存储芯片技术平台研究报告

➢ 本报告讲主要针对以下几种类型存储器进行展开讨论。
表 ：主要存储器类型介绍
存储芯片类型
作用
市场领先的参与者 国内主要参与者 市场规模
市场特点
NOF Flash
代码型闪存存储器，常 华邦、旺宏、兆易
用于系统启动Байду номын сангаас码的存 创新、Cypress、
储
美
光
兆易创新
25亿-30 亿美元
市场规模曾随智能手机消亡而逐渐
图：NOFFlash的结构特点
图：美光NOFFlash产品
资料来源：国元证券研究中心 请务必阅读正文之后的免责条款部分
资料来源：，美光官网，国元证券研究中心 21
2.4 NAND Flash：大容量存储的最佳选择
➢ NAND Flash的连接方式为串联，若要读取下图黄色Word Line（字线）的数据，需对其他所有 Word Line进行增加电压，加压后漏极和源极处于导通状态。因此NAND Flash读取数据的最小单 位是页（即Word Line上的所有数据），无法直接运行程序，所有数据必须先读取到RAM上后才可 运行。
存储芯片技术平台研究报告
2.1 存储器类型众多，应用广泛
半导体存储是存储领域的应用领域最广、市场规模最大的存储器件：
➢ 按照停电后数据是否可继续保存在器件内，半导体存储器可分为掉电易失和掉电非易失器件；
➢ 易失存储器在过去的几十年里没有特别大的变化，依然是以静态随机存取存储器（SRAM）、动态随
机 存取存储器（DRAM）为主；
图：普冉半导体IIC EEPROM产品
图：EEPROM应用领域
车用电子
工业用电子 通信用电子
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手机用电子 消费类电子
物联网
w 资料来源：普冉半导体，国元证券研究
2.3 NOFFlash：芯片内可执行，新兴领域应用广泛
➢ NOF Flash应用领域极其广泛，几乎所有需要存储系统运行数据的电子设备都需要使用NOF Flash 。NOF Flash的广泛应用，主要得益于其可芯片内执行（XIP）的特点。如下图所示，Flash均使用浮 栅 场效应管作为基本单元来存储数据。在控制栅极（Word Line与场效应管连接处）未施加电压时 ，源 极和漏极之间导通则数据为1，中断则为0。
萎缩，但目前已随着新兴应用的崛 起而开始复苏
DRAM
用于和处理器直接通讯， 主要应用于手机、个人 计算机、服务器的内存
三星、SK海力士 、 美光、南亚、 华邦
合肥长鑫、福建晋华、
紫光集团、北京矽成 （仅设计）
600亿1000亿
美元
市场规模最大的半导体存储器，市 场规模随价格波动而周期性波动
NAND Flash
1% 1%
40%
58%
DRAM NAND Flash Nor Flash 其他
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2.1存储器类型众多，应用广泛
➢ 众多半导体存储器中，市场规模最大的是DRAM和NAND Flash，市场规模均在数百亿美元，其中DRAM 2018年的市场规模已达到1000亿美元。除此之外，存储芯片市场空间较大的还有NOF Flash，其市 场 规模曾一度随着功能手机的消亡而逐渐降低，但近年来随着新兴市场的崛起，NOF Flash的市场 空间 也已逐渐恢复。
图：各存储器比较
更小， 更 快， 更贵 的 存储设 备
L0
寄存器
：
（SRAM）
L1
芯片内高速缓存
：
（SRAM）
L2
芯片外高速缓存（SRAM）
：
更大， 更 慢， 更便 宜的 存储 设备
L3 ：
L4：
主存储器（DRAM）
本地存储（NOF Flash,EEPROM）
L5：
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本地二级存储（本地磁盘，NAND Flash）
场规模不断增长
SRAM
用于CPU内部的一级 缓 存以及内置的二级
赛普拉斯，来扬， 瑞萨半导体
缓存
3亿-5 亿美
多种原因影响，市场规模不断萎缩
元
请务资必料阅来读源正：文国之元后证的券免研责究条中款心部分
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2.1存储器类型众多，应用广泛
➢ 不同的存储器在性能、价格、容量等各个方面大有不同，本报告将在后面详细进行介绍与阐述，下表 做个简要梳理。
主要存储器
三星、铠侠、西数、 美光、SK海力士、
英特尔
长江存储
400亿600亿
美元
市场规模仅次于DRAM，市场规 模随 价格波动而周期性波动
EEPRO M
稳定耐用的数据存储， 意法半导体，微芯
广泛应用于手机摄像头 科技、安森美、聚
模组、可穿戴设备等
辰股份
聚辰股份、上海复旦
8亿-9 亿美 元
市场规模较小，但随着智能手机摄 像头模组升级和物联网的发展，市
保存着从高速缓存器取 出的字
保存着取自芯片外的缓 存行
保存着从主存储器取出 的缓存行
保存着取自本地存储的 缓存行
CPU可直接调取并执行
行
2.2 EEPROM：低功耗，高擦写次数存储首选方案
➢ EEPROM的全称是“电可擦除可编程只读存储器”，可以在电脑上或专用设备上擦除已有信息，重新
编程，一般用在即插即用。在一些所需存储容量不大，并且需要频繁更新的场合，EEPROM相比
➢ 非易失存储器从早期的不可擦除PROM，到后来的光可擦除EPROM、电可擦除EEPROM，到现在
的主流的 Flash，技术在不断的更新、进步。现在RAM领域还出现了铁电存储器（FRAM）、相变
存储器
（PRAM）、磁存储器（MRAM）和阻变存储器（RRAM）等非易失静态存储器。
图：存储器的分类
图：2019年全球半导体存储器市场分布
较于 Flash，由于其百万次的擦写次数和更快速的写入，成为更佳选择。
➢ 近年来，EEPROM除了越来越多的集成到SOC芯片中，也可搭配AMOLED、指纹、触控、摄像头、 蓝牙、无线等芯片形成模组。EEPROM以其通用性，稳定耐用的数据存储，各种小容量规格，能满足 摄像头模组、可穿戴设备等对参数存储的要求。
➢ NOF Flash的连接方式为串联，读取数据不需对Word Line进行加压，直接测量对应的Bit Line 和 Source Line之间的通断即可获取该存储单元的数据。不仅实现了位读取，还大大提高了数据读 取的 速度。实现位读取，程序便可在NOF Flash上运行，即所谓的芯片内执行（XIP）。