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中科芯CKS32F417ZET6单片机的中文参数、功能特点以及应用领域
中科芯CKS32F417ZET6单片机中文参数
内核架构：ARM Cortex-M4内核，32位RISC架构，主频168MHz，集成浮点运算单元（FPU）和DSP指令集，运算能力达210DMIPS。
存储器：1MB Flash存储器（部分型号支持更高容量），192KB SRAM，4KB备份域SRAM，支持复杂算法运行。
外设接口：
3个12位ADC（共24个输入通道），采样率1Msps，支持多通道同步采样；
2个12位DAC输出；
12个通用16位定时器，2个32位定时器，2个高级PWM定时器（带死区控制和紧急刹车功能）；
3个SPI接口、3个I2C接口、6个USART接口（支持ISO7816、LIN、IrDA）；
2个CAN总线接口、1个全速USB 2.0 OTG接口、1个高速USB 2.0接口、以太网MAC接口（支持10/100Mbps网络通信）。
封装与工作条件：LQFP144封装（144引脚），工作电压范围1.8V-3.6V（核心），2.0V-5.5V（I/O），工作温度范围-40℃~85℃（工业级），动态功耗约40mA/MHz（@3.3V），支持睡眠、停止、待机等低功耗模式（最低功耗低于2μA）。
安全特性：96位唯一设备ID，CRC校验单元，内存保护单元（MPU）支持自定义分级读写保护。
功能特点
高性能处理：Cortex-M4内核+FPU+DSP，轻松应对复杂控制算法（如PID、模糊控制、矢量控制）。
高兼容性：硬件引脚与STM32F407ZET6完全兼容，支持PIN-PIN替换，无需修改PCB；软件寄存器级兼容，STM32开发工具（如Keil、IAR）和代码可直接迁移。
丰富外设：多通道ADC/DAC、高级定时器、多种通信接口（USB、CAN、以太网），满足复杂系统需求。
低功耗设计：动态功耗比同类产品低10%-15%，支持多种低功耗模式，延长电池续航。
高可靠性：通过ESD和EMC测试，适应工业环境；提供完整开发文档、示例代码和调试工具（如ST-Link兼容调试器）。
应用领域
工业控制：
PLC控制器：高速处理能力满足实时控制需求，支持多轴同步运动控制。
通用变频器：以CKS32F405为主控，实现高性能电机驱动控制，支持过流/过压/欠压/短路保护。
伺服驱动器：高级PWM定时器支持矢量控制，死区保护功能增强安全性。
医疗电子：
呼吸机：CKS32F407作为主控，负责电机转速控制、LCD显示和通信；CKS32F103用于电池管理，实时监测电量。
便携式监护仪：多参数采集（ECG、血压、血氧），通过USART/I2C连接传感器，支持实时数据传输。
汽车电子：
车身控制器（BCM）：管理车灯、雨刷、门窗等设备，支持CAN总线通信。
车载信息娱乐系统：通过USB OTG和以太网接口连接外部设备，支持多媒体播放。
能源管理：
电池管理系统（BMS）：高精度ADC监测电池电压、电流，支持均衡控制。
光伏逆变器：支持最大功率点跟踪（MPPT）算法，提高发电效率。
消费电子与通信：
智能网关：通过以太网和Wi-Fi（外接模块）连接云端，支持MQTT协议。
边缘计算节点：本地处理传感器数据，减少云端依赖。
总结
CKS32F417ZET6是一款高性能、高兼容性的32位MCU，适合对处理能力、外设资源和可靠性要求较高的场景。其无缝替换STM32F407ZET6的特性，使其成为进口国产化的理想选择，广泛应用于工业控制、医疗电子、汽车电子、能源管理等领域。如果贵司有芯片采购需求、BOM表配单、芯片样品测试请联系客服：4008-622-911或13823669944。
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中国的WiFi芯片公司，国产WiFi芯片大有可为
WiFi芯片是一种用于无线网络连接的芯片，内部包括射频收发器、基带处理器、天线等组件。它的工作原理是通过射频收发器将数字信号转换成无线电波信号，然后通过天线将信号发送出去。当其他设备接收到这个信号后，它们会将信号转换成数字信号，并通过基带处理器进行解码和处理，然后将处理后的数据传输到计算机或其他设备上。WiFi芯片的使用频率包括2.4GHZ和5GHZ。在其工作过程中，还需要进行一系列的协议来规定其工作方式和数据传输方式，以确保设备之间的互通性和兼容性。如今的无线局域网标准已经演进到第六代（802.11ax），第七代正在开发中。1、WiFi芯片的市场格局WiFi芯片的应用场景主要分为三种：分别是用于智能手机、平板和电视等需要大流量接入终端的WiFi芯片；IoT场景和用于路由器的WiFi芯片。它在不同的应用领域呈现不同的市场格局。首先看智能手机WiFi芯片的市场格局。智能手机用WiFi芯片的主要参与者是高通和联发科，这两家公司的发展策略相似，都是推行WiFi芯片与处理器SoC芯片集成化策略，高通的FastConnect系列产品主要与自家骁龙处理器绑定使用，联发科则搭配着自家的天玑处理器。例如在骁龙888+、骁龙8Gen1和骁龙888处理器上都集成了高通的FastConnect 6900芯片，类似的，联发科的天玑9000和天玑8000系列也集成着支持2x2 MIMO和蓝牙5.3的WiFi 6E芯片。不同于高通和联发科，博通主张的是差异化的竞争策略，其采取了单芯片的策略主打高端市场。高通和联发科的WiFi芯片主要面向众多手机厂商，而博通的大客户则是苹果公司。不过，随着WiFi 芯片被集成在移动处理器 SoC中的趋势愈发明显，对博通的影响愈发不利。其次是路由器场景下WiFi芯片的应用。目前家用路由器上的WiFi 芯片竞争格局与智能手机端类似，整体渗透率相对较高，各系统厂商都在积极主推 WiFi 6 产品。但是路由器 WiFi 6 芯片技术壁垒较高，目前只有少数芯片厂商可以供货，包括高通、博通、英特尔以及海思，但系统厂商使用高通和博通的主芯片居多。最后是IoT场景下WiFi芯片的应用。相较于智能手机，IoT场景下WiFi 芯片技术壁垒、成本投入都要高出不少，虽然国际大厂一直在紧随最新的技术规范，不断地更新产品世代，但是在IoT场景的实际需求中，仍然有大部分停留在WiFi 4/5 ，这也使得国内厂商在IoT WiFi 芯片上占据一席之地。在竞争激烈的WiFi 赛道，持续加速的不止是国外的通信芯片大厂，中国大陆的WiFi芯片公司也在快速起步。2、中国的WiFi芯片公司在IoT市场的持续刺激下，2015年国内应用于IoT的WiFi芯片迎来了*次“爆发式”增长。国内的芯片公司如华为海思、乐鑫、博通集成等在WiFi 4IoT芯片领域抓住契机，强势出道。此后多年，国内WiFi芯片市场一直风起云涌，不止是一众老将在主战沙场，在国内半导体热潮之下，也有数十家WiFi新贵争相涌入。华为海思开始研发WiFi芯片的时间相对较早，2015年的时候其产品已经开始在市场小批量出货，磨炼至今海思已经成为国产WiFi芯片赛道里的优秀标的。2020年初海思就发布了自研的WiFi 6＋技术，并曝光了两款自研的WiFi 6芯片：凌霄650和麒麟W650。乐鑫科技在IoT WiFi MCU通信芯片领域具有*的市场地位，根据 Techno Systems Research 2021 年 5 月发布的研究报告 2021 Wireless Connectivity Market Analysis 显示，乐鑫科技是IoT WiFi 芯片领域的主要供应商之一， 2020 年度全球出货量市占率*，累计出货IoT WiFi 芯片 7 亿颗以上。早年乐鑫科技单靠着一颗型号为ESP8089的单WiFi芯片打天下，以超高的性价比在白牌平板市场占据了不小的市场份额。目前其产品以 2.4GHz 频段上的 WiFi 4 和 WiFi 6 产品为主，正在研发 5GHz 频段上的IoT WiFi 6 芯片，并着手准备更高频段 6GHz的 WiFi 6E 产品线。博通集成长期专注于研发设计高集成度、低能耗的无线数传类芯片产品和无线音频类芯片产品，公司目前已积累了上百个产品，覆盖几十个不同的无线传输协议，例如最新国标ETC芯片、应用于IoT的WiFi芯片、蓝牙芯片以及GPS芯片等。2021 年，博通集成通过 WiFi 联盟的 WiFi 6 认证，推出了全球* WiFi 6 IoT芯片。紫光展锐在2019年就发布了一款WiFi 5 (801.11ac) 无线连接解决方案—春藤5623，这是国内* WiFi 5 + BT 5 + MCU 的高集成 AIoT 解决方案，采用22nm工艺打造，在功耗方面表现不错，主要面向智慧家庭应用。近几年又推出了RDA5995和RDA5621等系列，主打*性价比，可替代部分来自中国台湾的进口WiFi芯片。在这个领域，这几年也崛起了不少新秀，目前已经有一些厂商取得了突破性的进展。比如：康希通信的WiFi 5射频前端芯片推出市场不久即出货千万片以上，更是率先在国内实现最新的WiFi 6技术射频前端芯片的量产。南方硅谷在2018年单月WiFi出货量曾超过300万颗。瑞芯微自主研发的WiFi芯片—RK912，搭配自家的SoC主控捆绑销售，也有着不错的出货量。此外还有澜起科技和灵芯微等都在WiFi芯片领域有所布局。得益于近年来IoT等领域的快速发展，全球整体WiFi芯片市场规模呈现稳步增长态势，根据Gartner预估，WiFi 6到2025年市场规模将达到220亿美金，年均复合增长率为114%。未来数年内，基于WiFi 6的无线产品将会迅速进入市场，并成为无线连接应用的关键力量。如今，中国的WiFi芯片公司虽然与国际巨头还有着明显差距，但是也不乏优秀者具备研发WiFi 5和WiFi 6的能力，各家厂商都在寻找新的细分市场切入点，具体看一下中国WiFi市场的竞争格局。3、国产WiFi芯片竞争格局内卷WiFi 4WiFi 4芯片具有应用范围广、市场空间大、技术壁垒相对较低、入局易的特点，因此受到中国WiFi厂商的青睐。WiFi 4芯片主要应用在智能家居、智能监控，白色家电等市场，其中网络摄像机、智能插座、WiFi智能灯等应用的市场规模较大，是目前的主流智能家居产品。如今，各大芯片厂商都在追随着协议标准的步伐逐步推出符合新协议的 WiFi 芯片，但是就中国市场来说，目前出货最多的还是WiFi 4芯片。根据与非研究院对中国29家WiFi芯片厂商的研究数据显示，有57%的企业正在研发WiFi 4技术，18%的企业正在研发WiFi 5技术，只有25%的企业正在研发WiFi 6/6E技术。上文提到乐鑫科技现有产品就是以WiFi 4为主。WiFi芯片与射频芯片有着相似的竞争格局，细分市场对手众多且毛利低导致恶性竞争。如今，随着WiFi技术的进步，WiFi 6芯片厂商也开始挤压WiFi 4芯片厂商的市场份额，他们正在推出2.4GHz WiFi 6单频芯片，以同价的方式去替换WiFi 4芯片。可见，WiFi 4芯片市场的内卷正在加速。缺席WiFi 5相较于WiFi 4芯片，WiFi 5芯片可提供更快的数据传输速度和更好的性能，但是其市场浪潮相比WiFi 4和WiFi 6芯片似乎要小得多，这是因为WiFi 5在IoT领域应用较少，在智能手机上的应用要相对多一些，再加上WiFi 6具有兼容WiFi 4和WiFi 5的特性，因此WiFi 5更容易被更先进的WiFi 6所取代，这也使得许多国内厂商不愿意重蹈WiFi 5的覆辙，直接投入WiFi 6的研发。发力WiFi 6在错过WiFi 5后，国内的厂商将更多精力放在了WiFi 6上，WiFi 6芯片也成为当下竞争的焦点。WiFi 6兼容了WiFi 4与WiFi 5的优点，不仅能兼容低速和高速设备，还能拥有更高的数据容量和更高的传输速度。目前WiFi 6芯片的主要出货量集中在手机、笔记本电脑、路由器及网关以及流媒体应用上（比如智能电视等），这几大市场对WiFi6芯片的性能要求高，平台合作的绑定性较强，一直以来被高通、博通、联发科以及英特尔等占据，国内厂商想要赶超相对较难。不过，目前中国大陆已经涌现出一批WiFi芯片初创企业，技术和资金都已具备，正在WiFi 6芯片赛道持续发力。除了上文提到的公司，晶晨科技、恒玄科技、翱捷科技等公司也都已有产品实现量产。根据来自 Global Market Insights 的数据显示，2021 年全球WiFi芯片市场规模超过200亿美元。从 2021 年到 2028 年，预计年平均复合成长率为 2.5%。到2025年，全球WiFi 芯片市场规模将达到 220 亿美元。WiFi 6 芯片从2019年开始出货，预计到2025年，WiFi 6 的市场份额将占到全部 WiFi芯片的 52%左右，其中包括 WiFi 6E 芯片。在可预见的未来，中国大陆芯片企业想要实现在先进WiFi芯片研发上的追赶，还需要华为海思、乐鑫科技等头部企业扛起大旗。逐鹿WiFi 7现阶段全球WiFi 7技术规范尚未落定，但在元宇宙、自动驾驶、AIOT等新概念、新应用的推动下，业界自然普遍看好后续市场的发展。面对未来可观的蓝海市场，WiFi芯片头部厂商都在抢夺先机。截至2022年底，三大芯片厂商（高通、博通、联发科）均已发布了WiFi 7芯片方案，博通发布了完整的WiFi 7产品组合；高通推出全球*WiFi 7芯片“FastConnect 7800”；联发科也发布 WiFi 7 无线连接平台解决方案 — Filogic 880 和 Filogic 380。同时各大路由器厂商和网卡厂商均积极推出了WiFi 7产品。2023年初，TP-Link，小米，华三等路由器厂商先后发布了搭载上述芯片的WiFi 7路由器。目前在国产WiFi 7领域，还未有厂商推出新技术、产品。不过，WiFi 7全面商用的*枪已经打响。随着芯片的规模出货，相信会有更多WiFi 7商用产品推出，期待国产WiFi 7芯片的亮相。4、不得不提的WiFi FEMWiFi FEM是WiFi通信中的一系列射频前端电路，如功率放大器（PA）、射频开关、低噪声放大器（LNA）集成在一起的射频模组芯片，主要应用在路由器、企业AP以及各种无线收发场景上。随着WiFi 6芯片市场的发展，WiFi 6 FEM市场也是一个值得关注的重点。对于WiFi 6芯片的设计挑战，三伍微创始人钟林曾发文指出，WiFi 6芯片研发难点集中于底层协议/通信协议+算法，相比WiFi 4和WiFi 5，WiFi 6芯片的底层协议/通信协议和算法更加复杂，需多招资深团队、多理解协议、多做测试，提高设计水平。其中，路由器SoC涉及多项新技术挑战，研发难度最高，而且射频前端也是难啃的骨头。全球WiFi FEM大部分市场被Skyworks和Qorvo两大巨头占据，随着国内WiFi 6市场的爆发，包括卓胜微、三伍微和上海康希等本土厂商都在布局WiFi 6 FEM市场。然而，这一市场的竞争—难、恶劣且复杂。自进入2023年后，国内WiFi 6 FEM市场就开启了价格战，市场价格开始一路走低。有业内人士透露，谈好的项目被竞争对手以WiFi 6芯片亏本30%的代价抢走，市场开始陷入高强度内卷中。在这之后的逻辑不言而喻，那便是产品的同质化，逼迫国内厂商只能依靠价格来进行竞争。想要逃离这场恶劣的战争，还需要国内厂商推出更有性能竞争力的WiFi射频前端产品，同时也可以助力中国WiFi技术向更高的阶层发展。
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半导体存储行业专题报告：存储行业基础薄弱，国产替代空间巨大
全球半导体存储行业的现状半导体按照产品可分为分离器件、光电子、传感器和集成电路等四大类。占半导体价值 量比例最高的为集成电路，集成电路主要包括模拟芯片、微处理器芯片、逻辑芯片和存储器芯片等四种。根据 WSTS 的数据，2021 年全球半导体产业中，分离器件占比 5%，光 电子占比8%，传感器占比3%，集成电路占比达83%。再具体细分，存储器芯片占比28%、 逻辑芯片占比 28%、微处理器芯片占比 14%、模拟芯片占比 13%。因此，可以看出在整个半导体产业链中存储器芯片和逻辑芯片贡献的价值量最大。预计 2023 年全球半导体规模达 5566 亿美元，存储芯片占比为 20%。存储芯片又称半导 体存储器，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 现代数字系统的重要组成部分。从历史数据来看，存储芯片行业规模占全球半导体行业规 模的 1/4-1/3.WSTS 数据显示，2021 年全球半导体市场规模为 5558.9 亿美元，其中存 储芯片市场规模为 1538.4 亿美元，占半导体行业销售额的 28%，预计 22、23 年占比分 别为 23%和 20%。1.2 存储引领两次半导体产业迁移从 20 世纪 70 年代半导体产业在美国形成规模以来，全球半导体产业已完成两次大的产 业转移：第一次是 70-80 年代，日本借助在工业级 PC DRAM 上的高质量、技术领先和 批量化生产，实现对美国的赶超，1980-1986 期间，美国半导体市占率从 61%降至 43%，而日本由 26%提升至 44%，DRAM 领域市占率高达 80%，实现了半导体产业从美国向日 本转移，并成就了东芝、松下、日立等代表性厂商;第二次是 80-90 年代，由于美国的压 制和经济泡沫破灭，日本半导体严重受挫，叠加韩国和中国台湾受到美国的技术支持，韩 国通过引进消化吸收再创新，凭借家用 PC 的兴起、DRAM 的高速研发和大规模生产优势， 借机超越日本成为了 DRAM 领域的后期新秀，而台湾则专注晶圆代工和封测，成为垂直 领域的霸主，至 90 年代中期全球半导体产业完成从日本向韩国和中国台湾的转移。“ 举国体制+产学研技术攻关+低价优质策略”助力日本击败美国成为全球半导体领域霸 主。1971 年 NEC 公司推出日本首个 1k DRAM 芯片，但彼时美国已进入 VLSI 时代，日 本仍停留在 LSI 时代，技术实力和产品性能与美国有较大差距。同时工业大型机的兴起， 市场对工业 PC DRAM 需求不断增加，为攻破技术壁垒，1976 年由日本通产省牵头，以 日立(Hitachi)、三菱(Mitsubishi)、富士通(Fujitsu)、东芝(Toshiba)、NEC 五 大公司作为骨干，联合通产省的电气技术实验室(EIL)、日本工业技术研究院电子综合 研究所和计算机综合研究所，组建“VLSI 联合研发体”，投资 720 亿日元(其中日本政府 出资 320 亿日元)，攻坚超大规模集成电路 DRAM 的技术难关。1980 年，日本 VLSI 联 合研发体宣告完成为期四年的“VLSI”项目，研发的主要成果包括各型电子束曝光装置，采 用紫外线、X 射线、电子束的各型制版装置、干式蚀刻装置等，各企业的技术整合，保证 了 DRAM 量产良率高达 80%，远超美国的 50%，构成了压倒性的总体成本优势。从 1980 至 1986 年，美国半导体市场从 61%下降到 43%，而日本由 26%上升至 44%，奠定了当 时日本在 DRAM 市场的霸主地位。韩国乘家用 PC 兴起的东风，凭借对 DRAM 的高速研发和大规模生产优势，从仿制、研 发走向自主创新，超越日本成为全球半导体市场的后期新秀。韩国半导体产业兴起基于 两点：一方面，学习能力较强的韩国企业在政府和财团的大力帮助秉承高速研发的势头在 DRAM 领域不断革新。另一方面韩国企业在投资、结构、技术方面均有一定优势，并借 助大规模生产进一步扩大自己的市场份额，特别是在三星电子的关于“DRAM 双向型数据通选方案”得到美国半导体标准化委员会的认可，其 DRAM 成为与 MPU 匹配的对象，韩 国 IC 产品遍及世界的序幕至此拉开。此后，韩国 IC 产业从“一枝独秀”的 DRAM 存储器 成功衍生向多点开花的非 MEMORY 领域。 1993 年，美国以 43%的全球半导体市场份额夺回了第一的位置，日本以 40%的份额位居 第二。与此同时，韩国和台湾制造商开始扩大向客户供货的能力，并逐渐成为全球性半导 体公司。1994 年，韩国和台湾总共占有全球市场的 10%，相当于欧洲市场的份额。到上 世纪 90 年代末，由于美国的成功以及韩国和台湾制造商的崛起，日本制造商的份额下降 到了 28%。至 1998 年，当日本和美国制造商在 DRAM 市场苦苦挣扎时，韩国制造商在 DRAM 领域大力推动工厂和设备的开发和投资，在 1998 年超过了日本，从而占据主导地 位。 台湾集成电路发展之路发迹于封装环节，另辟蹊径，从代工起步，谋求在全球芯片中的 一席之地。在晶圆代工业的推进下，形成设计、掩膜制版、芯片制作、封装、测试等环节 在内的产业集群。新竹园区内的一些重要 IC 企业在分工趋势的引导下，专注于 IC 设计， 例如茂矽、矽统等。纵观这两次产业转移的过程，可以发现其共同点都是从存储业务开始，即日本、韩国均是 从存储切入逐渐做大做强，并带动整个产业链的完善。当前随着中国大陆的崛起，全球半 导体产业正在进行第三次产业转移，中国拥有雄厚的资金、政策、技术(人才)、产业集 群效应强大等优势，正逐渐成为第三次半导体产业转移地，而从存储领域切入有望加速突 破。1.3 我国半导体及存储行业基础薄弱，国产替代空间巨大根据 Mckinsey & Company 的数据，2030 年全球半导体市场规模将超过 1 万亿美元。其 中汽车半导体市场规模将从 2021 年的 500 亿美元成长到 2030 年的 1500 亿美元， 2021-2030 年车用半导体复合增长率在所有细分领域中排名第一，CAGR 达 13%。工业 半导体的市场规模将从 2021 年的 600 亿美元成长到 2030 年的 1300 亿美元，2021-2030 年 CAGR 达 9%，而通信及消费电子的占比将持续下降。中国半导体消费量全球占比约 53%，但半导体产业链自给率仅为 17.5%。IBS 数据显示， 2019 年中国消费半导体约占全球总量的 53%，预计到 2030 年，这一比例将提升到 58% 左右。从消费结构上看，2006 年中国消费的半导体中中国企业消费占比约为 11.5%，消 费领域主要为个人电脑，其他均是用于出口;到 2019 年，中国企业的消费率提升至为 43%， 主要领域为智能手机、数据中心和汽车等，预计 2030 年，中国消费的半导体中，中国企 业消费比例将提升到 69%。但从半导体供应链来看，截至到 2020 年中国半导体自给率仅 为 17.5%，预计到 2030 年这一比例能提升至 40%，即仍有 60%的半导体需要进口，国 产替代空间巨大。中国大陆以及香港存储厂商多而不强，国产厂商具备做大做强的机遇。根据 Yole 的数据， 2021 年全球存储芯片产业链拥有超过 185 家厂商，厂商数量按区域来划分，北美占比最 高为 38%，其次是中国大陆及香港占比 22%、中国台湾占比 21%、EMEA(中东、非洲 以及欧洲)占比 9%、日本占比 6%、韩国占比 3%。中国存储厂商在营收上的潜在成长空间巨大。从全球存储芯片市场规模来看，即便中国大 陆、香港以及中国台湾在全球存储产业链上的厂商数量占比接近 45%，但是总体营收规 模仍然相对较小。除中国台湾厂商南亚科占据接近 2%的市场份额外，其他存储厂商占比 不足 2%，与海外的龙头存储厂商三星(39%)、海力士(22%)、美光(18%)等差距 较大。目前，国内在存储 IDM、存储 Fabless、晶圆代工、主控芯片、封装测试、模组等 全产业链上均有厂商布局。根据 UNIM internal 的数据，预计 2030 年中国厂商将会成为 存储产业链上不可忽视的重要力量。尽管我国对半导体的需求及其市场规模日益增长，但我国存储行业基础依旧相对薄弱。随 着大陆市场的崛起，全球半导体产业正在进行第三次转移，中国旺盛的市场需求、政策、 技术(人才)、产业集群效应强大等优势，正逐渐成为第三次半导体产业转移地，而从存 储领域切入有望加速突破。 旺盛的市场需求：随着大数据逐渐发展，行业数据呈指数级增长，机器所产生的数据量在 2018 年首次超越人类所创造的数据量。企业对存储行业的需求日益增长。2021 年全球大 数据储量已达到 54ZB，是 2017 年储量的两倍，预计在 2021 年将到达 61ZB。全球大数 据储量的增长，也反映了全球信息行业对存储行业的需求快速上升，2022 年全球大数据 市场规模有望达 718 亿美元。政策强力扶持：2014 年国务院颁布了《国家集成电路产业发展推进纲要》，提出设立国 家集成电路产业基金(简称“大基金”)，将半导体产业新技术研发提升至国家战略高度。 在核心基础零部件方面。随后几年，从国家到地方层面持续推出各类政策支持国内半导体 产业发展。在技术层面，国内厂商加速追赶。近年来国内存储芯片厂商奋力追赶，已在部分领域实现 突破，逐步缩小与国外原厂的差距。其中，兆易创新位列 NOR Flash 市场前三，聚辰股 份在 EEPROM 芯片领域市占率全球第三，长江存储 128 层 3D NAND 存储芯片，直接跳 过 96 层，加速赶超国外厂商先进技术。经过十几年的技术积累，目前中国已基本形成完整的存储产业链条，在存储 IDM、Fabless、 晶圆代工、封装测试、模组、材料和设备上都有国内厂商布局，并形成了长三角、珠三角、 京津环渤海与中西部四大主要产业聚落，产业集群效应强大，进一步提高了区域生产效率 和加深区内生产的分工和协作。同时，我国本土电子产业成长迅速，已成为电子产品生产 制造大国，本土芯片设计企业的技术能力和市场能力迅速发展壮大。根据 ICCAD 的数据， 2021 年中国大陆半导体设计公司数量达到 2810 家，同比增长 26.7%。2015-2021 年期 间，我国集成电路产业销售额的年增速在 15%以上。总体来看，我们认为无论从经济技 术层面或是国家发展半导体的决心的角度，我国通过切入存储成为半导体强国的趋势势不 可挡。二、DRAM 和 Flash 是大厂存储技术争夺的主战场2.1 DRAM 与 Flash 是市场主流的半导体存储器半导体存储器从易失性角度分为随机存储器 RAM 和只读存储器 ROM 两种。随机存储器 RAM 在断电后无法保存数据，主要用于存储短时间使用的程序。ROA 也被称为主存和只 读内存，它只能读出事先所存数据，而不能像随机存储器那样能快速、方便的改写，但具 有随时读写、速度快的特性，通常作为操作系统或其他正在运行中的程序的临时数据存储 媒介。目前市场主流的半导体存储器以 DRAM(动态随机存储)、NAND Flash 和 NOR Flash。 DRAM 集成度高、价格便宜、功耗低、存取速度慢。DRAM 被称为动态随机存储，它通 过不断地刷新电路来进行数据的保存，从存储能力来说，DRAM 所能提供的存储容量更 大，访问时间较长，但由于不断刷新电路也导致其功耗较高，速度较慢，且每个芯片有 1 个晶体管和一个电容。 Flash 可分为 NOR Flash 和 NAND Flash 两大类：NAND 容量大、单位容量成本低，NOR 读取速度快、可靠性高、擦除速度快。NOR Flash 以编码应用为主，其功能多于运算相 关，主要应用场景为各移动端/车机端的系统中，而 NAND Flash 主要功能是存储资料， 多应用于嵌入式系统采用的 DOC 及闪盘。相对于 NAND Flash，NOR Flash 的优势在于 其读取速度较快。预计 2023 年全球半导体存储市场规模将达 1116 亿美元，21 年 DRAM 和 NAND Flash 合计占据超 97%的市场份额。受下游需求萎靡的影响，WSTS 预测 2023 年全球存储器 市场规模将达 1116 亿美元，同比下滑 17%。从产品结构上看，根据 IC Insights 的数据， DRAM 销售额在 2021 年约占整个存储市场的 56%，闪存的比重约达到 43%，其中 NAND 闪存为 41%，NOR 闪存为 2%，其他存储芯片(EEPROM、EPROM、ROM、SRAM) 将会缓慢成长，但大幅抢占市场的可能性较小。2021 年中国半导体存储市场规模超 3300 亿元。根据智研咨询的数据，2014-2021 年中 国半导体存储市场规模由 1274 亿元成长至 3383 亿元，年均复合增长率达到 15%。从产 品结构上看，根据华经产业研究院的数据，2020 年中国存储市场中 DRAM 占比为 53%， NAND 占比为 42%，NOR 占比为 3%，整体 DRAM 与 Flash 合计占比达 98%。2.2 2024 年 NAND 市场规模超 680 亿美元，市场集中度较高，3D 堆叠成为长期技术趋 势从收入端看，受下游需求萎靡的影响，NAND 的市场规模在 2022 和 2023 年连续两年保 持下修，2023 年 NAND 的市场规模将下滑到 527 亿美元，同比减少 14%。随着 NAND 原厂陆续缩减资本开支，NAND 产能正在逐渐收敛，库存去化正在进行。我们看好原厂和 渠道的库存水位或在 2023 年 Q2 或 Q3 见顶，NAND 价格出现弹性，2024 年 NAND 市 场有望实现复苏。根据 TrendForce 的数据，2024 年全球 NAND 芯片市场规模达 684 亿 美元，同比增长 29.7%，接近 2021 年的水平。 从消费量和 ASP 看，受益于手机和服务器单机搭载容量的成长，全球 NAND 出货量保持 强劲增长。以 8GB 等价计算，2023 年 NAND 出货量有望达 8954 亿颗，同比增加 21%。 2024 年 NAND 出货量有望继续成长 26%，达 11280 亿颗。NAND 芯片单价在 2021-2023 年将持续下跌，预计 2023 年以 8GB 计算的 ASP 为 0.059 美元，同比将下滑 28%。预计 24 年 NAND 芯片的 ASP 将小幅成长 3%，达 0.061 美元。东芝(铠侠前身)发明了世界第一块 NAND 芯片，首次定义闪存概念，随后三十年 NAND 行业经历多轮收并购洗牌。1992 年东芝将 NAND Flash 授权给三星，随后三星开始自研 NAND 芯片持续至今;2001 年东芝在连年亏损下将 DRAM 业务出售给美光，开始专注 NAND 业务，2018 年东芝将存储器业务出售给贝恩资本领衔的财团，随后于 2019 年改 名为铠侠;2016 年 WDC 以 190 亿美元的价格收购 SanDisk;2020 年海力士收购英特尔 闪存及 SSD 业务，至此 NAND 行业形成了三星、海力士、Solidigm、美光、铠侠、WDC 六家公司同台竞争的格局，2022Q3 的 CR6 超过 95%。目前 NAND 行业集中度整体较高，目前 CR3 市场份额达 65%，CR6 市场份额接近 95%。 从市场结构上看，根据 Statista 和 TrendForce 数据显示，短期内 NAND 行业市场入局厂 商增多，行业集中度有所下降但总体仍较高，2010Q1-2022Q3 NAND 行业 CR3 从 85% 下降到 65%。前三大厂商分别为三星、铠侠和海力士，2022Q3 市场份额分别为 31.4%、 20.6%和 13.0%，三家合计占比 65.0%。随着海力士收购英特尔的闪存和 SSD 业务，以 及 WDC 重启与铠侠的合并谈判，我们预计未来行业集中度将进一步提高。NAND Flash 依据闪存颗粒存储密度可分为 SLC、MLC、TLC 和 QLC 等四大类。不同 型号间的主要区别在于成本、容量和耐用性。容量取决于每单元可以存储的信息量，耐久 性取决于闪存擦写寿命(P/E Cycle)。最初问世的 SLC NAND 设计架构，每个 Cell 单 元存储 1bit 信息，只有 0、1 两种电压变化，结构简单，电压控制快速，其特点即寿命长， 性能强，擦写寿命可达 10 万次。之后依次问世的 MLC、TLC 和 QLC,每个 Cell 存储的信 息依次递增，电压变化随存储信息增加呈指数级增长，但相应的 P/E 寿命随之减少。由 于每 Cell 单元存储数据越多，单位面积容量就越高，但同时导致不的电压状态越多，越 难控制，所以导致颗粒稳定性越差，寿命低，各有利弊。相对于 SLC 来说，MLC 的容量 大了 100%，寿命缩短为 SLC 的 1/10.相对于 MLC 来说，TLC 的容量大了 50%，寿命 缩短为 SLC 的 1/20.目前 SLC 为企业级服务器专用闪存颗粒， TLC 已为主流存储颗粒，QLC 则是未来发展 趋势。这四类闪存颗粒中，SLC 的性能最优，价格最高，一般用作对于可靠性、稳定性 和耐用性有极高要求的工业控制、航天军工、通信设备等企业级客户;MLC 性能够用， 稳定性比较好，价格适中，为工业级和车规级 SSD 应用主流;TLC 是目前消费级 SSD 的主流，价格便宜，但可以通过高性能主控、主控算法来弥补、提高 TLC 闪存的性能; QLC 目标是更大容量和更低成本，代表未来发展趋势。根据 TrendForce 的数据，预计到 23Q4.QLC 的占比将成长到 17%，PLC 则会有少量出货。3D NAND 解决了 2D 结构下“闪存缩放限制”的问题。存储单元尺寸、高性能和低功耗一 直是存储器业者持续追求的目标。越小的尺寸让每片晶圆可生产更多的 die，高性能能满 足高速运算的需求，低耗电则能改善行动装置电池充电频率及数据中心系统散热的问题。 从历史上来看，存储器的密度是通过缩小单元格尺寸和间距来增加的。如果单元格的尺寸 和间距减小一半，那么同一区域结构可以容纳四倍的单元格。但受制于工艺的限制，闪存 单元格的参数只能缩小到一定的尺寸规模，使用传统的光刻密集模式的持续扩展也变得极 为昂贵，而芯片工艺的每一次提升带来的不仅是元件尺寸的缩小，同时也带来性能的增强 和功耗的降低，即存在闪存的缩放限制。无论是 SLC NAND 还是其他三种 NAND 均存在 “闪存的缩放限制”，为了打破“闪存的缩放限制”枷锁，提供高容量、低成本的 NAND Flash， 行业内研发了多种解决方案，其中最主要的为 3D NAND，即将存储单元立体化，在二维 平面基础上，在垂直方向也进行颗粒的排列。大容量、高堆叠层数的 3D NAND 将是行业未来发展趋势。平面 NAND 由有存储单元的 水平串组成，而在 3D NAND 中，存储单元串被拉伸，折叠并以 U 形结构垂直竖立，单 元以垂直方式堆叠来缩放密度。3D NAND 存储单元类似一个微小的圆柱状结构，微小单 元由中间的垂直通道组成，中间是结构内部的电荷层，通过施加电压，电子被带入绝缘电 荷存储膜中和从中取出，信号就被读取。以三星为例，由浮动栅结构 (Floating Gate) 迁 移至电荷撷取闪存(2D CTF)，将 2D CTF 存储单元 3D 化变成 3D CTF 存储单元，最 后通过工艺技术提升逐渐往上增加存储单元的层数。未来大容量、高堆叠层数的 3D NAND 将是行业未来发展趋势。美光是目前主要产能制程最高的公司，长江存储的NAND工艺已逐步赶上国际领先水平。 根据 TrendForce 的数据，从各厂商的产能结构来看，美光从 2022 年上半年开始逐渐将 产能转向 176 层，目前大部分产能都已转进 176 层，在工艺上领先其他厂商，其余厂商 大多停留在 128 层附近。三星和海力士从 2022 年下半年开始将产能逐渐向更高的 176 层转移。而铠侠和WDC的联盟目前产能主力落在112层，Solidigm继承自英特尔的工艺， 产能主力落在 144 层。展望 2023 年，我们认为美光是最早将产能转进 232 层的厂商，三 星和海力士预计将在第二季度逐步转进 200 层以上的工艺。Solidigm 以及铠侠和 WDC 的联盟都将停留在 200 层以下的工艺，落后美光、三星和海力士一代左右的工艺水平。三星积极扩充 NAND 产能，意图挤占竞争对手份额。根据 TrendForce 的数据，以存储位 元产出计算，2023 年全球 NAND 行业产出 8954 亿(等价 8GB)，同比增加 21%。以晶 圆产出计算，2023 年全球 NAND 晶圆产量 2061 万片(等价 12 英寸)，同比增加 1%。 展望 2023 年各大存储厂商 NAND 产能情况，三星、YMTC 将增产，铠侠/WDC、海力士 和美光都将减产。在终端需求不景气以及 NAND 价格持续下跌的背景下，三星激进扩产 的原因主要在于：1)NAND 芯片竞争对手较多，部分竞争对手如铠侠与 WDC 的联盟产 品组合单一，专注于 NAND 业务，缺乏 DRAM 的产品组合来保护营业利润，因此总体抗 风险能力略逊于其他同时专注于 DRAM 和 NAND 的存储厂商。三星或希望通过激进的扩 产计划，来抢占部分竞争对手的份额。2)三星一部分 NAND 的产能来自西安工厂，长期 来看西安厂扩产能力有限，三星或在韩国厂增加弥补西安厂产能下滑的风险。除三星外各大 NAND 存储厂商纷纷削减 23 年资本开支。根据 Trendforce 的数据，2022 年全球 NAND 厂商资本开支 323.95 亿美元，同比增加 9%。预计 2023 年全球 NAND 厂 商资本开支 220 亿美元，同比减少 32%。细分厂商来看，三星、铠侠/WDC 和海力士占 据资本开支前三名。目前三星在 NAND 业务上仍然持续加大资本开支，希望通过扩充 NAND 产能挤走部分竞争对手。2022 年资本开支同比增加 9%，2023 年同比增加 2%。 铠侠和 WDC 大幅度下修了 2023 年的资本开支计划，2023 年同比减少 46%。美光资本 开支的下修程度最高， 2023 年同比减少 54%。海力士资本开支下修幅度与美光接近， 2023 年同比减少 53%。我们看好 2023 年 NAND 价格先跌后涨。在经历 2022 年下半年的剧烈下滑后，许多 NAND 厂商已实际开展减产行动，加之 NAND 较 DRAM 更有价格弹性，我们看好 NAND 价格 下行周期较 DRAM 更早结束。根据 TrendForce 的数据，NAND 价格相较 DRAM 更具弹 性，分供需来看：1)供给端：在 wafer 价格跌破现金价的情况，许多厂商如海力士、铠 侠和 WDC 已实际展开减产行动，同时叠加美国禁令对 YMTC 的限制，使得 NAND 总产 能收敛较快。2)需求端：长期来看，全球数据量指数增加，云业务厂商持续留存数据存 储的需求。在他们消耗完原有价格较高的 SSD 后，2023 年下半年 NAND 需求量有望增 加。因此，2023 年 NAND 的价格弹性会高于 DRAM。2.3 2023 年全球 DRAM 市场规模 596 亿，三巨头寡占市场，EUV 和 3D DRAM 或成未 来趋势DRAM 是当前市场主流的半导体存储器，2023 年全球市场规模达 596 亿美元。根据 TrendForce 的数据，预计 2022 年全球 DRAM 市场规模为 596 亿美元，同比减少 13%。 预计 2023 年全球 DRAM 市场规模将达 1552 亿美元，同比减少 28%。从出货量看，以 等价 2GB 计算，预计 2022 年全球出货 1048 亿颗 DRAM 芯片，同比增加 19%。预计 2023 年全球出货 1155 亿颗 DRAM 芯片，同比增加 10%。从价格看，以等价 2GB 计算，DRAM 芯片价格持续下跌，预计 2022 年同比下滑 17%，2023 年下滑程度进一步放大达 36%。DRAM 领先厂商经过不断地收并购持续重塑行业竞争格局，在过去三十年间 DRAM 行业 经历了从美国到日本再到韩国的变迁。1966 年 IBM 发明了最早的 DRAM，1970s 英特尔 成为 DRAM 行业霸主。随后，美国、日本的厂商纷纷进入 DRAM 行业，日本以举国体制 发展 DRAM 行业，富士通、日立、三菱、 NEC、东芝等厂商凭借性价比优势快速占领市 场，份额反超美国市场。20 世纪 80 年代后期，美国对日本厂商使用反倾销手段，使得韩 国厂商趁乱而起。90 年代后期，DRAM 市场大洗盘开始，1998 年德州仪器将存储业务出 售给美光，1999 年 IBM 将 DRAM 业务出售给东芝，1999 年日立和 NEC 合并成立尔必 达，2001 年海力士从现代集团中分拆。21 世纪初，DRAM 竞争格局为三星、SK 海力士、 奇梦达、美光、尔必达五强争霸。2008 年金融危机后，存储行业进入下行周期，三星持 续扩充产能加剧行业竞争，2009 年奇梦达率先破产，2012 年尔必达在申请破产后被美光 收购。数十年的大浪淘沙后，目前 DRAM 市场主要由三星、海力士与美光独占，三大公 司市占率超过 95%。从供给端看，DRAM 行业高度集中，呈现为三星、海力士和美光三家寡头垄断的竞争格 局。根据 Statista 和 TrendForce 的数据，在 2013 年美光完成对尔必达的收购后，DRAM 行业集中度持续上升，2022 年第三季度 CR3 超过 95%，三星、海力士和美光分别占比 41%、29%和 26%。根据产品规格不同，DRAM 可分为主流 DRAM 和利基型 DRAM。根据兆易创新 2021 年 报摘要中转引 TrendForce 的数据，2021 年利基型 DRAM 的市场规模约 90 亿美元，在 DRAM 中的占比约 9.5%。主流 DRAM 通常为最新规格的内存产品，具备最先进的性能， 当前主流产品为 DDR4 和 DDR5.随着原厂去库存压力加剧，DRAM 价格快速下行，看 好 DDR5 的市场份额有望在 2023 年开始快速提升。目前主流 DRAM 市场中三星、海力 士和美光三分天下，除此之外华邦、南亚和合肥长鑫也都定位于主流 DRAM 供应商。利 基型 DRAM 多应用于消费电子、汽车、网络通讯和工业控制，技术门槛相对较低，主流 产品多为 DDR2 和 DDR3.落后于主流 DRAM 产品 1-2 代的差距。利基型 DRAM 竞争格 局相对分散，众多国内外厂商均有产品布局，例如兆易创新、北京君正和东芯股份。随着 国外大厂逐渐推出利基市场(三星 21Q4 停产 DDR2.预计 23 年停产 DDR3;海力士也计 划停产 DDR3)，国内厂商将迎来份额提升的机会。随着 DRAM 制程逐渐接近 10nm，DRAM 单元尺寸的微缩变得越来越复杂，如何实现对 电容器的进一步缩放以及刻画越来越密度的图形成为关键问题。DRAM 急需在材料和架 构方面做出突破，从而降低成本、最大限度地降低功耗并提高数据传输速度。EUV 光刻、 混合键合和 3D DRAM 或将成为未来 DRAM 存储密度和性能持续增长的关键技术。短期 内，EUV光刻已经成为业内共识，EUV的使用使得DRAM制程进一步微缩到15nm以下， 单颗芯片的容量提升到 16GB 以上，三星和海力士已经在 1α 制程的 DRAM 生产上引入 EUV 光刻机，相对保守的海光也将在下一代 1γ 制程引入 EUV 光刻机的使用。长期来看， 从 2D 走向 3D 来避开平面缩放的限制或将可能未来可能的技术趋势。DRAM厂商产能增加幅度收敛，DRAM厂商扩产计划有所延后。根据TrendForce 的数据， 以存储位元产出计算，2023 年全球 DRAM 行业产出 1155 亿(等价 2GB)，同比增加 10%。以晶圆产出计算，2023 年全球 DRAM 晶圆产量 1931 万片(等价 12 英寸)，同 比增加 1%。展望 2023 年各大存储厂商 DRAM 产能情况，三星、海力士和 CXMT 将增 产，分别同比增加 5%、7%和 26%，。美光和南亚都将减产，分别同比减少 12%和 18%。 在新厂商的建设以及新产能的扩产上，三星 P3L 工厂的建设完毕，预计 23Q1 开始量产 DRAM，未来三星或将在 P3L 持续扩充产能;美光在中国台湾取得新厂房土地后暂无新 的进展;海力士有 40-50%的 DRAM 产能在无锡，这部分产能未来引进 EUV 转进先进制 程的可能性较小;南亚和华邦延后了原本的新厂房建设计划。根据 TrendForce 的数据，2022 年 DRAM 厂商资本开支 302 亿美元，同比增加 8%。预 计 2023 年 DRAM 厂商资本开支 223 亿美元，同比减少 26%。细分厂商来看，三星、海 力士和美光占据资本开支前三名。目前三星的资本开支下修程度最低，2022 年同比减少 3%，2023 年同比增加 5%。海力士资本开支的下修程度最大，2022 年同比减少 15%， 2023 年同比减少 48%。美光资本开支 2022 年同比减少 6%，2023 年同比减少 40%。2022 年其他中小 DRAM 厂商，如华邦、南亚科、CXMT 等厂商的资本开支有所上调。2.4 NOR 市场空间 25 亿美元，国产厂商市占率稳步提升NOR Flash 和 NAND Flash 性能和定位不同，二者可互补而不可替代。 NOR 具有不可替代性。虽然与主流的 NAND Flash 相比，NOR Flash 容量密度小、写入 和擦除速度慢、成本高价格贵，但由于有独立的数据总线和地址总线使得其具有随机存取 和对字节行编程操作的能力，支持代码执行(Xip)，极其适合嵌入式的应用。而且 NOR Flash 还具备高可靠性、随机读取速度快、寿命更长等优势，使得其在擦除和编程操作较 少而直接执行代码的场合，尤其是纯代码存储的应用中广泛使用，是手机、PC、DVD、 TV、USB Key、机顶盒、物联网设备等代码闪存应用领域的首选。同时，NOR Flash 没 有坏块和易于存储执行代码的性能优势，在车用和工业等高可靠性应用场景中也具有不可 替代性。因此，虽然在智能手机时代 NAND 对 NOR 造成大量的替代，但是 NOR 市场仍 具有不可替代的生存基础。实际行业应用中 NOR 与 NAND 或 DRAM 互补使用。在实际的行业应用中，客户多选择 NOR 与 NAND 或 DRAM 互补使用，一般性原则为：在大容量的多媒体应用中选用 NAND 型闪存，而在数据/程序存贮应用中选用 NOR 型闪存。根据这一原则，设计人员将两种闪 存芯片结合起来使用，用 NOR 芯片存储程序，用 NAND 芯片存储数据，使两种闪存的优 势互补，如手机、PocketPC、PDA 及电子词典等设备。以手机为例，采用支持 XIP 技术 的 NOR 闪存能够直接运行 OS，速度很快，既简化设计，又降低成本，因此一般小巧优 雅的手机都采用 NOR+RAM 的设计;追求大存储容量的手机则更多地选择 NAND 闪存; 而同时追求功能和速度的手机则会采用 NOR+NAND+RAM 的设计，这种取长补短的设 计能够发挥 NOR 和 NAND 各自的优势。NOR Flash 市场经历数次洗牌，海外厂商逐渐撤退，中国台湾和中国大陆厂商趁势而起。 自 1998 年英特尔首次推出 256Kbit NOR 闪存芯片以来，NOR Flash 市场已经历经数次 洗牌。2009 年飞索半导体寻求破产保护，并在 2015 年与赛普拉斯合并;2010 年三星开 始逐渐淡出 NOR Flash 市场;2017 年赛普拉斯、美光科技宣布退出中低容量的 NOR 市 场，转向工控和车载等高端市场。2019 年消费电子需求爆发，伴随着海外龙头逐步退出 部分 NOR Flash 市场，市场供需关系得以改善，专注消费市场的旺宏、华邦电和兆易创 新等厂商积极扩充产能、增加销售额，同时也大力向高端市场拓展，使得整体市场份额不 断提升，NOR Flash 行业也同步迎来向上拐点。根据 CINNO Research 和 IC Insights 的 数据，2021 年 NOR Flash 市场份额主要被华邦、旺宏和兆易创新所占据，市占率分别为 35%、33%和 23%。2.5 AI 爆火带动 GPU 需求激增，HBM 有望持续受益“3D 堆叠+近存储运算”突破内存容量与带宽瓶颈，成为处理大量数据和复杂处理要求的 理想解决方案。 高带宽存储器(HBM, High Bandwidth Memory)是一款新型的高带宽、高附加值 DRAM产品。凭借独特的 TSV 信号纵向连接技术，HBM 内部将数个 DRAM 芯片在缓冲芯片上 进行立体堆叠，其内部堆叠的 DDR 层数可达 4 层、8 层以至 12 层，从而形成大容量、 高位宽的 DDR 组合阵列。TSV 是在 DRAM 芯片上搭上数千个细微孔并通过垂直贯通的 电极连接上下芯片的技术。该技术在缓冲芯片上将数个 DRAM 芯片堆叠起来，并通过贯 通所有芯片层的柱状通道传输信号、指令、电流。相较传统封装方式，该技术能够缩减 30%体积，并降低 50%能耗。凭借 TSV 方式，HBM 大幅提高了容量和数据传输速率。 与传统内存技术相比，HBM 具有更高带宽、更多 I/O 数量、更低功耗、更小尺寸等特征。 除此之外，HBM 堆栈不通过外部互连线的方式与 GPU/CPU/Soc 连接，而是通过中间介 质层紧凑快速地连接信号处理器芯片。在传统的冯诺依曼计算架构中，处理器 CPU 存储 器之间通过数据总线进行数据交换，而由于存储与计算单元的结构、工艺、封装不同，导 致存储单元的访问速度远远跟不上计算单元的数据处理速度，系统每进行一次运算都需要 将参数输入存储器进行一次读写，因此信息交换速度的提高极其受制于存储器的性能。相 比之下， HBM 通过 3D 堆叠多层 DDR 提供海量并行处理能力、通过集成型 HBM 提供 极高的存储器带宽，并使得数据参数距离核心计算单元更近，从而有效降低数据搬运的延 迟和功耗。在系统集成方面，HBM 将原本在 PCB 板上的 DDR 内存颗粒和计算芯片一起 集成到 SiP，有效利用空间、缩小面积。ChatGPT 横空出世使得 AI 服务器爆火，催生对高算力 GPU 以及高性能存储的需求，高 带宽 HBM 或将持续成长。 HBM 当前渗透率依然较低，截至 2021 年，HBM 位元需求占整体 DRAM 市场的比例仍 未达 1%，主要由于：(1)消费级应用场景对于价格极其敏感，且数据处理复杂程度相 对不高，传统存储器足够满足其需求，几乎不需要使用到 HBM;(2)服务器市场出于性 价比考虑往往不会优选 HBM，大部分传统服务器仍使用 GDDR5、GDDR6 来提升内存性 能，目前搭载高端 AI 算力芯片的服务器占比仅 1%左右。 这几年因为英伟达的 GPU 大量被使用在人工智能的云端辨识系统，从每台服务器加两片 高速运算 GPU 卡，4 片到 8 片 GPU 卡都有，让英伟达在数据中心芯片市场的份额从 2018-2019 年的不到 10%，到 2021 年的超过 25%，全球人工智能服务器占比也逐年提 升至 2021 年近 10%。以英伟达 7nm 芯片 A100 为例，芯片面积虽然高达 826mm2.最 大耗电量达 400W, 但其在浮点半精度，单精度，双精度稀疏及理论峰值运算都明显优于 同业，为了让 A100 的 DGX 人工智能服务器系统发挥效能，除了要配备 512GB-2TB DDR4-3200 MT/s DRAM 给 AMD CPU 用外，还要另外配备 320-640GB HBM 给 GPU 使用。以英伟达A100 80GB配置4或8张GPU卡来计算，其HBM用量约为320~640GB。 随着 AI 模型逐渐复杂化，将刺激更多的存储器用量，并带动 Server 端 DRAM、SSD 和 HBM 的需求成长。所以全球 AI 服务器(使用 GPU，ASIC 来做人工智能整数，浮点运算) 出货占比的提升，对 HBM 内存需求同比增长有明显的拉动作用, 占比逐年提升可期。2023 年以来 Microsoft、Meta、Baidu 和 ByteDance 相继推出基于生成式 AI 衍生的产品 服务而积极加单，根据 TrendForce 的数据， AI 服务器用 GPU，主要以英伟达 H100、 A100、A800(主要出货中国)以及 AMD MI250、MI250X 系列为主，英伟达占比约 80%， 这些高性能 AI 芯片均采用 HBM，因此 TrendForce 预计 2023-2025 年 HBM 市场 CAGR 有望达 40-45%以上。根据我们对产业链上下游的调研，我们看好 2023-2025 年 AI 训练 服务器出货量实现 50%左右的高增速，2026 年出货量增速保持在 30%左右，我们测算得 2026 年 HBM 市场规模有望达 56.9 亿，2022-2026 年 CAGR 有望达 52%，符合市场预 期。目前全球 HBM 市场仍旧由海力士与三星垄断，SK 海力士 HBM 技术起步早，从 2014 年 推出首款 HBM 后，SK 海力士一直是 HBM 行业领头羊，目前海力士占据全球 HBM 市场 一半以上的市场份额。后期在美光、Synopsys 等企业加入布局 HBM 产品推动行业加速 竞赛后，HBM 内存技术已从 HBM、HBM2、HBM2E 升级至 HBM3 标准(第四代 HBM)。 2021 年 SK 海力士发布的全球首款 HBM3 适用于 AI、HPC 等容量密集型应用，该产品 已于 2022 年 6 月开始量产并供货英伟达。英伟达对 HBM DRAM 的应用，标志着高性能 存储在数据中心的应用迎来了一个新的时代。2023 年 4 月，SK 海力士宣布已在全球首 次实现垂直堆叠12个单品DRAM芯片，实现最高容量24GB，容量较上一代 HBM3 DRAM 提升 50%，目前已向客户提供样品，正在接受客户公司的性能验证，将在上半年内完成 量产准备。目前海力士也正在进行 HBM4 的研发，预计后续将广泛应用于 AI、超算、高 性能数据中心、推荐引擎、800G 路由器交换机、数据库加速、防火墙监测等应用领域。 根据 TrendForce 的数据，2022 年三大原厂 HBM 市占率分别为 SK 海力士(SK hynix) 50%、三星(Samsung)约 40%、美光(Micron)约 10%。此外，伴随 AI 训练与推理 模型拉动高阶深度学习 AI GPU 规格的提升，其热度也将进一步向上传导至 HBM 产品的需求拉升与技术更迭。目前已有 NVIDIA H100 与 AMD MI300 正式搭载 HBM，三大原厂 海力士、三星、美光也已规划在 2023 下半年进行相对应规格 HBM3 的量产。海力士作为 HBM 创始者具备先发优势，预计在今年将有更多客户导入 HBM3 的情况下，海力士整体 HBM 市占率有望进一步提升至 53%，而三星、美光则预计陆续在今年底至明年初量产， HBM 市占率分别为 38%及 9%。三、重点公司分析3.1 主线一：利基型存储芯片厂商兆易创新：存储和 MCU 同步布局，DRAM 业务进展提速 存储器业务：1)NOR Flash 产品覆盖 512Kb~2Gb 大容量的全系列产品(其中 128Mb 以上大容量产品占比超 60%)，55nm 工艺制程出货量占比已接近 70%，车规 NOR Flash 在行业头部客户业务收入高速增长，国际头部 Tier1 客户导入工作进展顺利，整体下游客 户结构以中高端客户为主，海外客户收入占比超 50%。2)NAND Flash 产品 38nm、24nm 工艺节点实现量产，并完成 1Gb~8Gb 主流容量全覆盖。3)DRAM 方面，产品重点布局 安防、机顶盒以及工业等领域，自研占比逐步提升，17nm DDR3 产品于 2022 年 9 月向 市场推出，相较台厂 20nm 产品有较强的性价比优势，2023 年有望放量。截至 2023 年 4 月，兆易创新车规级存储产品累计出货量达 1 亿颗。 MCU 业务：公司在 2022 年 9 月发布首款基于 M33 内核 40nm 制程的车规 MCU，产品 定位车身域、座舱域和安全域上，2023 年有望放量，成为公司营收新的增长点。目前 MCU 已成功量产 37 大产品系列、超过 450 款，在产品结构上工业、汽车领域实现良好成长， 工业应用为第一大营收来源，同时公司在逆变器、电机驱动、携带式、户用、微型储能器 领域也在加速布局。兆易创新 NOR Flash 市占率全球第三，持续受益于下游 AIoT 及车规市场高景气。2021 年兆易创新 NOR Flash 市占率 23.2%，全球排名第三，仅次于华邦和旺宏，且营收体量 快速扩张。公司 128Mb-2Gb 中大容量 NOR Flash 产品占比超 60%，其中工业和汽车增 长迅速，且制程由 65nm 向 55nm 转换顺利，带来产能和毛利率提升。NOR Flash 应用 领域广泛，目前广泛应用于物联网、可穿戴设备、屏幕以及车载电子等下游领域。近年来， AIoT 以及车载存储为 NOR Flash 市场规模的扩大提供了重要驱动力。兆易创新营收稳定成长，体量不断扩张。兆易创新 2021 年实现营业收入 85.10 亿元，同 比增加 89.25%，归母净利润 23.27 亿元，同比增加 165.33%。其中存储芯片业务营收 54.51 亿元，MCU 业务营收 24.56 亿元，传感器业务营收 5.46 亿元，占比分别为 64%、 29%、6%。2022 年前三季度兆易创新实现营收 67.69 亿元，同比增加 6.94%，归母净利 润 20.92 亿元，同比增加 26.92%。2022 年前三季度营收和利润仍保持正向成长，单三 季度遭遇短期调整，营收和净利润同比环比均下滑，归因于消费市场需求下行，22Q3 营 收同比减少约 7 亿(存储芯片 4.7 亿、MCU 1.4 亿，传感器 0.9 亿)，毛利率下滑 3.7% 到 46.1%。短期承压主要源于消费类市场进入下行周期，叠加经济和疫情等因素影响。北京君正：四大业务线并行，车用存储未来可期2022 年营收小幅增长，新品产业化落地将打开成长空间。2022 年全年实现总营收 54.12 亿元，同比+2.61%，增速下滑主要系 2022 年消费电子需求持续疲弱，智能视频芯片、 微处理器芯片业绩承压。盈利能力来看，公司 2022 年综合毛利率为 38.56%，较上一年 同期上升 1.6pct。2022 年北京君正四大产品线需求分化，存储、模拟互联实现增长：1)微处理器芯片主要 面向 IoT 市场的各类智能硬件产品，受季节性需求变化、市场宏观需求变动等因素影响， 消费类智能硬件产品的市场需求同比下降，二维码、生物识别、教育电子等细分市场的需 求均出现同比下滑，2022 年实现营收约 1.27 亿元，同比下滑 35.96%。2)智能视频芯 片市场由 2021 年的供不应求快速切换到 2022 年供过于求的状况，需求低迷叠加产业链 去库存压力较大，2022 年营收约 6.43 亿元，同比下降 34.32%。3)存储芯片产品线， 北京君正车规 SRAM 和车规 DRAM 在全球车规细分市场均名列前茅，车规 Flash 芯片的 市场销售较 2021 年相比实现了大幅增长。随着汽车智能化的不断发展，存储芯片的单车 价值量预计将不断提升，有望推动存储芯片在车规市场的长期增长。2022 年实现营收将 近 40.55 亿元，同比增加 12.80%，其中汽车、工业等市场保持了良好的需求。4)模拟 互联芯片，2022 年实现收入 4.79 亿元，在各个产品线中成长表现最优，同比实现增长 16.01%，主要系北京君正在车规 HBLED 芯片等方面已逐渐成为市场主要供应商。汽车智能化推动终端市场需求旺盛，车用存储未来可期。相比于消费级存储，车载存储行 业进入壁垒高、价格波动小、成长速度快。受益于自动驾驶和新能源车需求增加，车用储 存芯片市场规模将持续扩大，其中 DRAM 和 NAND 为需求重点。根据 Yole 的数据，2021 年全球车用存储器市场规模 43 亿美元，DRAM 和 NAND 分别占比 41%和 39%。2027 年车用存储器市场规模将成长到 125 亿美元，NAND 市场份额将成长到 63%，21-27 年 车用存储器市场规模 CAGR 达 20%。东芯股份：国内 SLC NAND 龙头，主流存储产品全覆盖存储全品类布局，下游应用场景广泛：东芯股份深耕中小容量存储芯片的研发、设计、销 售，可提供 NAND、NOR、DRAM 等主要存储芯片解决方案，为国内少数主流存储产品 全覆盖的芯片设计公司。目前东芯股份设计并量产的 24nm NAND、48nm NOR 均系大 陆领先制程。目前东芯股份的产品广泛应用于 5G 通信、物联网终端、消费电子、工业和 汽车电子等领域，已在高通、博通、联发科、紫光展锐、中兴微、瑞芯微、北京君正、恒 玄科技等多家平台商获得认证，成功进入三星电子、海康威视、歌尔股份、传音控股、惠 尔韦等国内外客户供应链体系。东芯股份为国内少数几家覆盖车规级 SLC NAND 的企业之一。目前，车规级 NAND 市场 主要由国际巨头垄断，三星、铠侠、海力士、西部数据与美光合计占据全球 90%以上的 车规级 NAND 市场规模。东芯股份 SLC NAND 工艺制程覆盖 38nm、24nm，产品覆盖 1Gb 到 32Gb，并且正在开发 1xnm 工艺，19nm 车规级产品已完成首轮晶圆流片。在 38nm 工艺上，东芯股份 2022 年已经可以为客户提供车规级的 PPI NAND 以及 SPI NAND 的 样品，包括 1G、2G 到最大的 8G 车规的 NAND Flash。我们认为未来新能源汽车发展叠 加国产替代趋势，将为东芯股份发展带来广阔增长空间。普冉股份：NOR Flash+EEPROM 双轮驱动，特色工艺构筑核心竞争力SONOS+ETOX 双工艺结构驱动，中小容量存储产品具有绝对成本优势：普冉股份 NOR Flash 业务在国内供应商中排名第二，2021 年占普冉股份总营收的 78.37%。1)在 512Kbit-128Mbit 中小容量 NOR Flash 系列产品上，普冉股份采取市场少有的赛普拉斯授 权电荷俘获 SONOS 工艺结构，在 40nm 工艺节点上开发差异化产品，SONOS 工艺结 构具备低功耗、高可靠性、低工艺复杂度及低成本等显著特征，在中小容量 NOR 市场占 据优势。目前 NOR Flash 行业主流工艺制程为 55nm，普冉股份 40nm 工艺制程下 4Mbit 到 128Mbit 容量的全系列产品均已实现量产，处于行业内领先技术水平;2)在大容量 NOR Flash 系列产品上，产品高端化锁定未来增量。普冉股份在已有产品技术上，采用浮栅 (ETOX)工艺结构，提供以中大容量为主、中小容量为辅的系列产品，已达到 50nm 的 先进制程，目前已经实现了六颗产品的大批量量产出货，256Mbit 到 1Gbit 容量产品正在 依照规划逐步推出。EEPROM 市场空间广阔，下游市场需求高增。EEPROM 由于其独特的芯片结构，具备 高可靠性、长使用寿命和高性价比等优点，满足了消费电子、工业控制、汽车电子等领域 稳定的数据存储需求。近年来，随着智能手机摄像头的多摄配置和功能升级的趋势，叠加 汽车智能化和电动化的必然趋势，EEPROM 市场规模持续提升。普冉股份 EEPROM 产 品容量覆盖 2Kbit–4Mbit, 业务客户覆盖多家知名手机摄像头模组厂及闻泰科技、华勤通 讯、龙旗科技等 ODM，终端客户为国内多家主流手机和家电品牌。此外，普冉股份持续 改善下游业务结构，EEPROM 产品自 2022 年 Q1 开始逐步向工控、家电、车载等领域 倾斜，消费类占比明显下降，目前普冉股份中大容量 EEPROM 已实现 95nm 及以下制程 量产，部分车规级产品顺利通过 AEC-Q100 认证。恒烁股份：深耕中小容量 NOR Flash，MCU 构筑第二成长曲线深耕中小容量 NOR Flash，营收和市占率稳健成长。恒烁股份 NOR Flash 主要为 128Mb 及以下的中小容量产品，具有高可靠性、高性能、低功耗、宽电压范围和宽温度范围等特 点，目前主要用于可穿戴设备、手机屏、物联网设备、TWS 耳机及电池驱动通讯模组等 终端设备，并同步开展大容量(256Mb/512Mb/1Gb)产品的研发。2021 年恒烁股份营收 实现快速增长，NOR Flash 实现营收 4.97 亿元，同比增长 104.54%;MCU 产品实现营 收 0.77 亿元，同比增长 974.13%。国际龙头的退出与可穿戴设备的发展助推恒烁股份 NOR Flash 业务。随着国际龙头退出 消费类 NOR Flash 市场，以及恒烁股份不断进行技术迭代，NOR Flash 国产替代空间广 阔。可穿戴设备同样对 NOR Flash 产生大量需求。根据 IDC 的数据，2021 年全球可穿 戴设备出货量接近 5 亿台。随着全球可穿戴设备渗透率进一步提升，NOR Flash 用量有 望继续增长。3.2 主线二：存储模组厂商江波龙：国内存储模组龙头厂商，前瞻布局工规和车规级存储器深耕存储应用与数据管理，四大产品线蓬勃发展。江波龙成立于 1999 年，主要从事 Flash 及 DRAM 存储器的研发、设计和销售。目前，江波龙拥有嵌入式存储、固态硬盘、移动 存储和内存条四大产品线。按品牌划分，公司已经形成了以 Foresee 品牌为载体的面向 工业市场的产品矩阵及以 Lexar(雷克沙)品牌为载体的面向消费者市场的产品矩阵。全球数据中心加大投资拉动企业级存储的需求，国产企业级存储厂商发展迅速且空间广阔。 根据智研咨询的数据，2022 年全球云计算市场规模 4053 亿美元，同比增长 22.6%，面 向服务器、云计算的企业级存储领域具备广阔的市场前景。根据 IDC 的数据，2021 年英 特尔、三星、美光等国际存储原厂占中国企业级 SSD 市场份额合计超过 70%，居主导地 位。随着国家对数据安全自主可控的重视程度不断增加，存储器作为数据存储的直接载体， 其对于数据安全可控战略的落地及实现具有关键作用，也意味着国内企业级 SSD 厂商将 迎来更广阔的发展空间。佰维存储：嵌入式存储为基，存储器研发封装一体化佰维存储主要从事半导体存储器的研发设计、封装测试、生产和销售，产品及服务包括嵌 入式存储、消费级存储、工业级存储及先进封测服务。1)嵌入式存储产品类型涵盖 ePOP、 eMCP、eMMC、UFS、BGA SSD、LPDDR、MCP、SPI NAND 等，广泛应用于手机、 平板、智能穿戴、无人机、智能电视、笔记本电脑、智能车载、机顶盒、智能工控、物联 网等领域，部分嵌入式存储已达到车规标准。2)消费级存储包括固态硬盘、内存条和移 动存储器产品，主要应用于消费电子领域。3)工业级存储包括工规级 SSD、车载 SSD 及工业级内存模组等，主要面向工业类细分市场，应用于 5G 基站、智能汽车、智慧城市、 工业互联网、高端医疗设备、智慧金融等领域。4)子公司惠州佰维专精于存储器封测及 SiP 封测，目前掌握 16 层叠 Die、30~40μm 超薄 Die、多芯片异构集成等先进工艺量产 能力。3.3 主线三：存储配套芯片及产业链厂商澜起科技：全球内存接口芯片龙头，持续受益于 DDR5 渗透率提升主营业务卡位内存接口芯片优质赛道，行业壁垒高毛利高。全球内存接口芯片认证、技术 壁垒高，行业格局高度集中，自 DDR4 世代开始，全球内存接口芯片仅剩澜起科技、IDT、 Rambus三大玩家，同时由于市场竞争者少，内存接口芯片毛利率常年维持较高水平。2021 年公司内存接口芯片营收 17.17 亿元，占总营收的 67.01%，毛利率高达 66.72%。预计 澜起科技未来将凭借被纳为 JEDEC DDR4 行业标准的“1+9”架构及通过英特尔权威认 证等优势，持续提升内存接口芯片市占率并稳固全球霸主地位。 AI 革命及国产替代趋势驱动津逮服务器/AI 芯片业务增量。澜起科技于 2016 年与英特尔 和清华大学合作开发津逮服务器 CPU，目前产品已迭代至第三代，其集成深度学习加速 技术，强化了 AI 训练及推理能力，契合近期 AI 大爆发对 CPU 快速处理海量数据的计算 需求。2021 年服务器 CPU 营收由 2020 年的 0.30 亿元飞速成长到 8.45 亿元。预计未来 伴随我国数据安全政策体系逐步完善，国产替代趋势以及我国信创安全持续布局背景下， 服务器 CPU 业务将持续放量并带来澜起科技业绩增长。澜起科技的核心技术均系自主研发结果,每年的研发支出占营收比例均在 15%以上。此外， 澜起科技覆盖从 DDR2 到 DDR5 的完整解决方案，并获 Intel、Samsung、SK hynix 权 威认证，产品可应用于各种缓冲式内存模组，满足高性能服务器对高速、大容量的内存系 统的需求。目前，澜起科技的 DDR4 及 DDR5 内存接口芯片已成功进入国际主流内存、 服务器和云计算领域，并占据全球市场的重要份额。历经二十余年发展，澜起科技在行业 内话语权不断提高，公司内部分研发人员在全球微电子产业的领导标准机构 JEDEC 中担 任重要职务，并入选 JEDEC 董事会，自 DDR4 世代开始，澜起科技便深度参与 JEDEC 国际标准制定，以自身突出研发实力获得市场高度认可。
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