当前全球AI数据中心和各类终端应用对存储需求强劲。

AI基建投资持续加码以及端侧应用加速落地，对存储的容量和性能提出更高要求。

此外，从历史周期来看，存储芯片市场与半导体行业的景气度始终保持着同步变化。

根据世界半导体贸易统计组织（WSTS）的预计，2025年全球半导体市场销售额将达到6971亿美元，同比增长11.2%，半导体行业将持续保持稳健增长。

在半导体行业周期回暖时，存储芯片行业有望成为复苏速度最快和弹性最大的细分赛道之一。

本文将对存储芯片产业框架进行全面梳理。

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半导体按照产品分类可分为光电器件、传感器件、分立器件和集成电路四大类。

其中，集成电路占半导体价值量比例最高，约占整个半导体行业市场规模的83%，主要包括模拟芯片、微处理器芯片、逻辑芯片和存储芯片等四种。

存储芯片，是以半导体电路作为存储媒介的存储器，用于保存二进制数据的记忆设备，其存储与读取过程体现为电子的存储或释放。

存储芯片作为终端电子产品的核心部件，广泛应用于服务器、手机、PC等大宗消费品类，整体市场规模庞大。

此外，存储芯片具备功能同质化和价格透明度高的特征，价格的变动对于电子行业市场也有重要的指引作用。

按照性质来看，存储芯片可划分为RAM（随机存储器，包括DRAM、SRAM、新型RAM等）、ROM（只读存储器）、Flash（闪存，包括NANDFlash、NOR Flash等）。

从分类来看，存储芯片按照是否需要持续通电以维持数据分为易失性存储和非易失性存储两大类。

易失性存储芯片常见的是DRAM，非易失性存储芯片常见的是NAND闪存芯片和NOR闪存芯片。

易失性存储芯片：易失性存储芯片常见的有DRAM和SRAM，通常和CPU一起使用，为CPU提供运算时中间数据的存储。

R、LPR、GR是基于DRAM的三种内存规范或标准。

R因其性能和成本优势成为目前PC和服务器端主流内存。

受益于终端需求快速发展，LPR和GR正在步入高速迭代期。

非易失性存储芯片：是在关闭计算机或者突然性、意外性关闭计算机的时候数据不会丢失的技术。

非易失性存储芯片又可以进一步细分为Flash（闪存）和ROM（只读存储器）。

闪存芯片又分NAND Flash和NOR Flash两种。

NANDFlash容量大，主要用于大容量数据存储。包括嵌入式存储、固态硬盘、移动存储等，其中嵌入式存储与固态硬盘是NAND Flash 的主要产品类别，市场规模近两年占NAND Flash 市场85%以上。按存储单元密度来分，NAND Flash又可分为SLC、MLC、TLC、QLC四种。

NOR Flash容量较小，但可以直接在芯片内执行程序代码，通常用来存储开机软件程序。

ROM目前应用最多的主要为EEPROM，存储容量更小，但存储时间更长，通常用来存取少量程序代码。

NAND颗粒SLC、MLC、TLC、QLC对比：

资料来源：与非网

DRAM、NAND Flash、NorFlash是三类主流存储芯片。

DRAM主要作为计算机的内存，NAND Flash被广泛用作大容量数据存储介质，NOR Flash适合作为执行代码的存储介质，在需要快速读取代码的场景中。

根据IC Insights的数据，DRAM在整个存储市场的占比约为56%，闪存NAND的占比约为43%，其中NAND闪存为41%，NOR闪存为2%，其他存储芯片（EEPROM、EPROM、ROM、SRAM）将会缓慢成长，但大幅抢占市场的可能性较小。

02  DRAM

DRAM动态随机存取存储器，主要的作用原理是利用电容内存储电荷的多寡来代表一个二进制比特（bit）是1还是0，主要用于移动终端、服务器等设备内存。

对于DRAM来说，周期性地充电是一个无可避免的要件。

由于这种需要定时刷新的特性，因此被称为“动态”存储器。

技术路径上看，DRAM最新标准已经迭代至R5，10nm以下制程待突破。

此外，JEDEC组织已经开始筹备下一代标准R6的制定工作，并披露了相关规划。

根据JEDEC，R6内存可能以8.8 Gbps模块为起点，最终可能达到17,600 MT/s（兆传输率每秒），甚至可能扩展到理论极限21,000 MT/s。

其性能提升将远超当前的R5内存，为未来的高性能计算提供有力支持。

当前全球算力芯片的数据吞吐量峰值在TB/s级，主流的DRAM内存或显存带宽一般为几GB/s到几十GB/s量级，与算力芯片存在显著的差距，“内存墙”由此形成。

内存墙问题不仅与内存容量大小有关，也包括内存的传输带宽；内存容量和传输的速度都大大落后于硬件的计算能力。

从DRAM的发展趋势来看，当前从2D架构过渡到3D架构方向，有利于减少增加存储容量、信号延迟和功耗，提高数据传输速度。

HBM采用3D堆叠技术有效突破“内存墙”，实现高带宽高容量和低功耗的内存解决方案，目前已逐步成为AI服务器中GPU的搭载标配。

HBM是新型高宽带内存，将很多个R芯片堆叠在一起后和GPU封装在一起，实现大容量，高位宽的R组合阵列。

目前占整个DRAM 市场比重提升，处于缺货低库存阶段。

全球市场格局来看，根据TrendForce数据，SK海力士、美光和三星三家企业合计占据全球HBM市场90%以上的份额。

从HBM供给侧趋势看，HBM3及以上版本逐渐成为主流，从容量看24GB/32GB逐渐替代16GB成为主流配置。

多家存储芯片厂商已经公布了HBM4相关计划。美光预计将于2026年开始量产HBM4，而SK海力士则计划更早地2025年下半年开始向英伟达供货其3nm工艺的HBM4产品。

国内在HBM芯片领域仍处于加速研发阶段，受制于DRAM和先进封装量产工艺，尚无大规模量产产品。

我国本土厂商存储和福建晋华在DRAM领域取得了较为显著的进展，紫光国微、兆易创新、东芯股份等近年来也在加速布局。

此外，在HBM设备设备方面，根据公开资料显示，主要相关布局厂商包括精智达（在研CP测试机）、芯碁微装、芯源微（临时键合+解键合）、华海清科（减薄+CMP）、中微公司（刻蚀+沉积）、拓荆科技（沉积+混合键合）、北方华创（刻蚀+沉积）、盛美上海（电镀+清洗）等分别提供生产HBM所需的不同关键设备。

此外，HBM对检测和量测设备需求提升，国外科磊半导体在国内市场占比最高，国内有一批优秀的量检测企业，如精测电子、中科飞测、赛腾股份、睿励科学等。 

NAND Flash存储器是指非易失存储器，是flash存储器的一种。

其内部采用非线性宏单元模式，为固态大容量内存的实现提供了廉价有效的解决方案。

NAND结构能提供极高的单元密度，可以达到高存储密度，并且写入和擦除的速度也很快。

应用NAND的困难在于flash的管理需要特殊的系统接口。

Nandflash存储器具有容量较大，适用于大量数据的存储，主要应用于如嵌入式产品中包括数码相机、随身听记忆卡、体积小巧的U盘等。

从发展历程来看，NAND经历了2D NAND时期，现在迈入3D NAND时期。

2D NAND和3D NAND的区别在于颗粒的排列方式。

2D NAND是按照传统二维平面模式进行排列闪存颗粒的，而3DNAND则是在二维平面基础上，在垂直方向也进行颗粒的排列，即将原本平面的堆叠方式进行了创新。

3D NAND将解决方案从提高制程工艺转变为多层堆叠，解决了2DNAND在增加容量的同时性能出现下降的问题，在同样体积大小的情况下，极大的提升了闪存颗粒的容量体积。

整体市场格局来看，NAND Flash的供给主要由海外厂商主导，三星、铠侠、西部数据、美光、SK海力士几大原厂组成的稳定市场格局。

海力士开发出世界最高238层4D NAND闪存；三星第8代V-NAND层数达到了236层；美光232层NANDFlash已经量产出货；铠侠和西部数据共同推出218层3DNAND闪存，已开始为部分客户提供样品。

以长江存储为代表的国内厂商在NAND Flash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。

存储厂商3D NAND技术路线图：

NorFlash的优势是读取速度更快，适合作为执行代码的存储介质，在需要快速读取代码的场景中。

NOR行业经历二十多年演变，头部厂商经历多次洗牌，国际存储巨头相继退出NOR Flash市场。

2017年之后，全球NORFlash市场被旺宏、华邦电子、赛普拉斯（英飞凌收购）、美光和中国大陆厂商兆易创新占据。

根据Web-FeetResearch报告显示，兆易创新在2023年SerialNORFlash市占率排名进一步提升至全球第二位。此外，国内厂商复旦微电、东芯股份、恒烁科技、普冉股份等也是NOR Flash市场核心布局厂商。

R5渗透率的提升同时也带来内存模组、内存接口芯片、配套芯片的需求增长。

从历史周期来看，模组厂与存储原厂周期中基本同时反应。

模组厂作为原厂下游，根据客户需求进行主控芯片设计、固件开发、存储晶圆匹配等，并独立完成或委托专业厂商完成封装测试等后端环节，将标准化存储晶圆转化为存储模组产品。

内存模组应用于客户端和服务器的内存条，分为SSD固态硬盘、嵌入式存储和移动存储等，内部组成包括NANDFlash颗粒、主控芯片和DRAM颗粒。

全球存储模组市场呈现出高度集中的竞争格局，DRAM和NAND模组市场份额大部分由原厂占据。

国产头部模组厂商发展各具鲜明特色，例如，江波龙具备品牌优势、德明利从自研主控芯片切入、佰维存储构筑研发封测一体化的经营模式、朗科科技拥有20年专业存储品牌的行业基础。此外，香农芯创代理销售包括存储模组在内的各类电子元器件产品，拥有全球顶级主控芯片、存储器代理权；协创数据使用的存储芯片包含采购和自研，SSD包括多种容量和规格的产品。

模组侧内存接口芯片方面，R5世代的主要参与者与R4世代相近。

国内厂商澜起科技与Rambus具备完整的R5解决方案，研发也聚焦于相关产品方向，竞争力较强；国外厂商瑞萨逐步减少市场份额，未来内存接口芯片市场或将出现两强争霸局面。

聚辰股份自R2世代起即研发并销售配套R2/3/4内存模组的系列SPD产品，与澜起科技合作开发配套新一代R5内存模组的SPD产品，是内存管理系统的关键组成部分。

模组厂与原厂、应用芯片供应商、封测厂均有深度参与的合作关系。

中国大陆独立封测第一梯队代表企业有长电科技、通富微电、华天科技等。根据芯思想数据，三家厂商在2023年全球前十大OSAT（封测企业）排名中，分别占据第三、第四和第六的位置。

此外，华天科技、晶方科技、甬矽电子、深科技、太极实业、苏州固锝等公司亦积极布局先进封装。

整体来看，存储芯片产业链主要由集成电路设计、晶圆制造、封装和测试、模组厂商集成等环节组成。

产业链上游为原材料与半导体设备环节，包括硅片、光刻胶、靶材、抛光材料、电子特种气体等半导体材料供应商和光刻机、PVD、CVD、刻蚀设备、清洗设备、封测设备等半导体设备供应商。

中游存储器制造流程主要包括存储芯片的设计、制造和封测。

下游是消费电子、汽车电子、信息通信、人工智能等各应用领域。

 09  存储芯片市场格局

全球存储芯片行业的发展经历了从萌芽到繁荣、从传统到新型的转变。

当前我国已经初步完成了在存储芯片领域的战略布局，除大厂的大型存储项目外，大部分本土厂商与国际龙头进行错位竞争，聚焦利基型市场。

从产业链细分领域来看，公开资料显示，国内存储芯片设计领先厂商为东芯股份（纯利基型存储，SLCNAND占比高）；车载存储龙头北京矽成（北京君正全资收购）、紫光国微等；多品类存储模级厂商以江波龙、德明利、佰维存储、协创数据、同有科技、忆恒创源等厂商为代表；主控芯片联芸科技、得一微等；非易失性存储新星普冉股份（利基型NorFlash）、EEPROM龙头聚辰股份、武汉新芯等；内存芯片头部厂商澜起科技和聚辰股份等，以及包括产业链上下游从原材料、代工到封测等众多厂商都参与布局。

随着AI基建设和各类应用领域带动需求，存储芯片国产替代有望迎来新一轮机遇。《中国制造2025》白皮书在内的一系列政策都对国产芯片提出了扶持政策，将加速国产半导体器件、集成电路等自主创新，有利于加快国产化的步伐。乐晴智库精选