一、存储芯片概念和分类
存储芯片(半导体存储器),是以磁性材料或半导体为介质,通过电荷贮存与释放实现信息存储与读取的器件。按是否需持续通电维持数据,可分为易失性存储和非易失性存储两大类,其中DRAM与NAND Flash合计占据全球存储市场95%以上份额,是市场核心组成部分。
(一)易失性存储
需持续通电临时保存数据,核心为随机存取存储器(RAM),主打高速读写,作为操作系统及运行中程序的临时存储媒介,主要包括两类:
- DRAM(动态随机存取存储器):需通电+周期性刷新维持数据,存储密度高于SRAM、访问速度低于SRAM,广泛应用于智能手机、PC、服务器等场景,是市场核心品类。2024年全球DRAM销售额约970亿美元,占存储市场57.06%。
- SRAM(静态随机存取存储器):无需周期性刷新,访问速度快,但存储密度低、成本高,应用于对速度要求极高的场景,市场占比相对较低。
(二)非易失性存储
无需持续通电即可长久保存数据,核心为只读存储器(ROM),经多代演变突破“只读”限制,主要包括PROM、EPROM/EEPROM、Flash等,其中Flash是当前主流品类:
- Flash(闪存存储器):依靠电荷持久化实现长期数据存储,分为NAND Flash和NOR Flash,2024年两者销售额分别为680亿美元(占比40.00%)、29亿美元(占比1.71%)。
- NOR Flash:随机读取快、支持芯片内执行(XIP),适用于容量需求低、可靠性要求高的场景(系统代码存储、程序启动等),应用于消费电子、汽车电子、物联网等领域。
- NAND Flash:顺序访问快、容量大、成本低,适用于大容量存储场景,主要应用于SSD固态硬盘、移动存储、云存储等领域。
技术迭代方面,NAND向超高层堆叠演进,DRAM向HBM等高带宽方向升级,接口标准持续优化,推动产品价值提升。
二、三类主要存储芯片核心解析
1. DRAM
作为计算系统核心器件,容量与带宽直接决定计算效率,主要应用于PC、服务器、移动端,行业呈现高度垄断格局。
(1)市场格局
2025年Q2全球DRAM市场规模环比增长20%至321.01亿美元,创季度新高;行业前三厂商均为韩美企业,合计占据93.7%市场份额,分别为SK海力士(38.2%)、三星(33.5%)、美光(22.0%),中国台湾南亚科占比仅1.1%。
(2)核心技术迭代
- DDR5:相较于DDR4,起始速度提升至4800MHz、功耗降至1.1V,数据传输效率更高,广泛应用于服务器、PC等高性能计算领域;当前正从2D平面转向3D堆叠,HBM成为核心增量。
- HBM(高带宽内存):AI存储核心方向,通过3D TSV堆叠、2.5D/3D异构集成,将多颗DDR芯片与GPU封装,实现超高带宽、低功耗、高集成度;单价是传统DRAM的5-6倍,堆叠层数提升推动容量与带宽升级。
(3)HBM竞争与产业链
高端HBM由三星、SK海力士、美光垄断,2025年SK海力士已出货HBM4样品,三星计划2025年底量产HBM4,美光计划2026年推出HBM4;键合工艺方面,2026年HBM4/HBM4e有望采用W2W键合,2028年HBM5起W2W将成主流。
HBM产业链核心环节及国内布局:
- IP授权:芯原、牛芯、奎芯等提供核心知识产权;
- 材料:GMC(环氧塑封料)核心由日本住友、昭和垄断,联瑞新材、华海诚科加速突破;
- 设备:中微公司(TSV设备)、芯碁微装、华海清科等提供关键设备,量检测领域精测电子、中科飞测等追赶海外厂商;
- 晶粒设计制造:国际大厂采用IDM模式,国内兆易创新、紫光国微、国芯科技加速布局;
- 先进封装:长电科技、通富微电、华天科技等国内封测龙头参与,甬矽电子、晶方科技等布局关键环节。
国内厂商方面,紫光国微、兆易创新、东芯股份等在细分环节加速突破。
2. NAND Flash
非易失性存储,以电荷形式存储数据,主要应用于SSD、嵌入式存储、移动存储,核心技术为3D NAND(垂直堆叠提升密度、降低成本、提升耐用性)。当前128层3D NAND已大规模量产,200层以上进入批量生产,行业向千层堆叠目标迈进。
(1)市场格局
2025年Q1全球前五大厂商合计占据91.3%市场份额,均为美日韩企业,依次为三星(31.9%)、SK集团(16.6%)、美光(15.4%)、铠侠(14.6%)、闪迪(12.9%)。
(2)产品分类与国内布局
NAND分为利基型与主流型:SLC NAND及容量≤4GB的MLC/TLC NAND为利基产品;容量>4GB的MLC/TLC NAND为主流产品。其中SLC NAND是国内厂商发力重点,台系华邦、旺宏占据主要份额,大陆兆易创新、东芯股份、北京君正加速布局。
应用端,企业级与消费级SSD是核心场景,国内忆联、忆恒创源、江波龙等均有布局。
3. NOR Flash
利基型存储核心品类,主打读取速度快、芯片内执行,用于存储数据和代码程序,应用于智能手机、可穿戴设备、物联网等领域;AI端侧场景(如AI眼镜)落地,带动需求提升。
(1)市场格局
2024年全球NOR Flash销售额约29亿美元,海外大厂因竞争激烈、转向高毛利DRAM/NAND逐步退出中低端市场,当前市场以中国大陆、中国台湾厂商为主。核心厂商包括旺宏、华邦电子、英飞凌(收购赛普拉斯)、美光及大陆兆易创新。
(2)国内厂商布局
兆易创新领跑Serial NOR Flash市场,2024年将芯片延迟降至5ns以下,车规级产品进入比亚迪、蔚来供应链;普冉股份、复旦微电、东芯股份、恒烁科技、佰维存储等为核心布局厂商。
三、存储模组&主控核心环节
存储芯片接口标准升级(如DDR5渗透率提升),带动存储模组、主控芯片、内存接口芯片等细分环节需求增长,各环节协同实现数据高效存储、读取与管理。
(1)存储模组
集成存储芯片、主控芯片、内存接口芯片等,经封装测试形成终端存储产品;AI服务器对内存容量需求激增,主流AI服务器内存模组配置量是通用服务器的2倍左右。2025年全球服务器DDR5模组渗透率预估达85%。
国内头部模组厂商:江波龙(品牌优势)、德明利(自研主控切入)、佰维存储(研发封测一体化)、朗科科技(品牌积淀)、香农芯创(代理优势)、协创数据(采购+自研结合)。
(2)主控芯片
存储器核心零部件,负责数据写入与读取,全球SSD主控厂商分为三类:
- NAND原厂自研自用:三星、海力士、美光等,主控搭配自有NAND颗粒生产模组,不单独对外出售;
- 非NAND原厂自研自用:以群联电子为代表,外采NAND颗粒搭配自研主控,用于自有模组或贴牌,少量对外出售主控;
- 独立主控厂商:慧荣科技、联芸科技、Marvell等,单独对外销售主控;国内得一微、联芸科技等崛起,降低对美日韩依赖。
(3)内存接口芯片
服务器内存模组核心逻辑器件,负责信号缓冲与放大,避免数据传输丢失或错误;DDR5相较于DDR4带宽提升近一倍,适配AI训练等高负载场景,推动接口芯片量价齐升(DDR5 LRDIMM接口从“1+9”升级为“1+10”是核心驱动力)。
市场格局:全球仅澜起科技、瑞萨电子、Rambus可量产DDR5第一代产品,澜起科技市场份额稳定;配套芯片方面,SPD/TS主要由澜起科技、瑞萨电子供应,PMIC竞争更激烈;聚辰股份与澜起科技合作开发DDR5配套芯片。