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中國半導體存儲行業未來50年發展路線圖

作者: 時間:2016-09-21 來源:華金證券 收藏
編者按:存儲器是集成電路產業的基礎產品之一,產品的成熟度和產業的規模效應均較為顯著,而目前中國大陸的企業在相關領域內的份額依然較低,在國家的“芯片國產化”產業政策的推動下,中央政府和地方政府在產業內的投資助推國內存儲器產業崛起,市場環境及競爭狀況注定了中國企業的未來崛起之路任重道遠。

  二、全球市場:寡頭競爭下的供需博弈

本文引用地址:http://www.j9360.com/article/201609/310048.htm

  作為電子計算機系統的基礎構成器件,其發展歷程貫穿著這個集成電路發展的歷程,目前已經形成了成熟的產業市場和產業格局。根據WSTS的數據顯示,2015年全球集成電路市場的收入達到全球市場規模的23%。

  圖5:2015年全球集成電路市場挄產品分布卙比


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  圖6:全球集成電路存儲器市場觃模及增速(2006~2015)


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  全球集成電路產業呈現出的周期性特性在存儲器市場也較為顯著,與整體市場的波動性比較,存儲器市場的波動幅度更為顯著,我們認為這種特性主要是由于存儲產業的產業競爭格局不同所帶來的,無論是以DRAM為代表的易失性存儲器還是以Flash Memory為代表的非易失性存儲器市場均由幾家大廠商占據絕大多數的市場份額,大企業的產能變動帶來的供給變化對于行業的供需關系的影響力顯著。

  圖7:行業波勱性:集成電路整體 v.s.存儲器(2006~2015)


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  圖8:2014年產業集中度:集成電路整體 v.s.存儲器


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  不同于其他子行業的產品多樣性,存儲器模塊具有較強的同質性特征,IDM模式占據了行業的主導地位,代工模式的規模優勢十分有限,未來這樣的產業模式格局仍然將會延續。

  從之前我們的分類可以看到,半導體集成電路存儲器按照存儲信息的斷電后是否丟失分為易失性存儲器和非易失性存儲器,前者以DRAM為代表,后者則以FlashMemory為代表,從2015年市場規模的占比我們看到,盡管IC存儲器的種類很多,但是DRAM和FlashMemory分別占據了市場58%和39%的份額,合計占據市場超過98%的份額。

  (一)移動終端驅動DRAM需求,韓國雙雄占比繼續提升

  DRAM屬于易失性存儲器,自IBM在1967年提出后,經過了多年的演變發展成為了內存市場的主流產品,并且也是IC存儲器市場的最大份額,由于DRAM內存作為電子系統的基礎元器件,因此DRAM市場的波動對于全球半導體市場乃至電子計算機系統市場有“晴雨表”的特性。

  1、集成度成本優勢驅動DRAM起步,摩爾定律引領發展

  在IBM提出DRAM之前,在核心處理器與外部存儲器之間起到數據緩存作用的易失性存儲器是靜態存儲器(SRAM)。與SRAM相比較,盡管DRAM需要不斷的進行刷新以保持存儲器內容的不丟失,且其在功耗和讀寫速度方面的存在著明顯的劣勢,但是由于SRAM每一個位元需要多個晶體管分別組成反相器和讀寫位線控制開關,而DRAM每一個位元只需要一個晶體管,因此DRAM獲得了在集成度以及成本方面的競爭優勢,在推出市場后迅速獲得了市場的認可。

  圖9:DRAM技術的演迚歷叱


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  DRAM的規格也經歷多次不同的歷史演進。早期DRAM存在各種規格,大致包含FP DRAM,EDODRAM,RDRAM,以及SDRAM。隨著FPRAM,EDODRAM技術不斷達到技術瓶頸,SDRAM作為新的存儲技術出現了。SDRAM由早期的66MHZ(PC66)發展到133MHZ(PC133)之后,再次達到技術瓶頸,這時出現了兩種DRAM技術,即DDRRAM和RDRAM,盡管RDRAM在架構上具備了發展潛力,但是在成本方面劣勢使其在與DDR的競爭格局中逐步被邊緣化。

  表2:DDR存儲器的發展歷程


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  DDR RAM是SDRAM的升級版本,從SDRAM的一個上升時鐘脈沖傳輸一次數據改為一個時鐘脈沖的上升沿和下降沿各傳輸一次數據,使得帶寬翻倍,并且運用了更先進的同步電路,使指定地址、數據的輸送和輸出主要步驟既獨立執行,又保持與CPU完全同步;DDR使用了DLL技術,當數據有效時,存儲控制器可使用這個數據濾波信號來精確定位數據,每16次輸出一次,并重新同步來自不同存儲器模塊的數據。

  2、周期出現底部反彈趨勢,移動終端需求驅動產業增長

  根據DRAMeXchange的數據,DRAM市場與全球半導體行業整體市場一樣處于下行的周期中,從過去12個季度的廠商銷售收入數據顯示,從2015年第一季度開始,收入規模呈現了負增長的態勢,造成這種情況的最重要原因是以三星、SK海力士和美光等為代表的各大廠家持續轉進21nm/20nm制程研發而導致產出增加,供過于求進而導致銷售單價下降。


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  我們可以看到的是,從2016年第二季度的末期開始,DRAM產品的現貨價格和合約價格均呈現了快速的反彈跡象,尤其是在進入了傳統的半導體銷售旺季的第三季度,前期持續下跌的價格導致市場觀望情緒濃厚,帶來的整體市場低庫存,加之三星在西安的生產線受到電力供應故障的影響,市場的補庫存情緒持續高漲帶來了價格的快速回升。


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  從產品的下游應用市場看,PC及服務器采用的標準型DRAM產品仍然占據了顯著的市場需求,移動終端采用的利基型DRAM產品伴隨著移動手機等產品的迅速崛起也成為了影響市場需求的重要分支。


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  3、寡頭壟斷,市場競爭格局趨于穩定

  DRAM芯片產品具備了高度同質化特性,規模效應帶來的競爭優勢有被持續放大的趨勢,因此經過了行業多次的整合發展,目前市場呈現了寡頭壟斷的格局。根據DRAMeXchange的數據顯示,三星、海力士、美光占據市場前三位,2016年上半年占比分別為47%、27%和19%。


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  從產業模式看,三星、海力士、美光都是從設計到生產完整產業鏈的IDM模式,臺灣廠商南茂、華邦電、力晶等作為純代工企業而言,市場的影響力有限。

  從WSTS公布的DRAM市場供給增長數據顯示,目前DRAM行業的供給增長速度有所放緩,各大廠商的資本開支計劃顯示對于產能擴張的態度較為謹慎,沒有大規模產能擴張或者收縮的計劃公布,全球供給端市場的產能增長主要來自于半導體工藝制程的演進而帶來在單片晶元上的集成度提升。


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關鍵詞: 半導體 存儲器

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