各主要應用市場存儲器需求分析與存儲器未來市場預期

1 引言

中國存儲器產(chǎn)業(yè)起步較晚，我國作為全球最重要的存儲器市場，在國家產(chǎn)業(yè)政策扶持以及大量資本投入的背景下，通過自主研發(fā)關鍵技術與引入半導體巨頭，有望實現(xiàn)存儲器產(chǎn)業(yè)的“彎道超車”，在全球競爭中占有一席之地[1,2]。

計量表具[3-5]和安防[6-8]等關系民生的產(chǎn)業(yè)正隨著信息產(chǎn)業(yè)化，智能家居[9,10]和工業(yè) 4.0[11,12] 產(chǎn)業(yè)升級的大政策環(huán)境下進行產(chǎn)業(yè)升級，隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展，中間需要記錄的數(shù)據(jù)需求也在不斷增長，對大容量非揮發(fā)存儲器的需求也越來越多。

由于這類需求需要經(jīng)常更新數(shù)據(jù)，同時對數(shù)據(jù)的可靠性也提出了非常嚴格的要求，所以普通的 Nor Flash 產(chǎn)品[13,14]還不能替代 EEPROM 的需求，市場提出了更大容量 EEPROM 的需求。

2 各主要市場中的存儲器需求

智能家居和工業(yè) 4.0 產(chǎn)業(yè)升級中，譬如一些特殊計量領域如電表市場，需要實時記錄更多的信息數(shù)據(jù)并且可以和遠程控制終端實時通信，對數(shù)據(jù)緩存所需要的存儲器 EEPROM 也提出了更高的要求。普通的 100 萬次重復擦寫次數(shù)已經(jīng)不能滿足需求，提出了 1 000 萬次重復擦寫的核心技術需求（不需要考慮數(shù)據(jù)保存能力 Data Retention，如果考慮數(shù)據(jù)保存能力。目前世界上性能最好的是 ST 的產(chǎn)品，可以完成 400 萬次重復擦寫），該技術指標目前國際上只有 ST 唯一供應商可以滿足該項指標。其他如遠程計量設備控制，如水表，燃氣表電子化，安防災難現(xiàn)場電子數(shù)據(jù)保存和恢復，物聯(lián)網(wǎng)局域網(wǎng)中各種終端設備需要在斷電模式下實現(xiàn)信息保存等領域，也對大容量高可靠性快速通信的 EEPROM 提出需求。

目前國網(wǎng)智能電表一年出貨量在 5 000 萬臺，加上出口電表，數(shù)量會在 8 000 萬，整個市場還在不斷增加。目前國內(nèi)電表領域?qū)?EEPROM 的需求主要是 256 kb 和 512 kb，有少數(shù)方案商已經(jīng)開始使用 1 Mb 的方案（譬如青島鼎信的電表方案），而出口表上已經(jīng)開始使用 2 Mb 的方案（譬如深科技的出口表方案）。由此可見整個市場需求正在往更大容量的 EEPROM 發(fā)展。而且，通信速度越來越成為大容量的 EEPROM 產(chǎn)品方案的瓶頸，而這點目前即使 ST，安森美這樣的國際集成電路研發(fā)巨頭也尚無法做到標準的 20 MSPI 通信速度，只能降低規(guī)格。國內(nèi)廠家如聚辰、復旦微、輝芒微所能提供的最大容量 EEPROM 產(chǎn)品為 512 kb～1 Mb，通信協(xié)議主要是 400 kb 的 IIC 通信協(xié)議，大容量產(chǎn)品反復擦寫次數(shù)不到 100 萬次，目前 1 Mb 以上電表市場主要被 ST，安森美所壟斷，國產(chǎn)產(chǎn)品由于可靠性的技術劣勢，完全無法進入該市場，對關系到國家基礎民生安防的產(chǎn)業(yè)帶來風險。

3 上海貝嶺的存儲器進展

上海貝嶺專門針對智能電表項目開發(fā)最先進的大容量高可靠性 EEPROM 芯片，2 Mb 容量，20 MHz 通信速度，200 萬次重復可擦寫的設計指標，如圖 1 所示，滿足最苛刻的智能計量領域?qū)Υ鎯ζ鲾?shù)據(jù)安全的需求。

貝嶺電可擦寫可編程非揮發(fā)存儲器（EEPROM）符合設計標準，如圖 2 所示。既可以在掉電情況下保持數(shù)據(jù)，又可以在特定引腳上施加特定電壓或使用特定的總線擦寫命令使得可以在在線情況下方便地擦寫數(shù)據(jù)。

由于在數(shù)據(jù)擦寫方面的靈活性，EEPROM 擁有廣泛的市場應用前景，從應用領域來看，集成電路市場尤其是存儲器市場需求的增長不僅僅得益于傳統(tǒng)的智能手機和平板電腦市場，大數(shù)據(jù)、人工智能、人工環(huán)保、物聯(lián)網(wǎng)、新能源汽車和信息安全等新興領域更是極大地推動了集成電路市場的發(fā)展。而在需求端，智能手機是全球內(nèi)存產(chǎn)品最大的消費市場。

4 存儲器未來市場預期

4.1存儲器在手機市場中的應用

存儲器漲價從 2016 年下半年開始，根據(jù) IC Insights 的預計，2017 年內(nèi)存（DRAM）價格漲幅將達到 39%，閃存（Flash）漲幅也有望達到 25%。這是由于需求增長和供給收縮。一方面，國產(chǎn)品牌手機出貨量持續(xù)增長，以及新一代 iPhone 產(chǎn)品推出，存儲器產(chǎn)能正被大量消耗。另一方面，以三星、海力士為代表的企業(yè)正投入一場存儲器創(chuàng)新競賽，將二維閃存（2DNANDFlash）轉(zhuǎn)移至三維閃存（3DNANDFlash）的技術革命，這導致產(chǎn)能增長放緩。

在智能手機攝像頭模組，液晶顯示器，家用電器和物聯(lián)網(wǎng)等方面被廣泛使用。隨著智能手機性能和功能的提升，智能手機攝像頭模組也隨之升級，成本也越來越高。高分辨率傳感器、雙攝像頭、自動對焦等技術開始廣泛應用，攝像頭模組內(nèi)部數(shù)據(jù)的存儲容量比之前大幅增加。傳統(tǒng) CMOS Sensor 內(nèi)置的 OTP 存儲器已不能滿足使用要求，被 EEPROM 替代成為必然趨勢。

EEPROM 產(chǎn)品比 Flash 產(chǎn)品在擦寫次數(shù)上有著更大的優(yōu)勢，再加上更小的尺寸和較低的擦寫電流，成為智能手機中首選的存儲技術。在低分辨率攝像頭模組中，攝像頭模組相關的各種參數(shù)被放進傳感器芯片的內(nèi)部存儲空間（OTP），OTP 容量比較小，而且最多僅支持三次燒錄，一旦在 OTP 中燒錄數(shù)據(jù)發(fā)生錯誤，就會導致 Sensor 報廢。

隨著消費者對攝像頭模組成像品質(zhì)及快速對焦等需求增高，攝像頭模組中存儲的數(shù)據(jù)（鏡頭參數(shù)，白平衡參數(shù)，自動對焦位置信息，以及其他一些出廠設置和版本信息等）越來越多，容量越來越大，Sensor 的內(nèi)部空間已經(jīng)不能滿足需求。模組的成本也越來越高，需要有能多次燒錄的存儲器替代 OTP。EEPROM 以其通用性，穩(wěn)定的數(shù)據(jù)存儲，各種的規(guī)格容量，超高的燒錄次數(shù)，滿足了高分辨率攝像頭模組對參數(shù)存儲的各種需求。根據(jù)傳感器分辨率和模組功能，可以選用 32 kb，64 kb 和 128 kb 不同規(guī)格的 EEPROM。

EEPROM 用于存儲液晶顯示面板參數(shù)和配置文件。國產(chǎn)液晶面板的產(chǎn)能在近年有了突破性發(fā)展，市場占有率穩(wěn)步增長，已經(jīng)超過 30%。國內(nèi)液晶面板生產(chǎn)廠家對 EEPROM 的需求量不斷增長。

在物聯(lián)網(wǎng)時代，智能計量開始普及，EEPROM 以低價格低功耗，超高讀寫次數(shù)，數(shù)據(jù)存儲穩(wěn)定的特性在智能計量領域得到廣泛應用。目前智能電表和智能燃氣表已經(jīng)開始廣泛普及，智能計量國內(nèi)廠家對 EEPROM 的需求也在持續(xù)增加。

4.2 存儲器市場的市場份額劃分

在國內(nèi) EEPROM 市場方面，歐美日的產(chǎn)品占據(jù)了較大的份額。如圖 3 所示，主要的代表有安森美（Onsemi）、意法（ST）、愛特梅爾（Atmel）等公司的產(chǎn)品，智能手機攝像頭模組的出貨量巨大，市場容量非?？捎^。國產(chǎn)液晶顯示面板的市場占有率逐年穩(wěn)步增加，因此，急需開發(fā)針對國內(nèi)市場的EEPROM，替代國外同類型產(chǎn)品。

貝嶺 BL24CXX 系列符合多項可靠性試驗要求，如表 1，工控和車規(guī)非揮發(fā)存儲器產(chǎn)品可用于智能手機攝像頭模組參數(shù)存儲，亦可于車載攝像頭模組，安防攝像頭模組等。在液晶顯示面板，家用電器以及物聯(lián)網(wǎng)領域也有廣闊的市場。智能手機攝像頭模組市場容量巨大，目前國內(nèi)廠家主要有舜宇，歐菲光，信利，丘鈦微等，出貨量超過 120 kk 套/月。

液晶顯示器面板的市場容量大約在 2.5 億片/年，國產(chǎn)面板市場占有率已經(jīng)超過 30%。國內(nèi)市場容量大約為 7 500 萬顆/年。國內(nèi)智能計量市場上，智能電表年產(chǎn)量接近 1 億臺/年，智能燃氣表年需求量大約 2 000 萬臺。

貝嶺具備良好的市場和客戶基礎以及產(chǎn)品在性能指標和使用性方面的優(yōu)勢，產(chǎn)品量產(chǎn)后將會快速的導入到客戶的設計中，迅速占領市場。

由于產(chǎn)品質(zhì)量能夠保證，功能、性能滿足要求，在智能手機行業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化是可行的。智能手機攝像頭模組的市場將是長期存在的。

在過去的十年里，全球集成電路市場重心逐步由歐美轉(zhuǎn)向亞洲。由于中國擁有龐大內(nèi)需市場優(yōu)勢，目前已成為全球最大集成電路消費市場。中國集成電路產(chǎn)業(yè)是獲得中國政府大力支持的一個戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，歷年集成電路設計公司規(guī)模持續(xù)增長及設計能力顯著提升。盡管中國集成電路設計公司的平均規(guī)模仍落后于世界頂尖的集成電路企業(yè)，但差距已日益縮小。

但是存儲器作為我國集成電路產(chǎn)業(yè)中占比最大的領域之一，勢必會在我國信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展中扮演極為重要的角色，而云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等領域的布局，集成電路相關政策的發(fā)布，更是為存儲器產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定了市場、政策等基礎。

5 結(jié)語

這是一個得存儲器者得天下的時代。存儲器被普遍稱為“半導體產(chǎn)業(yè)的皇冠”。如今正成為手機、電腦等產(chǎn)品硬件配置升級的重要賣點。在全球存儲器市場的寡頭競爭中，隨著存儲器價格攀升，三星成為最大贏家，一路高歌猛進，而由此巨虧的東芝（Toshiba）半導體卻陷入尷尬境地。同時，漲價侵蝕著原本競爭激烈、利潤微薄的智能手機產(chǎn)業(yè)，一路打價格戰(zhàn)的智能手機企業(yè)橫迎來史上首次漲價潮。

我國存儲器行業(yè)的發(fā)展已經(jīng)成為大勢所趨，國家存儲器基地建設的加速，也意味著我國有望打破巨頭壟斷，實現(xiàn)存儲器產(chǎn)品的進口替代，增強產(chǎn)品的自主可控。