储存器分类最赚钱的行业之一
市场规模:半导体存储器件是半导体行业市场占比最高的分支,总计市场规模在1000亿美元以上,十年以来市场规模一直在波动中上行。DRAM和NAND Flash是最主流的半导体存储器,市场规模占比超过95%,价格受需求与供给的影响呈现较为明显的周期性,2019年下半年价格下落至低点后企稳回升,目前在服务器等下游需求的刺激下,价格正处于向上反弹的阶段,根据集邦咨询,此上升趋势有望在下半年趋稳。 Ø NOF Flash是除DRAM和NAND Flash之外最大规模的利基型存储,其市场曾随着功能手机的消亡而逐步萎缩,目前凭借着其“芯片内执行”的特点在物联网、TWS耳机、5G、车载等领域广泛应用,市场规模正逐步恢复,到2025年市场规模有望超过40亿美元。


竞争格局:半导体存储器件的主要市场由海外巨头公司掌握,国产公司处于相对落后的位置,但已经在
各个细分行业展开追赶,并已获得显著的进展。 DRAM市场由三星、美光、海力士垄断了95%的份额,目前国产厂商合肥长鑫已经开始量产并在官网上架了相关产品,紫光集团也已建立DRAM事业部准备建厂。此外国内还有较多DRAM设计企业,包括收购了ISSI的北京君正等,兆易创新也正在开展DRAM的研发工作;NAND Flash的市场由三星、西数、铠侠等6家企业垄断。目前NAND Flash的发展方向是3D堆叠,国外先进企业均已纷纷开发出100层以上堆叠的NAND Flash。国产厂商长江存储已宣布128层产品研发成功,与国外先进企业的差距越来越小,已成为存储国产自主化的中坚力量。国内还有SLC NAND的设计企业,包括北京君正、兆易创新等;NOF Flash市场上我国企业已不落人后,兆易创新的市占率已位居全球前三,仅次于华邦和旺宏。武汉新芯拥有自主的NOF Flash产能 此外,国内设计企业还包括普冉半导体、芯天下等。



EEPROM:低功耗,高擦写次数存储首选方案
EEPROM的全称是“电可擦除可编程只读存储器”,可以在电脑上或专用设备上擦除已有信息,重新编程,一般用在即插即用。在一些所需存储容量不大,并且需要频繁更新的场合,EEPROM相比较于Flash,由于其百万次的擦写次数和更快速地写入,成为更佳选择。 Ø 近年来,EEPROM除了越来越多的集成到SOC芯片中,也可搭配AMOLED、指纹、触控、摄像头、蓝牙、无线等芯片形成模组。EEPROM以其通用性,稳定耐用的数据存储,各种小容量规格,能满足摄像头模组、可穿戴设备等对参数存储的要求。
NOF Flash:芯片内可执行,新兴领域应用广泛
NOF Flash应用领域极其广泛,几乎所有需要存储系统运行数据的电子设备都需要使用NOF Flash.NOF Flash的广泛应用,主要得益于其可芯片内执行(XIP)的特点。如下图所示,Flash均使用浮栅场效应管作为基本单元来存储数据。在控制栅极(Word Line与场效应管连接处)未施加电压时,源极和漏极之间导通则数据为1,中断则为0。NOF Flash的连接方式为串联,读取数据不需对Word Line进行加压,直接测量对应的Bit Line和Source Line之间的通断即可获取该存储单元的数据。不仅实现了位读取,还大大提高了数据读取的速度。实现位读取,程序便可在NOF Flash上运行,即所谓的芯片内执行(XIP)。
NAND Flash:大容量存储的最佳选择
NAND Flash的连接方式为串联,若要读取下图黄色Word Line(字线)的数据,需对其他所有Line进行增加电压,加压后漏极和源极处于导通状态。因此NAND Flash读取数据的最小单位是页(即Word Line上的所有数据),无法直接运行程序,所有数据必须先读取到RAM上后才可运行.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。


DRAM:计算机系统的运行内存
DRAM是动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory)的缩写,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。DRAM的特征是运算速度快,但掉电后数据会丢失,常应用于系统硬件的运行内存。DRAM用于计算机、手机的运行数据保存以及与CPU直接通讯。在计算机、服务器的应用领域,DRAM以内存模组的形式出现。内存模组由DRAM内存颗粒(即内存芯片)和内存接口芯片以及配套的印制电路板组成。在手机等移动设备领域,DRAM直接以一颗芯片的形式安装在主板上。DRAM按照产品分类分DDR/LPDDR/GDDR和传统型(Legacy/SDR)DRAM,相对于DDR速率(在时钟上升沿和下降沿都可以读取数据),传统的DRAM只在时钟上升沿读取数据,速度相对慢。应用领域相对较窄,是利基型的DRAM。 DDR/LPDDR为DRAM的应用最广的类型,因此DRAM主要应用于计算机、服务器和移动设备上,根据Yole数据统计,两者合计占DRAM应用比例约为90%。
SRAM:微处理器内部高速缓存
SRAM即静态随机存取存储器,SRAM不需要刷新电路即能保存它内部存储的数据,DRAM每隔一段时间,要刷新充电一次,否则内部的数据即会消失。SRAM的读写速度非常快,同时能够保证数据完整性,由于SRAM内部采用的是双稳态电路的形式来存储数据,所以SRAM的电路结构非常复杂。由于SRAM更快,功耗低,但由于其容量小,成本更加昂贵,所以一般应用于带宽要求高,功耗要求低的场景。目前SRAM基本上只用于CPU内部的一级缓存以及内置的二级缓存,比如作为微控制器的RAM或 者cache(32bytes到128kb)。
