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1、 敬請參閱最后一頁特別聲明 1 價格端,存儲器價格已跌破歷史最低位置(當前 DRAM 價格距離最高點下跌超 60%,部分料號現貨價與合約價已經出現倒掛),價格潛在下跌空間較小。供給端,原廠庫存開始減少,模組廠商庫存逐漸見底,主動去庫存效果明顯。需求端,服務器新世代 CPU 的推出和 AI 需求增加,將提升 DDR5、HBM 等高性能產品及高密度模組的需求。我們認為存儲價格有望逐漸接近下行周期底部,并看好 2023 年二三季度存儲板塊迎來止跌。根據 IC Insights 的數據,2021年 DRAM在整個存儲市場的市場份額約為 56%,Flash 閃存的市場份額約為 43%,其中 NAND 閃
2、存為 41%,NOR 閃存為 2%,其他存儲芯片(EEPROM、EPROM、ROM、SRAM)將會緩慢成長,但大幅搶占市場的可能性較小。2024 年 NAND 市場規模有望達 684 億美元,隨著 NAND 原廠陸續縮減資本開支,NAND 產能正在逐漸收斂,庫存去化正在進行。我們看好原廠和渠道的庫存水位或在 23 年 Q2 或 Q3 見頂,NAND 價格出現彈性,2024 年 NAND市場有望實現復蘇。目前 NAND 行業形成了三星、海力士、Solidigm、美光、鎧俠、WDC 六家公司同臺競爭的格局,2022Q3 的 CR3 達 65%,CR6 接近 95%,隨著 WDC 與鎧俠的合并談判急
3、速,我們預計未來行業集中度將進一步提高。美光、三星和海力士都有望在 23 年將產能轉進 200 層以上,Solidigm 以及鎧俠/WDC 將落后一世代的制程。3D NAND 解決了 2D 結構下“閃存縮放限制”的問題,大容量、高堆疊層數的 3D NAND 將是行業未來發展趨勢。2023 年全球 DRAM 市場規模有望達 596 億,DRAM 廠商產能增加幅度收斂,DRAM 廠商擴產計劃有所延后。數十年的大浪淘沙后,2022Q3 DRAM 市場 CR3 超過 95%,三星、海力士和美光分別占比 41%、29%和 26%。DRAM可分為主流DRAM和利基型DRAM,隨著國外大廠逐漸推出利基市場(
4、三星21Q4停產DDR2,預計23年停產DDR3;海力士也計劃停產 DDR3),國內廠商將迎來份額提升的機會。EUV 和 3D DRAM 或成未來趨勢,從三大廠商的工藝制程上看,美光在制程上領先,三星在 EUV 的使用上領先。2028 年 NOR Flash 市場規模有望達 61 億美元,21-28 年 CAGR 達 14.4%,NOR Flash 十年低迷期已過,新應用的普及打開向上成長曲線。NOR Flash 憑借接口簡單、輕薄、低功耗、系統總體成本更低、讀取速度快等特點成為5G、TWS 藍牙耳機、AMOLED、IOT 以及自動駕駛汽車等新應用的首選,NOR Flash 和 NAND Fl
5、ash 性能和定位不同,二者可互補而不可替代。NOR Flash 市場經歷數次洗牌,海外廠商逐漸撤退,中國臺灣和中國大陸廠商趁勢而起,2021 年 NOR Flash 市場份額主要被華邦、旺宏和兆易創新所占據,市占率分別為 35%、33%和 23%。我們測算得 2026 年 HBM 市場規模有望達 56.9 億,2022-2026 年 CAGR 有望達 52%?!?D 堆疊+近存儲運算”突破內存容量與帶寬瓶頸,HBM 成為處理大量數據和復雜處理要求的理想解決方案。根據 TrendForce 的數據,2022年三大原廠 HBM 市占率分別為 SK 海力士約 50%、三星約 40%、美光約 10%
6、,隨著海力士在 HBM3 產品上的持續領先,預計海力士市占率將繼續走高。重點推薦:江波龍、兆易創新、瀾起科技、東芯股份、普冉股份。海外市場陷入經濟衰退;存儲產品庫存持續增長;存儲價格持續下跌;美國加大對華半導體領域制裁。行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 2 內容目錄內容目錄 一、以史為鑒:存儲技術率先引領半導體行業兩次變革.6 1.1 全球半導體存儲行業的現狀.6 1.2 存儲引領兩次半導體產業遷移.6 1.3 我國半導體及存儲行業基礎薄弱,國產替代空間巨大.8 二、DRAM 和 Flash 是大廠存儲技術爭奪的主戰場.12 2.1 DRAM 與 Flash 是市場主流的半導體存儲器.1
7、2 2.2 2024 年 NAND 市場規模超 680 億美元,市場集中度較高,3D 堆疊成為長期技術趨勢.14 2.3 2023 年全球 DRAM 市場規模 596 億,三巨頭寡占市場,EUV 和 3D DRAM 或成未來趨勢.20 2.4 NOR 市場空間 25 億美元,國產廠商市占率穩步提升.25 2.5 AI 爆火帶動 GPU 需求激增,HBM 有望持續受益.26 四、A 股重點存儲公司梳理.29 4.1 主線一:利基型存儲芯片廠商.29 兆易創新:存儲和 MCU 同步布局,DRAM 業務進展提速.29 北京君正:四大業務線并行,車用存儲未來可期.31 東芯股份:國內 SLC NAND
8、 龍頭,主流存儲產品全覆蓋.32 普冉股份:NOR Flash+EEPROM 雙輪驅動,特色工藝構筑核心競爭力.34 恒爍股份:深耕中小容量 NOR Flash,MCU 構筑第二成長曲線.35 4.2 主線二:存儲模組廠商.36 江波龍:國內存儲模組龍頭廠商,前瞻布局工規和車規級存儲器.36 佰維存儲:嵌入式存儲為基,存儲器研發封裝一體化.38 4.3 主線三:存儲配套芯片及產業鏈廠商.39 瀾起科技:全球內存接口芯片龍頭,持續受益于 DDR5 滲透率提升.39 五、投資建議.40 六、風險提示.41 圖表目錄圖表目錄 圖表 1:半導體按價值量分類情況.6 圖表 2:2010-2023E 全球
9、半導體行業規模.6 圖表 3:2010-2023E 全球存儲芯片占半導體市場份額.6 圖表 4:全球半導體兩次產業轉移過程.7 圖表 5:世界半導體市場中各地區所占份額的變化.7 圖表 6:1955-1973 年美國半導體公司產品銷售額.7 圖表 7:1982-1998 年全球半導體份額情況.7 BVhUZYmUeXBVjW1WjZfW8OaOaQsQqQoMpMkPpPtOlOpOuM7NpOrRNZsQpNMYtQnN行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 3 圖表 8:1990s 韓國、臺灣等地半導體產業開始興起.8 圖表 9:1998 年韓國在全球 DRAM 市場超過日本.8 圖表 1
10、0:2030 年全球半導體細分賽道增長預測.9 圖表 11:預計到 2030 年中國半導體消費量占全球 58%.9 圖表 12:預計 2030 年中國半導體供應鏈自給率為 40%.9 圖表 13:2027 年存儲芯片市場規模 2630 億美元.10 圖表 14:2021 年中國大陸以及香港的存儲廠商數量全球占比約 22%.10 圖表 15:2021 年 NAND FLASH&DRAM 營收占比.11 圖表 16:2030 年全球存儲市場營收占比.11 圖表 17:2022 年全球大數據儲量有望達 61ZB.11 圖表 18:2022 年全球大數據市場規模有望達 718 億美元.11 圖表 19
11、:我國針對半導體以及存儲產業密集推出扶持政策.11 圖表 20:世界領先 DRAM 廠商新廠房建設計劃.12 圖表 21:中外存儲廠商技術比較.12 圖表 22:中國存儲產業鏈.12 圖表 23:當前我國半導體已形成四大集中區域.12 圖表 24:半導體存儲器分類.13 圖表 25:DRAM、NAND、NOR 存儲器對比.13 圖表 26:2011-2023E 全球半導體存儲市場規模.14 圖表 27:2021 年全球 DRAM+NAND 占比達 97%.14 圖表 28:2021 年中國存儲市場規模達 3383 億元.14 圖表 29:2020 年中國存儲 DRAM+NAND 占比 95%.
12、14 圖表 30:2024 年全球 NAND 市場規模 684 億美元.15 圖表 31:全球 NAND 消費量保持強勁增長.15 圖表 32:NAND 閃存芯片發展史.15 圖表 33:2022Q3 NAND 芯片 CR3 達 65%,CR6 達 95%.16 圖表 34:NAND 按存儲方式已發展 4 代.16 圖表 35:不同類型 NAND Flash 產品對比.16 圖表 36:TLC 為主流存儲顆粒,QLC 是未來發展趨勢.17 圖表 37:三星 Planar NAND 發展至 3D NAND(V-NAND)示意圖.17 圖表 38:2013-2023 年單個 3D NAND 閃存顆
13、粒容量.18 圖表 39:美光、三星和海力士都將在 23 年轉進 200 層以上工藝.18 圖表 40:2021-2023E NAND 產能(以位元計,等價 8GB).19 圖表 41:2021-2023E NAND 產能(以 wafer 計).19 圖表 42:2023 年全球 NAND 廠商資本開支 220 億美元.19 行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 4 圖表 43:除三星外各 NAND 廠商紛紛削減 2023 年資本開支.19 圖表 44:2015 年 1 月-2023 年 4 月 NAND 現貨價.20 圖表 45:2015 年 1 月-2023 年 4 月 NAND 合約價
14、.20 圖表 46:2023 年全球 DRAM 市場規模 596 億.20 圖表 47:DRAM 價格持續下滑,出貨量保持增長.20 圖表 48:DRAM 內存芯片發展史.21 圖表 49:DRAM 市場中三星、海力士和美光合計市占率超過 95%.21 圖表 50:DDR、GDDR 和 LPDDR 的應用場景.22 圖表 51:DDR、GDDR 和 LPDDR 的特性比較.22 圖表 52:2015-2026E 不同規格 DRAM 芯片市場份額.22 圖表 53:DRAM 技術發展路徑圖.23 圖表 54:TEL 對 3D DRAM 技術路徑的展望.23 圖表 55:ASM Internati
15、onal 對 3D DRAM 技術路徑的展望.23 圖表 56:2021-2023E DRAM 產能(以位元計,等價 2GB).24 圖表 57:2021-2023E DRAM 產能(以 wafer 計).24 圖表 58:2021-2023E 全球 DRAM 廠商總資本開支.24 圖表 59:2021-2023E各 DRAM 廠商資本開支.24 圖表 60:2015 年 1 月-2023 年 4 月 DRAM 現貨價.25 圖表 61:2015 年 1 月-2023 年 4 月 DRAM 合約價.25 圖表 62:NOR Flash 與 NAND Flash 的優劣勢對比.25 圖表 63:
16、NEC FOMA 900iL 手機采用 NOR+NAND.25 圖表 64:2028 年 NOR Flash 市場規模有望達 60.7 億美元.26 圖表 65:NOR Flash 市場發展史.26 圖表 66:兆易創新在全球 NOR Flash 市場份額不斷提升.26 圖表 67:HBM 融合 3D 堆疊與近存儲運算技術.27 圖表 68:GDDR 和 HBM 性能對比.27 圖表 69:DDR、HBM、GDDR 和 LPDDR 性能對比.27 圖表 70:2022-2026 年 HBM 市場規模 CAGR 有望達 52%.28 圖表 71:HBM 發展史.29 圖表 72:兆易創新車規 M
17、CU 產品組合.30 圖表 73:2021 年全球 NOR Flash 競爭格局.30 圖表 74:2022 年中國 AIoT 市場規模預計將達 7509 億元.30 圖表 75:公司營收體量逐年增長.31 圖表 76:2016-2022 年北京君正營收結構.31 圖表 77:2016-2022 年北京君正營收規模及增速.31 行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 5 圖表 78:北京君正各業務詳細情況.32 圖表 79:2021-2027 年車用存儲市場規模 CAGR 達 20%.32 圖表 80:東芯股份產品主要應用領域.33 圖表 81:東芯股份及可比公司產品布局對比.33 圖表 82
18、:東芯股份 2017-2022 年營業收入及增速.34 圖表 83:東芯股份 2017-2022 年營收結構.34 圖表 84:智能手機攝像頭數量提升帶動 EEPROM 需求上漲.34 圖表 85:汽車電子系 EEPROM 未來最具潛力市場.34 圖表 86:普冉股份出貨量呈現穩定增長.35 圖表 87:多重因素導致普冉股份 2022 年業績承壓.35 圖表 88:2018-2022H1 恒爍股份營收結構及增速.35 圖表 89:2014-2027 年全球可穿戴設備出貨量.36 圖表 90:江波龍深耕存儲領域二十余年.36 圖表 91:2021 年全球前十大 SSD 模組廠自有品牌市占率.37
19、 圖表 92:2022 年全球云計算市場規模達 4053 億美元.37 圖表 93:2021 年中國企業級固態硬盤市場份額.37 圖表 94:全球 ADAS 領域 NAND Flash 存儲規模變化.38 圖表 95:佰維存儲四大產品線.38 圖表 96:2018-2022 年佰維存儲營收結構及增速.39 圖表 97:2016-2021 年瀾起科技營收結構.40 圖表 98:18-21 年瀾起科技研發費用及研發人員占比.40 行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 6 1.1 全球半導體存儲行業的現狀全球半導體存儲行業的現狀 半導體按照產品可分為分離器件、光電子、傳感器和集成電路等四大類。半導
20、體按照產品可分為分離器件、光電子、傳感器和集成電路等四大類。占半導體價值量比例最高的為集成電路,集成電路主要包括模擬芯片、微處理器芯片、邏輯芯片和存儲器芯片等四種。根據 WSTS 的數據,2021 年全球半導體產業中,分離器件占比 5%,光電子占比8%,傳感器占比3%,集成電路占比達83%。再具體細分,存儲器芯片占比28%、邏輯芯片占比 28%、微處理器芯片占比 14%、模擬芯片占比 13%。因此,可以看出在整個半導體產業鏈中存儲器芯片和邏輯芯片貢獻的價值量最大。圖表圖表1:半導體按價值量分類情況半導體按價值量分類情況 來源:WSTS,國金證券研究所 預計預計 2023 年全球半導體規模達年全
21、球半導體規模達 5566 億美元,存儲芯片占比為億美元,存儲芯片占比為 20%。存儲芯片又稱半導體存儲器,是以半導體電路作為存儲媒介的存儲器,用于保存二進制數據的記憶設備,是現代數字系統的重要組成部分。從歷史數據來看,存儲芯片行業規模占全球半導體行業規模的 1/4-1/3。WSTS 數據顯示,2021 年全球半導體市場規模為 5558.9 億美元,其中存儲芯片市場規模為 1538.4 億美元,占半導體行業銷售額的 28%,預計 22、23 年占比分別為 23%和 20%。圖表圖表2:2010-2023E全球半導體行業規模全球半導體行業規模 圖表圖表3:2010-2023E全球存儲芯片占半導體市
22、場份額全球存儲芯片占半導體市場份額 來源:WSTS,國金證券研究所 來源:WSTS,國金證券研究所 1.2 存儲引領兩次半導體產業遷移存儲引領兩次半導體產業遷移 從 20 世紀 70 年代半導體產業在美國形成規模以來,全球半導體產業已完成兩次大的產業轉移:第一次是 70-80 年代,日本借助在工業級 PC DRAM 上的高質量、技術領先和批量化生產,實現對美國的趕超,1980-1986 期間,美國半導體市占率從 61%降至 43%,-15%-10%-5%0%5%10%15%20%25%30%35%01,0002,0003,0004,0005,0006,0007,0002010201120122
23、013201420152016201720182019202020212022E2023E全球半導體市場規模(億美元)YoY0%5%10%15%20%25%30%35%40%2010201120122013201420152016201720182019202020212022E2023E行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 7 而日本由 26%提升至 44%,DRAM 領域市占率高達 80%,實現了半導體產業從美國向日本轉移,并成就了東芝、松下、日立等代表性廠商;第二次是80-90 年代,由于美國的壓制和經濟泡沫破滅,日本半導體嚴重受挫,疊加韓國和中國臺灣受到美國的技術支持,韓國通過引進消
24、化吸收再創新,憑借家用 PC 的興起、DRAM 的高速研發和大規模生產優勢,借機超越日本成為了 DRAM 領域的后期新秀,而臺灣則專注晶圓代工和封測,成為垂直領域的霸主,至 90 年代中期全球半導體產業完成從日本向韓國和中國臺灣的轉移。圖表圖表4:全球半導體兩次產業轉移過程全球半導體兩次產業轉移過程 圖表圖表5:世界半導體市場中各地區所占份額的變化世界半導體市場中各地區所占份額的變化 來源:國金證券研究所整理 來源:WSTS,國金證券研究所“舉國體制舉國體制+產學研技術攻關產學研技術攻關+低價優質策略低價優質策略”助力日本擊敗美國成為全球半導體領域霸助力日本擊敗美國成為全球半導體領域霸主。主。
25、1971 年 NEC 公司推出日本首個 1k DRAM 芯片,但彼時美國已進入 VLSI 時代,日本仍停留在 LSI 時代,技術實力和產品性能與美國有較大差距。同時工業大型機的興起,市場對工業 PC DRAM 需求不斷增加,為攻破技術壁壘,1976 年由日本通產省牽頭,以日立(Hitachi)、三菱(Mitsubishi)、富士通(Fujitsu)、東芝(Toshiba)、NEC 五大公司作為骨干,聯合通產省的電氣技術實驗室(EIL)、日本工業技術研究院電子綜合研究所和計算機綜合研究所,組建“VLSI 聯合研發體”,投資 720 億日元(其中日本政府出資 320 億日元),攻堅超大規模集成電路
26、 DRAM 的技術難關。1980 年,日本 VLSI 聯合研發體宣告完成為期四年的“VLSI”項目,研發的主要成果包括各型電子束曝光裝置,采用紫外線、X射線、電子束的各型制版裝置、干式蝕刻裝置等,各企業的技術整合,保證了 DRAM 量產良率高達 80%,遠超美國的 50%,構成了壓倒性的總體成本優勢。從 1980至 1986 年,美國半導體市場從 61%下降到 43%,而日本由 26%上升至 44%,奠定了當時日本在 DRAM 市場的霸主地位。圖表圖表6:1955-1973年美國半導體公司產品銷售額年美國半導體公司產品銷售額 圖表圖表7:1982-1998年全球半導體份額情況年全球半導體份額情
27、況 來源:ICE 半導體數據,國金證券研究所 來源:半導體行業協會,國金證券研究所 韓國乘家用韓國乘家用 PC 興起的東風,憑借對興起的東風,憑借對 DRAM 的高速研發和大規模生產優勢,從仿制、研的高速研發和大規模生產優勢,從仿制、研發走向自主創新,超越日本成為全球半導體市場的后期新秀。發走向自主創新,超越日本成為全球半導體市場的后期新秀。韓國半導體產業興起基于兩點:一方面,學習能力較強的韓國企業在政府和財團的大力幫助秉承高速研發的勢頭在DRAM 領域不斷革新。另一方面韓國企業在投資、結構、技術方面均有一定優勢,并借助大規模生產進一步擴大自己的市場份額,特別是在三星電子的關于“DRAM 雙向
28、型數據0%10%20%30%40%50%60%70%198619881990199219941996199820002002200420062008201020122014201620182020美國歐洲日本亞洲(除日本)行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 8 通選方案”得到美國半導體標準化委員會的認可,其 DRAM 成為與 MPU 匹配的對象,韓國 IC 產品遍及世界的序幕至此拉開。此后,韓國 IC 產業從“一枝獨秀”的 DRAM 存儲器成功衍生向多點開花的非 MEMORY 領域。1993 年,美國以 43%的全球半導體市場份額奪回了第一的位置,日本以 40%的份額位居第二。與此同時,韓
29、國和臺灣制造商開始擴大向客戶供貨的能力,并逐漸成為全球性半導體公司。1994 年,韓國和臺灣總共占有全球市場的 10%,相當于歐洲市場的份額。到上世紀 90 年代末,由于美國的成功以及韓國和臺灣制造商的崛起,日本制造商的份額下降到了 28%。至 1998 年,當日本和美國制造商在 DRAM 市場苦苦掙扎時,韓國制造商在DRAM 領域大力推動工廠和設備的開發和投資,在 1998 年超過了日本,從而占據主導地位。臺灣集成電路發展之路發跡于封裝環節,另辟蹊徑,從代工起步,謀求在全球芯片中的臺灣集成電路發展之路發跡于封裝環節,另辟蹊徑,從代工起步,謀求在全球芯片中的一席之地。一席之地。在晶圓代工業的推
30、進下,形成設計、掩膜制版、芯片制作、封裝、測試等環節在內的產業集群。新竹園區內的一些重要 IC 企業在分工趨勢的引導下,專注于 IC 設計,例如茂矽、矽統等。圖表圖表8:1990s韓國、臺灣等地半導體產業開始興起韓國、臺灣等地半導體產業開始興起 圖表圖表9:1998年韓國在全球年韓國在全球DRAM市場超過日本市場超過日本 來源:日本半導體歷史館,國金證券研究所 來源:日本半導體歷史館,國金證券研究所 縱觀這兩次產業轉移的過程,可以發現其共同點都是從存儲業務開始,即日本、韓國均是從存儲切入逐漸做大做強,并帶動整個產業鏈的完善。當前隨著中國大陸的崛起,全球半導體產業正在進行第三次產業轉移,中國擁有
31、雄厚的資金、政策、技術(人才)、產業集群效應強大等優勢,正逐漸成為第三次半導體產業轉移地,而從存儲領域切入有望加速突破。1.3 我國半導體我國半導體及及存儲行業基礎薄弱,國產替代空間巨大存儲行業基礎薄弱,國產替代空間巨大 根據 Mckinsey&Company 的數據,2030 年全球半導體市場規模將超過 1 萬億美元。其中汽車半導體市場規模將從 2021 年的 500 億美元成長到 2030 年的 1500 億美元,2021-2030 年車用半導體復合增長率在所有細分領域中排名第一,CAGR 達 13%。工業半導體的市場規模將從 2021 年的 600 億美元成長到 2030 年的 1300
32、 億美元,2021-2030年 CAGR 達 9%,而通信及消費電子的占比將持續下降。行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 9 圖表圖表10:2030年全球半導體細分賽道增長預測年全球半導體細分賽道增長預測 來源:Mckinsey&Company,國金證券研究所 中國半導體消費量全球占比約 53%,但半導體產業鏈自給率僅為 17.5%。IBS 數據顯示,2019 年中國消費半導體約占全球總量的 53%,預計到 2030 年,這一比例將提升到 58%左右。從消費結構上看,2006 年中國消費的半導體中中國企業消費占比約為 11.5%,消費領域主要為個人電腦,其他均是用于出口;到 2019 年,
33、中國企業的消費率提升至為 43%,主要領域為智能手機、數據中心和汽車等,預計 2030 年,中國消費的半導體中,中國企業消費比例將提升到 69%。但從半導體供應鏈來看,截至到 2020 年中國半導體自給率僅為 17.5%,預計到 2030 年這一比例能提升至 40%,即仍有 60%的半導體需要進口,國產替代空間巨大。圖表圖表11:預計到預計到2030年中國半導體消年中國半導體消費量占全球費量占全球58%圖表圖表12:預計預計2030年中國半導體供應鏈自給率為年中國半導體供應鏈自給率為40%來源:IBS,國金證券研究所 來源:IBS,國金證券研究所 存儲芯片市場水大魚大,根據 Yole 的數據,
34、2021 年存儲芯片市場規模 1670 億美元,2027年市場規模 2630 億元,21-27 年 CAGR 達 8%,超越同期全球半導體市場的復合增速。從各細分產品類別看,2027 年 DRAM 芯片市場規模有望達 1580 億美元,21-27 年 CAGR達 9%。2027 年 NAND 芯片市場規模有望達 960 億美元,21-27 年 CAGR 達 6%。2027行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 10 年 NOR 芯片市場規模有望達 49 億美元,21-27 年 CAGR 達 6%。新冠疫情大流行期間,芯片供給短暫性中斷與服務器和筆記本需求的持續走強使得存儲芯片的市場規模在 20
35、20年和 2021 年分別成長了 15%和 32%,但 2021 年底以來海外經濟走弱帶來消費電子需求的短期萎靡導致了存儲芯片的周期性調整,但是長期來看,物聯網(IoT)、汽車、電信和基礎設施將持續推動存儲芯片市場規模的邊際成長。圖表圖表13:2027年存儲芯片市場規模年存儲芯片市場規模2630億美元億美元 來源:Yole,國金證券研究所 中國大陸以及香港存儲廠商多而不強,國產廠商具備做大做強的機遇。根據 Yole 的數據,2021 年全球存儲芯片產業鏈擁有超過 185 家廠商,廠商數量按區域來劃分,北美占比最高為 38%,其次是中國大陸及香港占比 22%、中國臺灣占比 21%、EMEA(中東
36、、非洲以及歐洲)占比 9%、日本占比 6%、韓國占比 3%。圖表圖表14:2021年中國大陸以及香港的存儲廠商數量全球占比約年中國大陸以及香港的存儲廠商數量全球占比約22%來源:Yole,國金證券研究所 中國存儲廠商在營收上的潛在成長空間巨大。從全球存儲芯片市場規模來看,即便中國大陸、香港以及中國臺灣在全球存儲產業鏈上的廠商數量占比接近 45%,但是總體營收規模仍然相對較小。除中國臺灣廠商南亞科占據接近 2%的市場份額外,其他存儲廠商占比不足 2%,與海外的龍頭存儲廠商三星(39%)、海力士(22%)、美光(18%)等差距較大。目前,國內在存儲 IDM、存儲 Fabless、晶圓代工、主控芯片
37、、封裝測試、模組等全產業鏈上均有廠商布局。根據 UNIM internal 的數據,預計 2030 年中國廠商將會成為存儲產業鏈上不可忽視的重要力量。38%21%22%9%3%6%2%北美中國臺灣中國大陸&香港中東、非洲&歐洲韓國日本其他行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 11 圖表圖表15:2021年年NAND FLASH&DRAM營收占比營收占比 圖表圖表16:2030年全球存儲市場營收占比年全球存儲市場營收占比 來源:TrendForce,國金證券研究所 來源:UNIM internal,國金證券研究所 盡管我國對半導體的需求及其市場規模日益增長,但我國存儲行業基礎依舊相對薄弱。隨著
38、大陸市場的崛起,全球半導體產業正在進行第三次轉移,中國旺盛的市場需求、政策、技術(人才)、產業集群效應強大等優勢,正逐漸成為第三次半導體產業轉移地,而從存儲領域切入有望加速突破。旺盛的市場需求:旺盛的市場需求:隨著大數據逐漸發展,行業數據呈指數級增長,機器所產生的數據量在2018 年首次超越人類所創造的數據量。企業對存儲行業的需求日益增長。2021 年全球大數據儲量已達到 54ZB,是 2017 年儲量的兩倍,預計在 2021 年將到達 61ZB。全球大數據儲量的增長,也反映了全球信息行業對存儲行業的需求快速上升,2022 年全球大數據市場規模有望達 718 億美元。圖表圖表17:2022年全
39、球大數據儲量有望達年全球大數據儲量有望達61ZB 圖表圖表18:2022年全球大數據市場規模有望達年全球大數據市場規模有望達718億美元億美元 來源:IDC,中商產業研究院,國金證券研究所 來源:弗若斯特沙利文,中商產業研究院,國金證券研究所 政策強力扶持:政策強力扶持:2014 年國務院頒布了國家集成電路產業發展推進綱要,提出設立國家集成電路產業基金(簡稱“大基金”),將半導體產業新技術研發提升至國家戰略高度。在核心基礎零部件方面。隨后幾年,從國家到地方層面持續推出各類政策支持國內半導體產業發展。圖表圖表19:我國針對半導體以及存儲產業密集推出扶持政策我國針對半導體以及存儲產業密集推出扶持政
40、策 發布時間發布時間 政策名稱政策名稱 發布機構發布機構 主要內容主要內容 2021 年 11 月 新型數據中心發展三年行動計劃(2021-2023)工業和信息化部 積極構建城市內的邊緣算力供給體系,支撐邊緣數據的計算、存儲和轉發,滿足極低時延的新型業務應用需求;基于業務場景,匹配邊緣數據中心計算和存儲能力,優化網絡配置,降低網絡時延,提升用戶服務體驗,支撐具有極低時延需求的業務應用 2021 年 12 月“十四五”國家信息化規劃 國家工信部 要完成信息領域核心技術突破也要加快集成電路關鍵技術攻關。加強人工智能、量子信息、集成電路、空天信息、類腦計算、神經芯片、DNA 存儲、腦機接口、數39.
41、2%22.0%7.9%5.9%2.6%17.7%1.9%2.8%三星海力士鎧俠西數Solidigm美光NanyaOthers27%25%48%美日中國韓國0%10%20%30%40%50%60%010203040506070201720182019202020212022E儲量:ZBYoY0%5%10%15%20%25%30%01002003004005006007008002016201720182019202020212022E市場規模(億美元)YoY行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 12 字孿生、新型非易失性存儲、硅基光電子、非硅基半導體等關鍵前沿領域的戰略研究布局和技術融通創新
42、2022 年 3 月 關于做好 2022 年享受稅收優惠政策的集成電路企業或項目、軟件企業清單制定工作有關要求的通知 財政部、商務部 重點集成電路設計領域:高性能處理器和 FPGA 芯片;存儲芯片;智能傳感器;工業、通信、汽車和安全芯片;EDA、IP 和設計服務。選擇領域的銷售(營業)收入占本企業繼承頂啊路設計銷售(營業)收入的比例不低于 50%來源:國金證券研究所整理 在技術層面,國內廠商加速追趕。在技術層面,國內廠商加速追趕。近年來國內存儲芯片廠商奮力追趕,已在部分領域實現突破,逐步縮小與國外原廠的差距。其中,兆易創新位列 NOR Flash 市場前三,聚辰股份在 EEPROM 芯片領域市
43、占率全球第三,長江存儲 128 層 3D NAND 存儲芯片,直接跳過 96 層,加速趕超國外廠商先進技術。圖表圖表20:世界領先世界領先DRAM廠商新廠房建設計劃廠商新廠房建設計劃 圖表圖表21:中外存儲廠商技術比較中外存儲廠商技術比較 存儲芯片分類 國外廠商技術 國內廠商技術 3D NAND 三星、美光、海力士:176 層;Solidigm:144 層;長江存儲:128 層 DRAM 三 星已 開發業 界首 款 12nm DDR5 DRAM,將于 23年量產;美光 1 DRAM已量產 長鑫存儲已量產 17nm DRAM,落后三星 2-3年 NOR FLASH 旺宏:45/55nm制程;華邦
44、電:46/58/90nm制程 兆易創新:55/65nm 來源:TrendForce,國金證券研究所 來源:國金證券研究所整理 經過十幾年的技術積累,目前中國已基本形成完整的存儲產業鏈條,在存儲 IDM、Fabless、晶圓代工、封裝測試、模組、材料和設備上都有國內廠商布局,并形成了長三角、珠三角、京津環渤海與中西部四大主要產業聚落,產業集群效應強大,進一步提高了區域生產效率和加深區內生產的分工和協作。同時,我國本土電子產業成長迅速,已成為電子產品生產制造大國,本土芯片設計企業的技術能力和市場能力迅速發展壯大。根據 ICCAD 的數據,2021 年中國大陸半導體設計公司數量達到 2810 家,同
45、比增長 26.7%。2015-2021 年期間,我國集成電路產業銷售額的年增速在 15%以上??傮w來看,我們認為無論從經濟技術層面或是國家發展半導體的決心的角度,我國通過切入存儲成為半導體強國的趨勢勢不可擋。圖表圖表22:中國存儲產業鏈中國存儲產業鏈 圖表圖表23:當前我國半導體已形成四大集中區域當前我國半導體已形成四大集中區域 來源:Yole,國金證券研究所 來源:Bain,國金證券研究所 DRAMFlash 2.1 DRAM 與與 Flash 是市場主流的半導體存儲器是市場主流的半導體存儲器 半導體存儲器從易失性角度分為隨機存儲器半導體存儲器從易失性角度分為隨機存儲器 RAM 和只讀存儲器
46、和只讀存儲器 ROM 兩種。兩種。隨機存儲器RAM 在斷電后無法保存數據,主要用于存儲短時間使用的程序。ROA 也被稱為主存和只讀內存,它只能讀出事先所存數據,而不能像隨機存儲器那樣能快速、方便的改寫,但具有隨時讀寫、速度快的特性,通常作為操作系統或其他正在運行中的程序的臨時數據存儲媒介。行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 13 圖表圖表24:半導體存儲器分類半導體存儲器分類 來源:CSDN,國金證券研究所 目前市場主流的半導體存儲器以目前市場主流的半導體存儲器以 DRAM(動態隨機存儲)、(動態隨機存儲)、NAND Flash 和和 NOR Flash。DRAM 集成度高、價格便宜、功耗
47、低、存取速度慢。DRAM 被稱為動態隨機存儲,它通過不斷地刷新電路來進行數據的保存,從存儲能力來說,DRAM 所能提供的存儲容量更大,訪問時間較長,但由于不斷刷新電路也導致其功耗較高,速度較慢,且每個芯片有 1個晶體管和一個電容。Flash 可分為 NOR Flash 和 NAND Flash 兩大類:NAND 容量大、單位容量成本低,NOR讀取速度快、可靠性高、擦除速度快。NOR Flash 以編碼應用為主,其功能多于運算相關,主要應用場景為各移動端/車機端的系統中,而 NAND Flash 主要功能是存儲資料,多應用于嵌入式系統采用的 DOC 及閃盤。相對于 NAND Flash,NOR
48、Flash 的優勢在于其讀取速度較快。圖表圖表25:DRAM、NAND、NOR存儲器對比存儲器對比 DRAM NAND FLASH NOR FLASH 當前制程 12-13nm(1)15/14nm 40/28nm 揮發性 易失性 非易失性 非易失性 讀取速度 慢 中 快 寫入速度-2.4-8MB/s 0.47MB/S 擦除速度 極快(無擦除)高速(4ms)低速(5s)尺寸-小,NOR的 1/8 大 壽命 無限 百萬次 十萬次 功耗 低 中 高 容量 低 MB/GB 高 GB/TB 中 MB/GB 成本 高 低 中 主要用途 手機、PC及服務商內存模組 主要存儲器,用于手機和SSD 適合存儲內容
49、較少的執行代碼的應用,系統啟動代碼存儲 主要廠商 三星、海力士、美光 三星、鎧俠、WDC、美光 華邦、旺宏、兆易創新 來源:國金證券研究所整理 預計預計 2023 年全球半導體存儲市場規模將達年全球半導體存儲市場規模將達 1116 億美元,億美元,21 年年 DRAM 和和 NAND Flash合計占據超合計占據超 97%的市場份額。的市場份額。受下游需求萎靡的影響,WSTS 預測 2023 年全球存儲器市場規模將達 1116 億美元,同比下滑 17%。從產品結構上看,根據 IC Insights 的數據,DRAM 銷售額在 2021 年約占整個存儲市場的 56%,閃存的比重約達到 43%,其
50、中 NAND閃存為 41%,NOR 閃存為 2%,其他存儲芯片(EEPROM、EPROM、ROM、SRAM)將會緩慢成長,但大幅搶占市場的可能性較小。行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 14 圖表圖表26:2011-2023E全球半導體存儲市場規模全球半導體存儲市場規模 圖表圖表27:2021年年全球全球DRAM+NAND占比達占比達97%來源:WSTS,國金證券研究所 來源:IC Insights,國金證券研究所 2021 年中國半導體存儲市場規模超 3300 億元。根據智研咨詢的數據,2014-2021 年中國半導體存儲市場規模由 1274 億元成長至 3383 億元,年均復合增長率達
51、到 15%。從產品結構上看,根據華經產業研究院的數據,2020 年中國存儲市場中 DRAM 占比為 53%,NAND 占比為 42%,NOR 占比為 3%,整體 DRAM 與 Flash 合計占比達 98%。圖表圖表28:2021年中國存儲市場規模達年中國存儲市場規模達3383億元億元 圖表圖表29:2020年年中國存儲中國存儲DRAM+NAND占比占比95%來源:Yole,智研咨詢,國金證券研究所 來源:華經產業研究院,國金證券研究所 2.2 2024 年年 NAND 市場規模超市場規模超 680 億美元,市場集中度億美元,市場集中度較高較高,3D 堆疊成為堆疊成為長期長期技術趨技術趨勢勢
52、從收入端看,受下游需求萎靡的影響,NAND 的市場規模在 2022 和 2023 年連續兩年保持下修,2023 年 NAND 的市場規模將下滑到 527 億美元,同比減少 14%。隨著 NAND原廠陸續縮減資本開支,NAND 產能正在逐漸收斂,庫存去化正在進行。我們看好原廠和渠道的庫存水位或在 2023 年 Q2 或 Q3 見頂,NAND 價格出現彈性,2024 年 NAND 市場有望實現復蘇。根據 TrendForce 的數據,2024 年全球 NAND 芯片市場規模達 684 億美元,同比增長 29.7%,接近 2021 年的水平。從消費量和 ASP 看,受益于手機和服務器單機搭載容量的成
53、長,全球 NAND 出貨量保持強勁增長。以 8GB 等價計算,2023 年 NAND 出貨量有望達 8954 億顆,同比增加 21%。2024 年 NAND 出貨量有望繼續成長 26%,達 11280 億顆。NAND 芯片單價在 2021-2023年將持續下跌,預計 2023 年以 8GB 計算的 ASP 為 0.059 美元,同比將下滑 28%。預計24 年 NAND 芯片的 ASP 將小幅成長 3%,達 0.061 美元。-40%-20%0%20%40%60%80%02004006008001,0001,2001,4001,6001,8002011201220132014201520162
54、01720182019202020212022E2023E市場規模(億美元)YoY56%41%2%1%DRAMNANDNOROthers-20%-10%0%10%20%30%40%50%05001,0001,5002,0002,5003,0003,5004,0002014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021市場規模(億元)YoY53%42%3%2%DRAMNANDNOROthers行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 15 圖表圖表30:2024年全球年全球NAND市場規模市場規模684億美元億美元 圖表圖表31:全球全球NAND消費量保持強勁增長消費量保持
55、強勁增長 來源:TrendForce,國金證券研究所 來源:TrendForce,國金證券研究所國金證券研究所 東芝(鎧俠前身)發明了世界第一塊 NAND 芯片,首次定義閃存概念,隨后三十年 NAND行業經歷多輪收并購洗牌。1992 年東芝將 NAND Flash 授權給三星,隨后三星開始自研NAND 芯片持續至今;2001 年東芝在連年虧損下將 DRAM 業務出售給美光,開始專注NAND 業務,2018 年東芝將存儲器業務出售給貝恩資本領銜的財團,隨后于 2019 年改名為鎧俠;2016 年 WDC 以 190 億美元的價格收購 SanDisk;2020 年海力士收購英特爾閃存及 SSD 業
56、務,至此 NAND 行業形成了三星、海力士、Solidigm、美光、鎧俠、WDC六家公司同臺競爭的格局,2022Q3 的 CR6 超過 95%。圖表圖表32:NAND閃存芯片發展史閃存芯片發展史 來源:國金證券研究所整理 目前 NAND 行業集中度整體較高,目前 CR3 市場份額達 65%,CR6 市場份額接近 95%。從市場結構上看,根據 Statista 和 TrendForce 數據顯示,短期內 NAND 行業市場入局廠商增多,行業集中度有所下降但總體仍較高,2010Q1-2022Q3 NAND 行業 CR3 從 85%下降到 65%。前三大廠商分別為三星、鎧俠和海力士,2022Q3 市
57、場份額分別為 31.4%、20.6%和 13.0%,三家合計占比 65.0%。隨著海力士收購英特爾的閃存和 SSD 業務,以及 WDC 重啟與鎧俠的合并談判,我們預計未來行業集中度將進一步提高。-20%-15%-10%-5%0%5%10%15%20%25%30%35%0102030405060708020212022E2023E2024E全球NAND市場規模(十億美元)YoY0%2%4%6%8%10%12%14%02,0004,0006,0008,00010,00012,00020212022E2023E2024E全球NAND消費量(億,等價8Gb)ASP(US$/8Gb Equiv.)行業深
58、度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 16 圖表圖表33:2022Q3 NAND芯片芯片CR3達達65%,CR6達達95%來源:Statista,TrendForece,國金證券研究所 注;2020 年 10 月,SK 海力士以 90 億美元價格收購英特爾 NAND 和固態硬盤(SSD)業務,后改名為 Solidigm 作為獨立子品牌運營 NAND Flash 依據閃存顆粒存儲密度可分為依據閃存顆粒存儲密度可分為 SLC、MLC、TLC 和和 QLC 等四大類。等四大類。不同型號間的主要區別在于成本、容量和耐用性。容量取決于每單元可以存儲的信息量,耐久性取決于閃存擦寫壽命(P/E Cycle)。最
59、初問世的 SLC NAND 設計架構,每個 Cell 單元存儲 1bit 信息,只有 0、1 兩種電壓變化,結構簡單,電壓控制快速,其特點即壽命長,性能強,擦寫壽命可達 10 萬次。之后依次問世的 MLC、TLC 和 QLC,每個 Cell 存儲的信息依次遞增,電壓變化隨存儲信息增加呈指數級增長,但相應的 P/E 壽命隨之減少。由于每 Cell 單元存儲數據越多,單位面積容量就越高,但同時導致不的電壓狀態越多,越難控制,所以導致顆粒穩定性越差,壽命低,各有利弊。相對于 SLC 來說,MLC 的容量大了 100%,壽命縮短為 SLC 的 1/10。相對于 MLC 來說,TLC 的容量大了 50%
60、,壽命縮短為 SLC 的 1/20。圖表圖表34:NAND按存儲方式已發展按存儲方式已發展4代代 圖表圖表35:不同類型不同類型NAND Flash產品對比產品對比 閃存類型 SLC MLC TLC QLC 每單元比特數 1 bit 2 bits 3 bits 4bits 可擦寫次數 100k 10k 3k 1k 速度 慢 中等 較快 快 穩定度 高 中等 低 較低 成本 高 中等 低 低 單芯片最大容量 小 中等 較大 大 用途 企業級高端產品 工業級和車規級 家用主流產品 未來主流 來源:Micron,國金證券研究所 來源:國金證券研究所整理 目前目前 SLC 為企業級服務器專用閃存顆粒,
61、為企業級服務器專用閃存顆粒,TLC 已為主流存儲顆粒,已為主流存儲顆粒,QLC 則是未來發展則是未來發展趨勢。趨勢。這四類閃存顆粒中,SLC 的性能最優,價格最高,一般用作對于可靠性、穩定性和耐用性有極高要求的工業控制、航天軍工、通信設備等企業級客戶;MLC 性能夠用,穩定性比較好,價格適中,為工業級和車規級 SSD 應用主流;TLC 是目前消費級 SSD的主流,價格便宜,但可以通過高性能主控、主控算法來彌補、提高 TLC 閃存的性能;QLC 目標是更大容量和更低成本,代表未來發展趨勢。根據 TrendForce 的數據,預計到23Q4,QLC 的占比將成長到 17%,PLC 則會有少量出貨。
62、010203040506070809001020304050607080901001Q103Q101Q113Q111Q123Q121Q133Q131Q143Q142Q154Q152Q164Q162Q174Q172Q184Q182Q194Q192Q204Q202Q214Q212Q22SamsungKioxiaWDCSK HynixMicronIntel(Solidigm)OthersCR3%(右軸)行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 17 圖表圖表36:TLC為主流存儲顆粒,為主流存儲顆粒,QLC是未來發展趨勢是未來發展趨勢 來源:TrendForce,國金證券研究所 3D NAND 解決了
63、解決了 2D 結構下結構下“閃存縮放限制閃存縮放限制”的問題。的問題。存儲單元尺寸、高性能和低功耗一直是存儲器業者持續追求的目標。越小的尺寸讓每片晶圓可生產更多的 die,高性能能滿足高速運算的需求,低耗電則能改善行動裝置電池充電頻率及數據中心系統散熱的問題。從歷史上來看,存儲器的密度是通過縮小單元格尺寸和間距來增加的。如果單元格的尺寸和間距減小一半,那么同一區域結構可以容納四倍的單元格。但受制于工藝的限制,閃存單元格的參數只能縮小到一定的尺寸規模,使用傳統的光刻密集模式的持續擴展也變得極為昂貴,而芯片工藝的每一次提升帶來的不僅是元件尺寸的縮小,同時也帶來性能的增強和功耗的降低,即存在閃存的縮
64、放限制。無論是 SLC NAND 還是其他三種 NAND 均存在“閃存的縮放限制”,為了打破“閃存的縮放限制”枷鎖,提供高容量、低成本的 NAND Flash,行業內研發了多種解決方案,其中最主要的為 3D NAND,即將存儲單元立體化,在二維平面基礎上,在垂直方向也進行顆粒的排列。圖表圖表37:三星三星Planar NAND發展至發展至3D NAND(V-NAND)示意圖示意圖 來源:三星,China Flash Market,國金證券研究所 大容量、高堆疊層數的大容量、高堆疊層數的 3D NAND 將是行業未來發展趨勢。將是行業未來發展趨勢。平面 NAND 由有存儲單元的水平串組成,而在
65、3D NAND 中,存儲單元串被拉伸,折疊并以 U 形結構垂直豎立,單元以垂直方式堆疊來縮放密度。3D NAND 存儲單元類似一個微小的圓柱狀結構,微小單元由中間的垂直通道組成,中間是結構內部的電荷層,通過施加電壓,電子被帶入絕緣電荷存儲膜中和從中取出,信號就被讀取。以三星為例,由浮動柵結構(Floating Gate)遷移至電荷擷取閃存(2D CTF),將 2D CTF 存儲單元 3D 化變成 3D CTF 存儲單元,最后通過工藝技術提升逐漸往上增加存儲單元的層數。未來大容量、高堆疊層數的3D NAND將是行業未來發展趨勢。0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%1
66、Q212Q213Q214Q211Q222Q223Q22 4Q22E 1Q23E 2Q23E 3Q23E 4Q23ESLCMLCTLCQLCPLC行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 18 圖表圖表38:2013-2023年單個年單個3D NAND閃存顆粒容量閃存顆粒容量 來源:ChinaFlashMarket,TrendForce,前瞻產業研究院,國金證券研究所 美光是目前主要產能制程最高的公司,長江存儲的NAND工藝已逐步趕上國際領先水平。根據 TrendForce 的數據,從各廠商的產能結構來看,美光從 2022 年上半年開始逐漸將產能轉向 176 層,目前大部分產能都已轉進 176 層
67、,在工藝上領先其他廠商,其余廠商大多停留在 128 層附近。三星和海力士從 2022 年下半年開始將產能逐漸向更高的 176層轉移。而鎧俠和WDC的聯盟目前產能主力落在112層,Solidigm繼承自英特爾的工藝,產能主力落在 144 層。展望 2023 年,我們認為美光是最早將產能轉進 232 層的廠商,三星和海力士預計將在第二季度逐步轉進 200 層以上的工藝。Solidigm 以及鎧俠和 WDC的聯盟都將停留在 200 層以下的工藝,落后美光、三星和海力士一代左右的工藝水平。圖表圖表39:美光、三星和海力士都將在美光、三星和海力士都將在23年轉進年轉進200層以上工藝層以上工藝 來源:T
68、rendForce,國金證券研究所 三星積極擴充 NAND 產能,意圖擠占競爭對手份額。根據 TrendForce 的數據,以存儲位元產出計算,2023 年全球 NAND 行業產出 8954 億(等價 8GB),同比增加 21%。以晶圓產出計算,2023 年全球 NAND 晶圓產量 2061 萬片(等價 12 英寸),同比增加 1%。展望 2023 年各大存儲廠商 NAND 產能情況,三星、YMTC 將增產,鎧俠/WDC、海力士和美光都將減產。在終端需求不景氣以及 NAND 價格持續下跌的背景下,三星激進擴產的原因主要在于:1)NAND 芯片競爭對手較多,部分競爭對手如鎧俠與 WDC 的聯盟產
69、品組合單一,專注于 NAND 業務,缺乏 DRAM 的產品組合來保護營業利潤,因此總體抗風險能力略遜于其他同時專注于 DRAM 和 NAND 的存儲廠商。三星或希望通過激進的擴產計劃,來搶占部分競爭對手的份額。2)三星一部分 NAND 的產能來自西安工廠,長期來看西安廠擴產能力有限,三星或在韓國廠增加彌補西安廠產能下滑的風險。24層MLC32層TLC48層TLC64層TLC96層TLC96層TLC128層TLC176層QLC232層QLC238層QLC128128128256512102410241024102420480500100015002000250005010015020025020
70、1320142015201720182019202020212022E2023E層數容量GB行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 19 圖表圖表40:2021-2023E NAND產能(產能(以位元計,以位元計,等價等價8GB)圖表圖表41:2021-2023E NAND產能產能(以(以wafer計)計)來源:TrendForce,國金證券研究所 來源:TrendForce,國金證券研究所 除三星外各大 NAND 存儲廠商紛紛削減 23 年資本開支。根據 Trendforce 的數據,2022年全球 NAND 廠商資本開支 323.95 億美元,同比增加 9%。預計 2023 年全球 NAN
71、D 廠商資本開支 220 億美元,同比減少 32%。細分廠商來看,三星、鎧俠/WDC 和海力士占據資本開支前三名。目前三星在 NAND 業務上仍然持續加大資本開支,希望通過擴充NAND 產能擠走部分競爭對手。2022 年資本開支同比增加 9%,2023 年同比增加 2%。鎧俠和 WDC 大幅度下修了 2023 年的資本開支計劃,2023 年同比減少 46%。美光資本開支的下修程度最高,2023 年同比減少 54%。海力士資本開支下修幅度與美光接近,2023 年同比減少 53%。圖表圖表42:2023年全球年全球NAND廠商資本開支廠商資本開支220億美元億美元 圖表圖表43:除三星外各除三星外
72、各NAND廠商紛紛削減廠商紛紛削減2023年資本年資本開支開支 來源:TrendForce,國金證券研究所 來源:TrendForce,國金證券研究所 我們看好 2023 年 NAND 價格先跌后漲。在經歷 2022 年下半年的劇烈下滑后,許多 NAND廠商已實際開展減產行動,加之 NAND 較 DRAM 更有價格彈性,我們看好 NAND 價格下行周期較 DRAM 更早結束。根據 TrendForce 的數據,NAND 價格相較 DRAM 更具彈性,分供需來看:1)供給端:在 wafer 價格跌破現金價的情況,許多廠商如海力士、鎧俠和 WDC 已實際展開減產行動,同時疊加美國禁令對 YMTC
73、的限制,使得 NAND 總產能收斂較快。2)需求端:長期來看,全球數據量指數增加,云業務廠商持續留存數據存儲的需求。在他們消耗完原有價格較高的 SSD 后,2023 年下半年 NAND 需求量有望增加。因此,2023 年 NAND 的價格彈性會高于 DRAM。0%10%20%30%40%50%02,0004,0006,0008,00010,00020212022E2023ESamsungKioxia/WDCSK hynixSolidigmMicronYMTCOthers(億 8GB)YoY0100200300400500600700SamsungKioxia/WDCSK hynixSolidi
74、gmMicronYMTC2021(千片/月)2022E2023E-35%-30%-25%-20%-15%-10%-5%0%5%10%15%05010015020025030035020212022E2023ENAND廠商資本開支(億美元)YoY020406080100120140SamsungKioxia/WDCSK hynixSolidigmMicronYMTC2021(億美元)2022E2023E行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 20 圖表圖表44:2015年年1月月-2023年年4月月NAND現貨價現貨價 圖表圖表45:2015年年1月月-2023年年4月月NAND合約價合約價 來
75、源:TrendForce,國金證券研究所 來源:TrendForce,國金證券研究所 2.3 2023 年年全球全球 DRAM 市場規模市場規模 596 億,三巨頭寡占市場,億,三巨頭寡占市場,EUV和和 3D DRAM 或成未或成未來趨勢來趨勢 DRAM 是當前市場主流的半導體存儲器,2023 年全球市場規模達 596 億美元。根據TrendForce 的數據,預計 2022 年全球 DRAM 市場規模為 596 億美元,同比減少 13%。預計 2023 年全球 DRAM 市場規模將達 1552 億美元,同比減少 28%。從出貨量看,以等價 2GB計算,預計 2022 年全球出貨 1048
76、億顆 DRAM芯片,同比增加 19%。預計 2023年全球出貨 1155 億顆 DRAM 芯片,同比增加 10%。從價格看,以等價 2GB 計算,DRAM芯片價格持續下跌,預計 2022 年同比下滑 17%,2023 年下滑程度進一步放大達 36%。圖表圖表46:2023年全球年全球DRAM市場規模市場規模596億億 圖表圖表47:DRAM價格持續下滑,出貨量保持增長價格持續下滑,出貨量保持增長 來源:TrendForce,國金證券研究所 來源:TrendForce,國金證券研究所 DRAM 領先廠商經過不斷地收并購持續重塑行業競爭格局,在過去三十年間 DRAM 行業經歷了從美國到日本再到韓國
77、的變遷。1966 年 IBM 發明了最早的 DRAM,1970s 英特爾成為 DRAM 行業霸主。隨后,美國、日本的廠商紛紛進入 DRAM 行業,日本以舉國體制發展 DRAM 行業,富士通、日立、三菱、NEC、東芝等廠商憑借性價比優勢快速占領市場,份額反超美國市場。20 世紀 80 年代后期,美國對日本廠商使用反傾銷手段,使得韓國廠商趁亂而起。90 年代后期,DRAM 市場大洗盤開始,1998 年德州儀器將存儲業務出售給美光,1999 年 IBM 將 DRAM 業務出售給東芝,1999 年日立和 NEC 合并成立爾必達,2001 年海力士從現代集團中分拆。21 世紀初,DRAM 競爭格局為三星
78、、SK 海力士、奇夢達、美光、爾必達五強爭霸。2008 年金融危機后,存儲行業進入下行周期,三星持續擴充產能加劇行業競爭,2009 年奇夢達率先破產,2012 年爾必達在申請破產后被美光收購。數十年的大浪淘沙后,目前 DRAM 市場主要由三星、海力士與美光獨占,三大公司市占率超過 95%。01234567892015/012015/062015/112016/042016/092017/022017/072017/122018/052018/102019/032019/082020/012020/062020/112021/042021/092022/022022/072022/12MLC_1
79、28Gb(美元)MLC_64Gb0123456782015/012015/062015/112016/042016/092017/022017/072017/122018/052018/102019/032019/082020/012020/062020/112021/042021/092022/022022/072022/12MLC_128Gb(美元)NAND_64Gb-40%-30%-20%-10%0%10%20%30%40%50%01002003004005006007008009001,00020212022E2023EDRAM市場規模(億美元)YoY0.00.10.20.30.40.
80、50.60.70.80.91.002004006008001,0001,2001,40020212022E2023E出貨量(億,等價2GB)ASP(等價2GB)行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 21 圖表圖表48:DRAM內存芯片發展史內存芯片發展史 來源:國金證券研究所整理 從供給端看,DRAM 行業高度集中,呈現為三星、海力士和美光三家寡頭壟斷的競爭格局。根據 Statista 和 TrendForce 的數據,在 2013 年美光完成對爾必達的收購后,DRAM行業集中度持續上升,2022 年第三季度 CR3 超過 95%,三星、海力士和美光分別占比41%、29%和 26%。圖表圖表
81、49:DRAM市場中三星、海力士和美光合計市占率超過市場中三星、海力士和美光合計市占率超過95%來源:IHS,DRAMeXchange,TrendForce,Statista,國金證券研究所 根據應用場景不同,JEDEC 將 DRAM 定義為 DDR、LPDDR 和 GDDR 三個系列。DDR多用于服務器、云計算、網絡、筆記本電腦、臺式機以及嵌入式等應用,支持更高的通道寬度、更高的密度和更低的延時,目前最新的主流標準是 DDR5,最大單晶密度支持 64GB,最大傳輸速度 6.4Gbs。LPDDR 多用于移動設備以及汽車等對功耗較敏感的設備,LPDDR7075808590951000%10%20
82、%30%40%50%60%70%80%90%100%1Q112Q113Q114Q111Q122Q123Q124Q121Q132Q133Q134Q131Q142Q143Q144Q141Q152Q153Q154Q151Q162Q163Q164Q161Q172Q173Q174Q171Q182Q183Q184Q181Q192Q193Q194Q191Q202Q203Q204Q201Q212Q213Q214Q211Q222Q223Q22SamsungSK HynixMicronNanyaWinbondPowerchipElpidaOthersCR3(右軸)行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 22 的架
83、構和接口針對低功耗應用進行了專門優化,提供更窄的通道寬度、尺寸更小、工作電壓更低和支持多種低功耗運行狀態,目前最新的主流標準是 LPDDR5x.GDDR 是專為需要極高吞吐量的數據密集型應用程序,如圖形相關應用程序、數據中心加速和 AI 設計的高性能存儲器。GDDR 有專屬的工作頻率、時鐘頻率、電壓,較常見的 DDR 時鐘頻率更高,發熱量更小,常搭配高端顯卡使用,目前最新的主流標準是 GDDR6。圖表圖表50:DDR、GDDR和和LPDDR的應用場景的應用場景 圖表圖表51:DDR、GDDR和和LPDDR的的特性特性比較比較 來源:Cadence,國金證券研究所 來源:Cadence,國金證券
84、研究所 根據產品規格不同,DRAM 可分為主流 DRAM 和利基型 DRAM。根據兆易創新 2021 年報摘要中轉引 TrendForce 的數據,2021 年利基型 DRAM 的市場規模約 90 億美元,在DRAM 中的占比約 9.5%。主流 DRAM 通常為最新規格的內存產品,具備最先進的性能,當前主流產品為 DDR4 和 DDR5。隨著原廠去庫存壓力加劇,DRAM 價格快速下行,看好 DDR5 的市場份額有望在 2023 年開始快速提升。目前主流 DRAM 市場中三星、海力士和美光三分天下,除此之外華邦、南亞和合肥長鑫也都定位于主流 DRAM 供應商。利基型 DRAM 多應用于消費電子、
85、汽車、網絡通訊和工業控制,技術門檻相對較低,主流產品多為 DDR2 和 DDR3,落后于主流 DRAM 產品 1-2 代的差距。利基型 DRAM 競爭格局相對分散,眾多國內外廠商均有產品布局,例如兆易創新、北京君正和東芯股份。隨著國外大廠逐漸推出利基市場(三星 21Q4 停產 DDR2,預計 23 年停產 DDR3;海力士也計劃停產 DDR3),國內廠商將迎來份額提升的機會。圖表圖表52:2015-2026E不同規格不同規格DRAM芯片市場份額芯片市場份額 來源:Yole,國金證券研究所 從三大廠商的工藝制程上看,美光在制程上領先,三星在從三大廠商的工藝制程上看,美光在制程上領先,三星在 EU
86、V的使用上領先。的使用上領先。美光在 2022年 11 月率先推出 1 制程的 DRAM 產品,通過第二代 HKMG 工藝、ArF 浸液多重光刻等技術,在不使用 EUV 光刻機的前提下,將 DRAM 芯片成功提升到 1 制程。相較上一代行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 23 1 制程的產品,在存儲密度上提升了 35%,同時功耗降低了 15%。三星最早在 DRAM制造中引入 EUV 光刻機來縮小 DRAM 的電路面積,大幅度提高光刻分辨率和 DRAM 性能,同時曝光的缺陷率降低了 20%。隨著 DRAM 制程越來越接近 10nm,EUV 成為 DRAM邁向更先進制程的必備工具,美光計劃在
87、1 制程引入 EUV 光刻機的使用,短期內在工藝尚未完善的情況下會帶來制造成本的提升。圖表圖表53:DRAM技術發展路徑圖技術發展路徑圖 來源:TechInsights,國金證券研究所 隨著 DRAM 制程逐漸接近 10nm,DRAM 單元尺寸的微縮變得越來越復雜,如何實現對電容器的進一步縮放以及刻畫越來越密度的圖形成為關鍵問題。DRAM 急需在材料和架構方面做出突破,從而降低成本、最大限度地降低功耗并提高數據傳輸速度。EUV 光刻、混合鍵合和 3D DRAM 或將成為未來 DRAM 存儲密度和性能持續增長的關鍵技術。短期內,EUV光刻已經成為業內共識,EUV的使用使得DRAM制程進一步微縮到
88、15nm以下,單顆芯片的容量提升到 16GB 以上,三星和海力士已經在 1 制程的 DRAM 生產上引入EUV 光刻機,相對保守的海光也將在下一代 1 制程引入 EUV 光刻機的使用。長期來看,從 2D 走向 3D 來避開平面縮放的限制或將可能未來可能的技術趨勢。圖表圖表54:TEL對對3D DRAM技術路徑的展望技術路徑的展望 圖表圖表55:ASM International對對3D DRAM技術路徑的展技術路徑的展望望 來源:TEL,國金證券研究所 來源:ASM International,國金證券研究所 DRAM廠商產能增加幅度收斂,DRAM廠商擴產計劃有所延后。根據TrendForce
89、的數據,以存儲位元產出計算,2023 年全球 DRAM 行業產出 1155 億(等價 2GB),同比增加10%。以晶圓產出計算,2023 年全球 DRAM 晶圓產量 1931 萬片(等價 12 英寸),同比增加 1%。展望 2023 年各大存儲廠商 DRAM 產能情況,三星、海力士和 CXMT 將增產,分別同比增加 5%、7%和 26%,。美光和南亞都將減產,分別同比減少 12%和 18%。在新廠商的建設以及新產能的擴產上,三星 P3L 工廠的建設完畢,預計 23Q1 開始量產DRAM,未來三星或將在 P3L 持續擴充產能;美光在中國臺灣取得新廠房土地后暫無新的進展;海力士有 40-50%的
90、DRAM 產能在無錫,這部分產能未來引進 EUV 轉進先進制程的可能性較??;南亞和華邦延后了原本的新廠房建設計劃。行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 24 圖表圖表56:2021-2023E DRAM產能(以位元計,等價產能(以位元計,等價2GB)圖表圖表57:2021-2023E DRAM產能(以產能(以wafer計)計)來源:TrendForce,國金證券研究所 來源:TrendForce,國金證券研究所 根據 TrendForce 的數據,2022 年 DRAM 廠商資本開支 302 億美元,同比增加 8%。預計 2023 年 DRAM 廠商資本開支 223 億美元,同比減少 26%
91、。細分廠商來看,三星、海力士和美光占據資本開支前三名。目前三星的資本開支下修程度最低,2022 年同比減少3%,2023 年同比增加 5%。海力士資本開支的下修程度最大,2022 年同比減少 15%,2023 年同比減少 48%。美光資本開支 2022 年同比減少 6%,2023 年同比減少 40%。2022年其他中小 DRAM 廠商,如華邦、南亞科、CXMT 等廠商的資本開支有所上調。圖表圖表58:2021-2023E全球全球DRAM廠商廠商總總資本開支資本開支 圖表圖表59:2021-2023E各各DRAM廠商資本開支廠商資本開支 來源:TrendForce,國金證券研究所 來源:Tren
92、dForce,國金證券研究所 DRAM 價格跌幅逐漸收斂,價格底部漸行漸近。根據 TrendForce 的數據,DRAM 的現貨價和合約價從 2021 年初開始下跌,本輪下跌周期已接近 2 年,價格上已調整到接近上輪周期底部的位置。從近期的價格走勢來看,下跌速度已逐漸放緩,結合各大存儲廠商已紛紛削減資本開支,我們認為 DRAM 價格逐漸接近下行周期底部。0%5%10%15%20%020040060080010001200140020212022E2023EPC(億顆,2GB計)ServerMobileGraphicsConsumerYoY0100200300400500600700800Sam
93、sungSK hynixMicronNanyaCXMT2021(千片/月)2022E2023E-30%-20%-10%0%10%20%30%40%50%60%05010015020025030035020212022E2023E全球DRAM廠商資本開支(億美元)YoY020406080100120140Samsung SK hynixMicronNanyaCXMTWinbond2021(億美元)2022E2023E行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 25 圖表圖表60:2015年年1月月-2023年年4月月DRAM現貨價現貨價 圖表圖表61:2015年年1月月-2023年年4月月DRAM合
94、約價合約價 來源:TrendForce,國金證券研究所 來源:TrendForce,國金證券研究所 2.4 NOR 市場空間市場空間 25 億美元,國產廠商市占率穩步提升億美元,國產廠商市占率穩步提升 NOR Flash 和和 NAND Flash 性能和定位不同,二者可互補而不可替代。性能和定位不同,二者可互補而不可替代。NOR 具有不可替代性。雖然與主流的 NAND Flash 相比,NOR Flash 容量密度小、寫入和擦除速度慢、成本高價格貴,但由于有獨立的數據總線和地址總線使得其具有隨機存取和對字節行編程操作的能力,支持代碼執行(Xip),極其適合嵌入式的應用。而且 NOR Flas
95、h 還具備高可靠性、隨機讀取速度快、壽命更長等優勢,使得其在擦除和編程操作較少而直接執行代碼的場合,尤其是純代碼存儲的應用中廣泛使用,是手機、PC、DVD、TV、USB Key、機頂盒、物聯網設備等代碼閃存應用領域的首選。同時,NOR Flash 沒有壞塊和易于存儲執行代碼的性能優勢,在車用和工業等高可靠性應用場景中也具有不可替代性。因此,雖然在智能手機時代 NAND 對 NOR 造成大量的替代,但是 NOR 市場仍具有不可替代的生存基礎。實際行業應用中 NOR 與 NAND 或 DRAM 互補使用。在實際的行業應用中,客戶多選擇NOR 與 NAND 或 DRAM 互補使用,一般性原則為:在大
96、容量的多媒體應用中選用 NAND型閃存,而在數據/程序存貯應用中選用 NOR 型閃存。根據這一原則,設計人員將兩種閃存芯片結合起來使用,用 NOR 芯片存儲程序,用 NAND 芯片存儲數據,使兩種閃存的優勢互補,如手機、PocketPC、PDA 及電子詞典等設備。以手機為例,采用支持 XIP 技術的 NOR 閃存能夠直接運行 OS,速度很快,既簡化設計,又降低成本,因此一般小巧優雅的手機都采用 NORRAM的設計;追求大存儲容量的手機則更多地選擇 NAND 閃存;而同時追求功能和速度的手機則會采用 NORNANDRAM 的設計,這種取長補短的設計能夠發揮 NOR 和 NAND 各自的優勢。圖表
97、圖表62:NOR Flash與與NAND Flash的優劣勢對比的優劣勢對比 圖表圖表63:NEC FOMA 900iL手機采用手機采用NOR+NAND 來源:CSDN,國金證券研究所 來源:Design&Reuse,國金證券研究所 NOR Flash 十年低迷期已過,新應用的普及打開向上成長曲線。雖然 NOR Flash 應用領域廣泛,但除功能手機外類似于電腦 BIOS 的應用領域使用的存儲空間較小,一般在012345672015/012015/062015/112016/042016/092017/022017/072017/122018/052018/102019/032019/0820
98、20/012020/062020/112021/042021/092022/022022/072022/12DDR3_4Gb(美元)DDR4_4GDDR4_8G01234567892016/102017/022017/062017/102018/022018/062018/102019/022019/062019/102020/022020/062020/102021/022021/062021/102022/022022/062022/10DDR3_4Gb(美元)DDR4_4GbDDR4_8Gb行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 26 1MB32MB 左右,其單芯片價值較低。2006-2
99、015 年間,功能手機數量不斷減少導致 NOR Flash 市場需求不斷減少,疊加 2015 年之前的電子產品數量又不足以彌補其 ASP 低的缺點,從而導致 NOR Flash 整體市場規模逐步減少,行業景氣度進入 10 年低迷期,至 2016年達到市場最低點為 18.6 億美元。2017 年開始,隨著 5G、TWS 藍牙耳機、AMOLED、IOT 以及自動駕駛汽車等新興市場的快速發展,NOR Flash 憑借接口簡單、輕薄、低功耗、系統總體成本更低、讀取速度快等特點成為新興需求和應用的首選。2017 年 NOR Flash 整體市場規模穩步回升,細分賽道迎來向上拐點。根據 ResearchA
100、ndMarkets 的數據,預計 2028 年 NOR Flash 市場規模有望達 60.7 億美元,21-28 年 CAGR 達 14.4%圖表圖表64:2028年年NOR Flash市場規模有望達市場規模有望達60.7億美元億美元 來源:ResearchAndMarkets,國金證券研究所 NOR Flash 市場經歷數次洗牌,海外廠商逐漸撤退,中國臺灣和中國大陸廠商趁勢而起。自 1998 年英特爾首次推出 256Kbit NOR 閃存芯片以來,NOR Flash 市場已經歷經數次洗牌。2009 年飛索半導體尋求破產保護,并在 2015 年與賽普拉斯合并;2010 年三星開始逐漸淡出 NO
101、R Flash 市場;2017 年賽普拉斯、美光科技宣布退出中低容量的 NOR 市場,轉向工控和車載等高端市場。2019 年消費電子需求爆發,伴隨著海外龍頭逐步退出部分 NOR Flash 市場,市場供需關系得以改善,專注消費市場的旺宏、華邦電和兆易創新等廠商積極擴充產能、增加銷售額,同時也大力向高端市場拓展,使得整體市場份額不斷提升,NOR Flash 行業也同步迎來向上拐點。根據 CINNO Research 和 IC Insights 的數據,2021 年 NOR Flash 市場份額主要被華邦、旺宏和兆易創新所占據,市占率分別為35%、33%和 23%。圖表圖表65:NOR Flash
102、市場發展史市場發展史 圖表圖表66:兆易創新在全兆易創新在全球球NOR Flash市場份額不斷提升市場份額不斷提升 來源:前瞻產業研究院,國金證券研究所 來源:CINNO Research,IC Insights,前瞻產業研究院,國金證券研究所 2.5 AI 爆火帶動爆火帶動 GPU 需求激增,需求激增,HBM 有望持續受益有望持續受益“3D 堆疊堆疊+近存儲運算近存儲運算”突破內存容量與帶寬瓶頸,成為處理大量數據和復雜處理要求的突破內存容量與帶寬瓶頸,成為處理大量數據和復雜處理要求的理想解決方案。理想解決方案。高帶寬存儲器(HBM,High Bandwidth Memory)是一款新型的高帶
103、寬、高附加值 DRAM01020304050607020212028E市場規模(億美元)0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%201620172018201920202021華邦旺宏兆易創新賽普拉斯美光其他行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 27 產品。憑借獨特的 TSV 信號縱向連接技術,HBM 內部將數個 DRAM 芯片在緩沖芯片上進行立體堆疊,其內部堆疊的 DDR 層數可達 4 層、8 層以至 12 層,從而形成大容量、高位寬的 DDR 組合陣列。TSV 是在 DRAM 芯片上搭上數千個細微孔并通過垂直貫通的電極連接上下芯片的技術。該技術在緩沖芯片上將數個
104、 DRAM 芯片堆疊起來,并通過貫通所有芯片層的柱狀通道傳輸信號、指令、電流。相較傳統封裝方式,該技術能夠縮減30%體積,并降低 50%能耗。憑借 TSV 方式,HBM 大幅提高了容量和數據傳輸速率。與傳統內存技術相比,HBM 具有更高帶寬、更多 I/O 數量、更低功耗、更小尺寸等特征。除此之外,HBM 堆棧不通過外部互連線的方式與 GPU/CPU/Soc 連接,而是通過中間介質層緊湊快速地連接信號處理器芯片。在傳統的馮諾依曼計算架構中,處理器 CPU 存儲器之間通過數據總線進行數據交換,而由于存儲與計算單元的結構、工藝、封裝不同,導致存儲單元的訪問速度遠遠跟不上計算單元的數據處理速度,系統每
105、進行一次運算都需要將參數輸入存儲器進行一次讀寫,因此信息交換速度的提高極其受制于存儲器的性能。相比之下,HBM 通過 3D 堆疊多層 DDR 提供海量并行處理能力、通過集成型 HBM 提供極高的存儲器帶寬,并使得數據參數距離核心計算單元更近,從而有效降低數據搬運的延遲和功耗。在系統集成方面,HBM 將原本在 PCB 板上的 DDR 內存顆粒和計算芯片一起集成到 SiP,有效利用空間、縮小面積。圖表圖表67:HBM融合融合3D堆疊與近存儲運算技術堆疊與近存儲運算技術 來源:半導體行業觀察,國金證券研究所 相比于 GDDR5,HBM 能大幅提高數據處理速度,其每瓦帶寬可高至 3 倍以上,且能夠降低
106、 63%的功耗以及節省 94%的芯片面積。以 HBM 為代表的超高帶寬內存技術生成類模型也會加速 HBM 內存進一步增大容量和增大帶寬。目前三代 HBM DRAM 價格約是傳統 DRAM 價格的 5 倍。HBM 融合了 3D 堆疊以及近存儲運算技術,可消除內存受限、計算密集型工作負載的處理與內存瓶頸,因此十分適合用于對性能要求高的計算系統領域,如:AI 服務器、超級計算機、機器學習、數據庫加速、新一代防火墻和高級網絡測試器等應用領域。除此之外,HBM 在系統集成方面做到有效縮小芯片體積,也與半導體行業小型化、集成化的發展趨勢相吻合,作為存儲速度最快的 DRAM 產品,HBM 或成為下一代 DR
107、AM 高性能解決方案,為快速發展的數據中心及云計算人工智能提供更高的 AI/ML 性能與效率。圖表圖表68:GDDR和和HBM性能對比性能對比 圖表圖表69:DDR、HBM、GDDR和和LPDDR性能對比性能對比 行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 28 來源:EE TIMES,國金證券研究所 來源:EE TIMES,國金證券研究所 ChatGPT 橫空出世使得 AI 服務器爆火,催生對高算力 GPU 以及高性能存儲的需求,高帶寬 HBM 或將持續成長。HBM 當前滲透率依然較低,截至 2021 年,HBM 位元需求占整體 DRAM 市場的比例仍未達 1%,主要由于:(1)消費級應用場景對
108、于價格極其敏感,且數據處理復雜程度相對不高,傳統存儲器足夠滿足其需求,幾乎不需要使用到 HBM;(2)服務器市場出于性價比考慮往往不會優選 HBM,大部分傳統服務器仍使用 GDDR5、GDDR6 來提升內存性能,目前搭載高端 AI 算力芯片的服務器占比僅 1%左右。這幾年因為英偉達的 GPU 大量被使用在人工智能的云端辨識系統,從每臺服務器加兩片高速運算 GPU 卡,4 片到 8 片 GPU 卡都有,讓英偉達在數據中心芯片市場的份額從2018-2019 年的不到 10%,到 2021 年的超過 25%,全球人工智能服務器占比也逐年提升至 2021 年近 10%。以英偉達 7nm 芯片 A100
109、 為例,芯片面積雖然高達 826mm2,最大耗電量達 400W,但其在浮點半精度,單精度,雙精度稀疏及理論峰值運算都明顯優于同業,為了讓 A100 的 DGX 人工智能服務器系統發揮效能,除了要配備 512GB2TB DDR4-3200 MT/s DRAM 給 AMD CPU 用外,還要另外配備 320-640GB HBM 給 GPU使用。以英偉達A100 80GB配置4或8張GPU卡來計算,其HBM用量約為320640GB。隨著 AI 模型逐漸復雜化,將刺激更多的存儲器用量,并帶動 Server 端 DRAM、SSD 和 HBM 的需求成長。所以全球 AI 服務器(使用 GPU,ASIC 來
110、做人工智能整數,浮點運算)出貨占比的提升,對 HBM 內存需求同比增長有明顯的拉動作用,占比逐年提升可期。2023 年以來 Microsoft、Meta、Baidu 和 ByteDance 相繼推出基于生成式 AI 衍生的產品服務而積極加單,根據 TrendForce 的數據,AI 服務器用 GPU,主要以英偉達 H100、A100、A800(主要出貨中國)以及 AMD MI250、MI250X系列為主,英偉達占比約 80%,這些高性能 AI 芯片均采用 HBM,因此 TrendForce 預計 2023-2025 年 HBM 市場 CAGR有望達 40-45%以上。根據我們對產業鏈上下游的調
111、研,我們看好 2023-2025 年 AI 訓練服務器出貨量實現 50%左右的高增速,2026 年出貨量增速保持在 30%左右,我們測算得2026 年 HBM 市場規模有望達 56.9 億,2022-2026 年 CAGR 有望達 52%,符合市場預期。圖表圖表70:2022-2026年年HBM市場規模市場規模CAGR有望達有望達52%2022 2023E 2024E 2025E 2026E 全球服務器出貨量(萬)1494.5 1493.4 1625.5 1762.6 1876.8 YoY 10.40%-0.10%8.80%8.40%6.50%全球AI訓練服務器出貨量(萬)13.5 20 30
112、 45 58.5 全球 AI訓練服務器占比 0.9%1.3%1.8%2.6%3.1%訓練服務器中 GPU 數量 8 8 8 8 8 訓練用 GPU 數量(萬)108 160 240 360 468 單個 GPU 中 HBM價值量(美元)1000 1050 1103 1158 1216 HBM市場規模(億美元)10.8 16.8 26.5 41.7 56.9 CAGR 52%來源:IDC,國金證券研究所 目前全球 HBM 市場仍舊由海力士與三星壟斷,SK 海力士 HBM 技術起步早,從 2014 年推出首款 HBM 后,SK 海力士一直是 HBM 行業領頭羊,目前海力士占據全球 HBM 市場一半
113、以上的市場份額。后期在美光、Synopsys 等企業加入布局 HBM 產品推動行業加速競賽后,HBM 內存技術已從 HBM、HBM2、HBM2E 升級至 HBM3 標準(第四代 HBM)。2021 年 SK 海力士發布的全球首款 HBM3 適用于 AI、HPC 等容量密集型應用,該產品已于 2022 年 6 月開始量產并供貨英偉達。英偉達對 HBM DRAM 的應用,標志著高性能存儲在數據中心的應用迎來了一個新的時代。2023 年 4 月,SK 海力士宣布已在全球首次實現垂直堆疊12個單品DRAM芯片,實現最高容量24GB,容量較上一代 HBM3 DRAM提升 50%,目前已向客戶提供樣品,正
114、在接受客戶公司的性能驗證,將在上半年內完成量產準備。目前海力士也正在進行 HBM4 的研發,預計后續將廣泛應用于 AI、超算、高性能數據中心、推薦引擎、800G 路由器交換機、數據庫加速、防火墻監測等應用領域。根據 TrendForce 的數據,2022 年三大原廠 HBM 市占率分別為 SK 海力士(SK hynix)50%、三星(Samsung)約 40%、美光(Micron)約 10%。此外,伴隨 AI 訓練與推理模型拉動高階深度學習 AI GPU 規格的提升,其熱度也將進一步向上傳導至 HBM 產品的行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 29 需求拉升與技術更迭。目前已有 NVIDI
115、A H100 與 AMD MI300 正式搭載 HBM,三大原廠海力士、三星、美光也已規劃在 2023 下半年進行相對應規格 HBM3 的量產。海力士作為HBM 創始者具備先發優勢,預計在今年將有更多客戶導入 HBM3 的情況下,海力士整體HBM 市占率有望進一步提升至 53%,而三星、美光則預計陸續在今年底至明年初量產,HBM 市占率分別為 38%及 9%。圖表圖表71:HBM發展史發展史 來源:國金證券研究所整理 A 4.1 主線一:主線一:利基型利基型存儲芯片廠商存儲芯片廠商 兆易創新:存儲和兆易創新:存儲和 MCU 同步布局,同步布局,DRAM 業務進展提速業務進展提速 存儲器業務:1
116、)NOR Flash 產品覆蓋 512Kb2Gb 大容量的全系列產品(其中 128Mb以上大容量產品占比超 60%),55nm 工藝制程出貨量占比已接近 70%,車規 NOR Flash 在行業頭部客戶業務收入高速增長,國際頭部 Tier1 客戶導入工作進展順利,整體下游客戶結構以中高端客戶為主,海外客戶收入占比超 50%。2)NAND Flash 產品 38nm、24nm 工藝節點實現量產,并完成 1Gb8Gb 主流容量全覆蓋。3)DRAM 方面,產品重點布局安防、機頂盒以及工業等領域,自研占比逐步提升,17nm DDR3 產品于 2022 年 9 月向市場推出,相較臺廠 20nm 產品有較
117、強的性價比優勢,2023 年有望放量。截至 2023 年 4月,兆易創新車規級存儲產品累計出貨量達 1 億顆。MCU 業務:公司在 2022 年 9 月發布首款基于 M33 內核 40nm 制程的車規 MCU,產品定位車身域、座艙域和安全域上,2023 年有望放量,成為公司營收新的增長點。目前 MCU已成功量產 37 大產品系列、超過 450 款,在產品結構上工業、汽車領域實現良好成長,工業應用為第一大營收來源,同時公司在逆變器、電機驅動、攜帶式、戶用、微型儲能器領域也在加速布局。行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 30 圖表圖表72:兆易創新車規兆易創新車規MCU產品組合產品組合 來源:
118、兆易創新官網,國金證券研究所 兆易創新 NOR Flash 市占率全球第三,持續受益于下游 AIoT 及車規市場高景氣。2021年兆易創新 NOR Flash 市占率 23.2%,全球排名第三,僅次于華邦和旺宏,且營收體量快速擴張。公司 128Mb-2Gb 中大容量 NOR Flash 產品占比超 60%,其中工業和汽車增長迅速,且制程由 65nm 向 55nm 轉換順利,帶來產能和毛利率提升。NOR Flash 應用領域廣泛,目前廣泛應用于物聯網、可穿戴設備、屏幕以及車載電子等下游領域。近年來,AIoT 以及車載存儲為 NOR Flash 市場規模的擴大提供了重要驅動力。圖表圖表73:202
119、1年全球年全球NOR Flash競爭格局競爭格局 圖表圖表74:2022年中國年中國AIoT市場規模預計將達市場規模預計將達7509億元億元 來源:華經產業研究院,國金證券研究所 來源:觀研天下,國金證券研究所 兆易創新營收穩定成長,體量不斷擴張。兆易創新 2021 年實現營業收入 85.10 億元,同比增加 89.25%,歸母凈利潤 23.27 億元,同比增加 165.33%。其中存儲芯片業務營收54.51 億元,MCU 業務營收 24.56 億元,傳感器業務營收 5.46 億元,占比分別為 64%、29%、6%。2022 年前三季度兆易創新實現營收 67.69 億元,同比增加 6.94%,
120、歸母凈利潤 20.92 億元,同比增加 26.92%。2022 年前三季度營收和利潤仍保持正向成長,單三季度遭遇短期調整,營收和凈利潤同比環比均下滑,歸因于消費市場需求下行,22Q3 營收同比減少約 7 億(存儲芯片 4.7 億、MCU 1.4 億,傳感器 0.9 億),毛利率下滑 3.7%到 46.1%。短期承壓主要源于消費類市場進入下行周期,疊加經濟和疫情等因素影響。34.8%32.7%23.2%9.3%華邦電子旺宏兆易創新其他0%10%20%30%40%50%60%01,0002,0003,0004,0005,0006,0007,0008,0002019202020212022E中國AI
121、oT市場規模(億元)yoy(右軸)行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 31 圖表圖表75:公司營收體量逐年增長公司營收體量逐年增長 來源:Wind,國金證券研究所 北京君正:四大業務線并行,車用存儲未來可期北京君正:四大業務線并行,車用存儲未來可期 2022 年營收小幅增長,新品產業化落地將打開成長空間。2022 年全年實現總營收 54.12億元,同比+2.61%,增速下滑主要系 2022 年消費電子需求持續疲弱,智能視頻芯片、微處理器芯片業績承壓。盈利能力來看,公司 2022 年綜合毛利率為 38.56%,較上一年同期上升 1.6pct。圖表圖表76:2016-2022年北京君正營收結構
122、年北京君正營收結構 圖表圖表77:2016-2022年北京君正營收規模及增速年北京君正營收規模及增速 來源:Wind,國金證券研究所 來源:Wind,國金證券研究所 2022 年北京君正四大產品線需求分化,存儲、模擬互聯實現增長:1)微處理器芯片主要面向 IoT 市場的各類智能硬件產品,受季節性需求變化、市場宏觀需求變動等因素影響,消費類智能硬件產品的市場需求同比下降,二維碼、生物識別、教育電子等細分市場的需求均出現同比下滑,2022 年實現營收約 1.27 億元,同比下滑 35.96%。2)智能視頻芯片市場由 2021 年的供不應求快速切換到 2022 年供過于求的狀況,需求低迷疊加產業鏈去
123、庫存壓力較大,2022 年營收約 6.43 億元,同比下降 34.32%。3)存儲芯片產品線,北京君正車規 SRAM 和車規 DRAM 在全球車規細分市場均名列前茅,車規 Flash 芯片的市場銷售較 2021 年相比實現了大幅增長。隨著汽車智能化的不斷發展,存儲芯片的單車價值量預計將不斷提升,有望推動存儲芯片在車規市場的長期增長。2022 年實現營收將近 40.55 億元,同比增加 12.80%,其中汽車、工業等市場保持了良好的需求。4)模擬互聯芯片,2022 年實現收入 4.79 億元,在各個產品線中成長表現最優,同比實現增長16.01%,主要系北京君正在車規 HBLED 芯片等方面已逐漸
124、成為市場主要供應商。0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%01020304050607080902019202020212022H1存儲芯片(億元)MCU傳感器技術服務及其他營收YoY0%20%40%60%80%100%2016201720182019202020212022微處理器芯片智能視頻芯片存儲芯片模擬及互聯芯片其他0%100%200%300%400%500%600%01020304050602016201720182019202020212022營業收入(億元)營收增速行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 32 圖表圖表78:北京君正各業務詳細情況北京君
125、正各業務詳細情況 來源:北京君正公告,國金證券研究所 汽車智能化推動終端市場需求旺盛,車用存儲未來可期。相比于消費級存儲,車載存儲行業進入壁壘高、價格波動小、成長速度快。受益于自動駕駛和新能源車需求增加,車用儲存芯片市場規模將持續擴大,其中 DRAM 和 NAND 為需求重點。根據 Yole 的數據,2021年全球車用存儲器市場規模 43 億美元,DRAM 和 NAND 分別占比 41%和 39%。2027年車用存儲器市場規模將成長到 125 億美元,NAND 市場份額將成長到 63%,21-27 年車用存儲器市場規模 CAGR 達 20%。圖表圖表79:2021-2027年車用存儲市場規模年
126、車用存儲市場規模CAGR達達20%來源:Yole,國金證券研究所 東芯股份東芯股份:國內國內 SLC NAND 龍頭,主流存儲產品全覆蓋龍頭,主流存儲產品全覆蓋 存儲全品類布局,下游應用場景廣泛:東芯股份深耕中小容量存儲芯片的研發、設計、銷售,可提供 NAND、NOR、DRAM 等主要存儲芯片解決方案,為國內少數主流存儲產品全覆蓋的芯片設計公司。目前東芯股份設計并量產的 24nm NAND、48nm NOR 均系大陸領先制程。目前東芯股份的產品廣泛應用于 5G 通信、物聯網終端、消費電子、工業和汽車電子等領域,已在高通、博通、聯發科、紫光展銳、中興微、瑞芯微、北京君正、恒玄科技等多家平臺商獲得
127、認證,成功進入三星電子、??低?、歌爾股份、傳音控股、惠爾韋等國內外客戶供應鏈體系。行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 33 圖表圖表80:東芯股份產品主要應用領域東芯股份產品主要應用領域 來源:東芯股份招股說明書,國金證券研究所 東芯股份為國內少數幾家覆蓋車規級 SLC NAND 的企業之一。目前,車規級 NAND 市場主要由國際巨頭壟斷,三星、鎧俠、海力士、西部數據與美光合計占據全球 90%以上的車規級 NAND 市場規模。東芯股份 SLC NAND 工藝制程覆蓋 38nm、24nm,產品覆蓋1Gb 到 32Gb,并且正在開發 1xnm工藝,19nm車規級產品已完成首輪晶圓流片。在 3
128、8nm工藝上,東芯股份 2022 年已經可以為客戶提供車規級的 PPI NAND 以及 SPI NAND 的樣品,包括 1G、2G 到最大的 8G 車規的 NAND Flash。我們認為未來新能源汽車發展疊加國產替代趨勢,將為東芯股份發展帶來廣闊增長空間。圖表圖表81:東芯股份及可比公司產品布局對比東芯股份及可比公司產品布局對比 2D NAND 三三星電子星電子 鎧俠鎧俠 美光科技美光科技 東芯股份東芯股份 主要產品 SLC/MLC/TLC SLC/MLC/TLC SLC/MLC/TLC SLC NAND 最高制程 16nm 24nm 19nm 24nm NOR 華邦電子華邦電子 旺宏電子旺宏
129、電子 兆易創新兆易創新 東芯股份東芯股份 主要產品 DTR SPI NOR DTR SPI NOR DTR SPI NOR DTR SPI NOR 最高制程 45nm 55nm 55nm 48nm DRAM 三星電子三星電子 海力士海力士 美光科技美光科技 東芯股份東芯股份 主要產品 DDR5/LPDDR5 DDR5/LPDDR5 DDR5/LPDDR5 DDR3/LPDDR2 最高制程 1z nm 1z nm 1z nm 25nm/38nm 來源:東芯股份招股說明書,國金證券研究所 全品類布局助力跨越景氣周期,營業收入實現穩健成長。2022 年在存儲行業下行周期以及終端需求萎靡的情況下,東芯
130、股份實現營業收入 11.46 億元,同比增長 1.03%。東芯股份實現歸母凈利潤 1.85 億,同比下降 29.17%。東芯股份 NAND Flash 產品核心技術優勢明顯,尤其是 SPI NAND Flash,采用了業內領先的單顆集成技術,將存儲陣列、ECC 模塊與接口模塊統一集成在同一芯片內,有效節約了芯片面積,降低了產品成本,提高了產品的市場競爭力。NAND 產品在耐久性、數據保持特性等方面表現穩定,不僅在工業溫控標準下單顆芯片擦寫次數已經超過 10 萬次,同時可在-40 C-105 C 的極端環境下保持數據有效性長達 10 年,產品可靠性逐步從工業級標準向車規級標準邁進,帶動 NAND
131、 營行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 34 收占比逐年提高。圖表圖表82:東芯股份東芯股份2017-2022年營業收入及增速年營業收入及增速 圖表圖表83:東芯股份東芯股份2017-2022年營收結構年營收結構 來源:Wind,國金證券研究所 來源:Wind,國金證券研究所 普冉股份:普冉股份:NOR Flash+EEPROM 雙輪驅動,雙輪驅動,特色特色工藝工藝構筑核心競爭力構筑核心競爭力 SONOS+ETOX 雙工藝結構驅動,中小容量存儲產品具有絕對成本優勢:普冉股份 NOR Flash 業務在國內供應商中排名第二,2021 年占普冉股份總營收的 78.37%。1)在512Kbit-
132、128Mbit 中小容量 NOR Flash 系列產品上,普冉股份采取市場少有的賽普拉斯授權電荷俘獲 SONOS 工藝結構,在 40nm 工藝節點上開發差異化產品,SONOS 工藝結構具備低功耗、高可靠性、低工藝復雜度及低成本等顯著特征,在中小容量 NOR 市場占據優勢。目前 NOR Flash 行業主流工藝制程為 55nm,普冉股份 40nm 工藝制程下 4Mbit到 128Mbit 容量的全系列產品均已實現量產,處于行業內領先技術水平;2)在大容量 NOR Flash 系列產品上,產品高端化鎖定未來增量。普冉股份在已有產品技術上,采用浮柵(ETOX)工藝結構,提供以中大容量為主、中小容量為
133、輔的系列產品,已達到 50nm 的先進制程,目前已經實現了六顆產品的大批量量產出貨,256Mbit 到 1Gbit 容量產品正在依照規劃逐步推出。EEPROM 市場空間廣闊,下游市場需求高增。EEPROM 由于其獨特的芯片結構,具備高可靠性、長使用壽命和高性價比等優點,滿足了消費電子、工業控制、汽車電子等領域穩定的數據存儲需求。近年來,隨著智能手機攝像頭的多攝配置和功能升級的趨勢,疊加汽車智能化和電動化的必然趨勢,EEPROM 市場規模持續提升。普冉股份 EEPROM 產品容量覆蓋 2Kbit4Mbit,業務客戶覆蓋多家知名手機攝像頭模組廠及聞泰科技、華勤通訊、龍旗科技等 ODM,終端客戶為國
134、內多家主流手機和家電品牌。此外,普冉股份持續改善下游業務結構,EEPROM 產品自 2022 年 Q1 開始逐步向工控、家電、車載等領域傾斜,消費類占比明顯下降,目前普冉股份中大容量 EEPROM 已實現 95nm 及以下制程量產,部分車規級產品順利通過 AEC-Q100 認證。圖表圖表84:智能手機攝像頭數量提升帶動智能手機攝像頭數量提升帶動EEPROM需求需求上漲上漲 圖表圖表85:汽車電子系汽車電子系EEPROM未來最具潛力市場未來最具潛力市場 來源:普冉股份招股說明書,國金證券研究所 來源:華經產業研究院,國金證券研究所 0%10%20%30%40%50%60%024681012142
135、01720182019202020212022營收(億元)YoY0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%201720182019202020212022NAND(%)MCP(%)DRAM(%)NOR(%)0510152025302018201920202021EEPROM出貨量NOR Flash出貨量行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 35 出貨量穩步提升,多重因素導致 2022 年業績承壓。2018 年-2021 年公司存儲芯片出貨量分別為 10.31、29.2、40.39、48.06 億顆,呈現穩步增長態勢。2022 年公司營收和凈利潤同比均有不同程度下滑,主
136、要系電子行業處于長下行周期疊加疫情影響,全球經濟總量增速放緩,消費動力不足,消費電子產品等的出貨量縮減等影響傳導至上游廠商,對普冉股份的主營業務收入規模造成了沖擊。圖表圖表86:普冉股份出貨量呈現穩定增長普冉股份出貨量呈現穩定增長 圖表圖表87:多重因素導致普冉股份多重因素導致普冉股份2022年業績承壓年業績承壓 來源:Wind,國金證券研究所 來源:Wind,國金證券研究所 恒爍股份:深耕中小容量恒爍股份:深耕中小容量 NOR Flash,MCU 構筑第二成長曲線構筑第二成長曲線 深耕中小容量 NOR Flash,營收和市占率穩健成長。恒爍股份 NOR Flash 主要為 128Mb及以下的
137、中小容量產品,具有高可靠性、高性能、低功耗、寬電壓范圍和寬溫度范圍等特點,目前主要用于可穿戴設備、手機屏、物聯網設備、TWS 耳機及電池驅動通訊模組等終端設備,并同步開展大容量(256Mb/512Mb/1Gb)產品的研發。2021 年恒爍股份營收實現快速增長,NOR Flash 實現營收 4.97 億元,同比增長 104.54%;MCU 產品實現營收 0.77 億元,同比增長 974.13%。圖表圖表88:2018-2022H1恒爍股份營收結構及增速恒爍股份營收結構及增速 來源:Wind,國金證券研究所 國際龍頭的退出與可穿戴設備的發展助推恒爍股份 NOR Flash 業務。隨著國際龍頭退出消
138、費類 NOR Flash 市場,以及恒爍股份不斷進行技術迭代,NOR Flash 國產替代空間廣闊??纱┐髟O備同樣對 NOR Flash 產生大量需求。根據 IDC 的數據,2021 年全球可穿戴設備出貨量接近 5 億臺。隨著全球可穿戴設備滲透率進一步提升,NOR Flash 用量有望繼續增長。0510152025302018201920202021NOR Flash出貨量(億顆)EEPROM出貨量(億顆)-100%-50%0%50%100%150%200%250%024681012201720182019202020212022營收(億元)凈利潤(億元)營收YoY凈利潤YoY-20%0%20
139、%40%60%80%100%120%140%0123456720182019202020212022H1NOR Flash(億元)MCU(億元)總營收YoY行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 36 圖表圖表89:2014-2027年全球可穿戴設備出貨量年全球可穿戴設備出貨量 來源:IDC,國金證券研究所 MCU 營收快速成長,構筑第二成長曲線。近年來恒爍股份主營業務已拓展至基于 Arm 內核架構的通用 32位 MCU芯片,目前銷售的 M0+MCU產品采用 55nm eFlash 制程工藝,同時恒爍股份還在致力于開發基于 NOR 閃存技術的存算一體終端推理 AI 芯片。恒爍股份 NOR Fl
140、ash 芯片和 MCU 芯片均獲得客戶的廣泛認可,與杰理科技、樂鑫科技、芯??萍?、兆訊恒達、翱捷科技等客戶建立了長期穩定的合作關系,多款產品進入小米、360、OPPO、星網銳捷、新大陸、中興、聯想、奇瑞汽車、江鈴汽車及歐菲光等終端用戶供應鏈體系。4.2 主線主線二:存儲模組廠商二:存儲模組廠商 江波龍:江波龍:國內國內存儲模組龍頭廠商,前瞻布局工規和車規級存儲器存儲模組龍頭廠商,前瞻布局工規和車規級存儲器 深耕存儲應用與數據管理,四大產品線蓬勃發展。江波龍成立于 1999 年,主要從事 Flash及 DRAM 存儲器的研發、設計和銷售。目前,江波龍擁有嵌入式存儲、固態硬盤、移動存儲和內存條四大
141、產品線。按品牌劃分,公司已經形成了以 Foresee 品牌為載體的面向工業市場的產品矩陣及以 Lexar(雷克沙)品牌為載體的面向消費者市場的產品矩陣。圖表圖表90:江波龍深耕存儲領域二十余年江波龍深耕存儲領域二十余年 來源:江波龍招股說明書,國金證券研究所 自有品牌 FORESEE+外購品牌 Lexar 驅動力效果凸顯。在行業應用領域,公司旗下嵌入式存儲品牌 FORESEE 主要面向 TO C 工業市場,憑借該品牌江波龍不斷擴大中國本土市場份額,并且在海外市場快速增長。2017 年江波龍收購并成功運營 Lexar(雷克沙),雷克沙為具有 26 年歷史的國際高端消費類存儲品牌,在攝影、影音、高
142、端移動存儲場景(如戶外運動設備)領域具有卓越聲譽,江波龍也因此成為大陸地區為數不多的擁有高端-50%0%50%100%150%200%0123456720142015201620172018201920202021202220232024202520262027出貨量YoY行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 37 消費類存儲品牌的企業。根據 TrendForce 的數據,2021 年江波龍旗下自有品牌 Lexar(雷克沙)在 SSD 渠道市場的市占率約為 6%,排名全球第四。圖表圖表91:2021年全球前十大年全球前十大SSD模組廠自有品牌市占率模組廠自有品牌市占率 來源:TrendFor
143、ce,國金證券研究所 全球數據中心加大投資拉動企業級存儲的需求,國產企業級存儲廠商發展迅速且空間廣闊。根據智研咨詢的數據,2022 年全球云計算市場規模 4053 億美元,同比增長 22.6%,面向服務器、云計算的企業級存儲領域具備廣闊的市場前景。根據 IDC 的數據,2021 年英特爾、三星、美光等國際存儲原廠占中國企業級 SSD 市場份額合計超過 70%,居主導地位。隨著國家對數據安全自主可控的重視程度不斷增加,存儲器作為數據存儲的直接載體,其對于數據安全可控戰略的落地及實現具有關鍵作用,也意味著國內企業級 SSD 廠商將迎來更廣闊的發展空間。圖表圖表92:2022年全球云計算市場規模達年
144、全球云計算市場規模達4053億美元億美元 圖表圖表93:2021年中國企業級固態硬盤市場份額年中國企業級固態硬盤市場份額 來源:智研咨詢,國金證券研究所 來源:江波龍公司公告,國金證券研究所 汽車智能化程度加深,為車規級存儲帶來市場機遇。根據中國汽車工業協會的數據,2022年我國新能源汽車的滲透率不斷加速,2022 年 1 月至 11 月,滲透率達到 25%,提前三年完成新能源汽車滲透率 25%的目標。在新能源汽車的帶動下,汽車智能化程度不斷提升并有效拉動了車規級存儲的市場需求,特別是智能汽車的本地存儲需求亦出現了明顯增長。依據 CFM 數據,目前汽車存儲領域的存儲應用數量前三的應用場景為車載
145、信息娛樂系統(IVI)、車聯網系統(T-BOX)和車載視頻終端(DVR),隨著汽車智能化程度的提高,特別是自動駕駛技術的普及和提升,高級駕駛輔助系統(ADAS)、汽車事件數據記錄系統(EDR)對于車規級存儲的發展將構成新的動能,總體來看車規級存儲的整體0%5%10%15%20%25%30%35%05001,0001,5002,0002,5003,0003,5004,0004,500201720182019202020212022全球云計算市場規模(億美元)YoY34.20%32.40%9.30%5.70%4.10%14.20%英特爾三星憶聯美光憶恒創源其他行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明
146、 38 市場規模將保持增長。根據Gartner數據,預計至2024年,全球ADAS領域的 NAND Flash存儲消費將達到 41.5 億 GB,2019 年-2024 年復合增速達 79.9%。智能化程度的不斷加深,也給江波龍帶來新的市場機遇。圖表圖表94:全球全球ADAS領域領域NAND Flash存儲規模變化存儲規模變化 來源:江波龍公司公告,國金證券研究所 佰維存儲:佰維存儲:嵌入式存儲為基,存儲器研發封裝一體化嵌入式存儲為基,存儲器研發封裝一體化 佰維存儲主要從事半導體存儲器的研發設計、封裝測試、生產和銷售,產品及服務包括嵌入式存儲、消費級存儲、工業級存儲及先進封測服務。1)嵌入式存
147、儲產品類型涵蓋 ePOP、eMCP、eMMC、UFS、BGA SSD、LPDDR、MCP、SPI NAND 等,廣泛應用于手機、平板、智能穿戴、無人機、智能電視、筆記本電腦、智能車載、機頂盒、智能工控、物聯網等領域,部分嵌入式存儲已達到車規標準。2)消費級存儲包括固態硬盤、內存條和移動存儲器產品,主要應用于消費電子領域。3)工業級存儲包括工規級 SSD、車載 SSD及工業級內存模組等,主要面向工業類細分市場,應用于 5G 基站、智能汽車、智慧城市、工業互聯網、高端醫療設備、智慧金融等領域。4)子公司惠州佰維專精于存儲器封測及SiP 封測,目前掌握 16 層疊 Die、3040m 超薄 Die、
148、多芯片異構集成等先進工藝量產能力。圖表圖表95:佰維存儲四大產品線佰維存儲四大產品線 來源:佰維存儲公司公告,國金證券研究所 2022 年下半年半導體行業進入“降溫”期,全球半導體存儲器市場需求出現劇烈下降,存儲器價格出現大幅下滑,特別是下半年以來存儲市場供需關系惡化,因此佰維存儲凈利潤051015202530354045201820192020E2021E2022E2023E2024E行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 39 較去年大幅下降。但佰維存儲通過積極鞏固、拓展市場份額,持續優化產品和客戶結構等途徑實現了營業收入的小幅增長。佰維存儲 2022 年實現營收 29.86 億元,同比增
149、長14.44%,實現歸母凈利潤 0.71 億元,同比下降 38.91%。其中存儲產品業務營收 28.92億元,先進封裝及測試業務營收 0.23 億元,其他業務營收 0.71 億元,占比分別為 97%、1%和 2%。從業務結構上來看,存儲產品營收占比逐年提高,其他業務和先進封裝及測試業務占比逐年下降,主要歸因于存儲產品實現放量 圖表圖表96:2018-2022年佰維存儲營收結構及增速年佰維存儲營收結構及增速 來源:Wind,國金證券研究所 4.3 主線三:存儲配套芯片及產業鏈廠商主線三:存儲配套芯片及產業鏈廠商 瀾起科技:瀾起科技:全球內存接口芯片龍頭,持續受益于全球內存接口芯片龍頭,持續受益于
150、 DDR5 滲透率提升滲透率提升 主營業務卡位內存接口芯片優質賽道,行業壁壘高毛利高。全球內存接口芯片認證、技術壁壘高,行業格局高度集中,自 DDR4 世代開始,全球內存接口芯片僅剩瀾起科技、IDT、Rambus三大玩家,同時由于市場競爭者少,內存接口芯片毛利率常年維持較高水平。2021年公司內存接口芯片營收 17.17 億元,占總營收的 67.01%,毛利率高達 66.72%。預計瀾起科技未來將憑借被納為 JEDEC DDR4 行業標準的“1+9”架構及通過英特爾權威認證等優勢,持續提升內存接口芯片市占率并穩固全球霸主地位。AI 革命及國產替代趨勢驅動津逮服務器/AI 芯片業務增量。瀾起科技
151、于 2016 年與英特爾和清華大學合作開發津逮服務器 CPU,目前產品已迭代至第三代,其集成深度學習加速技術,強化了 AI 訓練及推理能力,契合近期 AI 大爆發對 CPU 快速處理海量數據的計算需求。2021 年服務器 CPU 營收由 2020 年的 0.30 億元飛速成長到 8.45 億元。預計未來伴隨我國數據安全政策體系逐步完善,國產替代趨勢以及我國信創安全持續布局背景下,服務器 CPU 業務將持續放量并帶來瀾起科技業績增長。瀾起科技的核心技術均系自主研發結果,每年的研發支出占營收比例均在 15%以上。此外,瀾起科技覆蓋從 DDR2 到 DDR5 的完整解決方案,并獲 Intel、Sam
152、sung、SK hynix 權威認證,產品可應用于各種緩沖式內存模組,滿足高性能服務器對高速、大容量的內存系統的需求。目前,瀾起科技的 DDR4 及 DDR5 內存接口芯片已成功進入國際主流內存、服務器和云計算領域,并占據全球市場的重要份額。歷經二十余年發展,瀾起科技在行業內話語權不斷提高,公司內部分研發人員在全球微電子產業的領導標準機構 JEDEC 中擔任重要職務,并入選 JEDEC 董事會,自 DDR4 世代開始,瀾起科技便深度參與 JEDEC國際標準制定,以自身突出研發實力獲得市場高度認可。-20%-10%0%10%20%30%40%50%60%70%051015202530352018
153、2019202020212022存儲產品(億元)其他業務先進封裝及測試YoY行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 40 圖表圖表97:2016-2021年瀾起科技營收結構年瀾起科技營收結構 圖表圖表98:18-21年瀾起科技研發費用及研發人員占比年瀾起科技研發費用及研發人員占比 來源:Wind,國金證券研究所 來源:Wind,國金證券研究所 根據據市場研究機構 DRAM Exchange 消息,4 月 DRAM 平均合約價環比下跌 19.89%。大宗存儲方面,三星電子、SK 海力士和美光科技三家公司正大力推動 DDR5 內存規格普及,通過提高 DDR5 內存的產量,普及 DDR5 內存,可以
154、刺激 DDR5 DRAM 的替換需求,以此遏制半導體市場下滑的趨勢。利基存儲方面,市場龍頭南亞科 4 月營收 22.6 億新臺幣,同比減少 65.75%,南亞科技預期,第二季 DRAM 價格可能持續小幅下跌,也可能存在落底機會,但還要觀察供給與需求端未來 1-2 個月的變化;南亞科技第二季維持 20%以內減產幅度,將視客戶需求與市場變化,及庫存去化速度,動態調整位元產出。此外,日本鎧俠(Kioxia Holdings Corp)和美國存儲芯片制造商西部數據(Western Digital Corp)正在加快合并談判并敲定交易結構,也將加速行業整合。1)價格端:此前,我們 23 年 3 月 5
155、日發的半導體行業深度系列一:2023 年存儲板塊有望迎來拐點報告中,提到存儲器價格已跌破歷史最低位置,當前 DRAM 價格距離最高低已下跌超 60%,部分料號現價與合約價已經倒掛,雖然存儲價格還在下降,但我們認為繼續下跌空間不大。2)供給端:TrendForce 此前預計,由于部分供應商如美光、SK 海力士已經啟動 DRAM減產,三星于 5 月初也宣布要減產。相較 23Q1DRAM 均價跌幅近 20%,預估 Q2 跌幅會收斂至 1318%,NAND Flash 跌幅預計為 813%。3)庫存端:原廠庫存持續上升,模組廠庫存已現拐點,美光表示在排除庫存減值的影響后認為庫存未清償天數(DIO)已在
156、第二財季達到峰值,而我們觀察如海盜船、江波龍等這些存儲模組廠商庫存月數自 2022Q3 開始連續兩個季度下降,主動去庫存效果明顯。同時,我們觀察在 23Q1 部分模組廠以及現貨商已有補庫或囤貨動作出現,表明中間環節廠商已看空價格繼續下跌預期,價格止跌有望加速。4)需求端:在 DRAM 方面,服務器新 CPU 的推出和 AI 需求增加,將提升 DDR5、HBM等高性能 DRAM、采用 176 層 NAND 的 SSD、uMCP 產品及高密度模組的需求,以及移動高端產品(如新外形智能手機)對 LPDDR5x 的需求。我們維持本輪存儲周期在今年二三季度迎來止跌預期。建議重點關注江波龍、深科技、兆易創
157、新、普冉股份、東芯股份、北京君正、瀾起科技、聚辰股份等相關標的。051015202530201620172018201920202021內存接口芯片津逮服務器芯片消費電子芯片其他業務60%62%64%66%68%70%72%2.02.22.42.62.83.03.22018201920202021研發費用(億元)研發人員數量占公司總人數的比例(右軸)行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 41 海外市場陷入經濟衰退預期,影響 2023 年對存儲產品的需求。俄烏戰爭以及美國加息將加劇海外市場需求承壓,如果海外需求持續低迷,將拖累存儲產品需求改善的進度。存儲產品庫存持續增長的風險。當前我們看到渠道
158、模組端廠商庫存有所改善,但如果需求持續低迷也存在庫存拐頭向上的情況,這將進一步拖緩存儲原廠庫存頂點的到來。存儲價格持續下跌的風險。到目前為止,存儲的價格還在繼續下跌,雖然我們預計后續下降趨勢有望放緩,但也不排除持續下跌的情況。美國加大對中國半導體相關領域制裁力度的風險。到目前為止,拜登政府對中國科技行業的技術競爭及封鎖似乎沒有明顯改善,若是中美關系持續惡化,可能會影響 2023 年全球半導體的需求,或將更多國內存儲器公司放入實體清單。行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 42 行業投資評級的說明:行業投資評級的說明:買入:預期未來 36 個月內該行業上漲幅度超過大盤在 15%以上;增持:預期
159、未來 36 個月內該行業上漲幅度超過大盤在 5%15%;中性:預期未來 36 個月內該行業變動幅度相對大盤在-5%5%;減持:預期未來 36 個月內該行業下跌幅度超過大盤在 5%以上。行業深度研究 敬請參閱最后一頁特別聲明 43 特別聲明:特別聲明:國金證券股份有限公司經中國證券監督管理委員會批準,已具備證券投資咨詢業務資格。本報告版權歸“國金證券股份有限公司”(以下簡稱“國金證券”)所有,未經事先書面授權,任何機構和個人均不得以任何方式對本報告的任何部分制作任何形式的復制、轉發、轉載、引用、修改、仿制、刊發,或以任何侵犯本公司版權的其他方式使用。經過書面授權的引用、刊發,需注明出處為“國金證
160、券股份有限公司”,且不得對本報告進行任何有悖原意的刪節和修改。本報告的產生基于國金證券及其研究人員認為可信的公開資料或實地調研資料,但國金證券及其研究人員對這些信息的準確性和完整性不作任何保證。本報告反映撰寫研究人員的不同設想、見解及分析方法,故本報告所載觀點可能與其他類似研究報告的觀點及市場實際情況不一致,國金證券不對使用本報告所包含的材料產生的任何直接或間接損失或與此有關的其他任何損失承擔任何責任。且本報告中的資料、意見、預測均反映報告初次公開發布時的判斷,在不作事先通知的情況下,可能會隨時調整,亦可因使用不同假設和標準、采用不同觀點和分析方法而與國金證券其它業務部門、單位或附屬機構在制作
161、類似的其他材料時所給出的意見不同或者相反。本報告僅為參考之用,在任何地區均不應被視為買賣任何證券、金融工具的要約或要約邀請。本報告提及的任何證券或金融工具均可能含有重大的風險,可能不易變賣以及不適合所有投資者。本報告所提及的證券或金融工具的價格、價值及收益可能會受匯率影響而波動。過往的業績并不能代表未來的表現??蛻魬斂紤]到國金證券存在可能影響本報告客觀性的利益沖突,而不應視本報告為作出投資決策的唯一因素。證券研究報告是用于服務具備專業知識的投資者和投資顧問的專業產品,使用時必須經專業人士進行解讀。國金證券建議獲取報告人員應考慮本報告的任何意見或建議是否符合其特定狀況,以及(若有必要)咨詢獨立
162、投資顧問。報告本身、報告中的信息或所表達意見也不構成投資、法律、會計或稅務的最終操作建議,國金證券不就報告中的內容對最終操作建議做出任何擔保,在任何時候均不構成對任何人的個人推薦。在法律允許的情況下,國金證券的關聯機構可能會持有報告中涉及的公司所發行的證券并進行交易,并可能為這些公司正在提供或爭取提供多種金融服務。本報告并非意圖發送、發布給在當地法律或監管規則下不允許向其發送、發布該研究報告的人員。國金證券并不因收件人收到本報告而視其為國金證券的客戶。本報告對于收件人而言屬高度機密,只有符合條件的收件人才能使用。根據證券期貨投資者適當性管理辦法,本報告僅供國金證券股份有限公司客戶中風險評級高于
163、 C3 級(含 C3 級)的投資者使用;本報告所包含的觀點及建議并未考慮個別客戶的特殊狀況、目標或需要,不應被視為對特定客戶關于特定證券或金融工具的建議或策略。對于本報告中提及的任何證券或金融工具,本報告的收件人須保持自身的獨立判斷。使用國金證券研究報告進行投資,遭受任何損失,國金證券不承擔相關法律責任。若國金證券以外的任何機構或個人發送本報告,則由該機構或個人為此發送行為承擔全部責任。本報告不構成國金證券向發送本報告機構或個人的收件人提供投資建議,國金證券不為此承擔任何責任。此報告僅限于中國境內使用。國金證券版權所有,保留一切權利。上海上海 北京北京 深圳深圳 電話:021-60753903 傳真:021-61038200 郵箱: 郵編:201204 地址:上海浦東新區芳甸路 1088 號 紫竹國際大廈 7 樓 電話:010-85950438 郵箱: 郵編:100005 地址:北京市東城區建內大街 26 號 新聞大廈 8 層南側 電話:0755-83831378 傳真:0755-83830558 郵箱: 郵編:518000 地址:中國深圳市福田區中心四路 1-1 號 嘉里建設廣場 T3-2402