摘要：半导体芯片产业是数字信息产业的基石，是一个国家科技竞争实力的主要表现。当前中美贸易摩擦，美国对我国的科技封锁，半导体芯片产业首当其冲，也是美国对我国“卡脖子”的核心技术领域。存储芯片是数据的载体，也关乎数据的安全，存储芯片已经成为半导体芯片产业最大的细分市场，是半导体芯片产业的主要增长驱动力。半导体芯片产业一直遵循的摩尔定律，现正处于趋缓之际，也给半导体芯片“国产替代”创造了赶超的良机。近几年国产芯片设计企业发展迅猛，但是国产芯片制造环节一直是最大的短板，存储芯片对芯片制程工艺的要求没有处理器芯片高，因此国产存储芯片的突破在于IDM模式。 关键词：半导体芯片；存储芯片；大基金；摩尔定律；IDM模式；
1 半导体芯片产业链介绍
半导体芯片产业是数字信息产业的基石，是一个国家科技竞争实力的主要表现。当前中美贸易摩擦，美国对我国的科技封锁，半导体芯片产业首当其冲，也是美国对我国“卡脖子”的核心技术领域。半导体芯片产业关乎国家科技战略安全，因此我国政府陆续推出战略新兴产业政策扶
持半导体芯片产业发展，并且成立了国家集成电路产业投资基金（简称“大基金”）。在产业政策和国产替代的大力推动下，我国国产芯片行业的发展呈加速发展态势。全球半导体协会 SIA 数据显示，2019年全球半导体市场规模4121亿美元。我国作为制造业大国，尤其是智能手机、电脑产量位居全球第一，因此我国是全球最大的半导体市场，占全球销量的1/3，相当于美国、欧盟和日本的销量总和。但是我国半导体芯片自给率水平非常低，我国芯片国产自给率只有30%，特别是核心芯片极度缺乏。根据中国半导体行业协会统计的数据，2019 年中国集成电路产业销售额为7562.2亿元，同比增长15.8%。据中国海关数据统计，2019年我国芯片的进口金额为3040亿美元。根据国务院2020年8月4日印发《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》，中国芯片国产自给率要在2025年达到70%。半导体芯片产业链分为芯片设计、芯片制造、芯片封装测试三大环节，见图1。
图1：芯片产业链
半导体芯片产业主要分为三个经营模式：第一个是Fabless模式，只做芯片设计，不自主生产，芯片制造和封装测试交由外包厂商完成，比如高通、苹果、华为海思；第二个是Foundry模式，不做芯片设计，只做芯片代工生产，比如台积电、中芯国际；还有一个是IDM模式即垂直整合制造商模式，是指包含芯片设计、晶圆制造、封装测试以及投向消费市场全环节业务的企业模式，芯片设计只是其中的一个附属部门，同时企业拥有自己的晶圆厂、封装厂和测试厂，该模式对企业技术、资金和市场份额要求较高，目前英特尔、三星、德州仪器等国际巨头采用这一模式。半导体芯片产业的经营模式经历了从单一的IDM模式向IDM模式和Fabless模式并存的阶段。芯片产业早期只有IDM模式，但随着智能终端电子产品的发展，芯片对晶圆制造的制程工艺、封装测试工艺等方面要求越来越高，芯片企业基于专注于芯片设计、规模经济、制造生产投入成本过大等方面因素，开始将芯片晶圆制造和封测交给专业的外包厂商完成，芯片企业由单一的IDM模式向专业化分工演进，形成了目前芯片产业IDM模式和Fabless模式并存的经营模式。国内芯片产业仍然大量集中在附加值和技术含量较低的产业链环节，芯片设计、制造和封装测试产业分布不够合理，尽管近几年国产芯片设计环节发展迅速，但是芯片制造一直是国产集成电路产业最大的短板，严重制约了国产半
导体芯片产业的发展。半导体芯片产业发展关乎到国家安全战略，国产化和“国产替代”迫在眉睫。
2 存储芯片分类
随着5G、物联网和人工智能技术等数字经济的高速发展，数据的存储需求越来越大，存储芯片已经成为半导体产业的主要增长动力。存储芯片已经超过处理器芯片，是半导体芯片最大的细分市场，约占全球半导体市场规模的 30%。存储芯片是集成电路产业的温度计和风向标。随着人工智能、大数据、物联网、云计算等数字经济的高速发展，存储芯片是数据的载体，关乎数据的安全。
图2：存储芯片分类
存储器芯片领域主要划分为两类：一类是易失性存储器，即内存，就是断电后存储器内存储的信息立即消失，例如DRAM，其中PC机内存和手机内存大约占六成。另一类是非易失性存储器，即闪存，就是断电以后存储器内存储的信息仍然存在，主要是NAND Flash和 NOR Flash，NAND Flash用于数据存储，NOR Flash则用于代码存储介质中。NAND Flash具有容量大，改写速度快等特点，为固态大容量内存的实现提供了廉价有效的解决方案。从应用形态上看，NAND Flash的具体产品包括USB（U盘）、闪存卡、SSD（固态硬盘），以及嵌入式存储（eMMC、eMCP、UFS）等。USB属于常见的移动存储设备，闪存卡则用于常见电子设备的外设存储，如相机、行车记录仪、玩具等。一方面，手机、SSD作为NAND Flash的主要下游领域，未来将处于持续上升的趋势；另一方面，NAND Flash作为大容量数据存储的首选设备，需求量主要依赖于数据量的大小，预测全球数据圈将从2018年的32ZB增长至2025年的175ZB，增幅将超过5倍。存储芯片主要包括DRAM、NAND Flash和NOR Flash。根据半导体市场研究机构IC insights数据，存储芯片整个市场中DRAM产品占比约53%，NAND Flash产品占比约42%，Nor Flash占比仅为3%左右。
存储芯片主要类型及主要厂商介绍
存储芯片类型 | 存储芯片市场占比 | 功能 | 主要厂商 | 国产厂商 | 市场规模 | 市场特点 |
DRAM | 53% | 用于和处理器直接通讯，主要应用于手机、个人计算机、服务器的内存 | 三星、SK海力士、美光科技、南亚科技、华邦 | 合肥长鑫、福建晋华（停摆）、紫光、北京矽成（仅设计） | 600-1000亿美元 | 市场规模最大的半导体存储器，市场规模随价格波动而周期性波动 |
NAND Flash | 42% | 主要存储器 | 三星、铠侠、西部数据、美光科技、SK海力士、英特尔 | 长江存储 | 400-600亿美元 | 市场规模仅次于DRAM，市场规模随价格波动而周期性波动 |
NOR Flash | 3% | 代码型闪存存储器，常用于系统启动代码的存储 | 华邦、旺宏、兆易创新、Cypress、美光 | 兆易创新 | 25-30亿美元 | 市场规模曾随功能手机消亡而逐渐萎缩，但目前已随着物联网、可穿戴设备等新兴应用的崛起而开始复苏 |
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下面分别介绍一下存储芯片中的DRAM、NAND Flash和NOR Flash市场格局。
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