2023年半導體設備報告

2023年半導體設備報告國家戰(zhàn)略級工程，長存規(guī)劃雄偉領航大陸NAND長江存儲是國家戰(zhàn)略級工程，是大陸首家實現(xiàn)64層3DNAND量產(chǎn)的IDM產(chǎn)品定位五個方面看長存：從股權構造看，長存受國家和地方產(chǎn)業(yè)基金大力支持，紫光國器〔隸屬紫光集團51.04%、24.09%、12.99%和11.88%。Norflash，與長存NAND補齊Flash幅員，其他子公司掩蓋設計、封測、科技效勞等存儲產(chǎn)業(yè)鏈多環(huán)節(jié)，相互協(xié)作進展。從技術架構看，長存自主研發(fā)“Xtacking”架構，并推出全64層3DNANDXtacking架構下，128層3DNAND為20231763DNAND，較長存僅領先一代。從工廠規(guī)劃看，長存打算建設三大工廠，每個工廠滿產(chǎn)產(chǎn)能均為10萬片/202510002023年和2023能分別到達24/20232023年、20232024202510萬片/15萬片/月、20/月、25/月、30萬片/月。SSD和手機嵌入式市場，目前64層3DNANDSSD和USBPC，再逐步切入到數(shù)據(jù)中心和效勞器市場。完整PPT2”獵取。3DNANDNAND是存儲器其次大細分市場，202349442%NAND行業(yè)進入門檻高，業(yè)市場格局集中，份額被三星、東芝、西部數(shù)據(jù)、海力士、Intel、美光695%NAND市場，占比超過310NAND國產(chǎn)化勢在必行。截至2023年末長江存儲取得全球接近1%市場份額，成為六大國際原廠以外市場份額最大的NAND2025年全球6%。借國產(chǎn)化東風，產(chǎn)業(yè)鏈迎來進展良機業(yè)進展機遇。設備：依據(jù)我們的測算，設備價值量最大的三個環(huán)節(jié)刻蝕、光刻、PVD+CVD預計21420、48、720臺，2023/2023/2024/2025年帶來刻蝕、光刻、PVD+CVD的設備需求量每年均為350/40/600化率仍較低，如蝕刻設備國產(chǎn)化率<20%、光刻設備國產(chǎn)化率<10%、PVD/CVD設備國產(chǎn)化率<10%封測：長存自身封測產(chǎn)能無法滿足需求，局部封測外包，利好國內(nèi)具備NAND封測力量供給商。中國大陸具備封測力量的包括深科技、華天科技、長電科技、通富微電等。我們認為大陸具備NAND封測力量的企業(yè)將有望受益長存大規(guī)模量產(chǎn)。材料：硅片、電子氣體、光掩模市場規(guī)模最大，其他材料包括拋光材料、光刻膠、靶材等，國外廠商占據(jù)絕大局部市場份額，內(nèi)資廠商樂觀布局抓住市場機遇。材料領域，大陸優(yōu)質(zhì)公司如特別IC〔靶材、硅產(chǎn)業(yè)〔硅片〕等。1Xtacking領航大陸NAND64層3DNANDIDM企業(yè)，國家和地方產(chǎn)業(yè)基金大力支YMT3DNAND體化效勞，產(chǎn)品廣泛用于移動通信、消費數(shù)碼、計算機、效勞器等領2023年72023年3DNAND2023年964層TLC3DNAND2023年4月，公司宣布128層TLC/QLCX2-6070是業(yè)界首款128層QLC閃存，I/O速度、存儲密度和單顆容量均為業(yè)界最51.0424.09%，為其次大股11.88%。長江存儲3DNANDFlash+武漢芯NorFlash，補齊閃存幅員。XMC90nm45nmNorFlash45nm8GbNorFlash10年NorFlash制造閱歷。武漢芯成立于2023年，202312寸晶圓代工效勞，2023年開頭聚焦IDMSPINorFlash產(chǎn)品，截止2023年年底已累計出貨晶圓78萬片。目前，武漢芯已建成兩座工廠，每座工廠的NORFlash全球市場規(guī)模約為23億美金，NAND566億美金，長江存儲+武漢芯補齊Flash的NAND其他子公司掩蓋設計、封測、科技效勞等存儲產(chǎn)業(yè)鏈多環(huán)節(jié)，相互協(xié)作進展。長江存儲旗下全資子公司長存創(chuàng)芯、紫光存儲和武漢3D閃存封測的研發(fā)、生產(chǎn)以及銷售業(yè)務，湖北三維半導體專注于半導體三維集成制造關鍵技術及產(chǎn)業(yè)化。貿(mào)易方面，長江先進存儲產(chǎn)業(yè)創(chuàng)中心，業(yè)進展?！白灾餮邪l(fā)”+“對外合作”構筑雄厚實力，推出自主設計架構Xtackin研發(fā)，目前研發(fā)中心遍布武漢、上海、威剛科技、聯(lián)蕓科技、慧榮科技、國科微等科研院校和產(chǎn)業(yè)公司開展6000余人，其中包括研發(fā)工程師約2200人。長存NANDSpansion(已被Cypress收購)，已獲得整套技術的完整授權，擁有獨立學問產(chǎn)權。獵取授權后，長存投入超過180010億美元和近兩年時間重設計了Xtacking。2023872023FMS公布Xtacking1.0存于2023Q332層3DNAND備3DNAND20239月，公司基于Xtacking64層TLC3DNAND2023年，公司宣布128層TLC/QLCNAND不同于傳統(tǒng)3DNANDXtackingNAND架構中，I/O及記憶單元操作的外圍電路和存儲單元在同一片晶圓上制造。在長存Xtacking架構中，I/O儲單元在另一片晶圓上被獨立加工，當兩片晶圓各自加工完成后，Xtacking道(VIA，VerticalInterconnectAccessNAND有所提升，依據(jù)長存官方口徑，僅增加了有限的本錢。Xtacking3DNAND構造中，外圍電路占芯片面積的比例約為20-30%，假設層數(shù)增加到12850Xtacking儲單元和外圍電路分開獨立加工，可實現(xiàn)并行和模塊化的產(chǎn)品設計20%，可大幅度縮短產(chǎn)品的上市時間，進而利于長存以更快的速度追趕NAND產(chǎn)品定制化的可能性。240億美金，估量2025年產(chǎn)值1000億人民幣/年。長存規(guī)劃雄偉，打算建設三大工廠，每個工廠10萬片/20251000億人民幣。到2023年和2023年底，2/4/20232023年、2023年、2024年、202510片/15萬片/20萬片/25萬片/30萬片/2023年末長江存儲取得全球接近1%市場份額，成為六大國際原廠以外市NANDFlash2025年底占全球總產(chǎn)能6%。SSD2023年手機嵌入式存儲和SSD的位元需求量分別占總需求的38%和49.6%，SSDSSD79SSD入式存儲是NAND2023年初表示，SSD和手機嵌入式產(chǎn)品市場。目前64層3DNAND初期的終端應用包括SSD和USBPC，再逐合作開發(fā)，也成為2023年政府大規(guī)模數(shù)據(jù)中心建設唯一閃存供給商。23DNANDNAND2D到3D是大勢所趨NAND42%，為其次大細分市場。20234402億美元，存儲器市場規(guī)模為27%，NAND42%，是存儲器分支中市場規(guī)模其次大的產(chǎn)品。NAND屬于非易失性存儲芯片，儲存容量大，應用廣泛。存儲芯片依據(jù)斷電后數(shù)據(jù)是否喪失，可分為非易失性存儲芯片和易失性存儲芯Flash(NORNAND)，RAM(DRAM和SARMNORFlashNAND以塊的子單元進展重寫和擦除，可以實現(xiàn)更快的擦除和重寫，且存儲SSD(固態(tài)硬盤)、手機、平板、效勞器、USB驅(qū)動器和存儲卡等。NAND從2D到3D2D在平面上對晶體管尺寸進展微縮，從而獲得更高的存儲密度，但晶把解決思路從單純提高制程工藝轉(zhuǎn)變?yōu)槎询B多層，成功解決了平面NAND牢靠性等全方位提升。2023年，3DNAND72.6%，已遠超2DNAND2025年3DNAND將占閃97.5%。3DMLC和TLC3DNANDMLC2比特數(shù)據(jù))或者TLC(每單元存儲3bit的容量漸漸增大，但是擦寫速度和壽命都會削減，價格也隨之降低。3DNANDVC垂直溝道和VG上3DNAND構造并承受“電荷陷阱存儲單元效削減了電荷泄露，允許在較低電壓下寫入和擦除，增加了使用壽命，牢靠性好、本錢較低，相比浮動柵極構造技術難度較小。3DNAND存在單層和串641283264和周期時間。隨著層數(shù)增加，單層方法的技術難度劇增。目前在12864層承受單層的擴展方式，承受單層擴展增加層數(shù)，為將來通過雙層堆疊以獲得128層打下根底。2023年64/72層3DNAND64.9%，為全球產(chǎn)出的主要局部，92/96L3DNAND21.3%。依據(jù)DRAMeXchange110+層閃存芯片的推出，92/9620232023年72.5%110+占據(jù)。3DNANDFlash3DNANDFlash具有容量更高、性能更好、單位Bit本錢更低、功耗更低的優(yōu)勢。美的33DNAND閃都需要完善對準。多應用驅(qū)動NAND市場增長，已步入一輪上升周期SSD是NAND前兩大應用市場，合計占有87%NANDSSDOTT、SSD構成了下游的最主要需求。SSD49.6%，手機占比38%。從歷年變化趨勢看，SSD增長明顯。2023年，SSD占NAND的市場比例為13%，到2023年已超越手機成為第一大下游應用市場。一SSD費級SSDHDD在消費領域的替代。到2023SSDNAND49.62023到達52.4%。隨著5G帶來智能手機步入技術創(chuàng)和出貨量上行周期，手機將有望持續(xù)占據(jù)其次大應用市場地位。數(shù)據(jù)中心+智能手機奉獻NANDFlash主要增長動力SSDSSDSSD推動增長。全球SSD2023年全球SSD3.320.8%2023SSD3.8920232023CAGR24.5%SSDSSD應用于PC、相機、玩耍機等2023SSDSSD80SSDSSD2023年的13%到202620SSD憑借SSD增長的主要動力。Facebook、谷歌、亞馬遜、微軟為首的全球云廠商季度資本支出自20Q1起不斷21Q1亞馬遜、微軟、谷歌三大廠商云計算業(yè)務收入總和為264億美元，同比增長41%，云廠商資本開支有望連續(xù)上升。在經(jīng)受19年的下跌之后，國內(nèi)主要云廠商(百度+騰訊+阿里)資本開支在1Q20SSD19-21SSDCAGR為15.82023年企業(yè)級SSDSSD4170萬臺，19-21年CAGR15.8%。SSD容量逐年擴大，2023SSD平均容量到達2.3TB，2023年將增長至2.7TB。大數(shù)據(jù)時代數(shù)據(jù)的產(chǎn)生和運算速SSDSSDSSD在消費級領域?qū)崿F(xiàn)替代。消費級SSD的應用領域包括PC、USB、相機、智能家電等。消費級產(chǎn)品對于性能的要求沒有企業(yè)級產(chǎn)品高，存在肯定的容錯度，價格是提高滲透SSDSSD的購置HDDSSD替換HDD的熱忱。固態(tài)硬盤正在筆電、存儲系統(tǒng)等中替代硬盤。固態(tài)硬盤(SSD)以NAND閃存為存儲介質(zhì)，能夠供給更快的速度、更小的尺寸、更結實SSDSSD的SSDPC2023PCSSD72%。傳輸更快的PCIe接口正在取代SATA分為SATA接口和PCIePCIe可以SATA3.0帶寬為6GB/s輸速度PCIe10GB/s，極限傳輸速度超過85%，2023年PCIeSSD占比增長至85%，SATA兩大款玩耍機改用SSD，單臺消耗閃存芯片量為筆記本兩倍。Sony的PS5XboxSeriesX2023年圣誕檔出售，這NANDFlash為材料的SSD替HDD1TB，約等于每臺筆記本電腦NANDFlashSSD的興需求之一。5G有望帶來智能手機出貨量上升，疊加容量翻倍奉獻NAND5G換機驅(qū)動NAND智能手機出貨量上升。全球智能手機市場從20232023年全球智能手機出貨量同比下降2.3%，202312.86.62023年為5G手機元年，此后幾年智能手機持續(xù)處于5G手機換機潮中，疊加疫情后經(jīng)濟復蘇因素，IDC20237.713.8億臺，202314.33.8%，2023-2025CAGR3.7%。5G手機5G手機存儲容量大幅增長。華為小米11Ultra512GB的上限，OPPOReno6Pro+的容量也到達256GB。單機存儲容量的擴大將會連續(xù)，估量2023-202620%的CAGR。目前5G中低端機常用存儲產(chǎn)品為UFS2.15GUFS3.1閃Mate40ProSFS1.0閃存，UFS3.1行官楊士寧曾在2023年北京微電子國際研討會上公開表示，長江存儲3DNANDMate40供給鏈，SFS1.0使用的閃存顆?？赡軄碜蚤L江存儲。5G時代UFS3.1將漸漸占據(jù)手機嵌入式市場，拉動高層NANDFlash需求。UFS2.1雙通道的讀寫速度為822MB/S和242MB/S，性能和UFS3.1存在較大差距，UFS3.1更適用于5G時代，主流品牌5GUFS3.1AndroBenchUFS3.11953MB/s和754MB/s，和UFS2.1相比大幅提升。高層數(shù)3DNANDFlash更適配UFS3.0NANDFlash全球NAND產(chǎn)業(yè)已處于上行周期需求端:5G+NAND閃存市場規(guī)模增長。在5GNANDFlash2023年202356030%NANDFlash芯片已經(jīng)應用于手機、PC、相機、效勞器、機頂盒、消費電子、U盤20235G智能手機5G手機存儲容量大幅提升，2023年各大品牌5G旗艦機型存儲量上限幾乎512GB。推動存儲芯片需求的進一步增長。企業(yè)級云效勞的大規(guī)模建設將會使閃存的需求迎來一輪的增2023年NANDFlash770億美元，實現(xiàn)10%的同比增長。2023NANDFlash3050億GB，估量20236300億GB，2023-2023CAGR為40.8%。全球NAND市場規(guī)模觸底反彈。2023年全球NAND市場規(guī)模和2023年上升。2023數(shù)據(jù)中心的開發(fā)需求和5GSSDNANDFlash2023年全球大廠供應商供給均相對保守，位元出貨量成長率總體呈下降趨勢，三星、英特爾、美光和海力士的出貨量年成長率均低于3成。NAND市場規(guī)模上漲，價格止跌上升?！叭摺毙袠I(yè)，海外大廠壟斷市場NAND行業(yè)進入門檻高，存在技術、產(chǎn)業(yè)整合、客戶認可、資金NANDFlash生產(chǎn)對性能和產(chǎn)品指標要求高，和產(chǎn)品整合。行業(yè)前期投入研發(fā)費用昂揚，對投入資金、高端人才和企業(yè)規(guī)模均提出了更高要求。由于產(chǎn)品驗證周期長，各廠之間的合作關系穩(wěn)定，廠商進入難度大。全球NAND市場格局集中，市場份額被頭部廠商瓜分。NANDFlash1996NANDNAND市場被6家廠商壟斷，2023年全球前6大廠商占據(jù)了90%~95%2023年全球市場份額約為35%-40首;東芝和西部數(shù)據(jù)分別占據(jù)15%的市場份額;海力士和美光以10%的市場占有率緊隨其后;2023IntelNAND場份額的5%。20233DNAND領域，3DNAND的生產(chǎn)，隨后海力士、鎧俠、美光相繼進軍該領域。3DNANDNAND內(nèi)存技術已在90+1282023年8月，三100+層產(chǎn)品V-NAND10月推出第四代3DNANDRG12811SK1283DNAND2023年投入市場。20年13DNAND技術BiCS5的聯(lián)合研發(fā)，2023三星工藝制程最先進，引領行業(yè)進展，長存持續(xù)加快追趕步伐。存儲芯片公司之間的競爭力主要依靠技術水平的突破，所以各大廠3DNAND的廠商，1283DNAND，估量2023/2023256層，2023/2023512層。在各廠上看10096層，在2023年生Xtacking2.0的1283DNAND，加快技術追趕腳步。一代產(chǎn)品在存儲容量和性能上均顯著提升。SK海力士推出的閃存)設計和PUC(Peri.UnderCell加40%5100+層閃存產(chǎn)品承受9640%，450s45s的10%15%。BiCS5增加了橫向密度和存BiCS440%，I/O近50%以減小單元尺寸，以較少的單元堆疊層數(shù)實現(xiàn)更高的位密度。3DNAND自制征程NANDNANDFlash311%。2023年中國集成電路30ICInsight推測2023NANDFlash19%的增長，估量中國存儲需求31%，閃存芯片自給率缺乏12023年中國進口了31201150億美元。產(chǎn)化率的提升對我國科技取得進一步突破有著至關重要的作用。為關投資減稅政策，推動行業(yè)進展。投資方面，國家推動大基金一二期的建設，為國產(chǎn)企業(yè)供給資金支持;稅收方面，國家連續(xù)優(yōu)待政策，征)的優(yōu)待。NAND國產(chǎn)化的進展離不開大基金的支持。國家將來推動芯片國2023組建了國家集成電路產(chǎn)業(yè)(大基金)，一期大基金初期實際募資金額1387.22023年97755家集成電路企業(yè)。3DNAND的研發(fā)，202364層3DNAND公布，雖然與國際大廠先比照舊落后，2023年直接跳動進入128層3DNAND的研發(fā)生產(chǎn)，追趕國內(nèi)先進水平。國家集成2023年10月注冊成立，共募集資金2041.5紫光集團和大基金二期共同出資建設。務布局對DRAM、NOR和NANDDRAM廠商主要包括晉華、長鑫存儲、紫光集團及旗下紫光國芯半導體，中芯國際、武ISSINOR3DNAND的廠商有長江存儲以及其子公司武漢芯，此外三星和英特爾也在中3DNAND長江存儲引領國內(nèi)NANDFlash行業(yè)進展。國產(chǎn)存儲器廠商中，長江存儲專注于3DNAND的研發(fā)制造。公司設計制造了中國首款3DNAND202364層TLC3DNAND閃存。技術Xtacking實現(xiàn)對技術封鎖的突破。其全資子公司武漢芯(XMC)業(yè)務掩蓋3DNANDNANDFlash3借國產(chǎn)東風，產(chǎn)業(yè)鏈迎來進展良機存儲產(chǎn)業(yè)多以IDM為主，存儲晶圓標準化程度高，客制化功能移向產(chǎn)業(yè)鏈后端。和規(guī)律芯片產(chǎn)業(yè)鏈不同，存儲在分工方式和產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)側(cè)重時有所不同。因布線設計與晶圓制造技術結合更為嚴密，主要晶圓廠均承受IDM1990IDM在晶圓到產(chǎn)品的應用過程中，存儲器核心功能是數(shù)據(jù)存儲，IC件開發(fā)及SiPIDM完成制造后仍需開長存屬于IDMNAND的設計和制造兩個環(huán)節(jié)。長存大規(guī)模投產(chǎn)將拉動包括設備、封測、材料、設計等環(huán)節(jié)進展。NAND封測力量供給商。在封測環(huán)節(jié)，以三大原廠為例，除建立自有UTAC、韓國HanaMicro、Semiteq、Signetics、STS、中國大陸廠商深科技、華天科NAND封測力量的企業(yè)將有望受益長存大規(guī)模量產(chǎn)。設備是3DNAND閃存資本開支大頭，其中刻蝕設備占比最大長存30萬片/月產(chǎn)能規(guī)劃，為國產(chǎn)設備供給寬闊空間。長江存30萬片/月，估量將于2025年建成。依據(jù)我們測算，在設備價值量最大的三個環(huán)節(jié)，刻蝕、光刻、PVD+CVD估量21420、48、720臺。已步入階段。2023年以前，我國半導體技術主要依靠國2023年