芯片國產(chǎn)化是中國政府在信息安全自主可控政策領(lǐng)域的實(shí)踐領(lǐng)域之一，作為信息技術(shù)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，半導(dǎo)體集成電路持續(xù)得到國家政策的扶持。存儲器作為集成電路產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)產(chǎn)品成熟度和產(chǎn)業(yè)的規(guī)模較為顯著，而目前國內(nèi)的企業(yè)在相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的份額雖然較低，通過國家政府層面的投資有機(jī)會快速切入相關(guān)領(lǐng)域，也是芯片國產(chǎn)化之路邁出的可靠而重要的一步。
盡管在2016年第一季度起存儲器行業(yè)的產(chǎn)品價(jià)格出現(xiàn)了回升，但是行業(yè)整體還處二周期性底部的位置，市場主要廠商三星、海力士、美光等在資本開支產(chǎn)能擴(kuò)張方面較為謹(jǐn)慎，這種行業(yè)周期性底部有轉(zhuǎn)發(fā)趨勢的情況下，國內(nèi)逆周期投資有望推動國內(nèi)廠商成為市場內(nèi)崛起的新生力量。
存儲器是系統(tǒng)的核心基礎(chǔ)部件
存儲器（Memory），顧名思義是在電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中用于存放信息的器件。任何電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，包括輸入的原始數(shù)據(jù)、程序本身、中間運(yùn)行結(jié)果和最終運(yùn)行結(jié)果都需要保存在存儲器中。存儲器是電子系統(tǒng)的基礎(chǔ)核心部件之一，是系統(tǒng)正常運(yùn)作的保障。
存儲器的發(fā)展幾乎是伴隨著電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程而來的。在發(fā)展之初，采用汞線延遲線來進(jìn)行信息的存儲和讀寫，之后采用磁性材料，再到光學(xué)材料等存儲器設(shè)備，盡管獲得了較大的改善，但是仍然面臨體積龐大、性能有限的挑戰(zhàn)，對應(yīng)用領(lǐng)域的拓展造成了不小的阻礙。
得益于集成電路技術(shù)的發(fā)展與成熟，采用半導(dǎo)體集成電路方式制造的存儲器IC芯片獲得了廣泛的采用。隨著在存儲介質(zhì)的演進(jìn)，設(shè)計(jì)架構(gòu)的更新和工藝水平的提高，IC存儲器在存儲密度、讀寫速度等性能持續(xù)提高，同時(shí)能耗、單位存儲單元成本持續(xù)降低，IC存儲器的發(fā)展也充分享受摩爾定理集成電路演進(jìn)歷程。
圖1：存儲器的収展歷秳
縱觀整個(gè)發(fā)展歷程我們看到，1967年科技巨頭IBM提出DRAM規(guī)格以及之后的持續(xù)演進(jìn)使其成為了目前包括PC、服務(wù)器、手機(jī)、車載等終端產(chǎn)品內(nèi)存行業(yè)的主要技術(shù)。1984年舛岡富士雄博士提出了Flash Memory技術(shù)以及之后演進(jìn)中Intel提出的NOR和東芝提出的NAND架構(gòu)形成了目前外設(shè)存儲器的主流。上述兩項(xiàng)技術(shù)的提出對于現(xiàn)代的半導(dǎo)體集成電路存儲器產(chǎn)業(yè)形成了深遠(yuǎn)的影響。
半導(dǎo)體存儲器芯片的核心分類：DRAM和Flash Memory
從上述的研究我們可以看到，存儲器經(jīng)歷了與電子計(jì)算機(jī)幾乎一樣長的發(fā)展歷程，包括磁盤、光盤、IC工藝材料等不同產(chǎn)品已經(jīng)形成了在不同應(yīng)用領(lǐng)域中成熟有效的應(yīng)用分工。存儲器的分類方式很多，按照存儲介質(zhì)分類來說，通常可以分為半導(dǎo)體IC存儲器、磁性存儲器和光存儲器等，在本報(bào)告中，我們聚焦在半導(dǎo)體IC存儲器，關(guān)注存儲器芯片行業(yè)。
半導(dǎo)體存儲器按照斷電后數(shù)據(jù)信息是否能夠保留可以分為兩個(gè)大類，易失性存儲器和非易失性存儲器，前者在外部電源切斷后，存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)也隨之消失，代表產(chǎn)品是DRAM，而后者則能夠保持所存儲的內(nèi)容，代表產(chǎn)品是FlashMemory。
圖2：半導(dǎo)體存儲器的分類
DRAM作為易失性存儲器產(chǎn)品的代表，主要用于各類PC、服務(wù)器、工作站的內(nèi)部存儲單元，憑借其在存取速度和存取容量方面的折衷性能，實(shí)現(xiàn)在核心處理器和外部存儲器之間形成緩存空間。隨著移動終端的迅速發(fā)展，DRAM在智能手機(jī)中的應(yīng)用規(guī)模也在持續(xù)加大。
Flash Memory作為非易失性存儲器的代表，主要應(yīng)用于存儲卡、U盤、SSD固態(tài)硬盤、移動終端的內(nèi)部嵌入式存儲器等，其可快速讀寫不丟失以及可集成的特性，使得其在移動終端及便攜式移動存儲器產(chǎn)品中有著廣泛的應(yīng)用場景。
未來存儲器芯片的方向：相變存儲器（PCM）
傳統(tǒng)的半導(dǎo)體集成電路存儲器無論是DRAM還是Flash，其基本原理均是通過對于電荷的多寡形成的電勢高低來進(jìn)行“0”和“1”的判斷，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信息的存儲。產(chǎn)業(yè)對于存儲器結(jié)構(gòu)和原理的研究始終沒有停歇，近期，各研究機(jī)構(gòu)及資本市場熱點(diǎn)關(guān)注相變化存儲器（PhaseChange Memory，簡稱PCM）。
該存儲器非易失真原理與Flash的浮動?xùn)沛i住電荷原理不同，是通過施加特定電流使硫族化物玻璃（目前多數(shù)為GeSbTe合金）在晶態(tài)和非晶態(tài)兩相之間改變，由于晶態(tài)和非晶態(tài)的電阻特性不同，電路通過讀取不同電阻值來獲取存儲的數(shù)據(jù)。
如圖所示，施加強(qiáng)電流并快速淬火，使硫系化合物溫度升高到熔化溫度以上，經(jīng)快速冷卻，可以使多晶的長程有序遭到破壞，實(shí)現(xiàn)晶體向非晶體的轉(zhuǎn)換，通常用時(shí)不到100ns；施加中等強(qiáng)度的電流，硫系化合物的溫度升高到結(jié)晶溫度以上、熔化溫度以下，并保持一定的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)晶體向非晶體的轉(zhuǎn)換。
中國存儲器產(chǎn)業(yè)：任重而道遠(yuǎn)的崛起之路
盡管中國集成電路產(chǎn)業(yè)經(jīng)過了20多年的發(fā)展已經(jīng)逐漸在全球市場中形成了競爭力，但是中國大陸廠商在全球的市場占有率仍然有限，尤其是在存儲器行業(yè)中國內(nèi)企業(yè)在參與度很低。從中國政府對于信息安全進(jìn)而帶來的芯片國產(chǎn)化進(jìn)程中，存儲器行業(yè)集成電路的基礎(chǔ)器件之一，受到了國家的高度重視，各地多筆大規(guī)模的投資顯示國家希望在存儲器行業(yè)拓展競爭力的態(tài)度。
中國集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起始于上世紀(jì)90年代初，經(jīng)過了20多年的發(fā)展，已經(jīng)初步形成了完善的產(chǎn)業(yè)鏈體系，部分子行業(yè)內(nèi)擁有了全球的競爭力，根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2015年全年中國集成電路行業(yè)的市場規(guī)模為11，024億元人民幣，達(dá)到全球市場的62%。同時(shí)我們也需要注意到，中國大陸的半導(dǎo)體企業(yè)產(chǎn)值在全球市場的占比仍然較低，國產(chǎn)化程度仍然有待提高。
從存儲器行業(yè)看，2015年中國集成電路存儲器市場規(guī)模超過2，800億元人民幣、占中國半導(dǎo)體銷售收入的25%以上，占全球存儲器市場59%。