【研報】電子行業存儲專題：國產化需求凸顯產業迎機遇-20200709[36頁].pdf

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1、 電子電子 | 證券研究報告證券研究報告 行業深度行業深度 2020 年年 7 月月 9 日日 強于大市強于大市 公司名稱公司名稱 股票代碼股票代碼 股價股價 (人民幣人民幣) 評級評級 603986.SH 兆易創新 234.41 增持 688123.SH 聚辰股份 77.95 未有評級 300223.SZ 北京君正 102.64 未有評級 資料來源：萬得，中銀證券 以2020年7月3日當地貨幣收市價為標準 相關研究報告相關研究報告 行業周點評行業周點評20200621 半導體行業周報半導體行業周報20200525 半導體系列專題半導體系列專題20200327 中銀國際證券股份有限公司中銀國際

2、證券股份有限公司 具備證券投資咨詢業務資格具備證券投資咨詢業務資格 電子電子 證券分析師：證券分析師：趙琦趙琦 (8621)20328313 證券投資咨詢業務證書編號：S1300518080001 證券分析師：證券分析師：王達婷王達婷 (8621)20328284 證券投資咨詢業務證書編號：S1300519060001 存儲專題存儲專題 國產化需求凸顯，產業迎機遇 Table_Summary 存儲存儲市場規模約占整體半導體市場規模的三分之一，為半導體最大的細分市市場規模約占整體半導體市場規模的三分之一，為半導體最大的細分市 場，本專題主要分析了場，本專題主要分析了 DRAM、NAND 和和 N

3、or 等幾類存儲產品的市場和產等幾類存儲產品的市場和產 業發展情況。業發展情況。 支撐評級的要點支撐評級的要點 全球半導體市場規模在 2017年突破 4000億美元，而存儲為半導體最大的 細分市場之一，約占整體半導體市場規模的三分之一。從存儲類型看， 存儲器主要分為隨機訪問存儲器（RAM）和只讀存儲器（ROM）。RAM 包括 DRAM 、 SRAM等 ； ROM在斷電后仍可保持數據的有效性 ， 包括 PROM、 EPROM、EEPROM、Flash 等。從市場規?？?，DRAM 和 Nand Flash 為目前 市場規模最大的兩類存儲器。 存儲產業存在一定周期性，但存儲位元需求持續增長。存儲產品

4、由于高 度標準化，資產投入較大，伴隨著技術的升級、需求和供給的擴張，產 業存在一定的周期性。 最近一輪存儲價格上漲始于 2016年下半年， 至 2018 年上半年，由于需求疲軟，技術升級、產能擴充帶來供給增加，存儲產 品價格進入下行通道， 一直延續到 2019年底。 但是從存儲位元的需求看， 由于智能手機、服務器等單機存儲配置的持續提升，乃至數據存儲需求 的增加，存儲位元的需求將持續增長。 自主可控需求凸顯，國內存儲產業迎發展良機。存儲產業市場集中度較 高，其中，DRAM市場以三星、海力士和美光為主導，NAND市場以三星、 Kioxia、WDC以及美光等為主，Nor的市場集中度低于 NAND和

5、 DRAM。國 內存儲產業的規?；季质加?2016年，以長江存儲、合肥長鑫和福建晉 華三大存儲項目為主， 到 2020年已取得明顯進展。 長江存儲 128層 QLC 3D 閃存（X2-6070）研制成功，并且二期項目也于近期啟動；合肥長鑫的第 一個消費級DRAM芯片產品光威弈系列Pro DRAM內存近期已在京東上架。 在半導體國產化需求的倒逼下，國內存儲產業將迎來發展機遇。 重點推薦重點推薦 從需求端看，存儲器在整個半導體市場規模中的占比超過三分之一，智 能手機等消費級產品的存儲容量配置持續提升，數據中心對存儲耗用量 也在持續提升，整體存儲位元的需求持續增長。從供給端看，存儲產業 市場格局高

6、度集中，主流存儲器 DRAM、NAND 市場份額均高度集中于三 星、海力士、美光、東芝等海外廠商，國內存儲產業尚處于起步階段， 但在半導體國產化的大趨勢下，國內存儲產業有望迎來新的發展機遇。 標的建議關注：兆易創新、聚辰股份、北京君正。 評級面臨的主要風險評級面臨的主要風險 供需改善不及預期；疫情對智能手機等消費電子需求影響超出預期；半 導體行業整體估值過高風險。 存儲專題 2 目錄目錄 1 存儲器市場基本介紹存儲器市場基本介紹 . 5 2 DRAM 存儲器存儲器 . 8 3 FLASH存儲器存儲器 . 14 4 全球主要存儲廠商全球主要存儲廠商 . 23 5 投資建議投資建議 . 32 6

7、風險提示風險提示 . 33 nMoRoQuMpPqPpPsNqOrPsRbRaObRpNrRnPmMeRrRsNeRmNpP9PoOvMMYqRuMuOmOoM 存儲專題 3 圖表圖表目錄目錄 圖表圖表 1. 全球半導體市場規模（億美元）全球半導體市場規模（億美元） . 5 圖表圖表 2. 半導體市場結構半導體市場結構 . 5 圖表圖表 3. 存儲器分類存儲器分類 . 5 圖表圖表 4. 存儲產業經歷的存儲產業經歷的 4輪周期輪周期 . 6 圖表圖表 5. 2017年半導體細分行業資本開支年半導體細分行業資本開支 . 7 圖表圖表 6. 全球半導體行業庫存水位全球半導體行業庫存水位 . 7 圖

8、表圖表 7. DRAM價格走勢價格走勢 . 7 圖表圖表 8. NAND Flash價格走勢價格走勢 . 7 圖表圖表 9. DDR DRAM技術演進技術演進 . 8 圖表圖表 10. LPDDR DRAM與處理器緊密封裝在一起與處理器緊密封裝在一起 . 9 圖表圖表 11. DRAM細分市場結構細分市場結構 . 9 圖表圖表 12. 全球服務器出貨量全球服務器出貨量 . 10 圖表圖表 13. 中國服務器市場規模中國服務器市場規模 . 10 圖表圖表 14. 智能手機智能手機 DRAM容量容量 . 11 圖表圖表 15. 全球智能手機出貨量全球智能手機出貨量 . 11 圖表圖表 16. 顯存

9、容量和售價正相關顯存容量和售價正相關 . 11 圖表圖表 17. 英偉達英偉達 GTX系列系列 GPU顯存配置顯存配置 . 11 圖表圖表 18. DRAM市場需求市場需求 . 12 圖表圖表 19. DRAM產能（產能（K WPM） . 12 圖表圖表 20. 各大廠商各大廠商 DRAM制程制程 . 13 圖表圖表 21. DRAM市場格局市場格局 . 13 圖表圖表 22. DRAM行業集中度不斷提升行業集中度不斷提升 . 13 圖表圖表 23. NOR Flash與與 NAND Flash 結構區別結構區別 . 14 圖表圖表 24. NOR Flash與與 NAND Flash 性能比

10、較性能比較 . 15 圖表圖表 25. NAND Flash技術指標比較技術指標比較 . 15 圖表圖表 26. 3D NAND 提高存儲器比特密度提高存儲器比特密度 . 16 圖表圖表 27. 3D NAND Flash 降低生產成本降低生產成本 . 16 圖表圖表 28. NAND Flash下游市場下游市場 . 16 圖表圖表 29. 中國企業級中國企業級 SSD市場需求市場需求 . 17 圖表圖表 30. 中國消費級中國消費級 SSD市場份額市場份額 . 17 圖表圖表 31. 全球主要廠商全球主要廠商 NAND Flash產能產能 . 18 圖表圖表 32. NAND Flash主流

11、廠商制程主流廠商制程 . 18 圖表圖表 33. NAND 市場格局市場格局 . 19 存儲專題 4 圖表圖表 34. 國產廠商有望實現突破國產廠商有望實現突破 . 19 圖表圖表 35. 各品牌各品牌 AMOLED出貨量占比出貨量占比 . 20 圖表圖表 36. TWS 耳機帶來耳機帶來 NOR Flash市場增量市場增量 . 20 圖表圖表 37. 汽車汽車 ADAS中需要中需要 NOR Flash . 21 圖表圖表 38. 基站中的基站中的 NOR Flash . 21 圖表圖表 39. 功能機出貨量企穩功能機出貨量企穩 . 22 圖表圖表 40. NOR Flash出貨量有望迎來氣溫

12、回升出貨量有望迎來氣溫回升 . 22 圖表圖表 41. NOR Flash市場格局市場格局 . 22 圖表圖表 42. 三星三星 DRAM發展歷程發展歷程 . 23 圖表圖表 43. 三星三星 NAND Flash發展歷程發展歷程 . 24 圖表圖表 44. 三星電子營收增速轉負為正三星電子營收增速轉負為正 . 24 圖表圖表 45. 三星電子庫存明顯回落三星電子庫存明顯回落 . 24 圖表圖表 46. 三星電子營業利潤及同比增速三星電子營業利潤及同比增速 . 25 圖表圖表 47. 三星電子毛利率三星電子毛利率 . 25 圖表圖表 48. SK 海力士、三星加速海力士、三星加速 HBM DR

13、AM開發開發 . 25 圖表圖表 49. SK 海力士海力士 NAND Flash發展及規劃發展及規劃 . 26 圖表圖表 50. SK 海力士營收海力士營收 . 26 圖表圖表 51. SK 海力士庫存明顯回落海力士庫存明顯回落 . 26 圖表圖表 52. SK 海力士毛利潤海力士毛利潤 . 27 圖表圖表 53. SK 海力士毛利率海力士毛利率 . 27 圖表圖表 54. 美光下一代美光下一代 DRAM制程更加接近制程更加接近 10納米納米 . 27 圖表圖表 55. 美光與英特爾聯合研發美光與英特爾聯合研發 3D Xpoint技術技術 . 28 圖表圖表 56. 美光營業收入（百萬美元）

14、美光營業收入（百萬美元） . 28 圖表圖表 57. 庫存水平庫存水平 . 28 圖表圖表 58. 美光美光 DRAM位元出貨量及位元出貨量及 ASP環比增速環比增速 . 29 圖表圖表 59. 美光美光 NAND Flash位元出貨量及位元出貨量及 ASP環比增速環比增速 . 29 圖表圖表 60. 美光季度毛利潤（百萬美元）美光季度毛利潤（百萬美元） . 29 圖表圖表 61. 美光毛利率美光毛利率 . 29 圖表圖表 62. 長江存儲長江存儲 128層層 QLC NAND Flash . 30 圖表圖表 63. 長江存儲長江存儲 Xtacking技術技術 . 30 圖表圖表 64. 合合

15、肥長鑫肥長鑫 LPDDR4和和 DDR4 DRAM . 31 圖表圖表 65. 合肥長鑫發展規劃合肥長鑫發展規劃 . 31 附錄圖表附錄圖表 66. 報告中提及上市公司估值表報告中提及上市公司估值表 . 34 存儲專題 5 1 存儲器存儲器市場基本介紹市場基本介紹 1 存儲器占半導體市場規模的三分之一存儲器占半導體市場規模的三分之一 全球半導體市場跟隨全球宏觀經濟呈現一定的波動性，2016下半年至 2018年初處于上行周期，2018 下半年至 2019 年行業處于下行周期，但是長期看，全球半導體市場需求呈現增長趨勢，并于 2017 年突破 4000億美元。在整個半導體的市場中，存儲占據約三分之

16、一的市場規模，是半導體最大的細 分市場之一。 圖表圖表 1. 全球半導體市場規模（億美元）全球半導體市場規模（億美元） 圖表 圖表 2. 半導體市場半導體市場結構結構 資料來源：WSTS，中銀證券 資料來源：WSTS，中銀證券 DRAM和和 Flash 運用最為廣泛的存儲器產品。運用最為廣泛的存儲器產品。根據工作方原理的不同，存儲器主要分為隨機訪問存儲 器（RAM）和只讀存儲器（ROM）。RAM包括 DRAM、SRAM等，DRAM由于讀寫速度快兼具成本優勢， 是目前計算機結構中內存儲器的主流產品。ROM可在斷電之后依然保持數據的有效性，包括 PROM、 EPROM、EEPROM 等。Flash

17、 是一種非易失性存儲器，具有斷電不丟失數據同時可以快速讀取數據的 特點。NAND Flash可以實現大容量存儲，是目前外存儲器的主流產品。 圖表圖表 3. 存儲器分類存儲器分類 資料來源：ittbank，中銀證券 存儲專題 6 2 存儲存儲行業具有一定的行業具有一定的周期周期性性 21 世紀以來世紀以來，存儲器存儲器產業產業經歷四輪經歷四輪行業行業周期。周期。存儲產品高度標準化，用戶粘性較弱，各大廠商主要 依靠價格競爭占領市場。存儲器電路設計差異較小，設計成本較低但制造成本較高，是典型的規模 經濟，大規模生產能夠有效降低生產成本。目前，主要存儲廠商的商業模式均為 IDM，屬于典型的 重資產行業

18、。因此與其他半導體行業相比，存儲行業的周期性更強。從 2003年至今，存儲器行業出 現 4輪明顯的快速增長時期：2002-2007年的互聯網和功能機的普及、2009年-2010年海外智能手機的 普及、2013年-2014年國內智能手機的普及、2016年-2018年服務器市場帶動。 2002年-2007年：互聯網快速普及，個人電腦走進千家萬戶，全球 2G網絡接近完善，3G移動通 信網絡開啟，諾基亞等功能機快速發展。個人電腦及功能機等對存儲需求，帶動全球存儲市場 迎來 21世紀第一輪浪潮。 2009年-2010年： 2008蘋果推出 iPhone 3GS 手機，開啟了全球移動互聯網時代，智能手機快

19、速普 及，智能手機對存儲器需求帶動全球存儲市場快速發展。另一方面，2008 年存儲市場低迷導致 2008 年、2009 年存儲廠商投資意愿不強，產能擴張不及時，供需錯位導致存儲市場量價齊升。 根據 WSTS數據，2009年全球存儲銷售額達到 696.14億美元，占全球半導體銷售額的 23.3%。 2013年-2014年：我國 3G網絡快速普及，智能手機快速滲透；主要發達國家 4G建設基本完善， 海外市場智能手機迎來新一輪換機潮。國內外需求共振，全球智能手機出貨量迎來新一輪出貨 高峰，存儲器是智能手機快速普及最受益的核心零部件。根據 WSTS 數據，2014 年全球存儲器 銷售額達到 792.3

20、2億美元，同比增長 18%。 2016年-2018年：人工智能快速發展，數據爆發催生計算需求，礦機市場需求爆發，互聯網廠商 加大資本開支，多方面因素驅動服務器出貨量快速增長。根據 IDC 統計，2017 年第三季度全球 服務器出貨量為 313.8萬臺，同比增長 18%。服務器市場需求向好帶動存儲器廠商營收增長，根 據 WSTS數據，2017年、2018年全球存儲器市場規模達到 1229億美元、1580億美元，同比增速 分別達到 60.1%、27.4%。 圖表圖表 4. 存儲存儲產業經歷的產業經歷的 4輪輪周期周期 資料來源：WSTS，中銀證券 2016 年下半年開始的景氣上行推動新一輪供給擴張

21、。年下半年開始的景氣上行推動新一輪供給擴張。2016 年下半年開始，存儲器需求旺盛，各大廠 商供不應求， 導致全年存儲器價格上漲。 根據 DRAMexchange數據， 2017年第四季度 1600MHz 4GB DDR3 DRAM價格達到 4.123美元，64GB MLC NAND Flash價格達到 4.764美元。存儲市場供給緊俏，價格抬升 主要廠商盈利向好，龍頭廠商紛紛增加資本開支擴充產能。根據 IC insight 統計，2017 年全球主要廠 商 DRAM capex達到 140億美元，同比增長 30%，NAND Flash、DRAM、SRAM之本開支占據全年半導體 資本開支的 4

22、0%。 存儲專題 7 圖表圖表 5. 2017年半導體細分行業資本開支年半導體細分行業資本開支 圖表 圖表 6. 全球半導體行業庫存水位全球半導體行業庫存水位 資料來源：IC insight，中銀證券 資料來源：Gartner，中銀證券 龍頭廠商過度投資龍頭廠商過度投資疊加疊加終端需求乏力，存儲價格持續下滑。終端需求乏力，存儲價格持續下滑。2018年，三星、SK海力士、美光等存儲 器廠商新增產線紛紛投產，市場供給明顯增長。在需求端，2018 年下半年，智能手機創新乏力，換 機周期延長導致智能手機需求疲弱，存儲器需求不及預期。供給持續放量、需求不及預期導致存儲 器庫存持續提升，拖累全球半導體行業

23、。伴隨著三星、SK海力士、美光等存儲器龍頭廠商擴充產能 投產，以及終端需求乏力，存儲價格持續下滑。根據 Garner數據，從 2018年第一季度開始，全球半 導體庫存水位處于較高水平。 截至 2019年第二季度， 1600MHz 4GB DDR3 DRAM價格達到本輪低點 1.42 美元，較最高點降幅超 65.5%；64GB MLC NAND Flash價格回落到 2.35美元，較最高點回落 50.6%。 圖表圖表 7. DRAM價格走勢價格走勢 圖表 圖表 8. NAND Flash價格走勢價格走勢 資料來源：DRAMExchange，中銀證券 資料來源：DRAMExchange，中銀證券

24、存儲專題 8 2 DRAM 存儲器存儲器 1 三種主流技術：三種主流技術：DDR、LPDDR、GDDR 高讀寫速度高讀寫速度、低功耗低功耗是是 DDR DRAM 不斷演進方向。不斷演進方向。當前市場主流的 DRAM 產品標準為雙倍速率產品 （DDR）。早期 SDR DRAM 只能在 IO 時鐘的上升沿或者下降沿讀取數據，讀取 DRAM 數據的頻率和 IO時鐘一樣，存儲器數據訪問速度受到較大的限制。DDR DRAM可以在 IO時鐘上升沿和下降沿讀取 數據，實現雙倍速速的 DRAM數據讀取。相比于 SDR DRAM，DDR DRAM需要在 DRAM bank 和數據輸 出電路之間設立一個大小為 2

25、n的預取緩沖器。 DDR2 DRAM則是將預取緩沖區增加到 4n， 同時使得 IO 時鐘加倍，提高 DRAM數據讀取速度。DDR3 DRAM采用同樣的思路，將預期緩沖器提高到 8n，IO時 鐘再次加倍，IO時鐘變為 DRAM內部時鐘的 4倍。DDR4 DRAM則采用多組 bank技術，每一個 bank都 有自己的 8n 的預取緩沖器，通過一個多了服用從正確的組中選擇輸出，IO 速度可以再次加倍 DDR4 DRAM的 IO時鐘可以達到內部時鐘的 8倍。DDR5 DRAM 則是采用 LPDDR4的通道拆分技術，將 64位 總線拆分成 2 個獨立的 32 位通道，這樣使得預取緩沖器可以達到 16n，

26、預取緩沖器的增加使得我們 可以再次提高 IO的時鐘頻率?？傮w而言，從 DDR DRAM到 DDR5 DRAM的發展過程中，預期緩沖區從 2n增加到 16n，IO時鐘頻率增長超過 16倍，最大數據傳輸速度從 1.6GB/s增長到 34.1GB/s；在功耗方 面，DDR DRAM供電電壓為 2.5V，而 DDR5 DRAM降低到 1.1V，能夠實現更低的能耗。 圖表圖表 9. DDR DRAM 技術演進技術演進 DDR DDR2 DDR3 DDR4 DDR5 Vdd 2.5V 1.8V 1.5V(1.35 DDR3L) 1.2 1.1V Vpp Internal Internal Internal

27、 2.5V Internal clock(MHz) 100-200 100-266 133-300 133-300 133-200 IO clock(MHz) 100-200 200-533 533-1200 1066-2400 2133-3200 Prefet buffer size 2n 4n 8n 8n 16n Max transfe rate(MT/s) 200-400 400-1066 1066-2400 2133-4800 4266-6400 Max data rate per DIMM(GB/s) 1.6-3.2 3.2-8.5 6.4-19.2 19.2-38.4 34.1-5

28、1.2 Number of banks 4 8 8 16 in 4 groups 32 in x groups Chip density 256Mb-1Gb 512Mb-4Gb 1Gb-8Gb 4Gb-32Gb 16Gb-32Gb Typical module density 1GB 4GB 8GB 16Gb 32GB DIMM pins 184 240 240 288 288 CMD/address bus 24bits SDR without ODT 2*7bit DDR with ODT Chanel width 64 64 64 64 2*32 資料來源：DDR技術演進，DDR發展史，

29、中銀證券 LPDDR DRAM主要運用智能手機等移動終端市場。主要運用智能手機等移動終端市場。LPDDR為低功耗雙倍數據速率，目的是降低 DRAM 芯片的功耗，改善智能手機等移動設備的功耗水平。與 DDR DRAM的不同，LPDDR DRAM與處理器連 接更加緊密，縮短與處理器之間的導線距離，降低導線電阻，實現能耗的降低。存儲器直接處理器 上方以 package-on-package的形式越來越常見。 小米 10首次采用 12GB LPDDR5內存芯片， 將三星 12GB LPDDR5產品 K3LK4K40BM-BGCN和 Qualcomm Snapdragon 865（SM8250）以 package on package形式封裝 在一起。 存儲專題 9 圖表圖表 10. LPDDR DRAM 與處理器緊密封裝在一起與處理器緊密封裝在一起 資料來源：TechInsight，中銀證券 LPDDR DRAM和 DDR DRAM的另一個區別主要體現在通道寬度上， LPDDR DR