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源于美国,兴于日韩,未来看中国!揭秘存储行业60年兴衰

2021-04-20 14:33 智东西

导读:存储行业遵循着摩尔定律,每 18 个月集成度提升 1 倍,意味着性能提升 1 倍,而单位价格却下降一半。

信息存储的需求基石,来源于文明传承与延续,随着世界数字化趋势而爆发增长。按照存储介质的不同,现代数字存储主要分为光学存储、磁性存储和半导体存储三类。从存储市场规模来看,2019 年机械硬盘市场规模约为 585 亿美元,占据总体市场的 32%;DRAM 市场规模约为 603亿美元,占 33%;FLASH 市场规模约为 480 亿美元,占 26%。

存储行业遵循着摩尔定律,每 18 个月集成度提升 1 倍,意味着性能提升 1 倍,而单位价格却下降一半。半导体存储产品在过去的 60 多年里,每一种主流产品的技术都快速演进与迭代,对于玩家来说既是机遇也是危险,每一次新技术的迭代充满着客户选择的未知,需要玩家全力以赴,如果踩准市场需求,则一个小玩家也能平地而起,而如果猜错路线,则大玩家也面临无情淘汰。

一、存储行业:文明传承的基石

从文明诞生以来,人类就一直在寻求能够更有效存储信息的方式,从 4 万年前洞穴壁画、结绳计数、6000 年前泥板上楔形文字、到后来的书本。直到信息爆炸的现代,存储模式已经发展为光盘、U 盘、硬盘等等,存储器的更新换代从未停止。

随着科技的发展,存储需求量级发生了巨大的增长,也促使存储量级及存储介质发生了深远的变化。据 IDC 预测,全球数据圈(每年被创建、采集或复制的数据集合)将从 2018 年的 32ZB 增至 2025 年的 175ZB,增幅超过 5 倍。其中,中国数据圈增速最为迅速,2018 年,中国数据圈占全球数据圈的比例为 23.4%,即 7.6ZB,预计到 2025 年将增至 48.6ZB,占全球数据圈的 27.8%,中国将成为全球最大的数据圈。数据产生量的爆发式增长驱动对存储需求大幅增长,也促进了存储方式的进一步创新和发展。

▲2018 年 NOR FLASH 市场格局

长江存储的自主开发 3D NAND 快速量产,将迎来收获期快速量产,将迎来收获期。2016 年 3 月 28 日国家存储器基地在武汉启动,同年 7 月 26 日,总投资约 1600 亿的长江存储科技有限责任公司正式成立,长江存储项目是 2016 年国家大基金单笔出资最大的项目。公开资料显示,截至目前长江存储已在武汉、上海、北京等地设有研发中心,全球共有员工 6000 余人,其中资深研发工程师约 2200 人。通过不懈努力和科技创新,长江存储致力于成为全球领先 NAND 闪存解决方案提供者。

2020 年 3 月,大基金二期表示积极支持湖北产业发展,将投资 800 亿元左右于长江存储。此外,2020 年,长江存储宣布 128 层 TLC/QLC 两款产品研发成功,且推出致钛系列两款消费级 SSD 新品。据日经社报道,长江存储有望在 2021年底占据全球 NAND 市场份额的 7%。

五、国内存储产业链

随着半导体产业东移,我国相关行业玩家近些年成为了国际半导体产业链不可或缺的环节,并且我国又是半导体消费大国,国内需求基础坚实。以下我们来梳理下存储行业国内的主要玩家:

存储制造端: 长江存储、长鑫存储。

武汉长江存储:自研 3D NAND 堆叠工艺,大都会娱乐ag是什么网站:引领全球。计划总投资约 1600 亿,全球员工已超 6000 余人,其中资深研发工程师约 2200人,已宣布 128 层 TLC/QLC 两款产品研发成功,且进入加速扩产期,目前产能约 7.5 万片/月。

合肥长鑫存储:DRAM 大厂产能快速建设。计划总投资超过 2200 亿元,已经建立了一支拥有自主研发实力、工作经验丰富的成建制国际化团队,员工总数超过 2700 人,核心技术人员超过 500。 2020年 11 月,大基金等产业资本增资长鑫母公司 149 亿,且产业链预计长鑫存储17nm 内存有望明年问世,目前预计产能可达 12 万片/月。

存储芯片设计公司 :兆易创新、澜起科技。

兆易创新:Nor Flash 领先企业,积极布局 NAND 、DRAM 领域,打开成长天 领域,打开成长天花板。2019 年公司存储芯片营收 25.56 亿元,历年闪存芯片累计出货超 100 亿颗;研发实力突出,已积累 638 项授权专利。Nor Flash 全球第三,38nm SLC NAND制程产品稳定量产。与长鑫存储合作开发 DRAM,2021 年计划采购 DRAM 产品 19.33 亿元,并投入 3000 万元于产品联合开发平台。

澜起科技:内存接口芯片全球前三, DDR5 蓄势待发。

2020 年公司内存接口芯片营收 17.94 亿元。公司研发实力雄厚,发明的 DDR4全缓冲“1+9”架构被采纳为国际标准;且是 JEDEV 固态技术协会董事会成员,具有重要话语权。已完成第一子代 DDR5 RCD 研发,完成小批量出货。拓展配套电源管理芯片、温度传感器、串行检测芯片,力争提供一站式解决方案。预计 2021 年下半年实现 DDR5 上量。

存储涉及设备类公司:中微公司、北方华创等。

中微公司:国产 CCP 刻蚀龙头,ICP 刻蚀机进入验证期。2020 年公司刻蚀设备收入 12.89 亿元。核心技术人员超 400 人,是国产替代化进程领跑者。CCP 刻蚀设备可应用于 64 层 3D NAND 量产,并正在开发新一

代 128 层关键刻蚀产品。ICP 刻蚀设备已进入验证期,且继续研发 1Xnm DRAM芯片和 128 层以上 3D NAND 芯片的刻蚀需求。2020 年定增 100 亿元,扩张产能加强研发;投资上海睿励检测设备公司,丰富产品线。

北方华创:半导体设备领先企业,刻蚀、薄膜沉积多产品发展。2019 年公司电子工艺装备 31.91 亿元,涉及刻蚀机、薄膜沉积设备、清洗机等多种存储所需设备。技术和人才竞争优势显著,研发人员超 1000 人,先后完成 12 寸 90-28nm 制程刻蚀机公关工作,PVD、CVD、PVD 技术储备均达28/14nm 节点。14nm 制程刻蚀机设备已交付验证,将持续推进对先进制程设备的研发。

精测电子:从 0 到 到 1 ,全面布局半导体前道、后道检测领域。2019 年公司在半导体设备板块实现零的突破,实现营收 469.56 万元,已基本形成在半导体检测前道、后道全领域的布局。国产化研发进程快,已取得 934项专利。合资武汉精鸿聚焦 ATE 领域,有效利用 IT&T 存储领域积累,加快研发进程,已实现小批量订单。定增投资上海精测 7.43 亿元,膜厚产品已取得批量重复订单,预计电子显微镜等相关设备将推向市场。

盛美半导体:单晶圆清洗设备龙头,承担清洗设备国产化重任。2020 年实现营收 1.57 亿美元。公司拥有自主研发的 SAPS 和 TEBO 两项清洗技术,推出的 Ults Tachoe 清洗设备可将硫酸使用量降低十倍。2021 年 1 月 8日,首台应用于大功率半导体器件制造的新款 12 寸单晶圆薄片清洗设备通过量产要求,提前验收。总投资 8.8 亿元的盛美临港项目,计划于 2023 年竣工并开始试营,2026 年将达产 130 台。

沈阳拓荆:国内 PECVD 行业翘楚。公司已形成具有资深经验的国内外专家团队,通过多年技术积累,累计申请专利 453 项。12 寸 PECVD 设备 PT-300 是我国首台自主研发的大规模集成电路专用薄膜生产设备。3D NAND PECVD 设备可实现超过 128 对的 SiO2、SiN多层薄膜堆叠结构,已出厂至客户端。2019 年获立霸股份 1.33 亿元投资,将进一步加快对 PECVD 的研发。

华海清科:首个国产 CMP 制造商。2019 年 CMP 设备营收 1.95 亿元,建立稳定高效研发体系,授权及发明专利200 余项。作为国内唯一实现量产的 12 英寸 CMP 供应商,设备已取得量产应用,累计出货 43 台。CMP 设备在 3D NAND 已突破至 128 层,DRAM 领域突破至 1X/1Ynm。2020 年开始科创板上市进程,拟募资 3.5 亿元用于 CMP 设备的进一步研发。

存储涉及材料类公司:沪硅产业、鼎龙股份、安集科技等。

沪硅产业:大硅片国家队,定增发力 300mm 硅片。2020 年实现营收 18.11 亿元。技术优势显著,300mm 大硅片和 200mm 及以下半导体硅片认证产品数量持续增加。认证 300mm 硅片累计超过 50 种,实现了 64 层 3D NAND 产品验证,19nm DRAM 芯片和 128 层 3D NAND 产品正处于认证和研发中。2021 年 2 月 25 日,定增募集 50 亿元,拟使用 15 亿元用于300mm 高端硅片研发与芯片制造,预计将新增 30 万片/月可应用于先进制程的300mm 半导体硅片产能。

鼎龙股份:抛光垫半导体材料龙头,延续良好态势。 2019 年 CMP 抛光垫业务实现营收 1233 万元。公司研发实力雄厚,拥有专利500 余项。CMP 抛光垫产品布局完善,成熟制程产品持续开拓市场,先进制程产品已获得客户订单。清洗液产品研发进展良好,已向客户推介。2021 年 1 月15 日公告拟投资 1.67 亿元建设集成电路 CMP 抛光垫项目,目标抛光垫年产能50 万片,投资 2 亿元建设年产 1 万吨集成电路制造清洗液项目。

安集科技:抛光液新产品放量。2019 年抛光液实现营收 2.36 亿元。公司持续加大研发投入,技术人员稳定增长,已获得 199 项发明专利,另有 216 项发明专利申请已获受理。钨抛光液已有多款产品应用到 3D NAND 先进制程,介电材料抛光液已在 3D NAND 先进制程中按计划进行验证。2019 年 IPO 募投中 1.2 亿元用于 CMP 抛光液生产线扩建,2020 年前期研发产品受到客户青睐,用量明显上升。

封测端:深科技、华天科技等。

深科技:拟整合业务,聚焦存储半导体封测。公司拥有 1600 余名技术人员,是国内最大的专业 DRAM 内存芯片封测企业,能够实现封测技术自主可控。2020 年 10 月,公司公告与大基金二期设立合资公司,加码存储封测和模组制造,投资 30.67 亿元建设 DRAM 存储芯片封测/存储模组/NAND Flash 存储芯片封装业务,以及产能分别达 4800 万颗/246 万条/320 万颗。2021 年 2 月 24 日,公告称拟整合通讯与消费电子业务,聚焦存储半导体封测。

华天科技:定增扩产,提高封装技术。2019 年集成电路业务实现营收 78.61 亿元。公司拥有 2500 余名研发人员,持续开展集成电路先进封装技术和产品研发,已开发 3D NAND 存储器 16 层叠层封装技术。2021 年 1 月 20 日,定增募资中 15 亿元用于存储及射频类集成电路封测产业化项目,将形成年产 BGA、LGA 系列集成电路封装测试产品 13 亿只的生产能力。

中国是全球数据增长最快的国家之一,2019年大数据储量高达9.3ZB,2020年预计达到12ZB。而在这海量数据快速增长的背后,是对信息存储市场需求的快速增长。国存储芯片发展较晚,2016年以前行业几乎没有生产能力,存储芯片极度依赖于进口。面对国外企业在存储芯片行业所拥有的垄断优势,近年来中国开始在存储芯片行业投入巨资, 加上国内厂商奋力追赶,已在部分领域实现突破,逐步缩小与国外原厂的差距。

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