一、中國存儲芯片行業發展概況
據中研普華產業研究院發布的《2024-2029年中國存儲芯片行業市場競爭分析及發展預測報告》分析,受中美貿易戰等原因影響,我國正在加大力度發展半導體行業,國產存儲芯片替代進程正在加速,這將提升存儲芯片產品的本土自給率,我國將會逐漸減少對存儲芯片的進口,國產存儲芯片銷量將日益增長。除此之外,當前我國疫情率先恢復,國內存儲芯片行業的經濟政策環境良好,未來,隨著我國政府政策引導和產業資金扶持,以及本土存儲芯片企業研發動力不斷增強,我國存儲芯片出口市場或將擴大,這也將進一步促進我國存儲芯片市場規模的擴大。
國內DRAM產業的起步,可以追溯到1990年代。當時,日本NEC在中國大陸成立了兩家合資公司,從事DRAM的生產。
第一家,是1991年NEC和首鋼合資成立的首鋼NEC。
首鋼NEC從1995年開始,采用6英寸1.2微米工藝,生產4M DRAM(后來升級到16M)。后來,1997年DRAM全球大跌價,首鋼NEC遭受重創,從此一蹶不振。后來,首鋼NEC淪為NEC在海外的一個代工基地,退出了DRAM產業。
第二家,是1997年NEC和華虹集團合資成立的華虹NEC。
華虹NEC從1999年9月開始,采用8英寸0.35微米工藝技術,生產當時主流的64M DRAM內存芯片。2001年后,隨著NEC退出DRAM市場,華虹也退出了DRAM產業。
2004年,中國又開始了DRAM產業的第二次嘗試。這次有所行動的,是中芯國際。當時,中芯國際在北京投資建設了中國大陸第一座12英寸晶圓廠(Fab4),2006年大規模量產80nm工藝,為奇夢達、爾必達代工生產DRAM。好景不長,2008年,由于中芯國際業務調整,退出了DRAM業務。第二次嘗試,宣告失敗。
2015年,中國DRAM采購金額約為120億美元,占全球DRAM供貨量的21.6%。嚴重依賴進口的現狀,促使國內開始了針對DRAM業務的第三次嘗試。
這次嘗試,最具代表性的,就是武漢、合肥和廈門三大存儲器基地。這些基地借助國家和地方層面的產業政策,投入了大量資本(超過2500億人民幣),發展半導體存儲技術,培養人才。
目前,國內在DRAM領域比較有代表性的企業是合肥長鑫、福建晉華、紫光國芯、兆易創新、北京矽成、東芯半導體、南亞科技(中國臺灣)、華邦電子(中國臺灣)、力積電(中國臺灣)等。
合肥長鑫,是國內DRAM存儲芯片的龍頭企業。他們的DRAM技術主要來自于已破產的德系DRAM廠商奇夢達,以及日系廠商爾必達。
2019年9月20日,合肥長鑫宣布中國大陸第一座12英寸DRAM工廠投產,并發布了首個19nm工藝制造的8G DDR4,屬于歷史性突破。
根據機構預計,合肥長鑫的產能2022年到2023年將有望達到12.5萬片。
2016年5月,福建晉華與聯電合作,進行利基型DRAM的生產。2017年12月,鎂光指控福建晉華和聯電盜用了自己的內存芯片技術。2018年1月,福建晉華也就專利侵犯向鎂光提起訴訟。2018年10月,福建晉華被列入出口管制實體清單。2018年11月,美國司法部又以竊取鎂光商業機密為由起訴聯電和福建晉華。一番折騰之后,聯電扛不住了。2019年1月底,聯電宣布撤出福建晉華DRAM項目。2021年11月,聯電和鎂光達成和解。目前,福建晉華方面審查還沒有完整的最終結果。
二、中國存儲芯片行業發展歷程
在整個芯片產業中,存儲芯片行業在全球集成電路產業中市場銷售額占比最高,在芯片產業中占據重要地位。然而,我國的存儲芯片行業發展較晚,在2016年以前我國國內幾乎沒有存儲芯片的生產能力,國外企業在存儲芯片行業則擁有著壟斷優勢,所以過去我國存儲芯片產品極度依賴進口。
2016年前,中國在存儲芯片市場為0,所以極易被國外卡脖子。這個時候,紫光集團成立了長江存儲,來攻克閃存技術。
從2016年開始努力,到2017年11月,紫光集團花費了10億美元,整整1000人的研發團隊花費2年時間研發成功首款國產32層3D NAND存儲芯片。這標志著中國存儲芯片實現了0的起步。
2019年5月,紫光成功研發了64層堆棧閃存芯片,與三星的96層堆棧只有1代的差距。三星、東芝等閃存大廠按照產品規劃,在2020年將量產128層堆棧閃存,紫光卻跳過了96層的研發,直接攻關128層閃存。
2020年4月13日,長江存儲科技有限責任公司宣布其128層QLC 3D NAND 閃存(型號:X2-6070)研發成功,并已在多家控制器廠商SSD等終端存儲產品上通過驗證,領先了三星等企業。
長江存儲X2-6070是業內首款128層QLC規格的3D NAND閃存,擁有業內已知型號產品中最高單位面積存儲密度,最高I/O傳輸速度和最高單顆NAND 閃存芯片容量。
2019年,長江存儲再次升級了Xtacking技術,發布了Xtacking2.0,將進一步提升NAND吞吐速率、提升系統級存儲的綜合性能。
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