文︱朵啦

图︱网络

随着自动驾驶、5G、智能家居等等领域的市场出现迅猛增长,再加上全球疫情下急剧增加的远程沟通与协作的需求,有越来越多的数据源源不断地产生,这也对数据处理的性能和效率都提出了更加严格的要求。数据量的飞速增长正给数据中心里芯片的算力、网络的带宽、以及存储的容量带来了非常大的压力和挑战。正值全球缺芯潮演变之际,中国芯片原厂处在急剧变化的市场环境之中,在机遇与挑战里寻求突破。

2021年10月28-30日在深圳国际会展中心(宝安新馆),慕尼黑华南电子展(electronica South China)融合众多行业关键力量,强势归来!届时国产存储产品优秀企业——东芯半导体技术股份有限公司(下称“东芯半导体”)副总经理陈磊受邀,与探索科技(techsugar)就存储产品的供需将如何演变,未来几年存储芯片行业的成长动力,以及中国存储企业将以何优势争夺市场等问题进行探讨。

主攻NAND Flash,全品类产线并发

存储芯片是以半导体电路作为存储媒介的存储器,用于保存二进制数据的记忆设备,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;中游为存储芯片的设计,制造及封装,常见的存储芯片包括DRAM、NAND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。

如今,国内知名存储厂商针对NAND Flash、NOR Flash、DRAM各有布局,东芯半导体是目前国内少数同时提供NOR Flash、NAND Flash和DRAM三种产品系列存储器的本土设计公司。东芯半导体在主攻NAND Flash市场的同时,提供全品类的存储器的解决方案。据东芯半导体副总经理陈磊介绍,目前东芯半导体共有4条产品线:

在NOR Flash领域,集中做1．8V低功耗产品,可以提供32Mb、64Mb、128Mb以及256Mb,主要应用于智能穿戴市场。在NAND Flash领域,可提供SPI或PPI两种类型接口,主要运用在宏基站、微基站、光猫、Wi-Fi6、监控、安防市场;在NAND MCP领域,产品主要应用于手机、基带,可以应用在4G甚至5G物联网模块;东芯的DRAM产品包括标准DDR3(L)产品和低功耗的LPDDR1/2产品等。

图:东芯部分产品

在NAND Flash领域,东芯半导体聚焦于SLC NAND Flash 的设计与研发,其产品存储容量覆盖已达到1Gb至16Gb,可灵活选择SPI或PPI类型接口,并搭配3．3V/1．8V两种电压。陈磊对探索科技表示,东芯半导体是国内第一家开发38nm单芯片的NAND Flash厂商,同时, 具备2xnm制程的量产能力;在NOR Flash方面,东芯半导体完成了48nm的量产工作,给国际带来领先的技术支撑。

下游应用使存储行业逆势成长

存储芯片是电子信息领域的重大战略性支柱产品,是应用面最广、市场比例最高的集成电路基础性产品之一。自今年上半年,DRAM及NAND Flash价格先后从谷底走扬,存储器产业进入上升周期。2020年疫情肆虐,但受益于可穿戴设备 / 物联网、网络通信、监控安防等下游应用的繁荣发展,存储产业出现了逆势成长,并随着更多新兴应用而带来更大的增长空间。陈磊认为,以下三个细分市场是未来几年存储芯片行业的成长动力:

5G 驱动下的基站市场

随着中国及全球 5G 基站建设加速,市场对存储芯片需求也将持续增长。陈磊分析说,中国5G基站建站速度快、规模大,根据中国三大运营商今年的建站计划,估计全球60%乃至70%的5G基站会在中国建成。在陈磊看来,5G宏基站对SLC NAND Flash和NOR Flash的需求不仅在于容量要更大,数量也在增加。同时,国际领先的5G基站供应商在设计上已经在采用4GB乃至8GB SLC NAND,这一新增市场需求对NOR Flash和SLC NAND厂商有非常大的推动作用。在5G物联网应用场景中,东芯半导体的SLC NAND发力在5G宏基站与微基站的存储需求;在5G CPE的产品中也出现了SLC NAND的身影,东芯半导体在NOR Flash领域突破了48nm制程工艺,掌握了世界级领先工艺;此外,东芯半导体自主研发设计的低功耗DRAM提供MCP产品,面向4G与5G的模块市场。

物联网市场及穿戴式设备

陈磊表示,物联网市场正在爆炸式增长,设备对于成本和功耗有着非常严格的限制。比如对于可穿戴设备来说,人们不仅希望它能流畅的运行各种应用,采集和感知各种人类运动和生理的数据,还要足够省电。所以对于物联网硬件设备来说,高能效、低功耗、小尺寸这几点都会是这类设备和芯片的未来发展方向。陈磊基于对东芯半导体今年以来的提档项目的观察表示,穿戴式设备已经不仅仅是使用NOR flash,以手环为例的产品也开始使用SPI NAND Flash。

快速发展的安防市场

基于Gartner 数据的估计,2020年全球视频监控摄像机总出货量约为5．8亿部,预计到2022年将增长逾8．5亿部。随着整个视频监控行业正在追求更快的网络化、更高的清晰度,存储器被提出严格的要求。据陈磊介绍,从3．3v 、128Mb 的NOR Flash全面转入到1GB的SPI Flash,数量和容量都在加大,并将随着智能监控安防的应用渗透而持续上升。在监控安防应用方面,东芯半导体目前最大容量的客户配置达到了4GB 的SPI NAND Flash。

全“芯”服务客户,国产以差异破局

今年由于晶圆厂产能紧缺,主控芯片和终端产品的出货量均不及预期,影响着部分配套使用的存储产品市场的供需平衡。陈磊分析,存储领域的NOR Flash和DRAM今年一直处于缺货状态,目前情况略有松动,缘于第四季度的消费类电子产品需求开始回落;但由于SLC NAND的产能在一段时间内不会得到新增,所以较紧张的情况将长期持续。

目前,国内存储芯片市场需求巨大,但严重依赖于进口,在缺芯潮这个大环境下,国产芯片的重要性凸显。陈磊表示,对于本土芯片公司来说,需要结合自身技术特点和市场需求,与行业领先企业形成差异化竞争,在不断精进技术的同时专注于细分市场并实现填补和替代效应。

图:东芯半导体主要存储产品SLC NAND Flash、NOR Flash和DRAM的技术水平与国际、国内主流技术水平比较

不同的应用场景、不同的系统规模影响着存储系统的选择,国内定制化存储产品可发挥本土优势。陈磊以中芯国际开发的38nm以及24nm为例,表示这两项技术是东芯半导体与晶圆厂共同调试产线获得的成果。陈磊还特别透露,东芯半导体也正在持续推进1xnm先进制程 SLC NAND Flash的研发进程。陈磊表示,东芯半导体已不仅仅是Fabless公司,它真正做到了协同上游,贴近客户需求。

受益于国内产业链的整合,东芯半导体打破了国外限制,并将各条产品线优化得更健康,给国内客户提供全国产化的市场。东芯半导体选择将制造、封测厂全部建设在国内,并在深圳设有产业链。华南作为全国消费电子市场最前线,是存储行业不可不重视的战略地,东芯半导体的产品在华南全品类存储器中均有导入,覆盖基站、通讯、宽带等领域。