一文看懂存储器分类：DRAM：DDR、LPDDR、HBM丨NAND：eMMC、UFS、eMCP、uMCP详细介绍-乒乓球女子世界杯-世界杯预赛_世界杯分析

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半导体存储：集成电路第二大市场•在5G、AI、AIOT等新兴战略产业的快速发展带动下，信息数据呈现爆发式增长，数据规模从原来的GB、TB、PB 上升到EB、ZB 级，存储器作为信息数据的存储媒介，其重要性不言而喻，半导体存储作为当前主流存储技术，在经历了半个世纪的发展后，形成了以DRAM 和NAND 为主的产品构成格局。

•1966年IBM 发明的DRAM 标志着半导体存储时代的开启，在行业发展的早期，市场主要以DRAM 产品为主，当时单颗芯片容量仅为1Kb，现在已扩容至32Gb 以上，DRAM 存储技术已发展超过半个世纪，技术创新主要以制程推进为主。

•1980年代初入市场的NAND Flash 只有4Mb容量，发展至今单芯片可达2Tb，Flash 存储技术已发展40 余年由2D NAND 向3D NAND 技术路径演进。

存储媒介发展历程半导体存储也称为存储芯片，根据数据存储原理的不同，半导体存储器可以分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。

RAM是与CPU 直接交换数据的内部存储器，可随时进行数据读写且速度较快，断电后保存数据会丢失，是易失性存储器，通常用作操作系统或者其他运行中程序的临时数据存储介质；

ROM是一种只能读取事先所存数据的存储器，断电后也能保存数据，是非易失性存储器，常用于存储各种固定程序和数据。

RAM 可进一步细分为静态随机存储器（SRAM）和动态随机存储器（DRAM）。相较于DRAM，SRAM 读写速度非常快，但价格较高，通常用作计算机中的高速缓冲存储器，即CPU、GPU 中内部L1/L2 缓存或外部L2 高速缓存，容量只有几十Kb至几十Mb。DRAM 常用于计算机中的主存储器，由于结构简单成本相对较低，作为系统内存具有很高的性价比优势。

ROM根据内容写入方式可分为PROM、EPROM、OTPROM、EEPROM 和Flash等。Flash 又称闪存，是现阶段主流存储器，拥有可擦除可编程的特点，在断电的环境下也能保证数据的保存完整性，成本低且密度大，广泛应用于嵌入式系统中。Flash 又可进一步划分为NAND Flash 和NOR Flash，NAND Flash 是市场主流Flash存储产品，写入和擦除的速度快，存储容量大，是高数据存储密度的理想解决方案；相较于NAND Flash，NOR Flash 可以直接在Flash 闪存内运行应用程序，容量较小，读取速度快，主要应用于汽车、功能手机、物联网等小容量代码存储。

DRAM篇•按照产品分类DRAM 可以细分为DDR、LPDDR、GDDR、HBM 等

DDR（Double Data Rate SDRAM，双倍速率同步动态随机存储器）主要应用于PC和服务器上，当前已经发展至第五代，每一代的升级主要体现在工作电压越来越低、芯片容量越来越大、传输速率也越来越快。DDR5 于2020 年上市，相较于DDR4，DDR5 传输速度提升约2 倍，同时耗电量降低约20%，当前价格较高成为制约DDR5 发展的主要因素，随着产品单价和产能逐步达到市场要求，加上各大厂商的积极推动，DDR5 渗透率将进一步提升。

•LPDDR（Low Power DDR，低功耗双信道同步动态随机存取内存）以低功耗和小体积著称，简称“低功耗内存”主要应用于移动式电子产品。为了满足智能手机等移动式电子产品在功耗和体积方面的需求，在DDR 的基础上诞生LPDDR，当前LPDDR发展到LPDDR5X，相较上一代标准，LPDDR5X性能提升同样非常显著，拥有更快的速率、更高的带宽和更低的延迟。

•GDDR（Graphics DDR，绘图用双信道同步动态随机存取内存）专门为高端显示应用所打造，具备高带宽、高延时特点，主要适配于类似显示图像这种需要大数据传输而对时延不敏感的场合，当前GDDR 已发展至GDDR7

DRAM Technology Roadmap十纳米级DRAM:第一代1x(18~19nm)、第二代1y(17~18nm)、第三代1z(16~17nm)、第四代1α或1a(14~15nm)、第五代1β或1b(12~13nm)、第六代1γ或1c(11~12nm)、第七代1δ或1d(10~11nm)、第八代1ε(10nm)

第四代1a和第五代1b制程美光反超:三星在1x、1y和1z制程技术领先，并在1a采用EUV,但美光延续采用DUV机台，反而抢先量产1a和1b制程.

1c制程竞争激烈:美光已送样1γ DDR5只用一层EUV加速量产并降低成本·SK海力士1c制程2025上半年量产·应用于DDR5、LPDDR6、GDDR7等。三星的1c制程可能2025年下半年量产.

1d制程:2027年左右将量产第七代1d制程、2028年之后将量产第八代1ε制程.

HBM（High Bandwidth Memory，高宽带内存）是3D DRAM 的主要代表产品，采用硅通孔（TSV）技术将多个DRAM芯片进行堆叠，并与GPU 一同进行封装，形成大容量、高位宽的DDR 组合阵列，从而克服单一封装内的带宽限制。HBM Technology RoadmapSK海力士(市占4~5成):2025年3月向主要客户提供12层HBM4样品，正与台积电就16层HBM4进行密切合作

三星(市占4成):打算用1c制程DRAM于HBM4之中，也与台合作。

美光(市占1成~2成):HBM4于2026年量产·HBM4E在2027~2028年亮相，采用台积先进的逻辑代工制程技术。

HBM的逻辑控制芯片(Base Die)朝向先进制程发展·HBM4已经从12nm推进到4/5nm·未来HBM5可能采用3nm甚至更先进的制程，以提升数据吞吐量和降低功耗，推动向外部品圆代工模式转移，例如跟台积合作。

HBM堆栈层数8/12层为主流往16/20层迈进，由于封装厚度受限于775微米(um)，因此混合键合(HybridBonding)成为一项重要技术。

HBM价格比一般DRAM高数倍(如16 GB HBM3单价约200美元、24 GB HBM3e单价约400美元)，2024年全球HBM市场规模近200亿美元，占DRAM整市场约二成，预估2025年占约四成。

NAND Flash篇•NAND Flash 属于非易失性存储设备，基于浮栅晶体管设计，即使断电存储的数据也不会丢失，NAND Flash 作为当前低成本和大密度数据存储的主要存储解决方案，广泛应用于智能手机、服务器、PC 等电子终端市场.

在早期，NAND Flash主要以2D 平面形式存在，其扩展容量的原理主要通过在一个平面上将多个存储单元进行拼接，存储单元的数量越多，存储容量就越大，随着存储芯片厂商将2D NAND 的单元尺寸从120nm微缩至14nm 时，2D 结构在容量扩展方面的局限性开始显现，其可靠性会随着制程微缩进一步下降。

为了克服2D NAND 技术的自身缺陷，2007 年东芝（现在的铠侠）提出了3D NAND 结构的技术理念，3D NAND 主要通过在垂直堆栈中将多组存储单元进行相互层叠，以实现存储容量增加的目的，堆叠层数越高则意味着容量就越高。目前3D NAND 为NAND 技术的主流发展趋势。

根据存储方式的不同，NAND Flash 又可分为SLC、MLC、TLC 和QLC

•根据存储方式的不同，NAND Flash 又可分为SLC、MLC、TLC 和QLC，对应存储单元分别可存放1、2、3 和4bit 的数据，存储密度越大，其寿命越短且速度越慢，但容量越大成本越低。以SLC 和QLC 为例，SLC 相对于其他类型NAND 闪存颗粒单位容量成本更高，但其数据保存时间更长、读取速度更快，反之，QLC 拥有较高的存储密度且更低的成本，但是其寿命短、读取速度慢，目前NAND Flash 主要以TLC 为主。

SLC（英文全称Single-Level Cell——SLC)即单层式储存

SLC技术特点是在浮置闸极与源极之中的氧化薄膜更薄，在写入数据时通过对浮置闸极的电荷加电压，然后透过源极，即可将所储存的电荷消除，通过这样的方式，便可储存1个信息单元，即1bit/cell，速度快寿命最长，价格贵（约MLC 3倍以上的价格），约10万次擦写寿命。

MLC（英文全称Multi-Level Cell——MLC)即多层式储存

英特尔（Intel）在1997年9月最先开发成功MLC，其作用是将两个单位的信息存入一个Floating Gate（闪存存储单元中存放电荷的部分），然后利用不同电位（Level）的电荷，通过内存储存的电压控制精准读写。

即2bit/cell，速度一般寿命一般，价格一般，约3000-1万次擦写寿命。MLC通过使用大量的电压等级，每个单元储存两位数据，数据密度比较大，可以一次储存4个以上的值，因此，MLC架构可以有比较好的储存密度。

TLC（英文全称Trinary-Level Cell）即三层式储存

TLC即3bit per cell，每个单元可以存放比MLC多1/2的数据，共八个充电值，即3bit/cell，也有Flash厂家叫8LC，所需访问时间更长，因此传输速度更慢。

TLC优势价格便宜，每百万字节生产成本是最低的，价格便宜，但是寿命短，只有约1000–3000次擦写寿命。

QLC（英文全称Quadruple-Level Cell）四层存储单元

全称是Quad-Level Cell，四层式存储单元，即4bits/cell。QLC闪存颗粒拥有比TLC更高的存储密度，同时成本上相比TLC更低，优势就是可以将容量做的更大，成本压缩得更低，劣势就是寿命更短，理论擦写次数150–300次（传统2D）1000+次（3D）。

•SLC 存储一个 bit 数据，也就是二个状态 (0，1) ;

•MLC 存储二个 bit 数据，所以是四个状态 (00，01，10，11) ;

•TLC 三个 bit，八个状态 (000，001，010，011，100，101，110，111) ;

• QLC 四个 bit，十六个状态 (0000，0001，…. 1111)

如下图所示。

性能优先级：

SLC > MLC > TLC > QLC，但实际体验受主控和缓存设计影响显著.

SLC/MLC：适合高频写入场景（如数据库、AI训练），但MLC已逐步被企业级TLC替代。

TLC：主流选择，平衡速度与成本，支持PCIe 4.0/5.0接口，满足游戏和创意设计需求。

QLC：适合大容量存档（如视频库、备份），但需避免频繁写入.

读写速度：SLC > MLC > TLC（缓存内）> QLC（缓存内）

缓外速度：SLC ≈ MLC > TLC > QLC

寿命：SLC > MLC > TLC > QLC（传统）≈TLC（3D QLC）

容量/成本比：QLC > TLC > MLC > SLC

选购建议：

•普通用户：TLC性价比最优，QLC适合大容量需求。

•专业用户：高端TLC（如带独立缓存）或企业级MLC。

•企业级：3D QLC用于冷存储，SLC/MLC用于高频写入场景.

NAND存储厂商技术路线图

三星:2025年量产第九代的286层3DNAND(V9)，预计2026年推出400层的第十代3DNAND(V10)

SK海力士:2025年量产第8代321层NAND Flash，预计2026年推出第9代400层NAND Flash

美光:2024年量产276层TLCG9 NAND Flash

铠侠(Kioxia)与威腾电子(Western Digital):2024年量产218层NAND flash产品，下一步正开发332层

长江存储(YMTC):2023年成功开发量产232层3D NAND Flash

旺宏:3D NAND已发展至192层技术·采用96+96层堆架构，可提供512Gb至1Tb容量，其中512Gb良率已达量产标准。旺宏与IBM合作开发300层NANDFlash，未来布局高密度储存市场.

嵌入式存储：eMMC、UFS、eMCP、uMCP

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