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来源:是说芯语发布时间:2021-10-1985浏览
询问 AI
▲全球半导体产量增加和投资热潮正在世界各地进行
01.半导体产量大幅增长，谁引领了存储市场的快速扩张？
▲季度全球半导体出货额和出货量（1991-2021 Q2）
之后因存储器市场不景气，出货额和出货量有所下滑，但在2020年Q2之后大幅回升。随后，2021年Q2出货额达2894亿美元，出货量1336亿个，创季度历史新高。这种势头在未来很可能会持续下去。接下来，让我们看看半导体类型划分的季度出货量。2021年Q2，逻辑半导体为363亿美元，包括处理器和微控制器在内的Mos Micro为189亿美元，模拟半导体为178亿美元，均创下季度新高。
▲按类型划分的季度半导体出货量（1991-2021 Q2）
另一方面，包括DRAM和NAND闪存在内的半导体存储（Mos Memory）的出货额并未超过2018年Q3的峰值（441亿美元）。但从2020年Q4到2021年Q2出货量的急剧上涨，不免令人心生恐惧，因为这个斜率与2016-2018年Q3的内存泡沫相当。话虽如此，存储器出货额不会无限增长，预计会在某个时刻供过于求，达到峰值，随后等待着他们的，则可能是存储器价格暴跌和随后的市场不景气。那么，主导存储市场快速扩张的主角是DRAM、NAND，还是两者兼而有之？本文尝试进行这种分析。
▲DRAM季度出货额及出货量变化（~2021 Q2）
汤之上隆判断存储器市场的急剧增长由DRAM引起。这是因为，从2020年Q4到2021年Q2，DRAM的出货量开始呈现近乎垂直的趋势。这与下图中的存储器出货量非常相似。
▲按类型划分的季度半导体出货量（1991-2021 Q2）
那么DRAM出货量为何会飙升呢？从2010年到2018年前后，DRAM出货量一直保持在40亿个左右，但从2019年Q3左右开始大幅增加，2021年Q2达到55.3亿个的历史新高。汤之上隆认为，造成这种情况的原因如下：2012年以来，DRAM厂商实际上集中在三星、SK海力士和美光科技三家公司，并通过暗中达成一致意见进行生产调整，保持出货量在一定水平。不过，随着DRAM主战场从2019年下半年开始从移动端转移到服务器端，上述三大厂商放弃了暗中串通，重新展开竞争。结果，三家公司都增加了出货量，导致世界范围内DRAM出货量急剧上涨。除了这三大DRAM厂商的竞争之外，新冠肺炎疫情的影响也应涉及其中。
▲NAND出货价值和出货量变化（~2021 Q2）
但从2016年开始，NAND实现3D化。为了增加存储容量，3D NAND采用了存储单元垂直堆叠的方式，因而芯片尺寸基本不变。故汤之上隆认为自2016年NAND走向3D化，其出货量已趋于平稳。NAND出货量在存储泡沫的2018年Q3达到约30亿个，但随后在2019年Q1下降至22亿个，又在2019年Q4恢复到30亿个。然后受新冠肺炎疫情影响，它在2020年Q2减少到约26亿个，之后开始稳步回升，在2021年Q2创下约33亿个的历史新高。也就是说，在疫情爆发前后，DRAM出货量从大约40亿个上升到55亿个以上，而NAND出货量仅从30亿个上升到33亿个。因此，可以说存储器市场迅速崛起的主要源头是DRAM，而不是NAND。
▲各种DRAM现货价格（2020年底-2021年9月17日）
从上图可以看出，DDR4 DRAM比DDR3更贵，同一DRAM规格时，集成度高的价格更高。接下来，将2020年12月31日的DRAM价格标准化为“1”，观察各种DRAM价格的变化。到2021年3~4月，两种DDR3_2Gb DRAM价格上涨了2.4-2.5倍以上。其次价格上涨的两款DDR3_4G，涨幅在1.9~2倍以上，两款DDR4_4G紧随其后，涨幅在1.8~1.9倍。
▲标准化的各类DRAM现货价（2020年底-2021年9月17日）
另一方面，集成度最高的16G在3月份左右上涨了1.2倍左右，其次的两种DDR4_8G价格上涨了约1.4~1.5倍。简而言之，在DRAM现货价格中，传输速率低、集成度不高的传统DRAM价格一路高涨。从DRAM合约价的变化也可以看出这个趋势。
▲各种DRAM合约价（2020年9月-2021年8月）
接下来，我们将2020年12月的合约价标准化为“1”，并查看了各种DRAM价格的变化，结果显示价格从高到低依次是DDR3_2G、DDR2_512M、DDR2_1G、DDR3_1G，价格从高到低。另一方面，两款DRAM集成度最高的DDR4_8G的涨价幅度最低。
▲标准化的各种DRAM合约价（2020年底-2021年8月）
换句话说，无论是现货价还是合约价，传统DRAM价格都在上涨，而集成度高的DRAM价格并没有上涨那么多。为什么会发生这样的事情呢？
▲标准化的各类DRAM现货价（2020年底至2021年9月17日）
这个推论可以从下面的事件中得到证实。首先，我们再来看看上面这张图，一直上涨的传统DRAM现货价格从7月左右开始下跌。此时全球都在推进新冠肺炎疫苗接种，封锁也被逐渐解除。因此，对新冠肺炎疫情的需求可能曾经收敛。不过传统DRAM的合约价还在上涨，这一推论是否正确还有待验证。下图显示了集成度不同的每月DRAM出货量。DRAM每隔3-4年就会被集成度最高的产品所取代。目前主流的DRAM是4G以上的8G或16G。由于现货价和合约价涨幅较大的2G在2013年见顶，1G在2010年达到峰值，512M在2008年左右达到峰值，因此，市场上DRAM的绝对数量很少。稀有的DRAM因突发的新冠肺炎疫情而变得必要，所以价格上涨超2倍。
▲按集成度划分的DRAM月出货量（1991年1月-2021年6月）
▲DRAM季度出货额及出货量变化（1991-2021 Q2）
那么DRAM价格上涨的影响有多大？从下图中按集成度划分的DRAM出货量可以看出，目前生产的DRAM大部分是4G、8G和16G。
▲按集成度划分的DRAM月出货量（1991年1月-2021年6月）
由下图可见，高集成度DRAM（例如8G）的合约价上涨了1.44倍。
▲标准化的各种DRAM合约价（2020年底-2021年8月）
我们来算一下为什么DRAM出货量从2020年Q4到2021年Q2会快速增长。
▲2020年Q4至2021年Q2 DRAM出货量增长背后的因素
DRAM出货额从149.86亿美元增至235.3亿美元（1.57倍）
DRAM出货量从48.88亿个增加到55.29亿个（1.13倍）
主流的DDR4_8G合约价从2.85美元涨至4.1美元（1.44倍）
（出货量系数 1.13）x（涨价系数 1.44）= 1.62
▲DRAM出货量季度出货量及数量变化（~2021 Q2）
▲各种NAND的现货价（2020年12月31日~ 2021年9月17日）
SLC是Single Level Cell, MLC是Multi Level Cell, TLC是Triple Level Cell，分别是可以在一个存储器单元中写入1位、2位、3位的NAND。另外3D TLC是3D NAND的意思，没有3D的NAND都是2D NAND。继续看上面这张图，可以看到3D TLC 1T（1TB）是最高的，SLC 1G和SLC 2G是最便宜的，除此之外没有规律。因此，与DRAM的情况相同，汤之上隆观察了2020年12月31日将价格标准化为“1”时各种NAND的价格变化。要解释下面这张图相当困难。首先，从整体上来说，没有哪一种NAND的价格像DRAM的现货价一样上涨2倍。价格最高的SLC_2G也只有1.2~1.27倍。
▲标准化的各种NAND的现货价（2020年末-2021年9月17日）
此外，MLC_128G和MLC_256G的价格几乎呈线性增长。SLC_16G价格从8月下旬开始突然猛涨。另一方面，SLC_8G自4月中旬以后，价格下降到“1”以下，持续下降到0.93。那么，为何上述NAND会有这样的表现呢？这很难明确回答，比如SLC_2G和SLC_1G的价格相对较高。由于SLC的集成度不高，可以考虑汽车等要求高可靠性但不关注集成度的应用（虽然没有太多证据）。
▲各种NAND合约价（2020年12月-2021年8月）
如果集成度相同，均为32G，MLC价格约为3美元，而SLC达到4倍以上，为12.55美元。换言之，对于汽车和高性能计算机等可靠性要求严格的产品，可使用SLC而非MLC。NAND厂商在开发TLC之后又开发了Quad Level Cell（4位单元）和Penta Level Cell（5位单元），但这些多位单元似乎不能用于所有终端产品。汤之上隆们将2020年12月合约价标准化为“1”，观察各种NAND价格的变化。结果显示，所有NAND在2021年3月~4月期间价格上涨了1.06~1.1倍，6月~7月再涨了1.5~1.18倍。
▲标准化的各种NAND合约价（2020年末-2021年8月）
到2021年8月，MLC_32G、MLC_128G和 MLC_64G是价格涨幅最大的，然后是SLC_1G。诚然，SLC_1G属于现货价格涨幅较大的一类，但SLC_2G在8月中旬之前现货价涨幅最大，是合约价涨幅最小的类型。综上所述，无论是NAND的现货价还是合约价，都没有像DRAM那样大幅上涨。此外，存储单元的大小、集成度与NAND价格之间的相关关系很难找到。顺便一提，目前生产的NAND中，集成度超过512G的NAND逐渐取代256G成为主流。
▲各集成度NAND每月出货量（1991年1月~ 2021年6月）
▲每季度MPU、DRAM、NAND出货量
受此影响，2016年Q3全球MPU出货量为1.36亿个，到2019年Q1降至8800万个，减少了4800万个。由于全球MPU短缺，面向PC和服务器生产的DRAM和NAND充斥市场，致使价格暴跌，引发半导体大萧条。MPU在2021年Q2的出货量为1.2亿个，虽然离2016年Q3的高峰期还有些不足，但出货量正在稳步增长。或许英特尔已确定量产10nm的目标，也有可能为AMD代工的台积电MPU产量提高。无论如何，在MPU出货量增加的当下，存储器价格不太可能暴跌。但到2024年左右，当英特尔在美国亚利桑那州开设的新半导体工厂量产时，MPU可能会供过于求。汤之上隆希望各半导体制造商正确地进行市场营销，冷静地、有计划地生产半导体，不要进行毫无意义的竞争。新闻来源：是说芯语，文中所述为作者独立观点，不代表icspec立场。更多精彩资讯请下载icspec App。如对本稿件有异议，请联系微信客服specltkj。
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2026-06-08
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