【山西证券】存储行业深度报告：把握行业周期反转机会，存储产业链国产替代空间大.pdf

2024-04-17

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1. 存储芯片具有强周期属性

1.1 存储芯片周期性强，且其周期波动大于半导体整体

复盘全球半导体产业周期，2000 年以来半导体产业经历了6 轮周期。结合半导体行业销售额规模和增速来看，从 2000 年起，半导体产业共经历了 6 轮周期，每轮周期约4年左右，上行周期通常为 2-3 年，下行周期通常为 1-1.5 年。2019 年，受需求不振及存储器价格大幅下跌影响，全球半导体行业进入下行周期。2019Q3 见底后，5G、新能源车等领域爆发驱动半导体需求增长，至 2021Q3 行业景气度持续上行，并形成全球范围内的“缺芯潮”。2021Q3后，半导体下游需求出现结构性分化，消费电子增速放缓。2022Q2 以来受疫情影响，经济增速放缓，全球半导体行业进入下行周期。随着新一轮来自人工智能、数字经济和智能汽车的创新催化，全球半导体销售额增速在 2023Q2 出现拐点，我们判断全球半导体产业进入新一轮向上周期。

存储芯片呈现较强的周期性，且其周期波动大于半导体及其他细分市场。存储芯片作为半导体市场标准化程度最高的产品，同类产品可替代性强，受行业景气度供需关系影响较大，加上当前存储行业已形成垄断格局，头部厂商在产能规划和产品定价方面步调相对一致，因此行业周期性更强。根据半导体行业及其细分市场的销售额增速来看，存储和半导体市场的周期性趋同，但存储的行业周期波动大于其他半导体细分市场，弹性更强。在半导体行业处于下行周期时，存储市场往往会受到更高的冲击，而相应地若处于从低谷持续回暖的上行周期，存储市场也会受益更多。

存储通常 3-4 年一个周期，上行期与下行期均约 2 年。2012 年至今，存储主要经历了三轮周期：第一轮周期（2012-2015 年）：2012 年，在移动互联网的普及推动下，智能手机加速渗透，4G 网络带来的换机潮在提升全球手机销量的同时，也提高了手机的单机存储容量，存储芯片需求增长，存储行业开启上行周期。2014 年，三大厂商大幅扩产导致供大于求，存储行业景气度下行。第二轮周期（2016-2019 年）：2016 年，互联网云厂商加大资本开支叠加比特币市场繁荣，驱动服务器出货量快速增长；2017 年，手机、服务器销量跨上历史高点，但DRAM厂商将部分产能转移至 3D NAND，供需错配下 DRAM 颗粒缺货严重，价格呈上升趋势，存储行业景气度持续上行。2018 年，存储大厂开始扩产增加供给，同时手机、服务器需求逐渐疲软，存储价格滑落，行业进入下行区间。第三轮周期（2020-2023 年）：2020 年疫情带动 PC、平板电脑、服务器需求上升，同时5G催生终端容量增长，但全球疫情又使得存储厂商产能供应不足，存储价格一路向上，于2022年一季度价格见顶。2021 年末随着厂商新一轮产能投产，全球经济低迷导致下游消费需求疲软，存储价格持续下跌，2022 年供需差距拉大导致存储底部周期拉长。

1.2 供需关系是存储周期的研究核心

通过建立存储的周期性研究框架，我们发现供需关系是存储周期的研究核心。大厂资本开支降低，下游消费需求增长，供不应求，库存开始下降，价格上升，行业进入上行周期；大厂资本开支增加，下游需求下降，供过于求，库存开始增长，价格下降，行业进入下行周期。在周期判断过程中，大厂资本开支、产能规划可以作为周期前瞻指标，行业库存和存储价格可以作为节奏指标。

2. 存储进入新一轮上行周期，把握行业反转机会

2.1 供给端：库存水位趋于正常，资本支出聚焦高端存储

美光和海力士资本开支目前已处低位，三星资本开支也有下降预期。通过复盘三大存储原厂在前三轮（2012-2015 年，2016-2019 年，2020-2023 年）存储周期中的资本开支表现，我们可以发现，在每一轮存储上行周期启动的时候，三大存储原厂的资本开支或在低点或已经经历缩减。同时可以看到三大存储原厂中，美光与海力士资本开支基本与存储周期同频，三星资本支出相对较高，在最近一轮的下行周期中，仍保持着高位运行（逆周期投资）。目前，美光和海力士的资本开支再次来到了低位，并且三星的资本开支也有下降预期，从资本开支趋势来看，符合上行周期启动特征。

2024 年资本开支整体预计高于 2023 年，且主要为支持 HBM、DDR5 等高端存储产品，所以存储芯片整体量产增长有限。从 2022 年年初开始，受需求放缓、库存高企、价格竞争加剧等影响，存储芯片进入下行周期，多家存储厂商减产以降低库存，并节约资本开支。铠侠、海力士、美光自 2022 年 Q4 开始减产，2022 年 9 月铠侠宣布旗下位于日本的两座NAND闪存工厂从 10 月开始晶圆产量将减少约 30%；2022 年 11 月美光也宣布将所有DRAM和NAND晶圆产量减少约 20%（相较 FY2022Q4），12 月下旬美光还宣布将2023 年资本开支减少到70-75亿美元，减少近 40%。西部数据也自 2023 年 1 月起开始减产，三星也在2023 年4 月宣布加入减产行列，并不再采取“逆周期投资”。随着上游厂商减产、智能手机新产品发布和以ChatGPT为代表的新一代人工智能快速发展，存储行业供需格局得到明显改善。根据多家存储大厂发布的生产指引，存储厂商 2024 年资本开支整体预计高于 2023 年，但存储厂商在HBM、DDR5等高端存储产品的扩产趋势明确，且 HBM 和现有 DDR 产品相比，HBM尺寸更大、需要底部缓冲芯片，这进一步限制了非 HBM 存储产品的产量，所以 2024 年存储芯片整体量产增长有限。

存储行业库存水位趋于正常化，存储周期见底信号明确。随着三大存储原厂持续降低资本开支、减产调节库存，以控制市场过剩的供应总量，海外存储芯片库存水位正趋于正常化。根据 Bloomberg 数据，海力士存货较前期的高位水平有所回落，三星、美光库存增速放缓，美光也在此前 FY24Q1 财报中披露，PC、手机、汽车、工业等终端市场中的存储库存已经处在或者接近正常水位，数据中心的存储库存表现正在改善，预计到2024 年上半年接近正常水位。同时，国内存储行业也出现明显周期见底信号。以兆易创新、北京君正为首的存储芯片厂和以澜起科技、聚辰股份为首的接口芯片/配套芯片厂库存自 23Q2 起开始下降，而模组厂23Q3也有明显库存增长，模组厂通过增加库存来赚取未来价差，也可以证明是存储行业见底信号。综上，我们认为在存储库存水位趋向正常情况下，存储周期见底信号也更加明确。

2.2 需求端：下游市场复苏+AI 需求提振

2.2.1 智能手机、PC 和服务器是存储的三大应用市场

存储下游主要应用市场是智能手机、PC 和服务器。根据华经产业研究院的数据，DRAM下游应用主要分布在智能手机、PC 和服务器市场，2020 年分别占比36%、12%、30%；NANDFlash 以应用于手机市场的嵌入式存储产品、PC SSD、以及企业级SSD 产品为主，2020年分别占比 37%、28%、18%。考虑到半导体存储市场中，DRAM 和NAND Flash 占据95%以上份额，所以智能手机、PC 和服务器成为存储终端需求的重要驱动力。

2.2.2 下游市场复苏叠加 AI 浪潮驱动，提振存储需求

新品发布叠加 AI 新生态推动智能手机迎来换机潮，预计2024 年智能手机市场持续回暖。根据 Wind 数据，2023Q3 全球智能手机出货量达到 3.03 亿部，环比增长14.1%，同比增长0.3%，这也是 8 个季度以来，全球智能手机出货量首次出现同比增长，智能手机市场呈现触底反弹趋势。随着多屏、折叠等高端新机型发布提速，以及 AI 大模型落地手机端，预计2024年全球智能手机市场复苏将持续。根据 Counterpoint 发布的《生成式 AI 智能手机出货量和洞察》报告预测，2024 年将是 GenA（I 生成式 AI）智能手机的关键一年，出货量将超过1 亿部，同时Canalys预计 2024 年全球智能手机出货量将继续增长，并以健康的趋势同比增长4%。

由于智能手机渗透率增速放缓，单机容量提升成为智能手机存储需求增长的主要推动力。伴随移动互联网发展，更多应用软件在智能手机上运行，为保证手机流畅运转，对手机内存需求也从 4BG 不断增加，直至 8GB 乃至更高。此外，相机、应用处理器和显示器的进步刺激手机对视频、图像等多媒体应用的存储需求增长，根据 Counterpoint 数据，全球智能手机NAND闪存平均容量在 2020 年首次突破 100GB 大关。随着 AI 技术的不断突破，AI 落地智能手机也成为未来智能手机的一个重要方向。自 2023 年下半年起，诸多手机厂商就以积极的态度拥抱AI，并先后推出了包括蓝心大模型、灵犀端云融合大模型、安第斯大模型、魔法大模型等产品，涵盖 70 亿至千亿的不同参数规模。而 AI 大模型在智能手机的应用，也对内存容量提出了更高的要求。需要运行图像生成 AI 的终端侧，约需 12GB 内存，而具备数字AI 助手功能的设备，约需 20GB 内存。随着智能手机用户换机周期的拉长和手机高端化的发展趋势，用户在购买时必将会更注重手机存储配置，因此单机容量提升将成为智能手机存储需求增长的主要推动力。

PC 去库存见效，叠加 AI PC 刺激，预计 PC 市场逐步复苏，存储需求有望提高。疫情期间居家办公、网课学习等需求大幅预支了市场 PC 需求，渠道库存较多，从2022 年开始全球PC 出货量明显下降，PC 市场在连续 8 个季度下滑后，于 2023 年第四季度恢复增长，可见PC市场经过大幅调整后已经触底。随着 AI 浪潮来袭，预计 2024 年AI 将拓展更多边缘侧应用，包括 AI PC 等终端装置。同时，AI PC 有望带动 PC 平均搭载容量提升。从现有Microsoft 针对AI PC 的规格要求来看，DRAM 基本需求为 16GB 起跳，长期来看，后续伴随消费者的换机潮，AI PC 将有机会带动 PC DRAM 的位元需求年增长。根据 Canalys 预计，随着厂商去库存接近尾声，需求逐渐恢复，叠加 AI PC 的推动，2024 年 PC 总出货量将达到2.67 亿台，较2023年增长 8%，存储需求有望持续提高。

在汽车自动驾驶的驱动下，汽车有望成为增长最快的存储应用市场之一。自动驾驶汽车需要处理海量数据，这类汽车预计平均每天会产生 20TB 的数据。再加上车载信息娱乐和ADAS中都需要使用的人工智能（如手势识别、自然语言处理、计算机视觉、目标检测和识别），还有高清显示屏、自适应巡航控制、语音助手和其他数字化座舱功能，汽车需要在瞬间整合并分析这些数据，因此对内存和计算的需求也呈指数级增长。根据Yole 预测，2021-2027年汽车存储市场将从 43 亿美元增加至 125 亿美元，对应年复合增速为20%。尽管汽车存储市场占存储市场不到 5%，但其增速远超行业平均增速，有望成为增长最快的存储应用市场之一。

大模型从单模态走向多模态，给数据存储带来容量和性能挑战。随着大模型的发展，大模型已经从传统模型的单模态走向多模态，包含文本、图片、音频、视频等信息，这种变化带来了指数级的数据增长，数据集规模从纯文本的 TB 级别增长至PB 级别，并且对数据存储也提出更高的要求。海量数据尤其 PB 级的数据，需要更大的存储容量，同时在训练过程中这些数据写得少、读得多，还需要更高的吞吐量，以及对的延迟、性能有更高的要求。

AI 服务器出货量快速增长，正在抵消通用服务器迭代的延迟，驱动服务器市场长期需求增长。根据 Statista 数据，2023 年全球服务器出货量为 1381.4 万台，同比上涨1.49%，较前几年增速明显放缓，主要是因为超大规模企业和企业市场在 2023 年持续谨慎支出和延长服务器生命周期。随着人工智能的加速发展，AI 服务器的需求迎来快速上升，成为撬动服务器市场的新增长点。根据 Trend Force 的数据，2023 年 AI 服务器需求增长速度预计达38.4%，预计出货量为 1183 千台，2024 年至 2026 年预计仍能保持 25%以上的速率增长。

在高性能 GPU 需求推动下，HBM 目前已经成为 AI 服务器的搭载标配。AI 大模型的兴起催生了海量算力需求，而数据处理量和传输速率大幅提升使得AI 服务器对芯片内存容量和传输带宽提出更高要求。HBM 具备高带宽、高容量、低延时和低功耗优势，目前已逐步成为AI 服务器中 GPU 的搭载标配。英伟达推出的多款用于 AI 训练的芯片A100、H100和H200，都采用了 HBM 显存。其中，A100 和 H100 芯片搭载了 40GB 的HBM2e 和80GB的HBM3显存，最新的 H200 芯片搭载了速率更快、容量更高的 HBM3e。AMD 的MI300 系列也都采用了HBM3 技术，MI300A 的容量与前一代相同为 128GB，而更高端的MI300X则将容量提升至192GB，增长了 50%，相当于 H100 容量的 2.4 倍。

HBM 供应紧张，订单量持续攀升，2024 年 HBM 营收预期同比大幅增长。HBM相较DDR5同制程与同容量（例如 24Gb 对比 24Gb）尺寸大 35%-45%；良率（包含TSV封装良率）则比起 DDR5 低约 20%-30%；生产周期（包含 TSV）较 DDR5 多1.5-2 个月，整体从投片到产出与封装完成需要两个季度以上。因此，急需取得充足供货的买家需要更早锁定订单，据TrendForce 表示，大部分针对 2024 年度的订单已经全部递交给供应商，除非有验证无法通过的情况，否则这些订单均无法取消。截至 2024 年年底，整体 DRAM 产业规划生产HBMTSV的产能约为 250K/m，占总 DRAM 产能（约 1,800K/m）约 14%，供给位元年成长约260%。此外，2023年 HBM 营收占 DRAM 营收产业约 8.4%，预期至 2024 年底HBM营收占比将扩大至20.1%，对应 2024 年 HBM 营收较 2023 年预期同比增长 288%，增长显著。

单机搭载容量提升或成为 2024 年存储市场需求增长的主要驱动力。存储需求增长体现在设备出货增长和单机容量增长，受益于端侧 AI 应用落地以及AI 服务器需求增长，根据TrendForce 数据，2024 年智能手机、服务器、PC 出货量均有个位数百分比提升，但DRAM和NAND单机搭载容量提升或成为存储市场需求增长的主要驱动力。根据美光测算，一台AI 服务器DRAM 使用量是普通服务器 8 倍，NAND 使用量是普通服务器3 倍，而随着智能手机渗透率提升、AI PC 和 AI 手机陆续推出，DRAM 和 NAND 的单机容量也有双位数以上的增长。

2.3 价格上涨趋势明确，存储进入新一轮上行周期

DRAM Wafer 价格自 2023 年 9 月开始触底反弹，上涨趋势明显。受下游需求疲软影响，DRAM Wafer 价格自上轮高点（21 年 7 月）下行已持续两年多，自2022 年四季度起，全球存储芯片大厂三星、海力士、美光、西部数据、铠侠等纷纷减产去库存以应对市场疲软趋势。经过 2023Q2-Q3 磨底后，DRAM Wafer 现货平均价基本在 9 月触底，2023 年四季度价格开始持续反弹。以 DDR416Gb(1Gx16)和 DDR48Gb(1Gx8)为例，自 2023 年9 月12 日现货均价低点至2024 年 2 月 26 日分别上涨 31.16%、30.79%，上涨趋势明显。

NAND Flash 在供给有限且需求大幅增加情况下，晶圆、模组价格均持续提升。随着存储原厂大幅减产控制供给，买方出于对供应将显著减少的预期心理，采购态度转趋积极，由三星引领的减产提价策略初见成效，NAND Flash Wafer 价格自 2023 年三季度开始触底反弹。然而2023 年下半年除了受传统旺季带动，中国手机品牌又扩大生产目标，短时间需求涌入，推动NAND Flash 合约价格上涨。上游 NAND Flash 晶圆价格被拉高后，由于下游模组厂手中库存低于正常季节水准，引发终端抢货，消费性 SSD、存储卡、手机相关零部件如eMMC、eMCP也随之走扬。

DRAM、NAND Flash 产品合约价涨幅乐观， 2024 年第一季度涨势延续。由于供应端企业扩大减产力度，且 PC、手机和服务器等需求恢复，DRAM 和NAND Flash 产品合约价在第四季度全面上涨。根据 Trend Force： PCDRAM 方面，由于 DDR4 及 DDR5 售价均尚未达到原厂目标，加上买方仍可接受第一季续涨，故预估整体 PCDRAM 合约价季涨幅约 10-15%，其中DDR5 涨幅会略高于DDR4。Server DRAM 方面，原厂持续收敛 DDR4 供给量，同时为提高获利能力而大幅提高DDR5产出，故预估 Server DRAM 合约价季涨幅扩大至 10-15%。 Mobile DRAM 方面，由于合约价格仍在历史相对低点，买方更倾向持续建立安全且相对低价的库存水位，因此不断放大购货需求，故第一季度 Mobile DRAM需求不减，预估MobileDRAM 合约价季涨幅约 18-23%。 NAND Flash 方面，为避免缺货，买方持续扩大 NAND Flash 产品采购以建立安全库存水位，而供应商为减少亏损，对推高价格势在必行，故预估第一季NAND Flash 合约价季涨幅约15-20%。同时因为 NAND Flash 原厂为减少亏损而急拉价格涨幅，短期内涨幅过高，所以仍需依靠 Enterprise SSD 拉货保证后续价格上涨。

2024 年存储行业进入新一轮上行周期，并且存储涨价趋势或将持续更久。随着存储行业库存水位趋于正常化，三大存储原厂资本支出聚焦高端存储，存储芯片整体量产增长有限，以及存储下游手机、PC 等传统市场需求复苏、AI 带来的服务器需求催化，存储供需格局得到明显改善，存储价格自 2023 年 9 月份以来出现明显上涨趋势，且涨价趋势已经持续2个季度，我们判断存储行业已经筑底，2024 年存储行业进入新一轮上行周期。同时，考虑到三大存储原厂营业利润率距离历史高点还有较大上升空间，我们认为原厂仍有涨价意愿，以及存储价格在每轮上行周期至少持续 6-8 个季度上涨，本轮上行周期存储价格仅上涨了2 个季度，我们判断存储涨价趋势或将持续更久。

存储厂商股价周期性波动明显，行业存在大幅反弹空间。存储市场作为一个高度垄断市场，决定了产能去化容易和高自主定价权特性，而这两种特性又决定了存储产品在周期波动中会有明显价格变动，价格波动带来存储厂商的业绩波动，从而反映到存储厂商股价随行业周期波动的涨跌变动。复盘存储行业的近三轮周期，三轮周期中，上行阶段海外存储厂商均表现出较大涨幅，平均涨幅在 175%-282%之间（剔除第一轮周期中南亚科6648%的极值影响和第二轮周期中三星 7449%和旺宏 2786%的极值影响）。三轮周期中，下行阶段的平均跌幅在50%-60%左右。截至 2024 年 3 月 28 日，第三轮下行周期的结束低点（以2023 年12 月31 日股价计算）至当日股价平均涨幅为 81%，远小于三轮周期中上行阶段的平均涨幅，未来随着存储价格持续涨价带来的营业利润率改善，存储厂商有望迎来业绩与估值的戴维斯双击，行业存在较大的反弹空间。

从业绩增速上看，模组厂业绩向上拐点较原厂领先 1-2 个季度。模组集成环节处于原厂下游，较原厂更早感受到终端需求的变化，愿意在上行周期背负更多库存，在下行周期提前砍单。虽然晶圆价格或先于模组价格筑底，但原厂营收增速仍需模组厂商以及OEM客户相应库存回归正常后才会回暖，故存储原厂业绩表现拐点略滞后于模组厂商。据Wind 数据，以海力士、美光、华邦电和旺宏为例，模组厂商营收增速转正时点较原厂领先约1-2 个季度，周期中待需求复苏拉动价格反弹，开启上行周期后，模组厂商将率先受益于周期反转。

3. 长期：存储产业链国产替代空间大

存储产业链主要包括存储晶圆厂、主控芯片厂、封装测试厂以及存储模组厂。存储产业链上游是原材料和半导体设备，原材料主要以硅片、光刻胶、电子特种气等为主，半导体设备主要以光刻机、刻蚀设备、检测与测试设备等等为主。存储产业链中游包括制造、封测和集成模组三大环节，其中，存储晶圆颗粒是存储器的核心，存储产品中的所有数据和信息均存储在晶圆颗粒中；封装测试是将存储晶圆颗粒和主控芯片封装在一起，并对整个存储器进行测试和调试；模组厂将存储器和其他电子组件组合在一起，形成最终产品。存储产业链下游的应用则包括消费电子、信息通信、汽车电子、物联网、高新科技等。

3.1 存储芯片：大陆积极布局利基市场，长鑫长存加速国产替代

DRAM 和 NAND Flash 是市场主流存储方案。根据 Yole，目前市场上除DRAM、NANDFlash、NOR Flash，其他存储技术的市场份额合计仅 2%，预计到2026 年新兴的存储技术，包括 PCM、MRAM、RERAM 份额仍将不到全市场的 1%。新型存储发展方向均是将DRAM的读写速度与 Flash 的非易失性结合起来，但目前尚无方案可替代DRAM和NANDFlash，DRAM和 NAND Flash 仍是市场主流存储方案，占据存储芯片市场 95%以上份额。

海外厂商高度垄断存储芯片，我国国产替代空间广阔。全球存储芯片市场被海外企业高度垄断，DRAM 作为存储器第一大产品，三星、海力士、美光垄断了全球96.5%的市场份额，行业集中度高，寡头明显；NAND 领域，竞争格局相对 DRAM 领域较分散，三星、铠侠、SK海力士、西部数据、美光合计占据 95.5%的市场份额。我国虽然是全球最主要的存储芯片消费市场，但由于产业起步较晚，市场占有率仍相对较低，国产替代空间广阔。

随着 DRAM 迭代升级，高性能、低功耗成为两大主要发展趋势。以DDR系列产品为例，目前 DDR 已经迭代到第 5 代，且每一代工作电压都较前一代有所降低，这意味着随着DDR内存技术的发展，其能耗、发热量会逐步减小，体现了 DRAM 低功耗的发展趋势；同时DDR第 1 代到第 5 代的最大颗粒容量和最小传输速度均实现了翻倍增长，芯片容量的扩大以及传输速率的提高，体现了 DRAM 高性能的发展趋势。

处理器升级推动 DDR5 渗透率提升，DDR5 内存将在 2024 年成为主流。无论是PC还是服务器，随着英特尔以及 AMD 处理器的相继发布，DDR5 渗透率快速提升，澜起科技也在投资者关系活动上表示，预计 2023 年 DDR5 渗透率有望达到 25%-30%，2024 年年中渗透率可能超过 50%。三大存储原厂海力士、美光、三星均已经扩大 DDR5 生产，减少生产DDR4，预计到 2023 年底，他们的 DDR5 内存 bit 销售额合计将占 bit 销售额总额的30-40%。

复盘 2016 年以后 NOR Flash 产业进阶路径，我们认为国内厂商的突破口在于海外厂商发力高性能、高容量存储产品后逐渐退出利基市场的份额再分配。2014-2016 年国内成立了一批主要容量覆盖 256Mb 以下市场的存储芯片 fabless 企业，随着美光、Cypress 在2016和2017年先后宣布退出 NOR 低容量市场，将资源向更具性价比的 NAND 倾斜，给国内厂商提供了份额提升的突破口。2016 年以后国内产品料号和容量加速覆盖，并通过制程升级满足下游成本与体积的需求，大多数企业制程节点来到 55nm 以下，与旺宏、华邦电等基本一致甚至更低，逐渐具备成本/技术上的优势，同时随着物联网设备、TWS 耳机等可穿戴设备的快速增长创造了旺盛的中小容量需求，国内 NOR Flash 产业进入快车道。

大陆厂商积极布局利基市场，海外厂商持续退出，国产厂商有望迎来成长机会。存储市场产品迭代不断，按市场流行程度分为主流产品和利基产品，利基产品一般是从主流规格中退役的产品，目前市场主流 DRAM 包括 8Gb 以上的 DDR4、DDR5 颗粒，利基DRAM包括DDR3及部分 DDR4 颗粒，主流 NAND 包括 SLC NAND、MLC/TLC NAND <=4GB，主流NAND包括 MLC/TLC NAND>4GB。国产厂商兆易创新、北京君正、东芯股份等积极布局利基市场，我们认为国产厂商有望在利基市场复制 2016-2017 年 NOR Flash 产业进阶路径并实现受益。

（1）DRAM 领域，HBM、DDR5 等需求快速增长，三大原厂将更多产能分配给主流产品和 HBM；NAND 领域，海外企业逐步转向工控与汽车领域，陆续退出4Gb 以下中低容量NAND市场，国产厂商有望在利基市场实现份额提升；（2）目前利基产品在全球内存市场依然有庞大需求，除了消费电子、工业等传统领域，通信、汽车电子、物联网、可穿戴设备等新兴应用场景对中小容量存储芯片需求也持续上升；（3）得益于国内晶圆代工厂商产能支持，相较台系 IDM 厂商资本开支约束，国产Fabless厂商在份额争夺上占有优势，同时国内厂商利用先进制程生产利基产品的模式带来成本优势。

DRAM 工艺制程已经缩小到 15nm 以下，并不断向 10nm 逼近。对DRAM芯片而言，先进制程意味着高能效与高容量，以及更好的终端使用体验。DRAM工艺制程发展迅猛，三星、SK 海力士、美光作为 DRAM 领域的龙头企业，三家企业在 16-17 年进入1x（16-19nm）阶段，18-19 年迈进 1y（14-16nm）阶段，20 年后进入 1z（12-14nm）阶段。当前DRAM先进制程工艺——10nm 级别，经历了 1x、1y、1z 与 1α四代技术，目前来到了第五代，美光称之为1βDRAM，三星称之为 1bDRAM。

NAND Flash 进入立体堆叠时代，3D NAND 成为主流技术趋势。3DNANDFlash目前已经突破 200 层，三星第 8 代 V-NAND 层数达到了 236 层；美光232 层NANDFlash已经量产出货；铠侠和西部数据共同推出 218 层 3D NAND 闪存，已开始为部分客户提供样品；海力士开发出世界最高 238 层 4D NAND 闪存。未来存储厂商将持续发力更高层数NANDFlash，美光计划推出 2YY、3XX 与 4XX 等更高层数产品；铠侠与西部数据也在积极探索300层以上的3D NAND 技术；三星则计划 2024 年推出第九代 3D NAND（有望达到280 层），2025-2026年推出第十代 3D NAND（有望达到 430 层）。

长存长鑫崛起，实现国产存储芯片从 0 到 1 的突破，并逐步向国际竞争对手靠近。近年在国家产业政策以及国家大基金的支持下，以长鑫存储、长江存储为代表的国内存储厂商逐步崛起。其中，长鑫存储重点攻克 DRAM，在工艺制程上，长鑫加快追赶三大原厂进度，目前已经开始批量生产 18.5nm 工艺的 DRAM 芯片，月产量高达 10 万片晶圆，此外，长鑫存储还启动了二期建设计划，预计在 2024 年底完成，每月产能还会增加4 万片晶圆，届时长鑫总产能占全球 DRAM 总产能的 10%。长江存储重点在 NAND Flash 领域发力，2022 年初率先实现232层 3D NAND 量产，首次领先海外厂商。长江存储二期项目也在启动，规划产能达到30万片/月，和国际存储巨头之间的差距进一步缩小。

3.2 HBM：先进封装成重点升级方向

HBM 采用 2.5D+3D 封装工艺，提升 Bumping、TSV、CoWoS 等多种先进封装需求。HBM使用了 3D TSV 和 2.5D TSV 技术，通过 3D TSV 把多块 DRAM Die 堆叠在一起，每个Die之间都使用 TSV 和 micro bump 的方式进行连接，除了堆叠的DRAMDie 以外，下层还会有个HBM 控制器逻辑 Die，逻辑控制 die 通过凸块（μbump）连接下方的硅中介基板（Si interposer），HBM Stack 再使用 2.5DTSV 技术和 GPU 在载板上实现互连。

先进封装为全球封测市场贡献主要增量。2.5D/3D 封装、扇形封装(FOWLP/PLP)等技术的发展成为延续摩尔定律的最佳选择之一，带动先进封装技术在整个封装市场的占比正在逐步提升。据 Yole 数据，2020 年先进封装全球市场规模为 304 亿美元，占比为45%；预计2026年市场规模增至 475 亿美元，占比达 50%，2020-2026E CAGR 约为7.7%，优于整体封装市场和传统封装市场成长性。

TSV 为 HBM 核心工艺，在 HBM 3D 封装成本中占比约30%。根据SAMSUNG，3DTSV工艺较传统 POP 封装形式节省了 35%的封装尺寸，降低了 50%的功耗，并且对比带来了8倍的带宽提升。考虑 99.5%和 99%两种键合良率的情形，对 4 层存储芯片和一层逻辑裸芯进行3D 堆叠的成本进行分析，TSV 形成和显露的成本占比合计分别为30%和28%，超过了前/后道工艺的成本占比，是 HBM 3D 封装中成本占比最高的部分。

TSV 技术主要涉及深孔刻蚀、沉积、减薄抛光等关键工艺。TSV 首先利用深反应离子刻蚀（DRIE）法形成通孔，所以在前道环节增加了 TSV 刻蚀设备需求；然后使用化学沉积的方法沉积制作绝缘层、使用物理气相沉积的方法沉积制作阻挡层和种子层；再选择一种电镀方法在盲孔中进行铜填充；最后使用化学和机械抛光（CMP）法去除多余的铜。完成铜填充后则需要对晶圆进行减薄；再进行晶圆键合，所以在中段环节增加了键合机等先进封装设备需求。此外，HBM 后续还需通过进行 KGSD 测试来完成硅通孔芯片的堆叠封装，所以在后道环节增加了测试设备需求。

HBM 多层堆叠结构提升工序步骤，带动封装材料需求持续提升。环氧塑封料（EMC）作为半导体封装的一种热固性化学材料，起到保护芯片的功能，在传统和先进封装中均广泛应用。EMC 主要包括 GMC（Granular Molding Compound，颗粒状环氧塑封料）和LMC（LiquidMoldingCompound，液态塑封料）。GMC 作为 HBM 芯片间隙填充的必备材料，其主要原材料球形硅微粉和球形氧化铝需求将增加；底部填充胶用于 FC 封装工艺，PSPI 作为硅中介中RDL的再钝化层，两者需求将增长；HBM 的 Bumping、RDL、TSV 等引入前道工艺将提升电镀液用量；HBM 也将提升电子粘合剂、封装基板、压敏胶带等材料需求。

3.3 模组：完善产业链布局，国产模组厂商市场份额有望提升

模组产品适用于多样化的存储应用场景和客户功能需求，推动存储晶圆产品化。模组厂商根据客户需求，通过主控芯片设计、存储芯片固件开发、匹配存储晶圆等主辅料，并独立或委托专业厂商完成封装测试等产业链后端环节，实现标准化存储晶圆向存储模组产品的转化。内存模组主要应用于客户端（个人电脑等）、服务器（企业级）的内存条，其内部组成包括用于数据存储和读写的 DRAM 颗粒（占内存模组成本的绝大部分）、SPD Hub（串行检测集线器）、PMIC（电源管理芯片）、接口芯片（RCD+DB）和 TS（温度传感器）；闪存模组分为主要应用于大容量存储场景的固态硬盘；应用于电子移动终端低功耗场景的嵌入式存储；应用于便携式存储场景的移动存储、U 盘、移动盘等，其内部组成包括 NAND Flash 颗粒、主控芯片和DRAM颗粒（主要存在于中高端 SSD）。

国内大陆各家模组厂商通过多业务布局形成产业链协同。近几年来，随着自主可控意识的加强，以及大陆模组厂商在技术、产品上的持续攻坚突围，从存储颗粒、主控芯片到模组产品、封装测试等不同层面的多业务布局，国内大陆模组厂商形成产业链协同和自身业务优势。江波龙最早布局上游 SLC NAND 芯片领域，同时布局主控芯片与封测环节，带动长期盈利能力提升；德明利不断完善闪存存储模组矩阵，并深耕主控领域，因自研主控芯片，德明利毛利率领先模组厂商；佰维存储构建了封测一体化的经营模式，并立足存储器先进封测优势，加强公司产品竞争力，同时针对细分市场的需求，推出了千端千面的存储产品；朗科科技也开始布局封测产业，稳步推进公司产业转型与升级。

国内存储模组厂商市场份额有望持续提升。根据 Trend Force 数据，2022 年全球内存模组供应商主要来自美国、中国大陆以及中国台湾，其中金士顿以78.12%的占比位列第一，海外龙头模组厂商地位稳固，中国大陆厂商记忆科技、嘉合劲威、金泰克分别以3.78%、2.88%、2.33%的市场份额位列第 2、4、5 位，合计市场份额为 8.99%。2022 年全球固态硬盘市场中，金士顿以 28%的占比列第一，中国大陆厂商雷克沙（江波龙收购）、金泰克、朗科、七彩虹市占率分别为 8%、8%、6%、5%，合计达 27%。中国是全球最大的半导体市场之一，国产替代空间广阔，随着存储芯片逐渐国产化替代进程，国内存储模组厂商有望持续提升市场份额。

3.4 模组侧配套芯片：DDR5 渗透率提升驱动需求增长

内存接口芯片和配套芯片是内存模组速率、稳定性的保证。内存接口芯片是CPU存取内存数据的必由通路，按功能可分为寄存缓冲器 RCD、数据缓冲器DB。随着CPU运算速度、核心数量增长，相对落后的内存读写速度不能充分释放算力。接口芯片凭其对地址、命令、数据等信号的缓冲功能，在 CPU 与 DIMM 间起到调停作用，可有效提高访问速度、稳定性。除内存颗粒和内存接口芯片外，JEDEC 设定的 DDR5 内存模组标准增加了三类配套芯片：串行检测集线器 SPD、电源管理芯片 PMIC、温度传感器 TS。SPD 作为I2C/I3C总线集线器，本质是一颗 EEPROM、可以存储内存模组、模组上内存颗粒和相关器件的参数；PMIC起电源转化和管理作用；TS 对内存条温度监控；内存接口芯片和配套芯片提高了内存模组速率和工作稳定性。

服务器 CPU 升级支持 DDR5，DDR5 渗透率提升带来内存接口芯片、配套芯片需求增长。JEDEC 的 DDR5 标准带来 DB 芯片和配套芯片数量增加，服务器需配备SPD、PMIC各一颗和TS 两颗，个人电脑需配备 SPD、PMIC 甚至 CKD 各一颗。内存接口芯片上则由原先的“1+9”架构升级为“1+10”架构，带来 DB 增量需求。2022 年 11 月AMD 发布首次支持DDR5的EPYC9004 系列，随后英特尔相继发布 Sapphire Rapids、Emeralds Rapids 两代处理器，支持PCIe5.0 和 DDR5 内存技术。新一代 CPU 出货上量可加速 DDR5 渗透率提升，预计2024年年中 DDR5 渗透率将超 50%，DDR5 渗透率提升有望带来内存接口芯片、配套芯片需求增长。

内存接口芯片市场三足鼎立，技术壁垒筑牢护城河。DDR2 世代内存接口芯片市场玩家众多，自 DDR4 世代始，国内澜起科技、日本瑞萨电子、美国 Rambus 三分天下垄断市场。DDR5世代延续了 DDR4 世代的行业竞争格局，其中澜起科技在 JEDEC 中担任要职，深度参与相关产品标准制定，借助其在 DDR4 世代确立的领先优势，不断扩大市场份额。规模出货前，内存接口芯片的稳定性、速率、能耗等需要通过内存颗粒和模组厂商、服务器CPU厂商、OEM厂商全方位的认证，认证周期长，具有较高的认证壁垒；行业内现存玩家均有深厚的技术积累，技术壁垒使得新厂商难以进入，难以打破现有格局。配套芯片竞争态势复杂，仅澜起科技、瑞萨电子可提供全套解决方案。配套芯片中SPD和 TS 由国内澜起科技、日本瑞萨电子垄断，聚辰股份自 DDR2 世代起深耕SPD研发，并与澜起科技合作研发 DDR5 SPD 芯片，在内存迭代中抢得先发优势，为业内少数拥有完整SPD产品组合的企业，PMIC 厂商较多，竞争较为激烈。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）