2023年半导体设备报告

2023年半导体设备报告国家战略级工程，长存规划雄伟领航大陆NAND长江存储是国家战略级工程，是大陆首家实现64层3DNAND量产的IDM产品定位五个方面看长存：从股权构造看，长存受国家和地方产业基金大力支持，紫光国器〔隶属紫光集团51.04%、24.09%、12.99%和11.88%。Norflash，与长存NAND补齐Flash幅员，其他子公司掩盖设计、封测、科技效劳等存储产业链多环节，相互协作进展。从技术架构看，长存自主研发“Xtacking”架构，并推出全64层3DNANDXtacking架构下，128层3DNAND为20231763DNAND，较长存仅领先一代。从工厂规划看，长存打算建设三大工厂，每个工厂满产产能均为10万片/202510002023年和2023能分别到达24/20232023年、20232024202510万片/15万片/月、20/月、25/月、30万片/月。SSD和手机嵌入式市场，目前64层3DNANDSSD和USBPC，再逐步切入到数据中心和效劳器市场。完整PPT2”猎取。3DNANDNAND是存储器其次大细分市场，202349442%NAND行业进入门槛高，业市场格局集中，份额被三星、东芝、西部数据、海力士、Intel、美光695%NAND市场，占比超过310NAND国产化势在必行。截至2023年末长江存储取得全球接近1%市场份额，成为六大国际原厂以外市场份额最大的NAND2025年全球6%。借国产化东风，产业链迎来进展良机业进展机遇。设备：依据我们的测算，设备价值量最大的三个环节刻蚀、光刻、PVD+CVD预计21420、48、720台，2023/2023/2024/2025年带来刻蚀、光刻、PVD+CVD的设备需求量每年均为350/40/600化率仍较低，如蚀刻设备国产化率<20%、光刻设备国产化率<10%、PVD/CVD设备国产化率<10%封测：长存自身封测产能无法满足需求，局部封测外包，利好国内具备NAND封测力量供给商。中国大陆具备封测力量的包括深科技、华天科技、长电科技、通富微电等。我们认为大陆具备NAND封测力量的企业将有望受益长存大规模量产。材料：硅片、电子气体、光掩模市场规模最大，其他材料包括抛光材料、光刻胶、靶材等，国外厂商占据绝大局部市场份额，内资厂商乐观布局抓住市场机遇。材料领域，大陆优质公司如特别IC〔靶材、硅产业〔硅片〕等。1Xtacking领航大陆NAND64层3DNANDIDM企业，国家和地方产业基金大力支YMT3DNAND体化效劳，产品广泛用于移动通信、消费数码、计算机、效劳器等领2023年72023年3DNAND2023年964层TLC3DNAND2023年4月，公司宣布128层TLC/QLCX2-6070是业界首款128层QLC闪存，I/O速度、存储密度和单颗容量均为业界最51.0424.09%，为其次大股11.88%。长江存储3DNANDFlash+武汉芯NorFlash，补齐闪存幅员。XMC90nm45nmNorFlash45nm8GbNorFlash10年NorFlash制造阅历。武汉芯成立于2023年，202312寸晶圆代工效劳，2023年开头聚焦IDMSPINorFlash产品，截止2023年年底已累计出货晶圆78万片。目前，武汉芯已建成两座工厂，每座工厂的NORFlash全球市场规模约为23亿美金，NAND566亿美金，长江存储+武汉芯补齐Flash的NAND其他子公司掩盖设计、封测、科技效劳等存储产业链多环节，相互协作进展。长江存储旗下全资子公司长存创芯、紫光存储和武汉3D闪存封测的研发、生产以及销售业务，湖北三维半导体专注于半导体三维集成制造关键技术及产业化。贸易方面，长江先进存储产业创中心，业进展。“自主研发”+“对外合作”构筑雄厚实力，推出自主设计架构Xtackin研发，目前研发中心遍布武汉、上海、威刚科技、联芸科技、慧荣科技、国科微等科研院校和产业公司开展6000余人，其中包括研发工程师约2200人。长存NANDSpansion(已被Cypress收购)，已获得整套技术的完整授权，拥有独立学问产权。猎取授权后，长存投入超过180010亿美元和近两年时间重设计了Xtacking。2023872023FMS公布Xtacking1.0存于2023Q332层3DNAND备3DNAND20239月，公司基于Xtacking64层TLC3DNAND2023年，公司宣布128层TLC/QLCNAND不同于传统3DNANDXtackingNAND架构中，I/O及记忆单元操作的外围电路和存储单元在同一片晶圆上制造。在长存Xtacking架构中，I/O储单元在另一片晶圆上被独立加工，当两片晶圆各自加工完成后，Xtacking道(VIA，VerticalInterconnectAccessNAND有所提升，依据长存官方口径，仅增加了有限的本钱。Xtacking3DNAND构造中，外围电路占芯片面积的比例约为20-30%，假设层数增加到12850Xtacking储单元和外围电路分开独立加工，可实现并行和模块化的产品设计20%，可大幅度缩短产品的上市时间，进而利于长存以更快的速度追赶NAND产品定制化的可能性。240亿美金，估量2025年产值1000亿人民币/年。长存规划雄伟，打算建设三大工厂，每个工厂10万片/20251000亿人民币。到2023年和2023年底，2/4/20232023年、2023年、2024年、202510片/15万片/20万片/25万片/30万片/2023年末长江存储取得全球接近1%市场份额，成为六大国际原厂以外市NANDFlash2025年底占全球总产能6%。SSD2023年手机嵌入式存储和SSD的位元需求量分别占总需求的38%和49.6%，SSDSSD79SSD入式存储是NAND2023年初表示，SSD和手机嵌入式产品市场。目前64层3DNAND初期的终端应用包括SSD和USBPC，再逐合作开发，也成为2023年政府大规模数据中心建设唯一闪存供给商。23DNANDNAND2D到3D是大势所趋NAND42%，为其次大细分市场。20234402亿美元，存储器市场规模为27%，NAND42%，是存储器分支中市场规模其次大的产品。NAND属于非易失性存储芯片，储存容量大，应用广泛。存储芯片依据断电后数据是否丧失，可分为非易失性存储芯片和易失性存储芯Flash(NORNAND)，RAM(DRAM和SARMNORFlashNAND以块的子单元进展重写和擦除，可以实现更快的擦除和重写，且存储SSD(固态硬盘)、手机、平板、效劳器、USB驱动器和存储卡等。NAND从2D到3D2D在平面上对晶体管尺寸进展微缩，从而获得更高的存储密度，但晶把解决思路从单纯提高制程工艺转变为堆叠多层，成功解决了平面NAND牢靠性等全方位提升。2023年，3DNAND72.6%，已远超2DNAND2025年3DNAND将占闪97.5%。3DMLC和TLC3DNANDMLC2比特数据)或者TLC(每单元存储3bit的容量渐渐增大，但是擦写速度和寿命都会削减，价格也随之降低。3DNANDVC垂直沟道和VG上3DNAND构造并承受“电荷陷阱存储单元效削减了电荷泄露，允许在较低电压下写入和擦除，增加了使用寿命，牢靠性好、本钱较低，相比浮动栅极构造技术难度较小。3DNAND存在单层和串641283264和周期时间。随着层数增加，单层方法的技术难度剧增。目前在12864层承受单层的扩展方式，承受单层扩展增加层数，为将来通过双层堆叠以获得128层打下根底。2023年64/72层3DNAND64.9%，为全球产出的主要局部，92/96L3DNAND21.3%。依据DRAMeXchange110+层闪存芯片的推出，92/9620232023年72.5%110+占据。3DNANDFlash3DNANDFlash具有容量更高、性能更好、单位Bit本钱更低、功耗更低的优势。美的33DNAND闪都需要完善对准。多应用驱动NAND市场增长，已步入一轮上升周期SSD是NAND前两大应用市场，合计占有87%NANDSSDOTT、SSD构成了下游的最主要需求。SSD49.6%，手机占比38%。从历年变化趋势看，SSD增长明显。2023年，SSD占NAND的市场比例为13%，到2023年已超越手机成为第一大下游应用市场。一SSD费级SSDHDD在消费领域的替代。到2023SSDNAND49.62023到达52.4%。随着5G带来智能手机步入技术创和出货量上行周期，手机将有望持续占据其次大应用市场地位。数据中心+智能手机奉献NANDFlash主要增长动力SSDSSDSSD推动增长。全球SSD2023年全球SSD3.320.8%2023SSD3.8920232023CAGR24.5%SSDSSD应用于PC、相机、玩耍机等2023SSDSSD80SSDSSD2023年的13%到202620SSD凭借SSD增长的主要动力。Facebook、谷歌、亚马逊、微软为首的全球云厂商季度资本支出自20Q1起不断21Q1亚马逊、微软、谷歌三大厂商云计算业务收入总和为264亿美元，同比增长41%，云厂商资本开支有望连续上升。在经受19年的下跌之后，国内主要云厂商(百度+腾讯+阿里)资本开支在1Q20SSD19-21SSDCAGR为15.82023年企业级SSDSSD4170万台，19-21年CAGR15.8%。SSD容量逐年扩大，2023SSD平均容量到达2.3TB，2023年将增长至2.7TB。大数据时代数据的产生和运算速SSDSSDSSD在消费级领域实现替代。消费级SSD的应用领域包括PC、USB、相机、智能家电等。消费级产品对于性能的要求没有企业级产品高，存在肯定的容错度，价格是提高渗透SSDSSD的购置HDDSSD替换HDD的热忱。固态硬盘正在笔电、存储系统等中替代硬盘。固态硬盘(SSD)以NAND闪存为存储介质，能够供给更快的速度、更小的尺寸、更结实SSDSSD的SSDPC2023PCSSD72%。传输更快的PCIe接口正在取代SATA分为SATA接口和PCIePCIe可以SATA3.0带宽为6GB/s输速度PCIe10GB/s，极限传输速度超过85%，2023年PCIeSSD占比增长至85%，SATA两大款玩耍机改用SSD，单台消耗闪存芯片量为笔记本两倍。Sony的PS5XboxSeriesX2023年圣诞档出售，这NANDFlash为材料的SSD替HDD1TB，约等于每台笔记本电脑NANDFlashSSD的兴需求之一。5G有望带来智能手机出货量上升，叠加容量翻倍奉献NAND5G换机驱动NAND智能手机出货量上升。全球智能手机市场从20232023年全球智能手机出货量同比下降2.3%，202312.86.62023年为5G手机元年，此后几年智能手机持续处于5G手机换机潮中，叠加疫情后经济复苏因素，IDC20237.713.8亿台，202314.33.8%，2023-2025CAGR3.7%。5G手机5G手机存储容量大幅增长。华为小米11Ultra512GB的上限，OPPOReno6Pro+的容量也到达256GB。单机存储容量的扩大将会连续，估量2023-202620%的CAGR。目前5G中低端机常用存储产品为UFS2.15GUFS3.1闪Mate40ProSFS1.0闪存，UFS3.1行官杨士宁曾在2023年北京微电子国际研讨会上公开表示，长江存储3DNANDMate40供给链，SFS1.0使用的闪存颗粒可能来自长江存储。5G时代UFS3.1将渐渐占据手机嵌入式市场，拉动高层NANDFlash需求。UFS2.1双通道的读写速度为822MB/S和242MB/S，性能和UFS3.1存在较大差距，UFS3.1更适用于5G时代，主流品牌5GUFS3.1AndroBenchUFS3.11953MB/s和754MB/s，和UFS2.1相比大幅提升。高层数3DNANDFlash更适配UFS3.0NANDFlash全球NAND产业已处于上行周期需求端:5G+NAND闪存市场规模增长。在5GNANDFlash2023年202356030%NANDFlash芯片已经应用于手机、PC、相机、效劳器、机顶盒、消费电子、U盘20235G智能手机5G手机存储容量大幅提升，2023年各大品牌5G旗舰机型存储量上限几乎512GB。推动存储芯片需求的进一步增长。企业级云效劳的大规模建设将会使闪存的需求迎来一轮的增2023年NANDFlash770亿美元，实现10%的同比增长。2023NANDFlash3050亿GB，估量20236300亿GB，2023-2023CAGR为40.8%。全球NAND市场规模触底反弹。2023年全球NAND市场规模和2023年上升。2023数据中心的开发需求和5GSSDNANDFlash2023年全球大厂供应商供给均相对保守，位元出货量成长率总体呈下降趋势，三星、英特尔、美光和海力士的出货量年成长率均低于3成。NAND市场规模上涨，价格止跌上升。“三高”行业，海外大厂垄断市场NAND行业进入门槛高，存在技术、产业整合、客户认可、资金NANDFlash生产对性能和产品指标要求高，和产品整合。行业前期投入研发费用昂扬，对投入资金、高端人才和企业规模均提出了更高要求。由于产品验证周期长，各厂之间的合作关系稳定，厂商进入难度大。全球NAND市场格局集中，市场份额被头部厂商瓜分。NANDFlash1996NANDNAND市场被6家厂商垄断，2023年全球前6大厂商占据了90%~95%2023年全球市场份额约为35%-40首;东芝和西部数据分别占据15%的市场份额;海力士和美光以10%的市场占有率紧随其后;2023IntelNAND场份额的5%。20233DNAND领域，3DNAND的生产，随后海力士、铠侠、美光相继进军该领域。3DNANDNAND内存技术已在90+1282023年8月，三100+层产品V-NAND10月推出第四代3DNANDRG12811SK1283DNAND2023年投入市场。20年13DNAND技术BiCS5的联合研发，2023三星工艺制程最先进，引领行业进展，长存持续加快追赶步伐。存储芯片公司之间的竞争力主要依靠技术水平的突破，所以各大厂3DNAND的厂商，1283DNAND，估量2023/2023256层，2023/2023512层。在各厂上看10096层，在2023年生Xtacking2.0的1283DNAND，加快技术追赶脚步。一代产品在存储容量和性能上均显著提升。SK海力士推出的闪存)设计和PUC(Peri.UnderCell加40%5100+层闪存产品承受9640%，450s45s的10%15%。BiCS5增加了横向密度和存BiCS440%，I/O近50%以减小单元尺寸，以较少的单元堆叠层数实现更高的位密度。3DNAND自制征程NANDNANDFlash311%。2023年中国集成电路30ICInsight推测2023NANDFlash19%的增长，估量中国存储需求31%，闪存芯片自给率缺乏12023年中国进口了31201150亿美元。产化率的提升对我国科技取得进一步突破有着至关重要的作用。为关投资减税政策，推动行业进展。投资方面，国家推动大基金一二期的建设，为国产企业供给资金支持;税收方面，国家连续优待政策，征)的优待。NAND国产化的进展离不开大基金的支持。国家将来推动芯片国2023组建了国家集成电路产业(大基金)，一期大基金初期实际募资金额1387.22023年97755家集成电路企业。3DNAND的研发，202364层3DNAND公布，虽然与国际大厂先比照旧落后，2023年直接跳动进入128层3DNAND的研发生产，追赶国内先进水平。国家集成2023年10月注册成立，共募集资金2041.5紫光集团和大基金二期共同出资建设。务布局对DRAM、NOR和NANDDRAM厂商主要包括晋华、长鑫存储、紫光集团及旗下紫光国芯半导体，中芯国际、武ISSINOR3DNAND的厂商有长江存储以及其子公司武汉芯，此外三星和英特尔也在中3DNAND长江存储引领国内NANDFlash行业进展。国产存储器厂商中，长江存储专注于3DNAND的研发制造。公司设计制造了中国首款3DNAND202364层TLC3DNAND闪存。技术Xtacking实现对技术封锁的突破。其全资子公司武汉芯(XMC)业务掩盖3DNANDNANDFlash3借国产东风，产业链迎来进展良机存储产业多以IDM为主，存储晶圆标准化程度高，客制化功能移向产业链后端。和规律芯片产业链不同，存储在分工方式和产业各环节侧重时有所不同。因布线设计与晶圆制造技术结合更为严密，主要晶圆厂均承受IDM1990IDM在晶圆到产品的应用过程中，存储器核心功能是数据存储，IC件开发及SiPIDM完成制造后仍需开长存属于IDMNAND的设计和制造两个环节。长存大规模投产将拉动包括设备、封测、材料、设计等环节进展。NAND封测力量供给商。在封测环节，以三大原厂为例，除建立自有UTAC、韩国HanaMicro、Semiteq、Signetics、STS、中国大陆厂商深科技、华天科NAND封测力量的企业将有望受益长存大规模量产。设备是3DNAND闪存资本开支大头，其中刻蚀设备占比最大长存30万片/月产能规划，为国产设备供给宽阔空间。长江存30万片/月，估量将于2025年建成。依据我们测算，在设备价值量最大的三个环节，刻蚀、光刻、PVD+CVD估量21420、48、720台。已步入阶段。2023年以前，我国半导体技术主要依靠国2023年