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存储芯片两大核心赛道解析
糖芯儿 / 01月11日 20:51 发布
当前全球AI端侧和自动驾驶加速发展，存储芯片作为数据处理和存储的关键组件对系统的性能和效率起到关键作用，是值得长期关注的优质赛道之一。 根据功能和数据存储的原理，存储芯片分为易失性存储器和非易失存储器两类。 易失性存储芯片在所在电路断电后无法保存数据，主要又分为动态随机存储（DRAM）和静态随机存储（SRAM），其中DRAM在整个存储市场的占比约为56%，在之前的文章中已经有过介绍。算力核心赛道：存储芯片全解析、存储芯片HBM全景深度解析 非易失性存储芯片在所在电路断电后，仍能保有数据，根据硬件上存储原理的不同，主要可以分为NAND Flash和NOR Flash两类。
NAND Flash和NOR Flash尽管占比没有DRAM大，但是也分别广泛应用于数据中心、消费电子存储和汽车电子以及某些特定领域。本文将对这两类存储芯片进行梳理。01 NAND Flash
NAND Flash是基于NAND技术的非易失性存储器，为第二大存储器产品，总体市场规模呈现波动向上的趋势。其存储密度远高于传统的Flash存储器，能够在较小的物理空间内存储更多的数据。因具备大容量存储的特点，常被应用于需要大容量数据存储的场景。 NAND Flash的使用寿命相对较长，可以承受数万到数十万次的写入和擦除周期；此外，在大容量下成本较低且体积也更小。 根据存储单元的工作原理来定义分为：SLC（单层单元）、MLC（多层单元）、TLC（三层单元）和QLC（四层单元）等。 TLC和QLC产品为目前大容量存储主流； SLC和MLC主要针对军工、企业级等应用。 SLC产品凭借高可靠性的擦除、高带宽、寿命长等优势在IoT领域广泛应用，SLC也是向大容量NAND拓展的必经之路。
NAND Flash厂商可通过提高存储单元的可存储数位量来提升存储密度。此外，根据空间结构的不同，NAND Flash可以分为2D NAND和3D NAND。 2D结构的存储单元布置在芯片的XY平面中； 3D NAND通过在垂直方向上堆叠多层存储单元，极大地提高了存储密度和存储容量。 从NAND发展路径来看，高密度存储和3D堆叠为主要趋势，主流厂商正在逐步加紧3D NAND研究，目前三星产品技术较为领先。 三星已经推出了超过300层的3D NAND产品，如280层V9COPV-NAND。此外，三星还计划在2025年至2026年推出第十代3DNAND闪存，采用三重堆叠技术，堆叠层数将达到430层。 SK海力士已量产321层堆叠的4DNAND闪存；美光科技计划在2025年量产超过300层堆叠的3D NAND Flash。 整体来看，NAND Flash市场呈现出高度集中的特点，全球市场主要由几家全球领先的半导体厂商主导，包括三星电子、SK海力士、铠侠（原东芝存储器业务）、西部数据、美光科技等。 以长江存储为代表的国内厂商在NANDFlash打破了国外厂商对高端闪存芯片的垄断，推出了多款高性能和高可靠性的NAND Flash产品。长江存储在研发超过300层的NAND闪存之外，已经研发出192层3DNAND闪存芯片。 国内一些存储芯片制造企业如东芯股份、北京君正、兆易创新、江波龙等也在积极发力NAND领域。 NAND Flash主控芯片&模组
NAND Flash模组主要由主控芯片和NAND Flash颗粒等组成。其中，主控芯片是SSD等存储设备中的关键组件。全球SSD主控芯片厂商主要分为两大类：第一类是自研自用固态硬盘主控芯片厂商，销售固态硬盘模组，包括三星等NANDFlash原厂和群联电子；第二类是独立固态硬盘主控芯片厂商，销售固态硬盘主控芯片和解决方案，该类厂商包括慧荣科技、联芸科技、Marvell、瑞昱、英韧科技、得一微等。 模组厂商包括主要有江波龙、佰维存储、德明利等；第三方模组厂商包括金士顿、威刚科技、金泰克等。 02 NOR Flash
NOR Flash是除DRAM和NAND Flash之外市场规模最大的存储芯片。NOR Flash，也称为NOR型闪存，是一种非易失性存储器。能够在断电后保持存储的数据，常用于嵌入式系统和存储设备中，用于存储程序代码、固件、操作系统以及其他关键数据。 相比NAND，NOR芯片能够直接运行其内在代码，无需系统RAM就可直接运行，但是缺点在整体容量较小，一般为1Mb-2Gb左右。 2015年之后，随着TWS耳机、智能设备和车载等领域的扩容，NORFlash市场规模稳步增长。 从竞争格局来看，随着赛普拉斯和美光逐步退出占比较大的消费类NORFlash市场，当前全球市场中主要厂商为旺宏、华邦和兆易创新。其中，兆易创新在2023年Serial NOR Flash市占率排名提升至全球第二位，兆易创新提供从512Kb至2Gb的系列产品，涵盖了NOR Flash市场的全部容量范围。 近年来包括复旦微电、普冉股份、东芯股份、恒烁股份、聚辰股份、佰维存储、江波龙等也在加速进行NORFlash布局，行业开始呈现出多元竞争格局的趋势。 复旦微电产品线涵盖电可擦除只读存储器（EEPROM）、闪存（NOR/NAND）FLASH非挥发存储器系列等；东芯股份专注于中小容量通用型存储芯片的研发；普冉股份在全球NORFlash和EEPROM市场中排名第六，同时部分车载产品已经获得了AEC-Q100认证。 聚辰股份基于第二代NORD工艺平台，推出了业界最小尺寸的高可靠性NORFlash系列芯片;北京君正面向大众消费类市场的首款NORFlash芯片已经完成了投片和样片生产，首颗上海芯楷NORFlash芯片采用了50nm工艺制程；江波龙推出的xSPINORFlash产品采用先进的制程工艺，产品支持x1、x8接口模式，最高时钟频率可达200MHz，结合DTR数据传输模式，最高可实现3200Mbps的数据传输速率；佰维存储已推出自研工规级SPINORFlash产品，如TGN298系列。乐晴智库精选
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