半導(dǎo)體存儲(chǔ)行業(yè)專題報(bào)告新應(yīng)用發(fā)軔-存力升級(jí)大勢(shì)所趨

半導(dǎo)體存儲(chǔ)行業(yè)專題報(bào)告新應(yīng)用發(fā)軔_存力升級(jí)大勢(shì)所趨一、下行周期快速見到到底，H2行業(yè)拐點(diǎn)將至現(xiàn)狀：以手機(jī)、PC為代表的傳統(tǒng)下游消費(fèi)電子市場(chǎng)市場(chǎng)需求持續(xù)疲軟2022年下半年旺季不受大，消費(fèi)電子終端市場(chǎng)需求至今不見蹤影起色。2022年“缺芯”紅利不再，地緣政治沖突不斷，宏觀經(jīng)濟(jì)通脹升溫，消費(fèi)電子創(chuàng)嶄新低迷，市場(chǎng)需求持續(xù)疲弱，上述多因素共振導(dǎo)致存儲(chǔ)行業(yè)自年中已經(jīng)已經(jīng)開始走高。盡管每年第三、四季度就是消費(fèi)電子傳統(tǒng)旺季，但2022年各消費(fèi)電子終端出貨量仍舊疲弱，2023年第一季度消費(fèi)電子終端市場(chǎng)需求仍未明顯回落。消費(fèi)電子就是存儲(chǔ)芯片的兩大傳統(tǒng)下游應(yīng)用領(lǐng)域，依據(jù)CFM數(shù)據(jù)，2022年NANDFlash主要以應(yīng)用于移動(dòng)終端市場(chǎng)的嵌入式存儲(chǔ)產(chǎn)品、應(yīng)用于PC的cSSD，以及應(yīng)用于服務(wù)器市場(chǎng)的eSSD產(chǎn)品居多，分別占比34%、22%和26%；DRAM的主要應(yīng)用領(lǐng)域市場(chǎng)也就是在mobile、PC和服務(wù)器，分別占比35%、16%和33%。全球智能手機(jī)今年Q1的出貨量為2.69億部，同比大幅大幅下滑14.5%；全球PC今年Q1和Q2的出貨量分別同比大幅大幅下滑29.3%和13.40%，已經(jīng)已已連續(xù)六個(gè)季度同比不見蹤影起色?，F(xiàn)狀：原廠減產(chǎn)、再再降資本支出以快速恢復(fù)正常行業(yè)供需平衡各大原廠紛紛推行減少生產(chǎn)量、增加資本開支等措施回去促進(jìn)行業(yè)恢復(fù)正常供需平衡。由于存儲(chǔ)下游終端市場(chǎng)需求持續(xù)疲弱，原廠庫存高企，市場(chǎng)呈圓形現(xiàn)供過于求的態(tài)勢(shì)，“以價(jià)換量”出清庫存的策略導(dǎo)致盈利能力急劇轉(zhuǎn)壞。各大原廠相繼施行減產(chǎn)與削減資本支出的措施以增加行業(yè)位元供應(yīng)，快速恢復(fù)正常存儲(chǔ)市場(chǎng)行業(yè)供需平衡。原廠減產(chǎn)步調(diào)有所差異，鎧俠、SK海力士、美光自去年Q4即已經(jīng)已經(jīng)開始減產(chǎn)，西部數(shù)據(jù)自今年1月已經(jīng)已經(jīng)開始減產(chǎn)，三星電子再未推行“逆投資”而是今年4月正式宣布正式宣布重新加入減產(chǎn)行列。我們推斷各廠商的減產(chǎn)動(dòng)作在半年后才可以逐漸顯現(xiàn)出來成效，預(yù)計(jì)H2行業(yè)供需平衡將存明顯復(fù)原。二、存儲(chǔ)行業(yè)迸發(fā)出六十所載，半導(dǎo)體中大宗商品分類：DRAM和Flash分屬相同的存儲(chǔ)器層次DRAM和Flash分屬相同的存儲(chǔ)器層次，經(jīng)常在下游應(yīng)用領(lǐng)域中搭配使用。處理器從內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)，而內(nèi)存從硬盤中讀取數(shù)據(jù)。DRAM屬于極容易失性存儲(chǔ)器，使用電容存儲(chǔ)，必須外木一段時(shí)間刷新，一旦暫停刷新存儲(chǔ)的信息就可以遺失。而Flash屬于非易失性的存儲(chǔ)，在斷電后無法遺失數(shù)據(jù)，就是在ROM的基礎(chǔ)上演進(jìn)而回去。DRAM加載速度比Flash快、成本高、功耗非常大、壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)直觀集成度高，F(xiàn)lash的優(yōu)勢(shì)在于容量大、成本低。市場(chǎng)規(guī)模：存儲(chǔ)約占集成電路1/4以上份額，具有強(qiáng)周期性存儲(chǔ)占到至集成電路1/4以上銷售額，具有與集成電路較同步但更頻密的周期性。集成電路產(chǎn)業(yè)整體呈圓形穩(wěn)步上升的態(tài)勢(shì)，但受到社會(huì)經(jīng)濟(jì)等因素的影響，也呈現(xiàn)了較為明顯的行業(yè)波動(dòng)周期，波動(dòng)周期約為4年左右。存儲(chǔ)器在各下游應(yīng)用領(lǐng)域中需求量大，就是集成電路產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵的組成部分，常年占到至集成電路四分后之一以上的份額。兩者通常具有較為同步的波動(dòng)周期，但被稱作“半導(dǎo)體的大宗商品”的存儲(chǔ)，其價(jià)格更容易在短期內(nèi)基于供需關(guān)系而波動(dòng)，且波動(dòng)幅度明顯強(qiáng)于整體IC產(chǎn)業(yè)。2018年，半導(dǎo)體存儲(chǔ)的市場(chǎng)規(guī)模達(dá)致創(chuàng)紀(jì)錄的1580億美元，2019年回調(diào)后，2020-2021年出貨量再次快速增長(zhǎng)至2021年的1538億美元，而2022年因俄烏沖突、通貨膨脹、消費(fèi)電子市場(chǎng)市場(chǎng)需求疲軟及技術(shù)創(chuàng)新低迷等因素市場(chǎng)規(guī)?；芈渲?298億美元，同比大幅大幅下滑15.65%。市場(chǎng)規(guī)模：2018年后數(shù)據(jù)中心發(fā)展驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)出貨量明顯上升上溯1991年至2021年DRAM市場(chǎng)發(fā)展，出貨量大致可以分為四個(gè)時(shí)期，受到價(jià)格影響，備貨金額波動(dòng)非常大。1991-2003年：受到日本、美國和歐洲等興盛地區(qū)對(duì)PC和電器產(chǎn)品市場(chǎng)需求的推動(dòng)，DRAM出貨量穩(wěn)步提升。2003-2011年：步入21世紀(jì)，以中國領(lǐng)銜的發(fā)展中國家經(jīng)濟(jì)刊發(fā)展覽會(huì)快速，人們出售了手機(jī)、電腦、各種電器產(chǎn)品，導(dǎo)致DRAM出貨量激增。2011-2018年：DRAM市場(chǎng)幾乎被三星電子、美光、SK海力士寡頭寡頭壟斷，為防止產(chǎn)品價(jià)格頻密波動(dòng)，各家公司協(xié)同產(chǎn)量，出貨量趨于平穩(wěn)。2018年后：DRAM主戰(zhàn)場(chǎng)由PC搬遷至數(shù)據(jù)中心服務(wù)器，三大廠商再次爭(zhēng)奪戰(zhàn)市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)地位，隨著數(shù)據(jù)中心數(shù)量快速增長(zhǎng)，DRAM出貨量再次劇增。市場(chǎng)規(guī)模：DRAM和NANDFlash占據(jù)存儲(chǔ)市場(chǎng)主導(dǎo)地位在半導(dǎo)體存儲(chǔ)市場(chǎng)中，DRAM和NANDFlash占據(jù)主導(dǎo)地位。根據(jù)ICInsights的數(shù)據(jù)，2021年全球半導(dǎo)體存儲(chǔ)器市場(chǎng)中，DRAM占比少于56%，NANDFlash約占41%，NORFlash約占2%，EPROM/EEPROM及其他存儲(chǔ)器約占1%。DRAM和NANDFlash也存明顯的周期性，過去通常在三年半左右。自2022年Q3以來，NANDFlash和DRAM季度銷售額經(jīng)歷了同比和環(huán)比的大幅大幅下滑，且本輪下行周期同比跌幅已經(jīng)多于以往低谷，去年Q3、Q4及今年Q1分別同比大幅大幅下滑27.37%、44.34%和51.86%。市場(chǎng)格局：全球DRAM、NAND市場(chǎng)呈圓形寡頭寡頭寡頭壟斷格局存儲(chǔ)器中最輕的兩個(gè)市場(chǎng)DRAM和NANDFlash均呈現(xiàn)海外玩家寡頭寡頭寡頭壟斷的格局。根據(jù)ICInsights的數(shù)據(jù)，2021年全球半導(dǎo)體存儲(chǔ)器市場(chǎng)中，DRAM占比達(dá)56%，NANDFlash約占41%。DRAM市場(chǎng)由三星電子、SK海力士和美光主導(dǎo)，CR3常年占據(jù)95%左右的市場(chǎng)份額。2022年，三星電子占DRAM營(yíng)業(yè)收入市占率為43.12%，SK海力士市占率為27.01%，美光市占率為25.20%，三者合計(jì)市占率為95.33%。NANDFlash市場(chǎng)也在不斷的并購T5800再分后中更加集中，2022年三星電子/鎧俠/西部數(shù)據(jù)/SK集團(tuán)/美光的營(yíng)繳市占到至率僅分后別為33.44%/18.34%/13.36%/18.54%/11.72%，CR5的市占率合計(jì)為95.41%。在未來西部數(shù)據(jù)與鎧俠拆分后，NAND市場(chǎng)集中度將進(jìn)一步提高。國內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)格局：我國存儲(chǔ)企業(yè)主要著眼利基型市場(chǎng)我國存儲(chǔ)企業(yè)主要聚焦于利基型市場(chǎng)。目前我國已初步完成在存儲(chǔ)芯片領(lǐng)域的戰(zhàn)略布局，但由于起步較晚，且不時(shí)受到技術(shù)封鎖，在DRAM、NANDFlash高端存儲(chǔ)產(chǎn)品市場(chǎng)較韓系、美系龍頭廠商仍有一定差距。在DRAM和NANDFlash領(lǐng)域，除長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)和長(zhǎng)江存儲(chǔ)外，我國大部分廠商還是與國際龍頭進(jìn)行錯(cuò)位競(jìng)爭(zhēng)，聚焦利基型市場(chǎng)；我國NORFlash芯片技術(shù)基本成熟，例如兆易創(chuàng)新的NORFlash在全球已經(jīng)取得前三市占率。DRAM：內(nèi)存三大分支——DDR、LPDDR、GDDRDDR、LPDDR、GDDR就是DRAM的三種主流內(nèi)存技術(shù)。其中DDR主要應(yīng)用領(lǐng)域在PC端的，LPDDR主要應(yīng)用領(lǐng)域在手機(jī)端的，而GDDR主要應(yīng)用領(lǐng)域在圖像處理上。DDR的應(yīng)用最為廣為，據(jù)集邦咨詢數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)說明2021年DDR在DRAM市場(chǎng)的市占率強(qiáng)于過50%，LPDDR的市占率為30%左右，GDDR的市占率約為5.3%。DDR：即為為雙倍速率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器，就是在SDRAM基礎(chǔ)上發(fā)展而來的存儲(chǔ)器，在一個(gè)時(shí)鐘加載兩次數(shù)據(jù)并使傳輸速度加倍。普通的DDR內(nèi)存條主要用在PC和服務(wù)器上，目前處于DDR4運(yùn)算至DDR5的過程中，DDR5正在逐漸跳高中。三星已經(jīng)率先已經(jīng)已經(jīng)開始了下一代DDR6內(nèi)存的早期研發(fā)，并預(yù)計(jì)在2024年之前順利完成設(shè)計(jì)。LPDDR：LowPowerDDR具備比同代DDR內(nèi)存更高的功耗和個(gè)大的體積，該類型芯片主要應(yīng)用于移動(dòng)電子產(chǎn)品等低功耗設(shè)備上，在LPDDR4之前都就是基于同代的DDR發(fā)展而來的，從第四代已經(jīng)已經(jīng)開始，LPDDR4領(lǐng)先DDR資金投入商用、LPDDR5較DDR5率先量產(chǎn)。兩者由相近依附于的關(guān)系，演變?yōu)榉謩e根據(jù)自己的應(yīng)用領(lǐng)域場(chǎng)景仍須謀發(fā)展。GDDR：GraphicsDDR主要用做高速圖像處理的場(chǎng)合，比如說計(jì)算器的顯示卡中，與普通DDR較之，具備更高的時(shí)鐘頻率和更大的發(fā)熱量。GDDR3、GDDR4、GDDR5都就是基于DDR3內(nèi)存技術(shù)開發(fā)，而最新的GDDR6就是基于DDR4內(nèi)存技術(shù)研發(fā)。Flash：硬盤主要存NAND和NOR兩種類型目前性價(jià)比最高的存儲(chǔ)器硬盤（Flash）主要存NOR和NAND兩種類型。Flash存儲(chǔ)技術(shù)就是在它之前的EEPROM基礎(chǔ)上發(fā)展出的存儲(chǔ)器，它跟EEPROM一樣，也就是使用電學(xué)方法回去存儲(chǔ)電荷的器件，只是EEPROM就是使用兩個(gè)晶體管回去構(gòu)成，而Flash存儲(chǔ)陣列中的存儲(chǔ)單元就是由一個(gè)晶體管共同共同組成的。所以Flash存儲(chǔ)器在器件集成度、數(shù)據(jù)容量和功耗低等性能上都比之前的器件存明顯的提高。NAND和NOR各有所長(zhǎng)，應(yīng)用領(lǐng)域場(chǎng)景有所分化。NORFlash由英特爾公司于1988年最初面世。為了提高容量/價(jià)格比，東芝公司于1989年面世NANDFlash。兩種Flash技術(shù)各存優(yōu)、缺點(diǎn)以及各自適用于于的場(chǎng)合。NOR結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)就是芯片內(nèi)繼續(xù)執(zhí)行（XIP,ExecuteInPlace），應(yīng)用程序可以輕而易舉在Flash內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，不必再把代碼讀至系統(tǒng)RAM中，節(jié)省時(shí)間。而NAND結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)能提供更多更多極高的單元密度，可以達(dá)致高存儲(chǔ)密度，并且增加寫入和加載的速度。三、AI&汽車電子發(fā)軔，嶄新應(yīng)用領(lǐng)域喚醒嶄新動(dòng)能應(yīng)用領(lǐng)域：下游應(yīng)用領(lǐng)域中消費(fèi)電子和服務(wù)器占到至比較大存儲(chǔ)下游應(yīng)用領(lǐng)域以消費(fèi)電子和服務(wù)器居多，近年來服務(wù)器占比提升。存儲(chǔ)廣泛應(yīng)用在手機(jī)、平板、PC、數(shù)據(jù)中心、汽車電子、視頻監(jiān)控、智能家居等市場(chǎng)。在ChatGPT席卷AIGC浪潮后，人工智能催生了可觀的存儲(chǔ)市場(chǎng)需求，尤其就是對(duì)DDR5和HBM產(chǎn)品。根據(jù)美光的推斷，AI服務(wù)器DRAM容量就是普通服務(wù)器的6-8倍，NAND容量就是普通服務(wù)器的3倍。2022年，手機(jī)/PC/服務(wù)器分別占DRAM市場(chǎng)需求的34%/16%/33%，預(yù)計(jì)2023年服務(wù)器的市場(chǎng)需求比重仍可以進(jìn)一步提高。NANDFlash目前主要以應(yīng)用于手機(jī)市場(chǎng)的的嵌入式存儲(chǔ)產(chǎn)品，和應(yīng)用于PC等消費(fèi)類渠道市場(chǎng)的cSSD、以及應(yīng)用于服務(wù)器市場(chǎng)的eSSD產(chǎn)品居多，占比分別為39%、25%和22%，其中近年來應(yīng)用于衣務(wù)器的eSSD市場(chǎng)需求比重存明顯提升。手機(jī)：存儲(chǔ)價(jià)格低谷契機(jī)，手機(jī)廠商席卷加速潮存儲(chǔ)價(jià)格低谷契機(jī)，手機(jī)廠商席卷加速潮。目前智能手機(jī)存儲(chǔ)的RAM和ROM最新產(chǎn)品規(guī)范已經(jīng)發(fā)展至了LPDDR5/5X和UFS4.0，全面全面覆蓋了大部分的中高端產(chǎn)品線。一季度國產(chǎn)手機(jī)廠商在存儲(chǔ)價(jià)格低谷發(fā)動(dòng)了降價(jià)加速潮，低端手機(jī)NANDFlash容量由32GB逐漸漲至64GB；中端手機(jī)已經(jīng)逐漸終止RAM8GB和ROM128GB容量布局，完全普及256GB；大力支持RAM12/16/18GB和ROM512GB/1TB容量的機(jī)型越來越多，并逐漸向中低端蔓延。盡管手機(jī)銷量并未存明顯回落，但手機(jī)廠商大幅加速料助力存儲(chǔ)廠商在該市場(chǎng)位元出貨量提升。PC：DDR5/LPDDR5滲透率提高，512GBSSD變成主流DRAM：內(nèi)存條用做暫時(shí)置放CPU中的運(yùn)算數(shù)據(jù)，與硬盤等外部存儲(chǔ)器交換的數(shù)據(jù)。它就是外存與CPU進(jìn)行溝通交流的橋梁，計(jì)算機(jī)中所有程序的運(yùn)轉(zhuǎn)都在內(nèi)存中進(jìn)行，內(nèi)存性能的多寡影響計(jì)算機(jī)整體充分發(fā)揮的水平。通過分析近期熱門筆記本電腦參數(shù)，Windows系統(tǒng)16GB就是主流，LPDDR5和DDR5在近期機(jī)型上滲透率明顯提高；目前最新MacbookPro/Air采用8GB的統(tǒng)一內(nèi)存，但可以選配16GB或24GB。NANDFlash：在筆記本電腦領(lǐng)域，固態(tài)硬盤已經(jīng)完全替代了機(jī)械硬盤，目前筆記本電腦中配備512GBSSD變成主流。全球存儲(chǔ)市場(chǎng)中，由于硬盤成本不斷下降，全系列手揮存儲(chǔ)份額快速增長(zhǎng)。根據(jù)Wikibon的預(yù)測(cè)，2026年SSD單TB成本將低于HDD。2025年后，HDD的出貨量每年將下降27%。汽車：?jiǎn)诬嚧鎯?chǔ)容量/價(jià)值量快速增長(zhǎng)顯著高于其他下游應(yīng)用領(lǐng)域汽車市場(chǎng)變成增長(zhǎng)速度最快的芯片下游應(yīng)用領(lǐng)域，中長(zhǎng)期CAGR多于10%。全球芯片下游應(yīng)用領(lǐng)域主要可以分為：消費(fèi)電子、通訊、工業(yè)、汽車和數(shù)據(jù)處理，新能源汽車、物聯(lián)網(wǎng)、可以配戴設(shè)備、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、和智能家居電子等新興領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展將持續(xù)助推市場(chǎng)快速增長(zhǎng)。根據(jù)MordorIntelligence的預(yù)測(cè)，2021-2025年全球芯片在汽車市場(chǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域規(guī)模CAGR約為10.3%，料在2025年超過至800億美元，在上述幾個(gè)下游應(yīng)用領(lǐng)域市場(chǎng)中增長(zhǎng)速度最快，潛力最輕。Yole也預(yù)測(cè)存儲(chǔ)主要產(chǎn)品DRAM和NAND在汽車市場(chǎng)單車存儲(chǔ)容量快速增長(zhǎng)和單車價(jià)值量快速增長(zhǎng)都顯著高于其他下游應(yīng)用領(lǐng)域。服務(wù)器：AI服務(wù)器存儲(chǔ)容量顯著高于通常服務(wù)器AI服務(wù)器存儲(chǔ)容量顯著高于通常服務(wù)器，料助推存儲(chǔ)器市場(chǎng)需求脫胎換骨。ChatGPT風(fēng)靡之下，AI效應(yīng)正持續(xù)烘烤，并不斷蔓延至千行百業(yè)，AI服務(wù)器與高端GPU市場(chǎng)需求不斷上漲。根據(jù)TrendForce，預(yù)估2023年AI服務(wù)器（囊括搭載GPU、FPGA、ASIC等）出貨量近120萬臺(tái)，年減至38.4%，占到至整體服務(wù)器出貨量近9%?，F(xiàn)階段而言，ServerDRAM廣為布局約為500~600GB左右，而AI服務(wù)器在單條模組上則多采64~128GB，平均值容量?jī)H約1.2~1.7TB之間。以EnterpriseSSD而言，由于AI服務(wù)器崇尚的速度更高，其建議優(yōu)先滿足用戶DRAM或HBM市場(chǎng)需求，SSD在傳輸U(kuò)SB上可以為了高速運(yùn)算的市場(chǎng)需求而優(yōu)先采用PCIe5.0。相較于通常服務(wù)器而言，AI服務(wù)器多增加GPGPU的使用，因此以NVIDIAA10080GB布局4或8張排序，HBM用量約為320~640GB。未來在AI模型逐漸復(fù)雜化的趨勢(shì)下，將提振更多的存儲(chǔ)器用量，并同步助推ServerDRAM、SSD以及HBM的市場(chǎng)需求脫胎換骨。四、存力升級(jí)大勢(shì)所趨，新興技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生存算一體：“存儲(chǔ)墻”變成數(shù)據(jù)排序兩小障礙處理器、內(nèi)存發(fā)展速度不均衡，“存儲(chǔ)墻”如今變成數(shù)據(jù)排序兩小障礙。隨著近幾年云計(jì)算和人工智能應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展，正視計(jì)算中心的數(shù)據(jù)洪流，數(shù)據(jù)載運(yùn)慢、載運(yùn)能耗大等問題變成了排序的關(guān)鍵瓶頸。在過去二十年，處理器性能速度提升距強(qiáng)于內(nèi)存性能提升，長(zhǎng)期下來，不均衡的發(fā)展速度造成了當(dāng)前的存儲(chǔ)速度輕微滯后于處理器的計(jì)算速度。在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的預(yù)設(shè)里，存儲(chǔ)模塊就是為排序服務(wù)的，因此設(shè)計(jì)上可以考量存儲(chǔ)與排序的分拆與優(yōu)先級(jí)。從處理單元外的存儲(chǔ)器提取數(shù)據(jù)，載運(yùn)時(shí)間往往就是運(yùn)算時(shí)間的成百上千倍，整個(gè)過程的幼稚能耗大概在60%-90%之間，能效非常低，“存儲(chǔ)墻”變成了數(shù)據(jù)排序應(yīng)用領(lǐng)域的兩大障礙。HBM：HBM技術(shù)下，DRAM由2D變成3DHBM（HighBandwidthMemory）即為為高帶寬存儲(chǔ)器，按照J(rèn)EDEC的分類，HBM屬于GDDR內(nèi)存的