2023年半导体行业专题研究报告：存储周期底部渐明AI时代揭开新序章.docx

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1、存储周期底部渐明，AI时代揭开新序章2023年4月14日目录存储市场周期复盘5存储芯片市场：标准品、大市场及强周期5周期性研究框架：需求催化、资本开支及库存8需求端：Al大时代带来存储芯片新需求11供给端：龙头厂商开启实质性减产，下半年有望出现供需反转14价格端：跌幅逐渐收窄，23H2或见价格拐点15兆易创新：NC）RFIaSh市场龙头，DRAM快速提升17北京君正：并购ISSI,成为车载DRAM龙头18东芯股份：聚焦中小型存储，利基存储平台型公司19普冉股份：聚焦Ne）RFIaSh和EEPRoM产品19恒;股份：深耕NOR Flash领域20表目录表1：除三星外各大存储厂商纷纷下调2023

2、CAPEX计划9表2： NVIDIADGXHloO的存储容量13表4：各类DRAM产品价格涨跌幅预测15表5：各类NAND产品价格涨跌幅预测16表6：预计23HI向长鑫的自研采购金额达22全年水平18图目录图1：存储芯片是最小单元的阵列式复制，标准化程度高5图 2： 存储芯片分类5图3： DRAM和NAND是存储中份额最大的两类（2021） 5图4：全球集成电路和存储芯片市场规模及其增速（亿美元）6图5：不同集成电路细分产品市场规模增速6图6：存储芯片市场此前三轮周期复盘7图7：全球存储芯片市场规模及其增速（亿美元）8图8：存储厂商的资本开支增速与市场规模增速具有较强的相关性9图9： 2022

3、年三大存储厂商库存水位均有所提升10图10： SK海力士和三星的存货增速已见顶10图11：DRAM下游应用份额（2021） 11图12：NAND下游应用份额（2021） 11图13：智能手机DRAM平均单机容量（GB）11图14：智能手机NAND平均单机容量（GB）11图15： AI服务器对存储芯片提出了更高要求，也带来了更大需求12图16： HBM是一种基于3D堆邑工艺的DRAM内存芯片12图17：相比于GDDR5, HBM有更好的性能、更小的体积12图 18： Server DRAM 和 Mobile DRAM 位元产出比重13图19： GPT-3的参数量达到1750亿个13图20： DR

4、AM市场形成三星、SK海力士和美光三足鼎立格局14图21： NAND市场份额集中度不断提升14图22： DRAM现货价变化趋势（美元）15图23： DRAM合约价变化趋势（美元）15图24： NAND现货价变化趋势（美元）图26：主流存储市场和利基型市场主要参与者17图27：兆易创新三条产品线收入情况（亿元）18图28： 兆易创新存储产品线18图29：北京君正四条产品线收入情况（亿元）18图30：汽车平均DRAM用ft （GB） 18图31：东芯股份四条产品线收入情况（亿元）19图32：东芯股份生产工艺主要基于中芯国际和力积电19图33：普冉股份两条产品线收入情况（亿元）19图34： EToX

5、工艺（左）和SONOS工艺（右）19图35：普冉股份两条产品线收入情况（亿元）20图36：恒烁股份NOR Flash产品20存储市场周期复盘存储芯片市场：标准品、大市场及强周期存储芯片技术标准化程度较高具备科技大宗商品属性。以DRAM为例，DRAM由许多重 复的位元格（bit cell）组成，每一个基本单元由一个晶体管和一个电容构成，晶体管用于控 制电容的充放电，而电容中存储电荷量的多寡可用于表示“0”和“1”。多个基本单元的阵 列式复制便形成存储阵列，标准化程度较高，可替代性较强，具备大宗商品的属性，因此存 储芯片产品易受下游需求周期性波动影响。图1 :存储芯片是最小单元的阵列式复制标准化程

6、度高行地址选通 全球存储芯片市场空间大，为集成电路第二大细分市场。根据WSTS统计，2021年全球 集成电路市场规模4,630亿美元，同比增长28.2%,其中存储芯片市场的规模为1,538 亿美Address(Word) LineSingle Memory Cell 甲T仔惘后资料来源：Lam Research,信达证券研发中心根据断电后数据是否丢失，可分为易失性存储和非易失性存储两大类。易失性存储（VM） 主要是随机存储器（RAM）,包括动态随机存储器（DRAM）和静态随机存储器（SRAM）,其 区别在于是否需要周期性刷新。非易失性存储（NVM）在断电后数据不会丢失，主要包括只 读存储器（R

7、OM）和闪存（FIaSh）,其中Flash是一种能快速进行擦除操作的存储器，又 分为NANDFlaSh和NORFIash, NANDFIaSh具有容量大、成本低、速度快等优势，但不 能直接运行代码；NoRFIaSh容量一般较小，但可在芯片内执行代码。根据ICInSights, DRAM和NAND是存储中份额最大的两类产品，占比分别达56%和41%。图2 :存储芯片分类资料来源：恒烁股份招股说明书，信达证券研发中心图3 : DRAM和NAND是存储中份额最大的两类（2021 ）NOR Flash, 2%EEPRoM/EPROM/其资料来源：/Csg加S信达证券研发中心元，同比增长30.9%o由于

8、下游需求疲软、地缘政治冲突等因素，WSTS预计2023年全 球集成电路市场规模为4,530亿元，同比下降5.6%,其中存储芯片市场规模1,116亿元 ,同比下降17.0%,占比为24.6%,为第二大细分市场。图4 :全球集成电路和存储芯片市场规模及其增速（亿美元）资料来源：vss,信达证券研发中心相较于其他集成电路产品,存储芯片市场的弹性更大，通常遵循3-4年为一个波动周期。根 据WSTS数据，全球集成电路细分市场周期具有相似的波动性，而其中存储芯片市场的弹 性更大，对集成电路产业的整体周期性波动具有一定的放大作用。这主要是因为存储芯片的 标准化程度较高，产品可替代性较强，价格受下游需求的影响

9、较为敏感。本轮周期的市场规 模增速顶部出现在2021年，2022年开始出现规模下滑，从历史经验来看，当前或处于周期 底部位置。伴随着各大厂商相继开启减产、缩减资本开支，且下游Al服务器需求拉动，我 们预计存储芯片市场将于2023年下半年触底，供需将逐渐改善。我们以市场增速上升见顶到回落见底为一轮周期对此前存储芯片市场三轮周期情况进行 复盘： 第一轮周期(2012-2015 ):此轮周期上升主要是iPhone 44s发布后带来智能手机需求的爆发，从而拉动对DRAM和NAND的需求增长，各大存储厂商纷纷扩产，最终导 致市场供过于求，价格出现下跌，进入下行周期。 第二轮周期(2016-2019 )：

10、此轮周期上行一方面是安卓手机竞争实力增强，并展开提升内存和存储空间的追逐战，手机、PC端的需求均有所提升；另一方面是主要存储厂 商如三星、SK海力士和美光等纷纷将产能转向3D NAND,而DRAM在需求提振同时 面临产能不足，于是价格上涨。周期下行主要是各大厂商3D NAND扩产后，PC、服 务器端需求动能不足，整体上供大于求。 第三轮周期(20202023E ):本轮周期始于2020年，主要是疫情带来的居家办公需求，拉动PC、服务器的需求量提升，另一方面5G终端更新也为存储下游增长开拓了 空间。但由于疫情反复、地缘政治冲突、汇率波动等多方面原因，下游需求持续疲软， 自2022Q1存储芯片价格

11、持续下跌，部分细分产品已经突破历史低点。我们判断当前 已经接近本轮周期的底部位置，预计2023年下半年周期将触底回升。图6 :存储芯片市场此前三轮周期复盘第1轮周期：20122015年第2轮周期：20162019年第3轮周期：20202023年上行周期：智能手机需求爆发下行周期：各大厂商扩产落地导致供大于求上行周期：1)安卓机竞争加强提升容量 需求；2 )主要厂商将产能转向3DNAND ,导致DRAM产能不足下行周期：3D NAND大幅扩产，PC等需求疲软上行周期：1)疫情拉动PU服务器需 求上行；2 ) 5G催生终端容量需求新一轮产能投产，但下游消1,80090080070060050040

12、03002001000I 20% -I。”。3U:一，卜5%摘人.6。 ；羽胃Il Ilh ilH20122013201420151,800201620172018201980%40%30%20%10%0%-10%-20%2020市场规模(亿美元)2021 2022E 2023E增速(右轴)资料来源：WSTS,信达证券研发中心周期性研究框架：需求催化、资本开支及库存通过对存储芯片市场周期的特征分析及三轮周期复盘，我们总结出存储芯片市场周期性的研 究框架。存储芯片技术迭代无论是沿着“More Moore”还是“More than Moore”进行，技 术升级与投资周期紧密相连。并且对于存储芯片这

13、种需要高额资本开支、且对下游需求非常 敏感的产品而言，厂商通常要实现规模化才能达到盈利目标。因此需求上行时存储厂商通常 会增大资本开支，扩大产能以增加销售，若下游需求不及预期，则市场供给大于需求，市场 价格结束上行，开始进入降价去库存区间。此时存储厂商通常会选择主动缩减产能，或进行 逆周期投资（如三星），但总体而言市场供给将得以收缩。伴随着下游需求回暖，或出现新 的应用需求增量，市场供求关系又会逐渐缓和。当前我们正处于各大存储厂商相继缩减产能，且由Al服务器带来新的增量需求，或催化周 期提前触底。我们预计2023年下半年市场供求关系将恢复正常，以下将通过周期性研究框 架的两个重要指标来进一步佐

14、证这一判断。图7 :全球存储芯片市场规模及其增速（亿美元）终端新需求可穿戴设备服务器信息通讯资料来源：信达证券研发中心 资本开支：周期的前瞻指标存储芯片厂商的资本开支增速与市场规模增速有较强的相关性，并且当资本开支大幅下降时, 存储市场将逐渐恢复增长。图8 :存储厂商的资本开支增速与市场规模增速具有较强的相关性从全球存储芯片龙头公司2023年的资本开支计划来看，除三星保持逆周期投资的策略，与 2022年的资本开支持平外，其他几大家均宣布下调2023年资本开支计划，且下降幅度较 大，我们预计市场供需将逐渐修复。表1 :除三星外各大存储厂商纷纷下调2023 CAPEX计划公司2023资本开支计划三

15、星与2022年资本开支持平美光减少至70亿美元，同比下降约40%SK海力土减少超50%西部数据减少闪存和硬盘的资本开支华邦减少至121亿新台币，同比下降70%南亚科减少至185亿新台币，同比下降11%资料来源：各公司公告，信达证券研发中心 库存：周期的节奏判断库存可以作为一个周期节奏判断的指标：市场在供过于求之后，库存水位会持续上升，然后 通过降价、减产等方式，库存水位又会逐渐恢复到相对正常的水平。从三大家的存货情况来 看，三星和SK海力士的存货增速都已经见顶，开始转为下行：美光的存货仍保持增长，但 在其FY23Q2法说会上公司表示，客户端库存已经开始下降，公司预计DIO在Q2已经达 到峰值，未来将逐渐开始下降。图9 : 2022年三大存储厂商库存水位均有所提升图10 : SK海力士和三星的存货增速已见顶50,000 r美光