芯所向，致未来。由芯师爷主办的第四届硬核中国芯领袖峰会暨2022汽车芯片技术创新与应用论坛于11月15日圆满结束。 东芯半导体股份有限公司（以下简称“东芯半导体”）副总经理陈磊带来了《融合创芯，助力新兴领域存储新需求》的主题演讲 ，分享了东芯半导体现阶段产品应用情况及产业链上的布局。
东芯半导体成立于2014年，作为Fabless芯片企业，其拥有独立自主的知识产权，是目前国内少数可以同时提供NAND/NOR/DRAM设计工艺和产品方案的存储芯片研发设计公司。目前，公司产品已进入三星电子、海康威视、歌尔股份等知名客户的供应链体系，被广泛应用于通讯设备、安防监控、可穿戴设备、移动终端等终端产品。
新兴领域“芯”需求
助推存储设计企业发展
在半导体市场需求旺盛的引领下，近年来全球半导体市场迎来高速增长。根据世界半导体贸易统计组织（WSTS）发布的数据，2021年全球半导体销售额达5559亿美元，同比增长26.2%。其中，模拟类别增长贡献最大，占33.1%；其次是存储芯片，占30.9%；第三是逻辑类，占30.8%。存储芯片的营收在其中占据三分之一，市场规模近1600亿美元。
存储芯片素来被称为“半导体的大宗商品”，这主要体现于其价格在短期内会受市场供需关系影响而产生波动。供大于求，市场下行；供不应求，市场则出现反转和上行的情况。而在2021年存储IC近1600亿美元的市场规模中，一部分正是得益于5G、人工智能等新兴市场的崛起发展。
对于存储芯片企业而言，一般会把市场分为5大类，分别是PC、通讯、消费类电子、工业、汽车，其中的PC、通讯、消费类电子这三大类约占存储市场80%的市场份额，工业和汽车则占15%左右。陈磊认为， 我国存储芯片行业规模的主要影响因素正是在于5G建设、AI、IoT、汽车电子等。同时，这也是存储芯片未来几个值得关注的重要市场。
东芯半导体副总经理陈磊现场演讲 图源：芯师爷
首先是5G。 目前的5G建设以宏基站为主，微基站为辅，而宏基站、微基站，甚至是家用的接入网，都是推动存储器市场往更大容量去发展的因素。据陈磊透露：“我们跟国内的一些头部厂商做过包括产品、技术指标等的交流，发现在5G宏基站方面，它对存储芯片的需求超过了车规市场的需求。”
举个简单的例子，一辆汽车无法24（小时）×365（天）不断地跑，因为人和车都需要休息，但5G宏基站的运转却不能停，一旦停下，手机将没有5G信号。因此，5G宏基站对大容量的NOR Flash有需求，同时对工业宽温的NAND Flash也有需求。除了5G之外，还有一部分重要的需求比例在2G、3G和4G基站，这些基站未来有可能逐步过渡到5G基站。
其次是消费电子市场。 5G手机和平板等消费类电子产品今年受到了一定冲击，其中手机市场整体下滑20%-30%，部分厂商甚至遭遇40%需求下滑的情况；平板和PC在经历2020年疫情初始时期的重要增长节点后，近一年需求也开始出现下滑。而另一端，在物联网穿戴产品上，市场则表现出需求强劲的一面。陈磊表示：“前几年我们说的物联网都是IoT，近几年是AIoT，也就是带着人工智能的IoT，特别是随着智能穿戴式产品出来，以TWS耳机、智能手环/手表等为主的智能穿戴产品，正不断推高存储器细分市场的份额。”
图源：观研报告网
最后是汽车电子市场。 汽车新四化的发展，为存储芯片市场带来了新的需求。对于电动汽车而言，需求主要是集中在包括高级智能辅助驾驶ADAS的部分、摄像头、ADAS处理芯片等。同时，基于汽车网联化的趋势，车-车、车-路之间产生通讯，即我们现在所说的车路协同，这对5G通讯产品提出新的需求；另外，现阶段汽车存储器容量和一台智能手机差不多，但未来可能会出现高端服务器的需求，比如大容量的3D NAND Flash，需要实时地存储和处理数据。
陈磊预测，今年整体的市场情况还是供大于求，预计在明年年中，市场需求将更加旺盛，从而带动整个存储芯片市场的发展。除了上述新兴领域市场需求的助力，市场在“国产替代”上的呼声以及国家有利政策的颁布都为存储芯片市场的发展扫除了不少障碍。
自主创芯
拥有权属清晰的知识产权
东芯半导体成立于2014年，这一年恰巧也是国务院出台《国家集成电路产业发展推进纲要》的年份，经过7年时间的发展，公司业绩实现快速增长，盈利能力持续提升。
数据显示，2021年，东芯半导体实现营业收入11.34亿元，同比增长44.62%；实现归属于上市公司股东的净利润为2.62亿元，同比增长1240.27%。同年12月，公司正式在科创板上市，IPO首日收盘，涨幅为54.90%，市值达206.75亿元。
作为国内领先的存储芯片设计企业，东芯半导体聚焦于中小容量NAND Flash、NOR Flash、DRAM芯片的设计、生产和销售，是目前国内少数可同时提供NAND Flash、NOR Flash、DRAM设计工艺和产品方案的存储芯片研发设计公司。其设计研发并量产的24nm NAND Flash、48nm NOR Flash均为大陆目前领先的NAND Flash、NOR Flash工艺制程，实现了大陆闪存芯片技术的突破。
图源：截自陈磊演讲PPT
据陈磊介绍，基于多年来的努力， 东芯半导体现已拥有13项软件著作权、60多项集成电路布图，以及75项发明专利。 凭借在工艺制程及性能等方面杰出的表现，东芯半导体的产品不仅获得高通、博通、联发科、紫光展锐、中兴微、瑞芯微等多家知名平台厂商的认证，同时还进入了三星电子、海康威视、歌尔股份、传音控股、惠尔丰等国内外知名客户的供应链体系，被广泛应用于通讯设备、安防监控、可穿戴设备等终端产品。
融合创芯
打造具有本土深度、全球广度的供应链体系
作为应用面广、市场比例居高的集成电路基础性产品之一，存储芯片的设计和制造是我国芯片领域较为薄弱的环节之一，除了在市场占有率5%的Flash闪存芯片中有少数企业布局外，其他常见的存储芯片基本由三星、美光等巨头垄断。因此，技术创新和产业链布局对于国内存储芯片设计企业而言，尤为重要。
对于东芯半导体目前在产业链上的布局，陈磊透露， 在晶圆制造端，公司已有两家合作伙伴。 “一家是中芯国际，我们现在在中芯国际的工艺节点涵盖了65纳米的NOR Flash、24nm的SLC NAND Flash，以及我们最近在中芯国际贴片了中国第一颗19nm的SLC NAND Flash，基本上追平世界上最领先的节点，现在韩国最先进的是16nm，我们的技术水平已经相差无几了；另一家是中国台湾力晶，现在包括48nm的NOR Flash，这是国内最先进的技术，我们已经开发了128Mb、256Mb和512Mb的NOR flash，同时我们也开发了一个28nm的SLC的节点。”
此外，陈磊还表示：“在封测端，合作伙伴包括紫光宏茂、华润安盛，还有PTI，以及韩国安盛，我们可以提供封测的产品，也可以为合作伙伴提供一些晶圆级的产品，每年还会为海内外客户做定制化产品，包括一些特殊类型的芯片设计。”
图源：截自陈磊演讲PPT
经过多年发展，东芯半导体现已形成六大产品线：
SPI NAND Flash：
采用28nm制程，单颗粒芯片设计的串行通信方案，在同一颗粒上集成了存储阵列和控制器，具备高传输速度，高可靠性的特点，有效缩短交付时间；
PPI NAND Flash：
采用24nm制程，同时在其中做了超工业温度的高可靠性的产品，在零下40摄氏度和零上105摄氏度范围内均可稳定工作；
SPI NOR Flash：
采用48nm制程，其聚焦于大容量低功耗，支持Single/Dual/Quad SPI和QPI四种指令模式，以及DTR传输模式；
MCP：
采用东芯半导体设计的SLC NAND Flash，以及低功耗的DRAM，Flash和DDR均为低电压设计，核心电压1.8V，将其合二为一封装，有效提高稳定性。
LPDDR：
现拥有LPDDR1, LPDDR2, LPDDR4x三个系列，LPDDR1的核心电压与IO电压均低至1.8V；LPDDR2的VDDCA/VDDQ低至1.2V；LPDDR4x的VDDQ更低至0.6V；
DDR3（L）：
具备高传输速率以及低工作电压的。
图源：截自陈磊演讲PPT
值得注意的是，东芯半导体目前大多数的销售额和研发力量都集中在SLC NAND Flash方面， “我们认为SLC NAND Flash市场出货还是大有可为的，因为它是结构最简单的NOR Flash，它同时是未来进入更大容量甚至是3D的基础，我们的研发工程师过去有二三十年的NAND Flash的研发功力，已经做好了3D NAND Flash的准备，只是欠缺国内供应商的合作。我们在这方面有19nm的先进工艺，在38nm的工艺上也在开发车规级的SLC NAND Flash，目前容量涵盖从1Gb到8Gb。”陈磊说到。
另外，在串行总线的SPI NAND Flash上，其主要针对的市场是家用的网络产品，包括光猫，以及wifi6、wifi7的产品；并行总线的NAND Flash则主要是采用28nm和34nm的工艺，目前最大的单带可设计到8Gb，主要应用在传统网关、政企融合的项目上。
在车规方面，陈磊表示：“目前我们的三大产品线都有车规方面的规划，第一颗车规是48nm、128Mb的NOR Flash，现在已经可以为客户提供样品。明年我们会继续开发低功耗的LPDDR4x，这是面向物联网市场的，主要是针对基带的客户，未来5G基带需要这类产品。”
现阶段，国内市场对于存储芯片的需求量越来越大，但自给率不足仍是当前国内存储芯片企业亟待打破的“瓶颈”。幸运的是，包括东芯半导体在内的越来越多的国内存储芯片企业，正努力抓住机遇，凭借成本优势、技术性能等迅速在市场站稳脚跟。
据介绍，截至今年，东芯半导体已有超50%的员工为研发工程师，公司在上海、南京已初步建立了较为完善的研发团队，其中包括NOR Flash、NAND Flash以及DRAM的研发。“东芯半导体的经营理念是，为我们的客户带来安全可靠的国产化存储器产品。”就目前看来，国产化趋势下，东芯半导体大有可为。
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