半导体行业深度报告：存储器，让数字世界拥有记忆-20231108-中原证券-52页_4mb

存储器行业深度报告总结

核心内容

存储器是半导体行业的重要组成部分，具有显著的周期性，对半导体整体周期变化起着关键作用。存储器市场主要包括DRAM和NAND Flash，而NOR Flash作为另一类重要存储器，也在多个领域广泛应用。随着存储器价格触底回升，行业周期有望复苏，存储器厂商在新一轮上行周期中将获得较大的盈利弹性。

主要观点

• 存储器周期复苏：根据InSpectrum数据，2023年9月DRAM和NAND Flash现货价格触底回升，供给端逐步收缩，下游需求回暖，若23Q4及24年需求持续恢复，存储器价格有望延续反弹。
• 盈利弹性提升：在过去的15年中，存储器行业经历了几轮周期，当前的盈利能力底部（2023年第一季度）全球主要存储器厂商平均毛利率为13%，平均净利率为-16%，与2011年第三季度的水平相近，显示出存储器厂商在新一轮上行周期中盈利弹性较大。
• 海外巨头主导市场：全球DRAM和NAND Flash市场由三星、SK海力士、美光等海外巨头主导，而NOR Flash市场则由华邦、旺宏、兆易创新等主导。
• 国内厂商加速发展：国内厂商如兆易创新、东芯股份、北京君正等在利基型市场及第三方模组市场不断建立竞争优势，有望持续提升市场份额。
• HBM推动AI发展：HBM（高带宽内存）通过TSV技术突破内存带宽与容量瓶颈，成为新一代的DRAM解决方案。AIGC（人工智能生成内容）推动HBM市场高速增长，预计2024年全球HBM市场规模将达89亿美元。
• 存储器产业链：存储器产业链包括存储晶圆厂、主控芯片厂商、封装测试厂商、存储器模组厂商及下游终端应用，其中IDM厂商在大宗市场占主导地位，而第三方模组厂商则专注于细分市场和定制化需求。

关键信息

存储器市场现状

• DRAM：2021年全球市场规模达949亿美元，2022年下跌至791亿美元，2023年9月价格触底回升，9、10月部分DDR3、DDR4价格反弹10%以上，NAND Flash价格反弹20%以上。
• NAND Flash：2021年全球市场规模为675亿美元，2022年下跌至601.26亿美元，预计2024年市场规模将达23亿美元，SLC NAND市场占比逐步提升。
• NOR Flash：2020年全球市场规模约为25亿美元，预计2021年增长至31亿美元，华邦、旺宏、兆易创新占据60%以上市场份额，国内厂商如普冉股份、东芯股份、恒烁股份等加速发展。

存储器行业趋势

• 存储器价格触底回升：存储器价格在2023年9月触底反弹，表明周期可能已进入复苏阶段。
• HBM高速成长：HBM因AIGC和AI服务器需求上涨而高速发展，2023年全球市场规模为39亿美元，预计2024年将达89亿美元，增长127%。
• 国内厂商崛起：国内存储器模组厂商如嘉合劲威、金泰克、江波龙等正在崛起，市场份额逐步提升，未来有广阔成长空间。

投资建议

建议关注以下公司：

• 存储芯片厂商：兆易创新（603986）、北京君正(300223)、东芯股份（688110）
• 存储模组厂商：江波龙(301308)、德明利（001309）
• 模组配套芯片厂商：澜起科技(688008)
• 封装测试厂商：深科技（000021）
• 分销商：香农芯创(300475)

风险提示

• 下游需求复苏不及预期
• 市场竞争加剧
• 研发进展不及预期
• 国际地缘政治冲突加剧

产业链结构

• 存储晶圆厂：主要采用IDM模式，包括三星、SK海力士、美光等。
• 主控芯片厂商：如澜起科技、瑞萨电子、Rambus等。
• 封装测试厂商：如深科技等。
• 存储器模组厂商：包括IDM厂商和第三方厂商，IDM厂商如三星、美光等主导大宗市场，第三方厂商如嘉合劲威、金泰克等在细分市场建立竞争优势。
• 下游终端应用：包括智能手机、PC、服务器、汽车电子、物联网设备等。

图表概览

• 图1：2000-2023年全球半导体市场月度销售额情况
• 图2：1999-2022年全球存储器销售额及占半导体销售额比重情况
• 图3：1999-2023年全球半导体不同细分领域销售额同比增速情况
• 图4：2016-2023年DRAM现货价格走势情况
• 图5：2016-2023年NAND Flash现货/合约价格走势情况
• 图6：2020-2023年全球智能手机季度出货量情况
• 图7：2018-2023年全球PC季度出货量情况
• 图8：2008Q4-2023Q3年全球主要存储器厂商毛利率与净利率情况
• 图9：半导体存储器分类图
• 图10：2021年全球半导体存储器细分市场占比情况
• 图11：2022年全球存储器市场需求地区分布情况
• 图12：存储器产业链结构图
• 图13：DRAM存储单元内部结构图
• 图14：DRAM芯片内部架构图
• 图15：DRAM分类结构图
• 图16：主要SDRAM技术演进情况
• 图17：2018-2022年不同DRAM类型应用占比情况
• 图18：2016-2022年全球DRAM市场规模情况
• 图19：2021年全球DRAM颗粒市场竞争格局情况
• 图20：2018-2021年全球DRAM下游市场占比情况
• 图21：2010-2022年全球主要DRAM晶圆原厂年度固定资产投资及预测
• 图22：全球前三大DRAM晶圆原厂工艺制程技术发展路线图
• 图23：DRAM内部结构图
• 图24：DRAM工艺制程微缩发展及预测
• 图25：基于浮栅技术和电荷俘获技术的NAND Flash存储单元内部结构图
• 图26：2013-2022年NAND Flash价格趋势情况
• 图27：2014-2032年NAND Flash存储密度及预测情况
• 图28：NAND Flash扩展存储容量的四种途径
• 图29：NAND Flash根据工艺技术的分类情况
• 图30：NAND Flash根据空间结构的分类情况
• 图31：美光3D NAND Flash规划不断提升堆叠层数
• 图32：2012-2022年全球NAND Flash市场规模情况
• 图33：2021年全球NAND Flash颗粒市场竞争格局情况
• 图34：2018-2021年全球NAND Flash市场下游应用领域情况
• 图35：2017-2024年全球SLC NAND Flash市场规模及预测情况
• 图36：2010-2022年全球主要NAND Flash晶圆原厂年度固定资产投资及预测
• 图37：存储单元不同存储数位量每个存储状态的电子数量情况
• 图38：全球前五大NAND Flash厂商技术路线情况
• 图39：3D NAND Flash制造挑战
• 图40：NOR Flash内部的布线和结构
• 图41：NAND Flash内部的布线和结构
• 图42：ETOX工艺存储单元内部结构图
• 图43：SONOS工艺存储单元内部结构图
• 图44：2015-2021年全球NOR Flash市场规模情况
• 图45：2018-2020年NOR Flash主要厂商市场份额情况
• 图46：2018-2021年全球NOR Flash下游市场占比情况
• 图47：DRAM模组产业链结构图
• 图48：NAND Flash模组产业链结构图
• 图49：DRAM颗粒在手机主板应用示意图
• 图50：内存条在PC上应用示意图
• 图51：PC DDR5内存条结构图
• 图52：服务器DDR5内存条结构图
• 图53：2018-2021年全球第三方内存条市场规模情况
• 图54：2022-2028年全球内存条出货量预测
• 图55：2023年618期间光威内存条销量突破10万支
• 图56：光威32GB DDR5 6400内存条具有较高性价比
• 图57：2021-2028年全球内存接口芯片及配套芯片市场规模预测
• 图58：2018-2021年全球NAND Flash主要产品形态市场规模占比情况
• 图59：SATA接口固态硬盘内部结构图
• 图60：eMMC内部结构示意图
• 图61：2022-2028年全球固态硬盘出货量预测情况
• 图62：2022年全球消费级与企业级SSD出货量占比情况
• 图63：2021年全球固态硬盘市场份额情况
• 图64：2021年全球第三方固态硬盘市场份额情况
• 图65：2021年全球eMMC及UFS市场份额情况
• 图66：2021-2027年全球NAND Flash主控芯片市场规模预测
• 图67：2021-2027年全球NAND Flash主控芯片市场IDM厂商与第三方主控芯片厂商市场份额预测
• 图68：2021年全球第三方NAND Flash主控芯片厂商市场份额情况
• 图69：冯诺伊曼架构示意图
• 图70：现代计算系统存储器结构及存储墙
• 图71：处理器性能进步受到存储器传输数据能力的阻碍
• 图72：AI大模型训练数据量呈指数级增长
• 图73：ChatGPT工作原理
• 图74：AI大模型的参数量与GPU内存容量的增长趋势
• 图75：GPU的计算能力与传输带宽的增长趋势
• 图76：AMD GPU上HBM应用3D示意图
• 图77：HBM与GDDR5性能参数比较
• 图78：DRAM裸片之间用TSV技术连接示意图
• 图79：HBM与GDDR5相比面积更小、离GPU更近
• 图80：SK海力士四代HBM产品规格比较
• 图81：2022-2026年全球AI服务器出货量预测情况
• 图82：2023-2024年全球HBM市场规模预测情况
• 图83：存储器的技术演进路线主要取决于应用场景的变化
• 图84：4种新型存储器参数对比
• 图85：PCM原理
• 图86：集成在STMCU中的嵌入式PCM内部结构示意图
• 图87：3D XPoint工作原理示意图
• 图88：磁隧道结的核心结构及隧穿磁阻效应
• 图89：MRAM原理图
• 图90：eMRAM与eFlash相比性能突出
• 图91：MRAM的发展现状
• 图92：MRAM的4大应用领域
• 图93：2020-2026年嵌入式MRAM的市场规模
• 图94：ReRAM原理
• 图95：Crossbar ReRAM的电阻切换机制
• 图96：Crossbar的新型3D堆叠ReRAM
• 图97：ReRAM应用于计算单元构建存算一体架构应用示意图
• 图98：使用ReRAM实现边缘AI推理单芯片解决方案
• 图99：FRAM原理
• 图100：FRAM内部结构图
• 图101：FRAM应用场景广泛
• 图102：新型存储器为实现存算一体解决方案之一

表格概览

• 表1：本轮下行周期海外存储龙头厂商产出及资本支出调整计划情况
• 表2：2021年全球第三方内存条供应商市场竞争格局情况
• 表3：国内主要存储模组厂商竞争优势比较情况
• 表4：重点关注公司估值表（截止2023年11月3日）