存储器市场趋势分析

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摘要:在物联网和信息技术发展的作用下,智能手机、智能仪表、安防等行业近几年发展迅猛,于此带来的功能需求也不断地升级。而信息存储作为其中最重要的一环,带来了存储器市场的激增。但是,这些产品主要被进口原件供应商垄断。上海贝岭股份有限公司作为国内集成电路重要企业,在市场的需求下,为市场提供了高性能、高可靠型的存储元件,满足了市场的需要。

关键词:存储器;智能仪表;智能手机;信息化技术

中图分类号:TN40;F426.63    文章编号:1674-2583(2018)03-0010-04

DOI:10.19339/j.issn.1674-2583.2018.03.003

中文引用格式:龚庆,梁莎,阮颐. 存储器市场趋势分析[J]. 集成电路应用, 2018, 35(03): 10-13.

Analysis of Memory Market Trends 

GONG Qing, LIANG Sha, RUAN Yi

( Shanghai Belling Co., Ltd, Shanghai 200233, China. )

Abstract:  With the progress of IOT and information technology, smart phone, smart meter and security system get rapid development, and the demand of functional requirements update gradually. As the essential part of memory market, information storage has brought a surge. However, the market was monopolized by imported original component suppliers. As an important domestic integrated circuit enterprise, Shanghai Belling Co., Ltd provides high-performance, highly reliable EEPROM to meet the needs of memory market.

Key words: EEPROM, smart meter, smart phone, information technology

1 引言

中国存储器产业起步较晚,我国作为全球最重要的存储器市场,在国家产业政策扶持以及大量资本投入的背景下,通过自主研发关键技术与引入半导体巨头,有望实现存储器产业的“弯道超车”,在全球竞争中占有一席之地[1,2]。

计量表具[3-5]和安防[6-8]等关系民生的产业正随着信息产业化,智能家居[9,10]和工业 4.0[11,12] 产业升级的大政策环境下进行产业升级,随着产业发展,中间需要记录的数据需求也在不断增长,对大容量非挥发存储器的需求也越来越多。

由于这类需求需要经常更新数据,同时对数据的可靠性也提出了非常严格的要求,所以普通的 Nor Flash 产品[13,14]还不能替代 EEPROM 的需求,市场提出了更大容量 EEPROM 的需求。

 

2 各主要市场中的存储器需求

智能家居和工业 4.0 产业升级中,譬如一些特殊计量领域如电表市场,需要实时记录更多的信息数据并且可以和远程控制终端实时通信,对数据缓存所需要的存储器 EEPROM 也提出了更高的要求。普通的 100 万次重复擦写次数已经不能满足需求,提出了 1 000 万次重复擦写的核心技术需求(不需要考虑数据保存能力 Data Retention,如果考虑数据保存能力。目前世界上性能最好的是 ST 的产品,可以完成 400 万次重复擦写),该技术指标目前国际上只有 ST 唯一供应商可以满足该项指标。其他如远程计量设备控制,如水表,燃气表电子化,安防灾难现场电子数据保存和恢复,物联网局域网中各种终端设备需要在断电模式下实现信息保存等领域,也对大容量高可靠性快速通信的 EEPROM 提出需求。

目前国网智能电表一年出货量在 5 000 万台,加上出口电表,数量会在 8 000 万,整个市场还在不断增加。目前国内电表领域对 EEPROM 的需求主要是 256 kb 和 512 kb,有少数方案商已经开始使用 1 Mb 的方案(譬如青岛鼎信的电表方案),而出口表上已经开始使用 2 Mb 的方案(譬如深科技的出口表方案)。由此可见整个市场需求正在往更大容量的 EEPROM 发展。而且,通信速度越来越成为大容量的 EEPROM 产品方案的瓶颈,而这点目前即使 ST,安森美这样的国际集成电路研发巨头也尚无法做到标准的 20 MSPI 通信速度,只能降低规格。国内厂家如聚辰、复旦微、辉芒微所能提供的最大容量 EEPROM 产品为 512 kb~1 Mb,通信协议主要是 400 kb 的 IIC 通信协议,大容量产品反复擦写次数不到 100 万次,目前 1 Mb 以上电表市场主要被 ST,安森美所垄断,国产产品由于可靠性的技术劣势,完全无法进入该市场,对关系到国家基础民生安防的产业带来风险。

 

3 上海贝岭的存储器进展

上海贝岭专门针对智能电表项目开发最先进的大容量高可靠性 EEPROM 芯片,2 Mb 容量,20 MHz 通信速度,200 万次重复可擦写的设计指标,如图 1 所示,满足最苛刻的智能计量领域对存储器数据安全的需求。

贝岭电可擦写可编程非挥发存储器(EEPROM)符合设计标准,如图 2 所示。既可以在掉电情况下保持数据,又可以在特定引脚上施加特定电压或使用特定的总线擦写命令使得可以在在线情况下方便地擦写数据。

由于在数据擦写方面的灵活性,EEPROM 拥有广泛的市场应用前景,从应用领域来看,集成电路市场尤其是存储器市场需求的增长不仅仅得益于传统的智能手机和平板电脑市场,大数据、人工智能、人工环保、物联网、新能源汽车和信息安全等新兴领域更是极大地推动了集成电路市场的发展。而在需求端,智能手机是全球内存产品最大的消费市场。

 

4  存储器未来市场预期

  4.1存储器在手机市场中的应用

存储器涨价从 2016 年下半年开始,根据 IC Insights 的预计,2017 年内存(DRAM)价格涨幅将达到 39%,闪存(Flash)涨幅也有望达到 25%。这是由于需求增长和供给收缩。一方面,国产品牌手机出货量持续增长,以及新一代 iPhone 产品推出,存储器产能正被大量消耗。另一方面,以三星、海力士为代表的企业正投入一场存储器创新竞赛,将二维闪存(2D NAND Flash)转移至三维闪存(3D NAND Flash)的技术革命,这导致产能增长放缓。

在智能手机摄像头模组,液晶显示器,家用电器和物联网等方面被广泛使用。随着智能手机性能和功能的提升,智能手机摄像头模组也随之升级,成本也越来越高。高分辨率传感器、双摄像头、自动对焦等技术开始广泛应用,摄像头模组内部数据的存储容量比之前大幅增加。传统 CMOS Sensor 内置的 OTP 存储器已不能满足使用要求,被 EEPROM 替代成为必然趋势。

EEPROM 产品比 Flash 产品在擦写次数上有着更大的优势,再加上更小的尺寸和较低的擦写电流,成为智能手机中首选的存储技术。在低分辨率摄像头模组中,摄像头模组相关的各种参数被放进传感器芯片的内部存储空间(OTP),OTP 容量比较小,而且最多仅支持三次烧录,一旦在 OTP 中烧录数据发生错误,就会导致 Sensor 报废。

随着消费者对摄像头模组成像品质及快速对焦等需求增高,摄像头模组中存储的数据(镜头参数,白平衡参数,自动对焦位置信息,以及其他一些出厂设置和版本信息等)越来越多,容量越来越大,Sensor 的内部空间已经不能满足需求。模组的成本也越来越高,需要有能多次烧录的存储器替代 OTP。EEPROM 以其通用性,稳定的数据存储,各种的规格容量,超高的烧录次数,满足了高分辨率摄像头模组对参数存储的各种需求。根据传感器分辨率和模组功能,可以选用 32 kb,64 kb 和 128 kb 不同规格的 EEPROM。

EEPROM 用于存储液晶显示面板参数和配置文件。国产液晶面板的产能在近年有了突破性发展,市场占有率稳步增长,已经超过 30%。国内液晶面板生产厂家对 EEPROM 的需求量不断增长。

在物联网时代,智能计量开始普及,EEPROM 以低价格低功耗,超高读写次数,数据存储稳定的特性在智能计量领域得到广泛应用。目前智能电表和智能燃气表已经开始广泛普及,智能计量国内厂家对 EEPROM 的需求也在持续增加。

 

  4.2 存储器市场的市场份额划分

在国内 EEPROM 市场方面,欧美日的产品占据了较大的份额。如图 3 所示,主要的代表有安森美(Onsemi)、意法(ST)、爱特梅尔(Atmel)等公司的产品,智能手机摄像头模组的出货量巨大,市场容量非常可观。国产液晶显示面板的市场占有率逐年稳步增加,因此,急需开发针对国内市场的EEPROM,替代国外同类型产品。

贝岭 BL24CXX 系列符合多项可靠性试验要求,如表 1,工控和车规非挥发存储器产品可用于智能手机摄像头模组参数存储,亦可于车载摄像头模组,安防摄像头模组等。在液晶显示面板,家用电器以及物联网领域也有广阔的市场。智能手机摄像头模组市场容量巨大,目前国内厂家主要有舜宇,欧菲光,信利,丘钛微等,出货量超过 120 kk 套/月。

液晶显示器面板的市场容量大约在 2.5 亿片/年,国产面板市场占有率已经超过 30%。国内市场容量大约为 7 500 万颗/年。国内智能计量市场上,智能电表年产量接近 1 亿台/年,智能燃气表年需求量大约 2 000 万台。

贝岭具备良好的市场和客户基础以及产品在性能指标和使用性方面的优势,产品量产后将会快速的导入到客户的设计中,迅速占领市场。

由于产品质量能够保证,功能、性能满足要求,在智能手机行业实现产业化是可行的。智能手机摄像头模组的市场将是长期存在的。

在过去的十年里,全球集成电路市场重心逐步由欧美转向亚洲。由于中国拥有庞大内需市场优势,目前已成为全球最大集成电路消费市场。中国集成电路产业是获得中国政府大力支持的一个战略性产业,历年集成电路设计公司规模持续增长及设计能力显著提升。尽管中国集成电路设计公司的平均规模仍落后于世界顶尖的集成电路企业,但差距已日益缩小。

但是存储器作为我国集成电路产业中占比最大的领域之一,势必会在我国信息产业发展中扮演极为重要的角色,而云计算、物联网、大数据等领域的布局,集成电路相关政策的发布,更是为存储器产业发展奠定了市场、政策等基础。

 

5  结语

这是一个得存储器者得天下的时代。存储器被普遍称为“半导体产业的皇冠”。如今正成为手机、电脑等产品硬件配置升级的重要卖点。在全球存储器市场的寡头竞争中,随着存储器价格攀升,三星成为最大赢家,一路高歌猛进,而由此巨亏的东芝(Toshiba)半导体却陷入尴尬境地。同时,涨价侵蚀着原本竞争激烈、利润微薄的智能手机产业,一路打价格战的智能手机企业横迎来史上首次涨价潮。

我国存储器行业的发展已经成为大势所趋,国家存储器基地建设的加速,也意味着我国有望打破巨头垄断,实现存储器产品的进口替代,增强产品的自主可控。

 

参考文献

[1] 刘洋.双接口EEPROM支持数据RFID无线存取[J].电子设计技术,2010,17(05):30. 

[2] 智能手机史上首次涨价潮背后全球存储器竞争格局生变[EB/OL].(2017-06).[2018-01].https://www.vccoo.com.

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[4] 傅代军.一种适合智能插座应用设计的高性能计量芯片[J].集成电路应用,2016,33(05):38-42.

[5] 周建民.宽量程单相多功能电子电能计量芯片BL6523B[J].集成电路应用,2013(09):34-38.

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[7] 王洪艳.解析物联网安防在智慧生活中的应用[J].集成电路应用,2015(09):39-40.

[8] 高小平.中国智能家居的现状及发展趋势[J].低压电器,2005(04):18-21.  

[9] 张瑞吟.芯片公司对智能家居的解读以及布局[J].集成电路应用,2015(10):16-19.   

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[13] 郑文静,李明强,舒继武.Flash存储技术[J].计算机研究与发展,2010,47(04):716-726.

[14] 张亦锋,马亮.应用于NOR FLAS

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