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2023年存储芯片行业深度报告〔附下载〕
导语
全球存储芯片市场于波动中保持上升趋势,市场规模从2023年的
546亿美元增至2023年的1229亿美元,复合增速达5.6%,
ICInsights估量2023年全球存储芯片市场规模将同比增长22%,
2023年将超过2023亿美元。
一、存储芯片:现代信息存储媒介
1.1半导体存储:主流存储媒介,DRAM和NAND为其核心构成
早期信息存储以纸张、磁性媒介为主。早期的信息存储主要依靠纸张,
1725年法国人制造了打孔卡和打孔纸带,这是最早的机械化信息存储形
式。1928年磁带问世,磁性存储时代开头,随后在1932年,硬盘驱动器
前身即磁鼓内存问世,存储容量约62.5千字节。1936年,世界上第一台
电子数字计算机诞生,使用真空二极管处理二进制数据,使用再生电容磁
鼓存储器存储数据,但体积浩大。1946年,第一个随机存取数字存储器诞
生,存储容量4000字节,因体积过大后来被1956年IBM制造的硬盘驱动
器〔HDD〕替代。随后,1965年只读式光盘存储器〔光盘,CD-ROM〕普
及。
半导体存储技术进展已有半个世纪。1966年动态随机存取存储器〔DRAM〕
问世,存储器进入半导体时代,最早单颗裸片〔Die〕容量为1kb,如今已
达16Gb及以上。直到1980年,东芝制造了闪存〔Flash〕,此后90年月
,先后消灭了USB、SD卡等多种Flash应用。2023年,3DNAND技术萌芽
,到2023年正式商用量产。由此看,半导体存储器进展已有55年,其中
DRAM进展已有55年,Flash进展已有40年,由于2DNAND和3DNAND技
术差异巨大,实际上3DNAND进展历史仅仅十余年,技术成熟度远不如DRAM
。
半导体存储器又称存储芯片,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,是现代数字系统的重要组成局部。半导体
存储器具有体积小、存储速度快等特点,广泛应用效劳器、PC、智能手
机、汽车、物联网、移动存储等领域。依据存储原理的不同,半导体存储
器可分为随机存储器〔RAM〕和只读存储器〔ROM〕:
(1)随机存储器〔RAM〕。与CPU直接交换数据的内部存储器。可随时读
写且速度快,断电后存储数据丧失,是易失性存储器。RAM又可进一步细
分为动态随机存取存储器〔DRAM〕和静态随机存取存储器〔SRAM〕。DRAM
用作内存,需求量远高于SRAM。SRAM速度很快但本钱高,一般用于作CPU
的高速缓存。
(2)只读存储器〔ROM〕。只能读取事先存储的信息的存储器。断电后所
存数据不会丧失,依据可编程、可抹除功能,ROM可分为PROM、EPROM、
OTPROM、EEPROM和Flash等。Flash是当前主流的存储器,具备电子可擦
除可编程的性能,能够快速读取数据而且断电时不会丧失数据,往往与
DRAM搭配使用。Flash可进一步细分为NANDFlash和NORFlash:
NANDFlash写入和擦除的速度快,存储密度高,容量大,但不能直接运行
NANDFlash上的代码,适用于高容量数据的存储。NORFlash的优势是芯片
内执行——无需系统RAM就可直接运行NORFlash里面的代码,容量较
小,一般为1Mb-2Gb。
DRAM和NANDFlash为最重要的两类存储芯片。依据市场规模计算,DRAM
约占存储器市场53%,NANDFlash约占45%,二者份额合计达98%,为存储
器市场主要构成产品。
1.2进展趋势:DRAM聚焦制程迭代,NAND聚焦3D堆叠
1.2.1DRAM:向高性能和低功耗进展,3D堆叠、先进工艺、EUV等是将来
趋势
DRAM的工作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〕,具备运算速度快、掉电后数据丧失的特点,常应用于系统硬件
的运行内存,主要应用于效劳器、PC和手机等。在构造升级方面,DRAM
分为同步和异步两种,两者区分在于读/写时钟与CPU时钟不同。传统的
DRAM为异步
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