电子行业：“AI革命”存储篇，算力拉动，拐点提前-20230411-国盛证券-55页_2mb

电子行业总结：AI革命推动存储行业变革

核心内容概述

本文主要分析了人工智能（AI）革命对存储行业的影响，重点围绕DRAM和NAND Flash两大存储器产品，探讨了AI对存储硬件需求的拉动效应以及行业周期性变化。同时，文章也提到了国内存储产业链的布局机遇，以及相关公司的市场表现和未来前景。

主要观点与关键信息

1. AI带动存力芯片用量快速提升

• AI对算力与存力需求的推动：AI技术，尤其是ChatGPT等大模型的广泛应用，显著提升了算力和存力需求。训练GPT-3的算力需求在8张V100显卡下需要36年，而在1024张A100显卡下仅需1个月。
• AI服务器需求增长：AI服务器在服务器市场中占比低，但增长空间巨大。2022年全球AI服务器（推理）出货量占整体服务器比重约1%，预计2023年出货量增速达8%，2022~2026年CAGR为10.8%。
• 存储需求激增：AI服务器中DRAM用量是普通服务器的8倍，NAND用量是普通服务器的3倍，对大容量存储器需求持续上升。
• 技术趋势：HBM（高带宽内存）技术快速普及，成为AI服务器的重要组成部分，带来存储芯片的量价齐升趋势。

2. 存储行业面临周期性调整，价格底部即将来临

• DRAM市场波动剧烈：过去30年DRAM市场经历了多次增长和衰退周期，2021年市场增长42%，但2022年增速降至18%，进入下行阶段。
• 库存高企：美光2023年Q2库存达81.29亿美元，同比下降2.75%，显示库存逐步改善的趋势。
• 价格持续下跌：2022年Q4，DRAM价格普遍下跌，三星、海力士、美光等主要厂商的DRAM ASP（平均销售价格）均出现超30%的跌幅。
• 减产与成本控制：美光、三星、海力士等海外龙头已启动减产计划，以应对市场需求疲软和库存压力。

3. NAND Flash市场有望快速修复

• 市场规模持续增长：预计2025年全球NAND Flash市场规模将达931.9亿美元，2021-2025年CAGR为7.4%。
• 市场格局集中：NAND Flash市场CR6（前六厂商）占据约99%的市场份额，三星仍为最大厂商。
• 技术演进：3D NAND技术逐步取代2D NAND，解决容量与性能的矛盾，实现存储密度、速度、能效和可靠性的全面提升。
• 供需关系改善：随着AI和数据中心需求增长，NAND Flash市场将逐步恢复，价格跌幅趋缓。

存储创新技术适配AI发展

• HBM技术：HBM3已实现5.2Gbps和8.4Gbps的数据传输速率，未来有望成为AI服务器的主要存储解决方案。
• 存算一体：包括近存计算（PNM）、存内处理（PIM）和存内计算（CIM），技术逐步成熟，未来将有效提升数据处理效率。
• 3D NAND：突破存储容量限制，成为主流方向，推动存储行业技术革新。

国内存储产业链布局机遇

• 国产化替代加速：随着海外龙头减产和国内AI服务器需求增长，国内存储产业链迎来布局时刻，有望实现产品结构快速升级。
• 重点公司表现：
  • 兆易创新：业绩高速增长，平台化公司打造能力突出。
  • 北京君正：通过收购进入存储芯片市场，业绩与利润率有所修复。
  • 雅克科技：受益于高性能存储需求，技术优势显著。
  • 东芯股份：国内SLC NAND龙头，短期业绩有望快速修复。
  • 深科技：存储芯片封测领先者，定增加码产能。
  • 普冉股份：存储行业新星，发力工业控制和车载领域。
  • 佰维存储：存储芯片小巨人，短期业绩承压。
  • 香农芯创：受益于AI服务器需求增长，内存有望提升。

风险提示

• 下游需求不及预期：AI应用落地速度或影响存储需求增长。
• 新品迭代不及预期：技术进步速度若低于预期，可能延缓行业复苏。

行业走势

• 周期底部显现：DRAM和NAND Flash市场正经历周期底部，价格有望逐步企稳。
• 行业复苏预期：随着AI服务器需求增长和库存改善，存储行业有望触底回升。
• 国产替代空间大：国内存储产业链逐步完善，有望减少对海外龙头的依赖。

行业展望

• 技术驱动：HBM、存算一体、3D NAND等技术将推动存储行业快速发展。
• 市场增长：全球服务器市场持续增长，AI服务器带动存储需求扩张。
• 国产化趋势：国内存储企业加速布局，有望在未来市场中占据更大份额。

相关研究与图表目录

• 相关研究：

  1. 《电子：三星存储芯片或将减产，LLM开启算力新时代》
  2. 《电子：“AI革命”算力篇》
  3. 《电子：先进封装引领“后摩尔时代”，国产供应链新机遇》

• 图表目录：

  • 图表1：ChatGPT模型训练之路
  • 图表2：ChatGPT所需数据量
  • 图表3：3072张80GBA100训练GPT，最大规模模型参数量是GPT-3原版规模的5倍
  • 图表4：GPT-3 VS GPT-4
  • 图表5：3D堆叠封装显著降低成本
  • 图表6：先进封装提升性能及效率
  • 图表7：全球服务器出货量及增速
  • 图表8：全球服务器市场规模预测
  • 图表9：AI服务器（推理）出货量预测及复合增速
  • 图表10：2022年采购AI服务器占比
  • 图表11：英伟达DGXA100产品
  • 图表12：英伟达DGXH100产品
  • 图表13：H100/A100/V100产品算力对比
  • 图表14：DGX H100 vs DGX A100平台升级
  • 图表15：华为Atlas 800型号9010训练服务器
  • 图表16：美光分业务营收
  • 图表17：美光FQ3-23业绩指引
  • 图表18：三星电子2022年及2022年Q4业绩
  • 图表19：海力士FY2022业绩
  • 图表20：海力士分产品业绩说明
  • 图表21：全球存储器细分市场结构占比
  • 图表22：DRAM市场波动剧烈
  • 图表23：DRAM全球市场规模
  • 图表24：2021年全球DRAM下游应用分布
  • 图表25：2019年全球DRAM区域分布占比情况
  • 图表26：2021年DRAM市场格局
  • 图表27：各代DRAM产品情况
  • 图表28：全球DRAM市场结构拆分
  • 图表29：DRAM的分支与演进
  • 图表30：供需位元状况及预测
  • 图表31：DRAM市场营收半年度情况
  • 图表32：DRAM全球市场规模季度变化
  • 图表33：2022年Q4各原厂DRAM营收排名
  • 图表34：美光各季度库存
  • 图表35：DRAM产品价格变动预测
  • 图表36：DRAM主流合约平均价
  • 图表37：DRAM主流现货平均价
  • 图表38：利基合约平均价
  • 图表39：利基现货平均价
  • 图表40：Flash储存位元结构
  • 图表41：NAND Flash基本构成
  • 图表42：嵌入式存储性能情况
  • 图表43：NAND Flash出货形态应用情况
  • 图表44：2020-2023年全球NAND Flash下游市场格局
  • 图表45：2016-2025年全球NAND Flash市场规模预测
  • 图表46：2D对比3D NAND
  • 图表47：NAND Flash行业格局
  • 图表48：等效12英寸NAND Flash产能情况
  • 图表49：厂商3D NAND技术发展
  • 图表50：全球智能手机季度出货量
  • 图表51：智能手机NAND闪存平均容量
  • 图表52：全球PC季度出货量
  • 图表53：全球平板电脑年度出货量
  • 图表54：SSD在电脑市场搭载率
  • 图表55：SSD近三年在台式机及笔电搭载率
  • 图表56：全球数据储存量情况及增速
  • 图表57：云数据及企业级数据储存需求
  • 图表58：2022年全球新能源汽车销量
  • 图表59：中国新能源汽车月销量
  • 图表60：MLC NAND Flash芯片现货平均价
  • 图表61：MLC NAND Flash芯片合约价平均价
  • 图表62：各代HBM产品的传输路径配置
  • 图表63：HBM内存堆叠示意图
  • 图表64：HBM2与其他几种内存方案的参数对比
  • 图表65：HBM性能演进
  • 图表66：三星DRAM Roadmap
  • 图表67：HBM技术性能发展
  • 图表68：算力发展速度远超存储
  • 图表69：存算一体发展简史
  • 图表70：存内计算架构在传输带宽上优于传统计算架构
  • 图表71：存算一体技术的分类
  • 图表72：国内存算一体芯片市场规模估算
  • 图表73：国内存算一体芯片公司布局（按应用场景大小排序）
  • 图表74：2D对比3D NAND
  • 图表75：厂商3D NAND技术发展
  • 图表76：SK海力士第8代3D NAND闪存技术
  • 图表77：三星3D V-NAND
  • 图表78：兆易创新营收及增速
  • 图表79：兆易创新归母净利润及增速
  • 图表80：研发支出及同比
  • 图表81：销售利润率
  • 图表82：北京君正营收及增速
  • 图表83：北京君正营收及增速
  • 图表84：北京君正研发支出及同比增速
  • 图表85：北京君正利润率水平
  • 图表86：雅克科技营收及增速
  • 图表87：雅克科技归母净利润及增速
  • 图表88：雅克科技研发支出及同比增速
  • 图表89：雅克科技销售利润率
  • 图表90：东芯股份营收及增速
  • 图表91：东芯股份归母净利润及增速
  • 图表92：东芯股份研发支出及同比增速
  • 图表93：东芯股份销售利润率
  • 图表94：深科技营收及增速
  • 图表95：深科技归母净利润及增速
  • 图表96：深科技研发支出及同比增速
  • 图表97：深科技销售利润率
  • 图表98：普冉股份营收及增速
  • 图表99：普冉股份归母净利润及增速
  • 图表100：普冉股份研发支出及同比增速
  • 图表101：普冉股份销售利润率
  • 图表102：佰维存储营收及增速
  • 图表103：佰维存储归母净利润及增速
  • 图表104：佰维存储研发支出及同比增速
  • 图表105：佰维存储销售利润率
  • 图表106：香农芯创营收及增速
  • 图表107：香农芯创归母净利润及增速
  • 图表108：香农芯创研发支出及同比增速
  • 图表109：香农芯创销售利润率