括固态硬盘全景调研与发展战略研究

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1、括固态硬盘全景调研与发展战略研究一、 半导体存储器行业未来发展趋势（一）下游需求多点开花，半导体存储器市场有望持续扩容存储器产业链下游涵盖智能手机、平板电脑、计算机、网络通信设备、可穿戴设备、物联网硬件、安防监控、工业控制、汽车电子等行业以及个人移动存储等多个领域，其中多个细分市场需求爆发式增长，从而带动整个存储器行业的持续扩容。随着移动通信技术的发展和移动互联网的普及，作为半导体存储器行业下游最重要的细分市场之一，智能手机和平板电脑市场的景气度对半导体存储器的行业发展有重要的影响。受益于5G时代来临带来的新一轮换机潮，以及疫情期间线上办公场景应用的推动，智能手机和平板电脑行业均迎来了需求侧的

2、市场扩容。在智能手机行业方面，手机出货量在2017年创出新高后在2018年与2019年分别下降4%和1%，出货量在2019年下滑速度已经减缓，在2020年走出反弹趋势。2020年主要由两波驱动因素带来换机潮，一方面2017年手机出货量最高，到2020年已经3年，而多数手机的使用寿命为2-3年，新旧手机更换将驱动产生换机潮。另一方面，2020年5G机型正式开启走量阶段，5G商用不断成熟，5G机型下放至千元段位，由5G驱动的换机潮已经来临。除了智能手机本身出货量的增长带来的存储芯片行业需求扩张之外，智能手机行业的另一个发展趋势是单机存储容量的不断增加，根据美光公告，2021年手机闪存容量平均值预计

3、达到142G，相较于2017年的43G实现了2倍以上的增长，2020年旗舰手机的闪存规格也已经达到了TB级别。5G通信技术的发展极大提高了信息传输的速率，也带动了信息存储容量的扩增，未来5G手机的平均存储容量将进一步提升。在智能平板电脑行业方面，2014年以来，全球平板电脑市场出货量呈下降趋势，近年来市场出货量维持稳定水平，同时产业向头部企业逐渐集聚，龙头企业如苹果、三星等企业占据了市场的绝大部分份额。2020年，国内平板电脑市场第一季度受疫情影响，产能受限，出货量大幅下降，但同时线上教育、医疗、办公的火热发展，也极大程度促进了平板电脑市场的需求提升，消费级平板电脑一度出现供不应求的市场情况。

4、智能可穿戴设备是综合运用各类识别、传感、数据存储等技术实现用户交互、生活娱乐、人体监测等功能的智能设备。智能可穿戴设备行业按照应用领域可以划分为医疗与保健、健身与健康及信息娱乐等。智能可穿戴设备的功能覆盖健康管理、运动测量、社交互动、休闲游戏、影音娱乐等诸多领域，主要品类包括TWS蓝牙耳机、智能手表、智能眼镜、AR/VR设备等。根据IDC发布的全球可穿戴设备季度跟踪报告，2013-2020年，全球可穿戴设备出货量呈快速增长的趋势。2019年，全球可穿戴设备出货量为337亿部，较上年同比增长812%，可穿戴设备市场扩张迅速。受疫情影响，2020年的可穿戴设备出货量为4447亿，较2019年同比增

5、长32%。智能手表和TWS耳机将持续推动可穿戴设备普及率的提升。一方面，身体健康数据监测和运动监测功能的需求带动智能手表的市场持续扩大；另一方面，由于轻巧、连接稳定的优质特性，市场对TWS耳机的需求增长强劲。可穿戴设备将不断改进人们的运动、健康、休闲娱乐等生活方式，市场现在普遍预期穿戴式装备的成长空间将超过手机和平板，将迎来广阔的发展前景。根据IDC报告，2021年，全球可穿戴设备终端销售市场规模可达到7778亿美元，到2025年，全球可穿戴设备终端销售市场规模将达到1，0635亿美元，年均复合增长率达814%。存储器是可穿戴设备的重要组成部分，很大程度上影响穿戴设备的性能、尺寸和续航能力。伴

6、随智能可穿戴设备行业在各垂直领域应用程度的加深，智能可穿戴设备行业将持续扩容，可穿戴设备对存储器的需求也将显著增长；同时，可穿戴设备因为功耗、空间的限制，对存储器的能耗比、尺寸、稳定性等多个特性指标的要求也将不断提高，为掌握存储器研发设计和制造测试的优质存储器厂商带来发展优势。随着汽车消费升级、新能源汽车的推广以及相关政策推动，汽车电动化和智能化将成为新趋势。随着智能化程度的不断加深，汽车正逐步完成由交通工具到移动终端的转变，同时也给存储行业带来新的市场机遇。当前，汽车产品中主要是信息娱乐系统、动力系统和高级驾驶辅助（ADAS）系统中需要使用存储设备，随着智能化程度提高，所需的存储容量也随之增

7、长。美国欧洲日本等国家和地区较早开始发展智能网联汽车，各国政府出台了一系列政策以推进智能网联汽车产业发展。根据美国IHS的预测，2022年全球联网汽车的市场保有量将达35亿台，市场占比达到24%，具有联网功能的新车销量将达到9，800万台，市场占比达94%；到2035年全球智能驾驶汽车销量将超过1，000万辆。近年来，我国政府也开始重视智能网联汽车发展，2020年2月，国家发改委、网信办、科技部、工信部等11部门联合印发智能汽车创新发展战略，提出到2025年将实现有条件自动驾驶的智能汽车达到规模化生产，实现高度自动驾驶的智能汽车在特定环境下市场化应用，这为十四五期间，我国辅助驾驶系统（ADAS

8、）的发展提供了良好的政策环境。随着国家政策扶持力度的不断加大以及相关技术的日趋成熟，我国智能网联汽车将进入快速发展通道，从而带动存储器产业实现进一步发展。根据Gartner的数据显示，2019年全球ADAS中的DFlash存储消费达到22亿GB，同比增长21429%，预计至2024年，全球ADAS领域的DFlash存储消费将达到415亿GB，2019年-2024年复合增速达799%。另外，由于存储芯片的性能关乎整车行驶的安全性，车载存储器在响应速度、抗振动、可靠性、纠错机制、Debug机制、可回溯性以及数据存储的高度稳定性等方面相比消费类产品要求更为严苛，单位产品附加值也较消费级产品有明显提升

9、。在汽车智能化快速发展的趋势下，未来车载存储芯片市场容量有望快速扩容。近年来，云计算、大数据、物联网、人工智能等市场规模不断扩大，数据量呈现几何级增长，数据中心及服务器等企业级应用市场固定投资不断增加。2022年2月，国家发改委等部门印发关于印发促进工业经济平稳增长的若干政策的通知实施东数西算工程，通过构建数据中心、云计算、大数据一体化的新型算力网络体系，将东部算力需求有序引导到西部，优化数据中心建设布局，促进东西部协同联动。数据中心级固态硬盘、数据中心级内存条等产品适用于数据中心及服务器等市场。一方面互联网巨头纷纷自建数据中心，同时传统企业上云进程加快，两者共同带动服务器数据存储市场规模快速

10、增长。在数据中心作为新型基础设施加快建设的背景下，服务器/数据存储的市场规模将继续快速增长，该细分领域的需求将大幅增加。长期看，在未来增量需求及替代需求驱动下，服务器出货量仍将长期保持增长态势：十四五规划纲要提出打造数字经济新优势，新基建政策持续推进，率先布局智算新基建已经成为数字经济转型升级的产业共识，中国各地掀起人工智能计算中心落地潮，智算中心所承载的AI算力将是驱动智慧时代发展的核心动力，为服务器市场带来巨大的增长空间。未来，5G时代云计算将加速普及，边缘计算、物联网等新增应用将会带来巨量的数据流量，井喷的数据流量需要更强算力的服务器支持，运营商、云服务厂商将进入大量建设数据中心的阶段，

11、服务器需求将持续增长；由于产品老化、性能升级等原因，服务器更换周期一般为3-5年，2017、2018年采购的大量服务器将于未来几年进行更换，带动服务器需求。依据DIGITIMESResearch数据，2025年全球服务器出货量将增长至2，2107万台，服务器市场未来数年的出货量提升将带动半导体存储器市场的繁荣发展。同时，半导体存储器，尤其是DFlash具有特定的寿命限制，在数据中心应用中拥有海量的更换需求。（二）半导体存储器行业在波动中增长随着全球电子信息产业的迅速发展和需求的脉冲式爆发，全球半导体行业在增长中呈现出一定的价格波动性。存储器行业作为半导体行业中最重要的分支之一，其行业特征具有上

12、游产能集中、下游需求多变的特点，上游厂商的竞合、技术的快速更迭及下游应用需求的多变等因素导致存储器价格具有一定的波动性。存储晶圆规格趋同，供应集中，下游电子产品发展日新月异，需求多样、多变，供需之间无法完全匹配，因此存在短期性的供需失衡，导致阶段性和结构性的供给过剩/不足，从而导致存储器价格的短期波动。从长期来看，信息技术发展带来的数据存储和交互需求不断增长，整个存储器市场亦随之不断增长。总体而言，随着下游应用场景的不断拓展，终端应用存储容量需求的持续提升，半导体存储器行业呈现出在波动中增长的显著特点。以DRAM产业为例，2020年全球DRAM的供需规模已接近20，000PB，近十年持续保持了

13、高速增长趋势。当前新一代信息技术蓬勃发展，数据的存储需求与日俱增，叠加半导体存储器行业资本开支已经回落至低点，市场整体产能趋紧，行业整体预计将迎来新一轮的景气行情。（三）国内半导体存储器厂商迎来发展机遇目前，国产DRAM和DFlash芯片市场份额低于5%，发展前景较大。在中国互联网+、大力发展新一代信息技术和不断加强先进制造业发展的战略指引下，国内信息化、数字化、智能化进程加快，用户侧的视频、监控、数字电视、社交网络等应用和制造侧的工业智能化逐渐普及，刺激存储芯片的市场需求快速增长。2014年以来，中国成为全球最大的消费电子市场，并开始扮演全球消费电子行业驱动引擎的角色。此外，5G、物联网、数

14、据中心等新一代信息技术在中国大规模开发及应用，也催生了我国对半导体存储器的强劲需求。以长江存储和长鑫存储为代表的本土存储晶圆原厂依托中国市场广阔需求，市场份额逐步增长，但与国际存储晶圆厂商仍有显著差距。随着国内存储器产业链的逐步发展和完善，以佰维存储为代表的存储器研发封测厂商也迎来了发展机遇。二、 半导体存储器行业现状及趋势半导体存储器一般指半导体集成存储器，用半导体集成电路工艺制成的存储数据信息的固态电子器件。它由大量相同的存储单元和输入、输出电路等构成。按功能的不同，半导体存储器可分为随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）和串行存储器三大类。三、 行业产业链状况存储芯片，是以半导体电路

15、作为存储媒介的存储器，用于保存二进制数据的记忆设备。存储芯片是半导体产业的重要分支，约占全球半导体市场的四分之一至三分之一。存储芯片行业上游主要为硅片、光刻胶、CMP抛光液等原材料以及光刻机、PVD、CVD、刻蚀设备、清洗设备和检测与测试设备等设备;中游为存储芯片制造及封装，常见的存储芯片包括DRAM、D闪存芯片和NOR闪存芯片等;下游为消费电子、信息通信、高新科技技术和汽车电子等应用领域。四、 行业未来发展趋势存储颗粒由于受器件特点等因素影响，可靠性随着使用时间的增加而逐渐降低。存储控制芯片作为存储器产品不可或缺的组成部分，可实现存储颗粒的均衡使用、有效延长存储颗粒的使用寿命、提高存储颗粒的

16、数据存储性能。因此，存储控制芯片公司与存储颗粒厂、存储模组厂的紧密合作可加快新型颗粒及新型存储器产品的上市时间。由于DFLASH工艺制程、堆叠层数和架构快速升级，DFLASH技术难度越来越高，存储密度不断提高，使得存储颗粒中的数据错误或数据丢失的概率显著增加，使用寿命也快速下降。随着云计算、大数据、人工智能的发展以及存储器产品的容量需求不断增加，半导体存储器也衍生了如计算型存储、分布式存储、基于新型存储颗粒和存储接口的持久内存等新型存储器产品形态，其对存储控制芯片的架构、功耗要求、对存储颗粒的多通道并行管理能力、数据安全等方面要求也相应变高，使得存储控制芯片在存储器产品的价值不断提高。从机械硬

17、盘（HDD）到固态硬盘（SSD）的演进与革新是计算机存储设备最重要的历史变革之一。由于机械硬盘系通过旋转盘片搜索数据，当读写速度超过一定量级时，就会出现噪音或功耗变大等物理临界问题。固态硬盘则是将数据存储于半导体电路内，采用数字方式驱动，取消了机械部件，功耗较低且运行过程中不会产生噪音，完全消除旋转和寻道的延迟，大幅提高数据处理速度，特别是在大吞吐率的随机读写性能上有数个数量级的提高。根据Wikibon和艾瑞咨询报告，在SSD存储器价格不断接近HDD存储器的趋势下，SSD存储器出货量于2020年首次超过HDD存储器，并持续加速替代进程，特别是在性能和能源使用效率要求高的应用场合已成为首选。五、

18、 行业下游分析2019年之后，我国5G商用加速；2020年后新冠疫情居家线上办公、网课需求大增；加上疫情之后人们健康意识提高，外出运动等活动增加等，使得我国5G手机、平板电脑以及可穿戴设备等消费电子出货量逐年增长，进而拉动了我国存储芯片需求的持续旺盛，从而使得我国存储芯片市场规模2019年到2021年继续呈现逐年增长态势。近年来，国家不断出台利好政策扶持新能源产业，新能源汽车行业也得以快速发展。我国新能源汽车的产量和销量稳步上升，在2021年更是出现大幅上升，产量和销量分别达到3545万辆和3521万辆。新能源汽车的蓬勃发展促进了汽车电子产业并同时带动存储芯片行业的发展。按照存储介质的不同，现

19、代数字存储主要分为光学存储器、磁性存储器和半导体存储器三类。光学存储器包括CD、DVD等。磁性存储器包含磁带、软盘、HDD硬盘等。半导体存储器是目前存储领域市场规模最大的存储器件。自上世纪40年代电子计算机问世以来，计算机存储设备随着其他硬件设备的发展和软件、数据量的不断增长处于持续的迭代更新中。整体来看，存储介质经历了磁-光-半导体的变化历程，带来了单位存储器容量的大幅上升、数据读写速度的跃升以及存储器单位物理体积的显著缩小。六、 行业上游分析半导体硅片是生产集成电路、存储器、传感器等半导体产品的关键材料。随着芯片制造产能的持续扩张，中国硅片产业市场规模呈高速增长趋势。2019-2021年，

20、中国半导体硅片市场规模连续超过10亿美元，2021年市场规模达1656亿美元，同比增长2404%，预计2022年国内半导体硅片市场规模将增加至1922亿美元。中国大陆半导体硅片企业技术较为薄弱，市场份额占比较小，技术工艺水平以及良品率控制等与国际先进水平相比仍具有显著差距。国内半导体硅片龙头企业包括沪硅产业、中环股份、立昂微、中晶科技等，2020年市场份额分别为121%、106%、77%、15%。光刻胶又称光致抗蚀剂，是指通过紫外光、电子束、离子束、X射线等的照射或辐射，其溶解度发生变化的耐蚀剂刻薄膜材料，在半导体工业、PCB、平板显示等领域广泛应用。数据显示，我国光刻胶市场规模由2017年5

21、87亿元增至2020年84亿元，年均复合增长率为127%。2022年我国光刻胶市场规模可达986亿元。随着国家政策的推动、高新技术的发展，以及下游需求的不断增长，特种气体市场规模持续快速增长。数据显示，中国特种气体市场规模由2017年的175亿元增长至2021年的342亿元，复合年均增长率达1824%。全球半导体设备行业复苏，服务器云计算和5G基础建设的发展，带动相关芯片的需求，2020年光刻机销售额与销量增速稳定提升。2021年全球光刻机销量为450台，随着下游市场需求持续升高，预计2022全球市场仍将持续增长，销量将达510台。七、 半导体存储器介绍现代社会被称为信息社会，信息技术渗透到经

22、济、产业、服务领域的所有部门，信息化产业在国民经济中占有的比重越来越大。数据作为数字经济和信息社会的核心资源和关键生产要素，其安全存储、可靠传输与管理、高效分析与利用变得至关重要。半导体存储器作为目前最主流的数据存储和数据交换设备，以半导体电路为存储介质，具有体积小、存储速度快、存储密度高等优点，被广泛应用于各类电子信息产品中。半导体存储器按照介质分类可主要分为DRAM和DFLASH。其中，DRAM属于挥发性介质，断电后数据无法保存，通常用于计算机或电子设备的内存，可直接与CPU进行连接，无需搭载存储控制芯片;DFLASH属于非挥发性介质，断电后数据能够保存，通常用于计算机或电子设备的固态硬盘、嵌入式及扩充式存储器，需搭载存储控制芯片。DFLASH存储器产品（以下简称存储器产品）主要由存储控制芯片和DFLASH存储颗粒（以下简称存储颗粒）等部件组成。其中，存储颗粒主要负责数据存储，存储控制芯片主要用于管理存储颗粒中数据的写入、读取与擦除，并与终端应用客户选用的各类外部计算机或电子设备（以下简称主机）CPU进行通信和数据交换。