存儲芯片行業(yè)市場分析存力概況我國數據量爆發(fā)驅動存儲需求增長得益于人工智能、物聯網、云計算、邊緣計算等新興技術在中國的快速發(fā)展，中國數據正在迎來爆發(fā)式增長。據此前IDC預測，預計到2025年，中國數據圈將增長至48.6ZB，占全球數據圈的27.8%，成為全球最大的數據圈。隨著數據量的大規(guī)模增長，存儲設備在數據中心采購的BOM中占比進一步提升，美光曾提及，目前存儲芯片在數據中心采購中比例約為40%，未來預計將提升至50%。數據中心將成為引領存儲市場增長的重要引擎。全球存儲市場：國外廠商壟斷，行業(yè)高度集中全球存儲市場絕大部分份額由國外廠商占有，呈現寡頭壟斷格局，行業(yè)集中度較高。根據statista數據，截至2022Q3，全球DRAM市場幾乎由三星、SK海力士和美光所壟斷，CR3超過95%，三星、海力士和美光分別占比41%、29%和26%。全球NANDflash市場由前三大廠商分別為三星、鎧俠和海力士，2022Q3市場份額分別為31.4%、20.6%和13.0%，目前CR3市場份額達65%，CR6市場份額接近95%。存算一體芯片的發(fā)展速度和人工智能的算力需求之間的矛盾加劇芯片的發(fā)展速度和人工智能的算力需求之間的矛盾加?。?1世紀以來，信息爆炸式增長，算力需求大規(guī)模上升，提升算力成為芯片行業(yè)的共同目標。隨著半導體發(fā)展放緩，摩爾定理逼近物理極限，依靠器件尺寸微縮來提高芯片性能的技術路徑在功耗和可靠性方面都面臨巨大挑戰(zhàn)，芯片的發(fā)展速度無法滿足人工智能需求。傳統(tǒng)計算架構面臨發(fā)展挑戰(zhàn)馮·諾依曼架構：該架構以計算為中心，計算與內存是兩個分離單元。計算單元根據指令從內存中讀取數據，在計算單元中完成計算和處理，完成后再將數據存回內存。先進制程的優(yōu)勢有限：隨著摩爾定理發(fā)展放緩，基于傳統(tǒng)架構的芯片計算性能發(fā)展速度明顯放緩。基于傳統(tǒng)架構的先進制程工藝雖一定程度能夠提升芯片的性能表現，但從投入產出比、芯片性能可靠性及應用場景的適配度角度考慮都面臨較大挑戰(zhàn)。存算一體是先進算力的代表技術存算一體是先進算力的代表技術：傳統(tǒng)構架下性能提升達到極限，馮·諾依曼架構已成為發(fā)展芯片算力的桎梏，存算一體是一種新型計算架構，它是在存儲器中嵌入計算能力，將存儲單元和計算單元合為一體，省去了計算過程中數據搬運環(huán)節(jié)，消除了由于數據搬運帶來的功耗和延遲，提升計算能效。HBM/DRAMHBM是什么：屬于DRAM的一種新技術HBM（HighBandwidthMemory，高帶寬內存）是一款新型的CPU/GPU內存芯片，其實就是將很多個DDR芯片堆疊在一起后和GPU封裝在一起，實現大容量，高位寬的DDR組合陣列。高速、高帶寬HBM堆棧沒有以外部互連線的方式與信號處理器芯片連接，而是通過中間介質層緊湊而快速地連接，同時HBM內部的不同DRAM采用TSV實現信號縱向連接，HBM具備的特性幾乎與片內集成的RAM存儲器一樣。HBM與DDR、GDDR、LPDDR等DRAM分支的參數對比GDDR5內存每通道位寬32bit，16通道總共512bit;目前主流的第二代HBM2每個堆?？梢远阎炼?層DRAMdie，在容量和速度方面有了提升。HBM2的每個堆棧支持最多1024個數據pin，每pin的傳輸速率可以達到2000Mbit/s，那么總帶寬是256Gbyte/s;在2400Mbit/s的每pin傳輸速率之下，一個HBM2堆棧封裝的帶寬為307Gbyte/s。全球HBM廠商：傳統(tǒng)DRAM巨頭升級競賽全球HBM芯片市場目前以SK海力士與三星為主。SK海力士HBM技術起步早，2014年在業(yè)界首次成功研發(fā)HBM1，確立領先地位，2022年HBM3芯片供貨英偉達，持續(xù)鞏固其市場領先地位。三星緊隨其后，2022年HBM3技術已經量產。從HBM1到HBM3，SK海力士和三星一直是HBM行業(yè)的領軍企業(yè)。目前，HBM4的相關預測數據已經出爐，預計新一代產品將能夠更廣泛地應用于高性能數據中心、超級計算機和人工智能等領域。NANDNAND：主流閃存芯片閃存芯片是最主要的存儲芯片，主要為NORFlash和NANDFlash兩種。NORFlash主要用來存儲代碼及部分數據，是手機、PC、DVD、TV、USBKey、機頂盒、物聯網設備等代碼閃存應用領域的首選。NANDFlash可以實現大容量存儲、高寫入和擦除速度、相當擦寫次數，多應用于大容量數據存儲，例如智能手機、平板電腦、U盤、固態(tài)硬盤等領域。3DNAND：高樓大廈平地起3DNAND,即立體堆疊技術，如果把2DNAND看成平房，那么3DNAND就是高樓大廈，建筑面積成倍擴增，理論上可以無限堆疊，可以擺脫對先進制程工藝的束縛，同時也不依賴于極紫外光刻（EUV）技術，而閃存的容量/性能/可靠性也有了保障。日前三星宣布，已開始批量生產采用第8代V-NAND技術的產品，為1Tb（128GB）TLC3DNAND閃存芯片，達到了236層，相比第7代V-NAND技術的176層有了大幅度的提高。三星稱，新的閃存芯片提供了迄今為止業(yè)界內最高的位密度，可在下一代企業(yè)服務器系統(tǒng)中實現更大的存儲空間。3DNAND是低成本/大容量非易失存儲的主流技術方案NANDFlash為大容量數據存儲的實現提供了廉價有效的解決方案，是目前全球市場大容量非易失存儲的主流技術方案。NANDFlash是使用電可擦技術的高密度非易失性存儲，NANDFlash每位只使用一個晶體管，存儲密度，Flash所存的電荷（數據）可長期保存；同時，NANDFlash能夠實現快速讀寫和擦除。3DNAND持續(xù)追求高堆棧層數，多種工藝架構并存與2DNAND縮小Cell提高存儲密度不同的是，3DNAND只需要提高堆棧層數，目前多種工藝架構并存。從2013年三星推出了第一款24層SLC/MLC3DV-NAND，到現在層數已經邁進200+層，并即將進入300+層階段。目前，三星/西部數據/海力士/美光/鎧俠等幾乎壟斷了所有市場份額，并且都具有自己的特殊工藝架構，韓系三星/海力士的CTF，美系鎂光/英特爾的FG，國內長江存儲的X-tacking。高堆棧層數的3DNAND面臨的工藝難度越來越高隨著堆棧層數的增加，工藝也面臨越來越多的挑戰(zhàn)，對制造設備和材料也提出了更多的要求。主要包括以下幾個方面：（1）ONON薄膜應力：隨著器件層數增加，薄膜應力問題越發(fā)凸顯，會影