作者:顧正書,AspenCore 資深產業分析師

AspenCore分析師團隊根據全球存儲器市調機構、網上公開信息,以及針對相關廠商的問卷調查,梳理出30家國產存儲器及主控芯片廠商的詳細信息,并匯編為專門針對國產存儲器行業的調查分析報告。該報告涵蓋了國內存儲器IDM和fabless廠商、存儲主控芯片廠商,以及存儲產品相關廠商,并分別從核心技術、主要產品、應用市場和競爭力四個方面對每家公司進行了分析和總結。

全球及中國存儲器市場趨勢

據世界半導體貿易統計組織(WSTS)統計,2021年全球半導體市場相比2020年增長25.6%,這是自2010年以來最大的增長,使得2021年全球半導體市場規模達到5530億美元。整體半導體市場并沒有受到疫情的負面影響,消費市場的強勁需求推動了半導體主要類別普遍超過10%的增長,其中存儲器增長高達34.6%,規模達到1581.61億美元。

WSTS預測,2022年全球半導體市場規模將增長8.8%,達到6014.9億美元。存儲器類別的增長為8.5%,規模達到1716.82億美元,占整個半導體市場的28.5%。

根據集邦咨詢(TrendForce)研究預測,2022年DRAM市場將由供不應求轉至供過于求。盡管DRAM價格將出現下滑,但在寡占市場型態下,整體產值并不會大幅下跌,預估2022年DRAM總產值將達915.4億美元,年增微幅上升0.3%。NAND Flash方面,2022年NAND Flash價格也將受供過于求影響而有所下滑。由于NAND Flash屬完全競爭市場,均價下滑的幅度較DRAM更加明顯。然而,NAND Flash在層數結構的堆棧持續推進,供給容量增長仍維持在30%以上,預估2022年NAND Flash總產值仍有成長空間,達741.9億美元,年增7.4%。

國產存儲器方面,以長江存儲和長鑫存儲為代表的本土存儲器廠商在產品技術和市場拓展方面持續突破和大力投入,有望帶動國產存儲器市場加速發展。根據頭豹研究院的數據,2021年中國存儲器市場規模達到248 億美元,同比增長35.15%。

國產存儲器芯片廠商及其主要產品類型

如下圖所示,存儲器主要分為易失性存儲(RAM)和非易失性存儲(ROM)兩類,其中DRAM市場規模最大,在電腦和手機等應用中十分廣泛。DRAM存儲器是一種通用型大宗商品(commodity),而且是一個壟斷度集中的市場,全球主要供應商集中在三星、海力士和美光這三家公司。

在非易失性存儲(ROM)市場,NAND Flash占比最大,這要歸功于近些年固態硬盤(SSD)的普及。盡管全球NAND Flash市場不像DRAM那么集中,但供應商也只有幾家。除了三星、海力士和美光外,還有KIOXIA(鎧俠)、西部數據和英特爾等。

國產DRAM存儲器廠商以長鑫存儲為代表,主要面向主流型DRAM市場,就是要跟三星、海力士和美光等國際大廠進行正面競爭。在存儲器專利方面,長鑫已經與Rambus和Wi-LAN達成專利授權協議;在產能方面,長鑫已建成第一座12英寸晶圓廠并量產DDR4和LPDDR4X DRAM。2020年和2021年分別達到4.5萬片晶圓/月、6萬片晶圓/月的產能。2022年的產能目標是12萬片晶圓/月,同時將推出更先進的17nm工藝DDR5/LPDDR5等內存芯片;在下游應用方面,江波龍、佰維存儲和嘉合勁威等存儲產品廠商已經導入長鑫DRAM顆粒,在消費電子、計算機通信和工業領域得到廣泛應用。

采用Fabless模式的國產DRAM存儲器設計公司大都瞄準利基型DRAM市場,比如TV、機頂盒、安防和特定應用領域等,這類廠商包括兆易創新、東芯半導體和紫光國芯等。

長江存儲的Xtacking晶棧架構示意圖。(來源:長江存儲)

國產Flash類型的存儲器廠商以長江存儲為代表,現已發展成為專注于3D NAND閃存設計和制造一體化的IDM廠商,與三星、海力士、美光、西部數據和英特爾等國際存儲器大廠正面競爭。長江存儲的3D NAND Xtacking晶棧技術通過晶圓鍵合工藝,在指甲蓋大小的面積上實現數十億根金屬通道(VIA)的連接,將CMOS 外圍電路晶圓與NAND存儲陣列晶圓合二為一,擁有與同一片晶圓上加工無異的優質可靠性表現,同時具有更快的I/O傳輸速度、更高的存儲密度,以及更高的研發和生產效率。

采用Fabless模式的國產閃存設計公司有兆易創新(NOR/NAND Flash)、北京君正-ISSI、東芯半導體、恒爍半導體和芯天下等。前兩家已經是上市公司,而后面三家也已經上市或正在上市的隊列中,這表明國產存儲器芯片廠商雖然面臨國際巨頭的競爭壓力,仍然有很好的生存和發展空間。

在存儲控制器芯片市場,國產廠商比較多,大都是自研SSD主控芯片,并應用于自己的存儲產品中,這類廠商包括華瀾微、得一微、憶芯科技、山東華芯、得瑞領新、大唐存儲、寶存科技、宏芯宇、大普微電子、華存電子和中勍科技。此外,也有專門研發和銷售存儲主控芯片的公司,他們自己不做存儲產品,而是專注于主控技術和芯片的研發,這類廠商的代表有英韌科技和聯蕓科技。

國產存儲行業有一類特殊的存儲品牌玩家,他們從存儲器IDM廠商購買晶圓和顆粒,并從第三方主控芯片廠商購買存儲主控芯片,通過自家或第三方封測工廠進行封裝測試,生產出不同存儲類型、接口和標準的存儲產品,比如SSD硬盤、USB閃存盤、嵌入式存儲器和存儲卡,以及各種合封(MCP)存儲產品。這類國產存儲廠商有江波龍、佰維存儲和嘉合勁威,他們都位于深圳,而且很重視存儲品牌的營銷。

國產存儲器芯片廠商及其主要產品類型詳列如下:

  • 存儲器IDM:長江存儲(3D NAND閃存)、長鑫存儲(DRAM)
  • 存儲器Fabless:兆易創新(NOR/NAND Flash/DRAM)、北京君正-ISSI(DRAM/SRAM/Flash)、東芯半導體(DRAM/Flash)、恒爍半導體(Flash)、聚辰半導體(EEPROM)、紫光國芯(DRAM)、芯天下(Flash)、輝芒微(EEPROM)
  • 存儲主控芯片Fabless:國科微、聯蕓科技、英韌科技、衡宇科技、芯邦科技
  • 存儲主控芯片和存儲產品廠商:瀾起科技(內存接口芯片/內存模組)、華瀾微、得一微、憶芯科技、山東華芯、得瑞領新、大唐存儲、寶存科技、宏芯宇、大普微電子、華存電子、中勍科技
  • 存儲芯片封裝和存儲產品廠商:江波龍、佰維存儲、嘉合勁威

30家國產存儲器及主控芯片廠商詳細信息

AspenCore分析師團隊根據全球存儲器市調機構、各公司官網和網上公開信息,以及針對相關廠商的問卷調查,匯編整理出30家國產存儲器及主控芯片廠商的基本信息,詳見下表。

長江存儲

  • 核心技術:Xtacking 3D NAND晶棧技術
  • 主要產品:3D NAND閃存晶圓及顆粒、嵌入式存儲芯片,以及消費級和企業級固態硬盤等
  • 應用市場:移動通信、消費數碼、計算機、服務器及數據中心。
  • 競爭力:專注于3D NAND閃存設計制造一體化的IDM廠商,可提供完整的存儲器解決方案。

長鑫存儲

  • 核心技術:DRAM設計和制造工藝技術
  • 主要產品:DDR4 內存芯片、LPDDR4X 內存芯片、DDR4 模組
  • 應用市場:移動終端、電腦、服務器、虛擬現實和物聯網等領域
  • 競爭力:已建成第一座12英寸晶圓廠并投產,在2020年、2021年分別實現了4.5萬片晶圓/月、6萬片晶圓/月的目標。2022年的產能目標是12萬片晶圓/月,同時還將推出更先進的17nm工藝DDR5/LPDDR5等內存芯片。

北京君正

  • 核心技術:XBurst 系列 CPU Core (基于MIPS 指令集)、Helix/ Radix系列 VPU、Tiziano圖像處理器、君正AIE 算力引擎、ISSI存儲技術
  • 主要產品:X2000、X1000/E、X1520、X1500、X1021系列微處理器;T40、T31、T21、T30、T20系列智能視頻處理器;ISSI/Lumissil DRAM、SRAM和Flash存儲器。
  • 目標市場:生物識別、教育電子、多媒體播放器、電子書、平板電腦、AIoT等領域,以及計算和通信存儲市場。

紫光國芯

  • 核心技術:異質集成嵌入式DRAM(SeDRAM)技術、內嵌ECC的DRAM技術
  • 主要產品:DRAM KGD、DRAM芯片、DRAM模組、ECC DRAM等
  • 應用市場:服務器、通信、消費電子、物聯網、邊緣計算、AI、汽車、安防等。
  • 競爭力:西安紫光國芯提供高品質利基型DRAM存儲器完整解決方案,并積累有良好的存儲器/SoC的設計、測試、規模生產及全球銷售等研發和產業化經驗。

國科微

  • 核心技術:全自主固態硬盤控制芯片、無線數據通信核心技術、AVS2超高清智能4K解碼芯片
  • 主要產品:直播衛星高清芯片、智能4K解碼芯片、H.264/H.265高清安防芯片、高端固態存儲主控芯片、北斗導航定位芯片。
  • 目標市場:衛星廣播、無線通信、存儲和信息安全、物聯網應用領域。

瀾起科技

  • 核心技術:高性能DDR內存緩沖控制器、動態安全監控技術(DSC)、異構計算與互聯技術
  • 主要產品:DDR2-DDR5系列內存接口芯片、PCIe Retimer芯片、服務器CPU
  • 目標市場:云計算、服務器、存儲設備及硬件加速器等應用領域。

兆易創新

  • 核心技術:國產SPI NAND Flash工藝技術、基于Armv8-M架構的Cortex-M33內核高性能微處理器
  • 主要產品:NOR Flash、NAND Flash、GD32系列MCU
  • 應用方案:GD25/GD55 B/T/X系列大容量高性能SPI NOR Flash、車載數字組合儀表解決方案、GSL7001光學指紋識別方案
  • 目標市場:工業、汽車、計算、消費類電子、物聯網、移動應用以及網絡和電信行業。

東芯半導體

  • 核心技術:NAND/NOR/DRAM/MCP設計工藝技術
  • 主要產品:中小容量NAND Flash、NOR Flash、DRAM芯片
  • 目標市場:工業控制、通訊網絡、消費電子、移動設備、物聯網。

芯天下

  • 核心技術:成熟閃存及新型存儲技術
  • 主要產品:SPI NOR Flash, NOR MCP, SPI NAND Flash, SD NAND Flash, NAND MCP等。
  • 目標市場:物聯網,顯示與觸控,通信,消費電子,工業等領域。

聚辰半導體

  • 核心技術:串行EEPROM、邏輯加密卡、零漂移軌到軌輸入輸出運放
  • 主要產品:EEPROM、智能卡芯片
  • 目標市場:智能手機、液晶面板、藍牙模塊、通訊、計算機及周邊、醫療儀器、白色家電、汽車電子、工業控制等眾多領域。

恒爍半導體

  • 核心技術:基于NOR Flash的存算一體架構;50nm制程的NOR Flash存儲
  • 主要產品:SPI NOR flash存儲器;基于NOR flash的存算一體CIM AI加速芯片; 基于ARM Cortex的32位MCU
  • 目標市場:可穿戴設備、智能音響、安防監控、物聯網IoT、泛在電力物聯網、汽車電子、消費電子及工業等領域。

輝芒微

  • 核心技術:EEPROM UltraEE工藝技術
  • 主要產品:MCU、電源管理IC、存儲器
  • 應用市場:家電、消費電子、物聯網應用領域。
  • 競爭力:同時在微控制器、電源管理芯片及存儲器這三大領域具備技術積累和量產經驗的IC設計企業。

華瀾微

  • 核心技術:計算機總線接口、數據存儲和數據安全核心技術
  • 主要產品:存儲控制芯片 、存儲模組、存儲系統、行業大數據解決方案
  • 應用市場:存儲卡、USB閃存盤、移動硬盤、固態硬盤、硬盤陣列以及大數據存儲系統,以及特殊行業信息安全應用。
  • 競爭力:華瀾微著力建設包括存儲控制器、存儲模塊、存儲設備和系統、信息安全芯片、安全存儲、大數據安全等為一體的生態體系,以自主研發的芯片為核心競爭力,延伸發展模塊和系統產業。

聯蕓科技

  • 核心技術:NAND Flash控制芯片技術
  • 主要產品:SATA接口SSD控制芯片、PCIe接口SSD控制芯片、嵌入式存儲控制芯片、以太網收發器
  • 應用市場:個人電腦、數據中心、工業控制
  • 競爭力:聯蕓科技獨創出NAND Flash閃存自適配專利技術,支持所有存儲器廠商的NAND Flash閃存顆粒,包括MLC/TLC/QLC產品,可以為固態存儲領域提供具有競爭力的高性能存儲解決方案。

得一微

  • 核心技術:存儲控制器的核心IP和芯片技術
  • 主要產品:PCIe/SATA SSD 主控芯片、PCIe/SATA SSD固態硬盤、嵌入式存儲產品及主控芯片、USB/存儲卡及主控芯片、存儲控制IP
  • 應用市場:消費級、企業級、工業級、汽車級存儲應用。
  • 競爭力:得一微電子為行業客戶提供存儲控制芯片、工業用存儲模組、IP和設計服務在內的一站式存儲解決方案。已獲得授權發明專利224項,擁有所有存儲控制器的核心IP,并提供存算一體解決方案。

憶芯科技

  • 核心技術:存儲主控技術、DeepSSD存算融合邊緣計算技術
  • 主要產品:消費級和企業級SSD主控芯片;NVMe消費級SSD STAR1200C;基于定制化Open-Channel接口的OC SSD;NVMe企業級SSD STAR1200E;基于AI存儲主控的DeepSSD產品
  • 應用市場:消費級、企業級存儲應用,以及信創應用
  • 競爭力:憶芯科技總融資超過5億元,業務覆蓋消費級和企業級SSD主控芯片,自主研發的高性能低功耗NVMe SSD主控已量產出貨,支持多個知名品牌廠商推出高性能NVMe固態硬盤。

英韌科技

  • 核心技術:第三代LDPC ECC技術(即第二代 4K LDPC)
  • 主要產品:消費級SSD 控制器包括Shasta (IG5208)、Shasta+(IG5216)、Rainier IG5236、RainierQX/RainierQ (IG5220/IG5221);企業級SSD 控制器包括Rainier IG5636、Tacoma
  • (IG5666/IG5668)
  • 應用市場:云計算、人工智能、數據中心、無人駕駛汽車等領域。
  • 競爭力:Rainier是英韌科技在2019年發布、2020年量產的PCIe 4.0控制器,是全球第一顆量產的PCIe 4.0商用控制器。Tacoma系列是PCIe Gen5 x4、NVMe 1.4 固態硬盤主控芯片,支持容量高達32TB,采用先進的12nm FinFET CMOS 工藝,主要定位于高端數據中心、人工智能和企業級應用。

山東華芯

  • 核心技術:面向安全應用的大容量固態硬盤關鍵技術
  • 主要產品:HX8800國密主控芯片及SSD模組、USB3.0主控芯片及U盤、高性能閃存卡
  • 應用市場:計算存儲板卡系統、數據存儲安全應用、消費級 SSD 類產品應用。

衡宇科技

  • 核心技術:閃存控制芯片技術
  • 主要產品:eMMC/SSD/SD/UFS主控芯片
  • 應用市場:消費電子、PC、筆記本電腦及工業計算機等。

得瑞領新

  • 核心技術:自研核心 IP 和存儲主控芯片技術
  • 主要產品:TAI/MENG NVMe SSD 控制器、企業級NVMe SSD存儲產品
  • 應用市場:數據庫、云計算、虛擬化、流媒體、大數據分析、軟件定義存儲、金融和電信系統等
  • 競爭力:獲得近10億元融資,專注于企業級NVMe SSD主控芯片及存儲產品方案,主要服務互聯網頭部公司和運營商、金融、能源等行業客戶。

芯邦科技

  • 核心技術:存儲控制器和觸控技術
  • 主要產品:U 盤主控系列芯片;SD/MMC 存儲卡控制芯片、讀卡器控制系列芯片、觸控芯片
  • 應用市場:家電、消費電子、手機、電腦等。

大唐存儲

  • 核心技術:超聚合安全存儲技術
  • 主要產品:企業級/商業級/工業級SSD,存儲主控芯片
  • 應用市場:金融、電信、能源、交通、醫療等行業領域
  • 市場競爭力:擁有自主IC設計能力和底層固件研發能力,可根據用戶不同的行業需求進行差異化定制服務。團隊由在安全芯片領域已深耕20多年的核心技術人員和在固態存儲領域有多年經驗的專家組成。

大普微電子

  • 核心技術:SSD主控芯片設計和智能企業級SSD
  • 主要產品:企業級智能SSD、數據存儲處理器芯片及邊緣計算等相關智能存儲產品
  • 應用市場:大數據、互聯網、數據中心和云計算等企業級應用領域
  • 市場競爭力:最早提出存儲“DPU”概念,積極推動中國“存算一體”與“智能存儲”產業發展。已申請國內外發明專利超過200項,超過200名團隊成員,具備從高端芯片設計到存儲產品量產交付的全棧能力。

宏芯宇

  • 核心技術:USB 3.0接口存儲控制芯片
  • 主要產品:嵌入式存儲器、移動存儲器、集成電路主控制器
  • 應用市場:消費類電子產品、工業類電子產品、云計算、智能監控、無人駕駛、機器人、人工智能等
  • 市場競爭力:設立深圳、合肥、臺灣三地研發中心,80%研發人員占比,擁有100多項專利認證和軟件著作權。

寶存科技

  • 核心技術:企業級閃存存儲和FFSA主控技術
  • 主要產品:標準化PCIe SSD、NVMe SSD、定制化Open Channel SSD企業級固態存儲產品
  • 應用市場:數據庫、虛擬化、云計算、大數據、人工智能等應用領域
  • 競爭力:借助慧榮科技(Silicon Motion)強大的閃存主控研發背景,企業級存儲在眾多超大數據中心成功應用,可提供全方位的企業級存儲解決技術及方案。

華存電子

  • 核心技術:PCIe Gen5 固態硬盤SSD主控技術
  • 主要產品:eMMC、SSD、存儲模組、存儲主控芯片
  • 應用市場:物聯網、汽車電子、桌面和移動電腦、數據中心服務器等。
  • 競爭力:自研PCIe Gen5 SSD主控芯片,獨創硬固件融合XSDirectA架構,兼顧提升QoS質量與傳輸速率峰值;加入國密算法與AI調適功能,提升數據安全存儲能力。

中勍科技

中勍科技為國防軍工行業提供安全、可靠、高速、可定制化的固態存儲解決方案。其產品包括存儲控制芯片、SSD盤、存儲陣列、存儲板卡、高速記錄儀等信息安全存儲設備,并提供按需定制的存儲部件,滿足特殊行業對數據安全和高效的要求。

江波龍

  • 核心技術:存儲算法與固件、存儲芯片封測技術
  • 主要產品:嵌入式存儲、移動存儲、固態硬盤、內存條
  • 應用市場:移動終端、功能設備、智能家居、智能穿戴、數據中心、網通設備、商業電子、智慧終端、工業控制、安防監控、車載應用、人工智能
  • 競爭力:擁有FORESEE行業存儲品牌和雷克沙(Lexar)消費存儲品牌,可提供車規級存儲、工規級存儲和企業級存儲的完整存儲解決方案。此外,還擁有存儲芯片封裝和測試產線。

佰維存儲

  • 核心技術:存儲算法與固件、存儲芯片封測技術
  • 主要產品:嵌入式存儲芯片、存儲模組
  • 應用市場:電腦、手機、消費電子、移動存儲、服務器、汽車電子、工業級存儲應用。
  • 競爭力:擁有半導體存儲器和先進封測制造核心競爭力,以及以SiP為核心的先進封測服務。

嘉合勁威

  • 核心技術:存儲芯片測試技術
  • 主要產品:內存模組、SSD固態硬盤、各類存儲存儲方案
  • 應用市場:移動終端、個人電腦、通信設備、工業控制計算機系統、企業級服務器、數據中心、云存儲等。
  • 競爭力:擁有晶圓封裝產線/模組貼合產線/DRAM測試產線/SiP測試產線4大生產線,以及消費存儲品牌光威、高端存儲品牌阿斯加特,以及工控領域的神可品牌。