半导体集成电路闪存行业分析报告.docx

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半导体集成电路闪存行业分析报告

2014年半导体集成电路闪存行业分析报告

2014年4月

一、闪存产品简介

闪存属于半导体介质存储器，是一种主流的非易失性存储器。

1、存储设备分类与用途

存储设备主要分为磁盘和存储芯片两种。

磁盘，是指利用磁能方式存储信息的磁介质设备，其存储与读取过程需要磁性盘片的机械运动，目前广泛应用于PC硬盘、移动硬盘等领域。

存储芯片，又称为存储器，是指利用电能方式存储信息的半导体介质设备，其存储与读取过程体现为电子的存储或释放，广泛应用于内存、U盘、消费电子、智能终端、固态存储硬盘等领域，目前有取代磁盘的趋势。

存储芯片是全球芯片市场比重最大的产品之一。

根据工信部软件与集成电路促进中心2011年统计数据，IC市场上独立存储芯片（standalonememory）约占IC总数量的1/4。

对于芯片面积而言，嵌入式存储芯片（embeddedmemory）约占SoC芯片面积的80%以上，约占逻辑芯片面积的70%以上。

存储芯片是应用面最广、市场比例最高的集成电路基础性产品之一。

存储芯片的大致分类如下：

2、闪存芯片分类与用途

闪存芯片是最主要的存储芯片，主要为NORFlash和NANDFlash两种。

NORFlash主要用来存储代码及部分数据，是手机、PC、DVD、TV、USBKey、机顶盒、物联网设备等代码闪存应用领域的首选。

NORFlash分为串行和并行。

串行结构相对简单、成本更低，随着工艺的进步，串行闪存已经能满足一般系统对速度及数据读写的要求，逐步成为主要系统方案商的首选。

NANDFlash可以实现大容量存储、高写入和擦除速度、相当擦写次数，多应用于大容量数据存储，例如智能手机、平板电脑、U盘、固态硬盘等领域。

二、行业监管体制及相关政策法规

1、行业主管部门和监管体制

行业主管部门主要为中华人民共和国工业和信息化部，该部门主要职责为：

制定行业发展战略、发展规划及产业政策；拟定技术标准，指导行业技术创新和技术进步；组织实施与行业相关的国家科技重大专项，推进相关科研成果产业化。

半导体协会是本行业的行业自律组织，主要负责贯彻落实政府产业政策；开展产业及市场研究，向会员单位和政府主管部门提供咨询服务；行业自律管理；代表会员单位向政府部门提出产业发展建议和意见等。

工信部和半导体协会构成了集成电路行业的管理体系，各集成电路企业在主管部门的产业宏观调控和行业协会自律规范的约束下，面向市场自主经营，自主承担市场风险。

2、行业主要法律法规和产业政策

集成电路产业是国民经济支柱性行业之一，其发展程度是一个国家科技发展水平的核心指标之一，影响着社会信息化进程，因此受到各国政府的大力支持。

自2000年以来，我国政府颁布了一系列政策法规，将集成电路产业确定为战略性产业之一，大力支持集成电路行业的发展，主要如下：

上述政策和法规为该行业提供了财政、税收、知识产权保护、人才、市场等方面的保护和支持，并将存储芯片确定为高端通用芯片的核心内容，属于《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》确定的16个国家科技重大专项中的“核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品”。

三、行业发展情况

1、行业的市场化程度

芯片设计行业本身高度市场化，闪存芯片作为通用芯片，面临着充分竞争的市场，不存在政策性壁垒。

2、行业内主要企业及产业链格局

全球NORFlash厂商主要有美光科技、飞索半导体、旺宏、华邦等IDM企业，这些IDM企业将闪存芯片的设计、制造、封测等环节全部整合到一起，由企业自身独立完成。

同时，还有兆易创新、宜扬科技等Fabless企业，这些Fabless企业只进行闪存芯片的设计环节，制造和封测等环节均委托第三方代工厂进行。

NORFlash产业链格局具体如下：

全球NANDFlash厂商主要有三星电子、东芝、海力士、美光科技四家企业，这四家厂商均为IDM企业，供应了全球市场绝大部分的NAND芯片产品。

3、行业特点

根据产品类型不同，闪存芯片行业呈现如下特点：

（1）NORFlash芯片占据中低容量及代码存储市场

NORFlash芯片具备随机存储、可靠性强、读取速度快、可执行代码等特性，在中低容量应用时具备性能和成本上的优势，是中低容量闪存芯片市场的主要产品。

同时，终端电子产品因内部指令执行、系统数据交换等功能需要，必需配置相应容量的代码存储器，NORFlash芯片是其不可或缺的重要元器件。

由于并行NORFlash芯片在易用性、成本、功耗等方面不及串行NORFlash芯片，因此，串行NORFlash芯片的占比正在快速上升。

根据半导体协会数据，2012年，中国串行NORFlash芯片市场份额由2011年的32.4%升至39.7%，并行NORFlash芯片市场份额则由67.6%下降至60.3%。

为维持产品高毛利、开拓更广阔的的市场，三星电子、美光科技等全球闪存芯片巨头已将产品重点转入市场容量更大的NANDFlash芯片领域。

随着三星电子等全球闪存芯片巨头逐步淡出NORFlash芯片市场，为国内NORFlash芯片设计企业尤其是串行NORFlash芯片设计企业带来了历史性的发展机遇。

（2）NANDFlash芯片需求稳步攀升

随着信息技术的三波创新革命，以移动互联网、大数据、云计算和物联网为代表的新一代信息技术发展正在推动信息产业转型升级，对海量数据的处理、存储提出了越来越高的要求。

NANDFlash具有更大的存储容量、更高的擦写速度和更长的寿命，是实现海量存储的核心，已经成为大容量存储的主要选择。

当前阶段，NANDFlash市场的发展主要受到智能手机和平板电脑需求的驱动。

相对于机械硬盘等传统存储介质，采用NANDFlash芯片的SD卡、固态硬盘等存储装置没有机械结构，无噪音、寿命长、功耗低、可靠性高、体积小、读写速度快、工作温度范围广，是未来大容量存储的发展方向。

随着大数据时代的到来，NANDFlash芯片将在未来得到巨大发展。

4、闪存行业利润水平的变动趋势

闪存芯片设计行业处于电子产品产业链的上游，其行业利润水平变动整体上与下游终端电子产品行业的景气状况相关。

此外，行业利润率水平与其创新能力也息息相关，电子产品更新换代很快，总体呈现落后技术产品利润水平降低、先进技术产品利润水平升高的变动趋势。

5、闪存行业进入壁垒

闪存芯片设计行业属于知识和资本密集型相结合的行业，对产业化运作有着很高的要求，在技术、产业整合、客户认可、资金和规模、人才方面存在较高的进入壁垒，具体如下：

（1）技术壁垒

①设计工程壁垒。

合格的闪存产品不仅需要在体积、容量、读写速度等性能指标满足市场要求，对于通用型闪存而言，还需要能适用于市场上种类繁多的各种电子系统。

这要求相应的闪存设计公司具备从芯片、应用电路到系统平台等全方位的技术储备，这些都要求设计公司有深厚的技术积累和行业经验，对后进者而言，这种积累和经验构成壁垒。

②代工厂协同壁垒。

闪存的芯片设计需要晶圆厂的配套制造工艺，通常闪存设计公司需经过较长时间的发展，才能与主要晶圆厂建立起互利、互信、互相促进的合作关系，建立起工艺设计与工艺制造的整合能力，最终确立在产业链上的关键竞争优势。

通常闪存芯片设计公司需要经历跟随晶圆厂开发－共同开发－自主定义工艺流程，晶圆厂跟随开发的发展历程。

因此，工艺整合能力将对后进者的进入形成壁垒。

③可靠性壁垒。

闪存芯片存在着代码丢失的可能性，其芯片本身也有寿命限制。

一旦出现代码丢失或是芯片寿命过短，电子产品将出现系统无法启动、关键功能不能开启等故障，这将有可能对客户带来损失。

因此，闪存芯片产品的可靠性和质量好坏是客户重点考核和关注的指标。

闪存芯片设计公司需要经过多年的技术和市场的经验积累，才能储备大量的修正数据，确保产品可靠性。

对新进入厂商而言，客户对其产品的可靠性需要做长时间的验证，产品和技术的可靠性构成其进入的壁垒。

（2）产业整合壁垒

对于闪存芯片设计企业而言，打通从晶圆厂、封装厂、测试厂、整机制造商等上下游产业链，获得整合能力，是其获得发展的前提。

在上游，业内高端工艺的晶圆生产线较为稀缺，为确保产品质量、控制成本和稳定的产能供应，闪存芯片设计企业需要与其主要的晶圆厂、封装及测试厂商建立紧密的合作关系。

在下游，为确保产品能顺利推向市场，需要已有客户的支持，也需要不断地拓展新客户和新渠道，积累品牌知名度。

对后进者而言，市场先入者已建立的、稳定运营的产业生态链构成其进入壁垒。

（3）客户壁垒

闪存芯片的可靠性和稳定性对电子产品安全性而言意义重大。

因此，下游客户对上游芯片供应商的选择极为谨慎。

客户若要大批量采购，势必对市场上符合基本要求、口碑较好的多款闪存芯片进行可靠性、稳定性、兼容性等验证，从中挑选出合适的芯片方案。

因验证时间长，客户一旦选定芯片方案，通常不会轻易对闪存芯片等核心器件进行更换。

因此，在某一细分领域，一旦某一款芯片或者某几款芯片获得了客户认可，形成了良好的市场口碑，将对后进者形成壁垒。

（4）资金和规模壁垒

闪存芯片设计企业为保持竞争力，需进行持续的研发投入。

但集成电路行业投入高、周期长、风险大，以研发阶段的MASK为例，65nm的MASK费用约为200万人民币，45nm的MASK费用约为430万人民币，28nm的MASK费用更高达1,000万人民币左右，不同的芯片需要不同的MASK，并且在研发阶段的芯片还无法确保一次流片成功，存在一套MASK需要反复修改、反复投入的可能性。

上述要求使得企业在研发阶段就必须投入大量资金，以支持芯片后期开发直至完成。

大规模的资金投入成为后进者的进入壁垒。

在本行业中，芯片产品单位售价相对较低，但芯片研发投入极大，因此企业研发的芯片产品市场销售数量需要高达百万颗甚至上千万颗才能实现盈亏平衡。

这种规模需要企业具备资金供给、供应体系、市场运营的整体能力，对后进者而言，同样构成了行业壁垒。

（5）人才壁垒

闪存芯片设计行业是知识密集型行业。

高素质的经营管理团队、富有技术创新理念的研发队伍和富有经验的产业化人才是企业高速发展、保持竞争力的重要保障。

目前，我国闪存芯片设计行业的高端技术人才相对稀缺，而优秀的管理人才和产业化人才通常都集中于行业领先企业，企业之间人才争夺激烈。

对于市场新进入者，人才成为重要行业壁垒。

6、行业规模及主要企业市场份额

（1）NORFlash芯片市场

NORFlash芯片应用在手机、PC、DVD、USBkey、机顶盒、网络设备及物联网设备等领域，应用领域广泛。

预计未来三年，全球NORFlash市场规模约每年33亿美元。

其中，2012年NORFlash芯片行业全球市场竞争格局（按销售额）如下：

目前，得益于其全球电子信息制造业中心地位，中国已经成为全球最大的NORFlash市场，未来三年市场规模约每年66亿元人民币。

其中，2012年NORFlash芯片行业中国市场竞争格局（按销售额）如下：

未来三年，在NORFlash市场，将继续呈现串行NORFlash替代并行NORFlash的趋势，全球串行NORFlash芯片市场规模将呈现快速增长的态势。

预计全球串行NORFlash芯片市场规模将由2012年的13.6亿美元升至2015年的25.1亿美元；中国串行NORFlash芯片市场规模将由2012年的29.7亿元升至2015年的49亿元。

（2）NANDFlash芯片

NANDFlash芯片是大容量存储的主要芯片，2012年，受全球经济不景气的影响，全球NANDFlash芯片市场规模略有下降。

未来三年，随着消费市场对智能产品、多媒体应用、移动互联的需求的持续增长，预计NAN