提高芯片制造商的盈利能力,因为其单价高于DDR4 DRAM,DDR4 DRAM的单价比DDR3 DRAM高1．5倍,DDR5 DRAM的价格涨幅应该也是差不多。

根据TrendForce集邦咨询预测,DDR5在PC DRAM市场中的市占率,将从2020年的不到1%,成长到2021年的10%,足足是10倍以上的成长。

尤其是DDR5产品在服务器DRAM市场中,其市占率也将从2020年的4%,提升到2021年的15%。

因此,在市场快速成长的情况下,全球三大存储器厂都开始准备抢攻商机。

随着2021年全球三大存储器厂将陆续大规模量产下一代DDR5 DRAM,预计存储器市场将迎接下一个成长周期。

而存储器市场有望在2021年重回增长轨道,但预计市场规模只有1331亿美元,无法超越2018年创下的历史记录1633亿美元;到2022年,预计存储器市场规模同比增长29%至1710亿美元。

在NAND Flash快闪存储器上相互角力

业界预期,NAND Flash快闪存储器市场的成长将比DRAM市场更快,原因在于智能手机向5G发展,以及资料中心的服务器对SSD的需求所造成。

这使得NAND Flash快闪存储器市场到2024前将以每年30%到35%的速度增长,相较于DRAM的年平均成长率为15%到20%而言,NAND Flash快闪存储器市场的成长速度快很多。

美光在2020年11月宣布,已经开始量产全球首批176层堆叠的NAND Flash快闪存储器。

2020年10月,SK海力士宣布将以90亿美元收购英特尔的NAND闪存及存储业务,使得SK海力士在全球NAND Flash快闪存储器市场的市占率有望达到20%以上;在今年12月日宣布已经完成176层堆叠NAND Flash快闪存储器的开发。

三星方面则是计划2021年发布第7代V-NAND快闪存储器,第7代V-NAND快闪存储器最多可以达到256层堆叠的能力。

对智能型手机来说,在导入3D感测、4K影像、虚拟及扩充实境(VR/AR)功能后,终端边缘运算也得搭载更多的DRAM及NAND Flash。

此外,正在快速起飞的车用电子、云端运算、数据中心等应用,对存储器需求更是较今年呈现倍数成长。

NAND Flash进入3D NAND制程要全面更改设备,资本支出同样庞大,但至2021年的位元年复合成长率仅40—45%。

预计明年NAND Flash各类产品总需求位元数包含Client SSD(31%)、Enterprise SSD(20%)、UFS与eMMC(41%)与NAND Wafer(8%)。

由于供货商数量远高于DRAM,加上供给位元成长的幅度居高不下,预计2021年价格仍将逐季下跌。

手机存储容量升级驱动移动存储器需求

目前智能手机仍然是市场中消耗DRAM最多的一个项目,未来三到五年之内仍将维持这种状态。

随着明年服务器、智能手机以及PC 的增长,会带来需求的变紧,尤其是下半年,价格会随之稍涨,具体涨幅多少主要取决于明年三大领域的增长幅度。

未来手机上存储芯片的容量将不会下降,反而是会越来越大,短期来看,至少明年的容量与今年持平,但长期来看,容量的增长将会是不可逆的。

未来容量的增长将会依靠中低端手机驱动,所以随着时间的推移,存储方面未来将会呈现增长趋缓。

现在手机基本上都是12GB、16GB的内存,再往上增长就会出现浪费,除非有新的功能或者技术的出现,带动DRAM的增长。

高通预计到2022年5G智能手机出货量将超过7．5亿部,在低端手机市场,2GB DRAM及以下的占比逐渐减少,高端手机逐渐普及至8GB甚至12GB。

而闪存单芯片容量也从128GB/256GB推进至256GB/512GB,5G智能手机的加速渗透以及存储容量升级有望驱动存储产品需求提升。

全球存储器巨头将导入EUV技术

目前全球3大DRAM存储器厂商美光在进行EUV运用于DRAM先进制程,准备与韩国三星、SK海力士竞争。

目前三星已在第3代10纳米级DRAM存储器生产导入EUV技术,且还预计2021年发表第4代10纳米级的DRAM存储器生产增加EUV技术。

至于SK海力士则将在2021年量产第4代10纳米级DRAM存储器导入EUV技术,目前SK海力士也分批导入EUV设备,预计在京畿道利川市的新DRAM工厂建立EUV技术产线。

英特尔 12 代酷睿 Alder Lake (ADL)混合架构处理器会支持DDR5,但最早也要到2021年Q3。

AMD的Zen4已经规划了对DDR5的支持,发布时间也在2021年。DDR5要全面在PC上普及,看来至少还需要2年的时间。

结尾:国产代表长信存储差距缩小

存储器是半导体产业的重要分支,约占2019年全球半导体市场的30%。长期以来,我国使用的存储芯片严重依赖进口,占到我国集成电路进口总额的40%左右。

目前,长江存储、长鑫存储、福建晋华这三家国内厂商正奋力追赶。随着量产的推进,依赖进口的局面有望得到缓解。

2019年三季度,长江存储实现64层3D NAND的量产,预计128层产品今年底到明年上半年量产,公司也在去年宣布要投资DRAM。

如今,长鑫存储主要量产19nm内存产品,技术水平落后两三年的时间。不过在2021年,长鑫存储将实现17nm内存芯片的量产,内存存储密度将进一步提升,差距也将进一步缩小。