全球存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)保持上升趨勢(shì) 2023年將超過2000億美元

全球存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)于波動(dòng)中保持上升趨勢(shì)，市場(chǎng)規(guī)模從 2005 年的 546 億美元增至 2020 年的 1229 億美元，復(fù)合增速達(dá) 5.6%，IC Insights 預(yù)計(jì) 2021 年全球存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)規(guī)模將同比增長(zhǎng) 22%，2023 年將超過 2000 億美元。

一、存儲(chǔ)芯片：現(xiàn)代信息存儲(chǔ)媒介

1.1 半導(dǎo)體存儲(chǔ)：主流存儲(chǔ)媒介，DRAM 和 NAND 為其核心構(gòu)成

早期信息存儲(chǔ)以紙張、磁性媒介為主。早期的信息存儲(chǔ)主要依靠紙張，1725 年法國(guó)人發(fā)明了打孔卡和打孔紙帶，這是最早的機(jī)械化信息存儲(chǔ)形式。1928 年磁帶問世，磁性存儲(chǔ)時(shí)代開始，隨后在 1932 年，硬盤驅(qū)動(dòng)器前身即磁鼓內(nèi)存問世，存儲(chǔ)容量約 62.5 千字節(jié)。1936 年，世界上第一臺(tái)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)誕生，使用真空二極管處理二進(jìn)制數(shù)據(jù)，使用再生電容磁鼓存儲(chǔ)器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，但體積龐大。1946 年，第一個(gè)隨機(jī)存取數(shù)字存儲(chǔ)器誕生，存儲(chǔ)容量 4000 字節(jié)，因體積過大后來被 1956 年 IBM 發(fā)明的硬盤驅(qū)動(dòng)器（HDD） 替代。隨后，1965 年只讀式光盤存儲(chǔ)器（光盤，CD-ROM）普及。

半導(dǎo)體存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展已有半個(gè)世紀(jì)。1966 年動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（DRAM）問世，存儲(chǔ)器進(jìn)入半導(dǎo) 體時(shí)代，最早單顆裸片（Die）容量為 1kb，如今已達(dá) 16Gb 及以上。直到 1980 年，東芝發(fā)明了閃存 （Flash），此后 90 年代，先后出現(xiàn)了 USB、SD 卡等多種 Flash 應(yīng)用。2008 年，3D NAND 技術(shù)萌芽，到 2014 年正式商用量產(chǎn)。由此看，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器發(fā)展已有 55 年，其中 DRAM 發(fā)展已有 55 年，F(xiàn)lash 發(fā)展 已有 40 年，由于 2D NAND 和 3D NAND 技術(shù)差別巨大，實(shí)際上 3D NAND 發(fā)展歷史僅僅十余年，技術(shù)成 熟度遠(yuǎn)不如 DRAM。

半導(dǎo)體存儲(chǔ)器又稱存儲(chǔ)芯片，是以半導(dǎo)體電路作為存儲(chǔ)媒介的存儲(chǔ)器，用于保存二進(jìn)制數(shù)據(jù)的記憶設(shè)備，是現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)的重要組成部分。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器具有體積小、存儲(chǔ)速度快等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用服務(wù)器、PC、智能手機(jī)、汽車、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)存儲(chǔ)等領(lǐng)域。根據(jù)存儲(chǔ)原理的不同，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器可分為隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）和只讀存儲(chǔ)器（ROM）：

（1）隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）。與 CPU 直接交換數(shù)據(jù)的內(nèi)部存儲(chǔ)器。可隨時(shí)讀寫且速度快，斷電后存儲(chǔ)數(shù)據(jù)丟失，是易失性存儲(chǔ)器。RAM 又可進(jìn)一步細(xì)分為動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（DRAM）和靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（SRAM）。DRAM 用作內(nèi)存，需求量遠(yuǎn)高于 SRAM。SRAM 速度很快但成本高，一般用于作 CPU 的高速緩存。

（2）只讀存儲(chǔ)器（ROM）。只能讀取事先存儲(chǔ)的信息的存儲(chǔ)器。斷電后所存數(shù)據(jù)不會(huì)丟失，根據(jù)可 編程、可抹除功能，ROM 可分為 PROM、EPROM、OTPROM、EEPROM 和 Flash 等。Flash 是當(dāng)前主流 的存儲(chǔ)器，具備電子可擦除可編程的性能，能夠快速讀取數(shù)據(jù)而且斷電時(shí)不會(huì)丟失數(shù)據(jù)，往往與 DRAM 搭配使用。Flash 可進(jìn)一步細(xì)分為 NAND Flash 和 NOR Flash：NAND Flash 寫入和擦除的速度快，存儲(chǔ)密度 高，容量大，但不能直接運(yùn)行 NAND Flash 上的代碼，適用于高容量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。NOR Flash 的優(yōu)勢(shì)是芯片內(nèi) 執(zhí)行——無需系統(tǒng) RAM 就可直接運(yùn)行 NOR Flash 里面的代碼，容量較小，一般為 1Mb-2Gb。

DRAM 和 NAND Flash 為最重要的兩類存儲(chǔ)芯片。按照市場(chǎng)規(guī)模計(jì)算，DRAM 約占存儲(chǔ)器市場(chǎng) 53%， NAND Flash 約占 45%，二者份額合計(jì)達(dá) 98%，為存儲(chǔ)器市場(chǎng)主要構(gòu)成產(chǎn)品。

1.2 發(fā)展趨勢(shì)：DRAM 聚焦制程迭代，NAND 聚焦 3D 堆疊

1.2.1 DRAM：向高性能和低功耗發(fā)展，3D 堆疊、先進(jìn)工藝、EUV 等是未來趨勢(shì)

DRAM 的工作原理是利用電容內(nèi)存儲(chǔ)電荷的多寡來代表一個(gè)二進(jìn)制比特（bit），具備運(yùn)算速度快、掉 電后數(shù)據(jù)丟失的特點(diǎn)，常應(yīng)用于系統(tǒng)硬件的運(yùn)行內(nèi)存，主要應(yīng)用于服務(wù)器、PC 和手機(jī)等。在結(jié)構(gòu)升級(jí)方 面，DRAM 分為同步和異步兩種，兩者區(qū)別在于讀/寫時(shí)鐘與 CPU 時(shí)鐘不同。傳統(tǒng)的 DRAM 為異步 DRAM，已經(jīng)被淘汰，SDRAM（Synchronous DRAM，同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器）為 DRAM 的一種升級(jí)，讀/ 寫時(shí)鐘與 CPU 時(shí)鐘嚴(yán)格同步，主要包括 DDR、LPDDR、GDDR、HBM 等：

（1）DDR SDRAM（Double Data Rate SDRAM，雙信道同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存）可以在一個(gè)時(shí)鐘讀 寫兩次數(shù)據(jù)，使得傳輸數(shù)據(jù)加倍，目前已發(fā)展到第五代，每一代升級(jí)都伴隨傳輸速度的提升以及工作電 壓的下降。根據(jù) Yole 預(yù)測(cè)，隨著 DDR5 的上市，市場(chǎng)將快速進(jìn)行產(chǎn)品升級(jí)換代，預(yù)計(jì) 2025 年 DDR5 的份 額將接近 80%。

（2）LPDDR（Low Power DDR，低功耗雙信道同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存）通過與處理器緊鄰（焊接 在主機(jī)板上而非插入或以封裝層疊技術(shù)直接堆在處理器上方）、減少通道寬度以及其他一些犧牲部分反應(yīng) 時(shí)間的方法來降低體積和功耗。LPDDR 內(nèi)存多用于智能手機(jī)、筆記本、新能源車上，而 DDR 多用于服 務(wù)器、臺(tái)式機(jī)、普通筆記本上。

（3）GDDR（Graphics DDR，繪圖用雙信道同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存）為專門適配高端繪圖顯卡而特 別設(shè)計(jì)的高性能 DDR 儲(chǔ)存器。GDDR 與一般 DDR 不能共用，時(shí)鐘頻率更高，發(fā)熱量更小，一般用于電 競(jìng)終端和工作站。

高性能和低功耗是性能升級(jí)的兩大主要趨勢(shì)。一般來說，繪圖用 DRAM 數(shù)據(jù)傳輸速度高于計(jì)算機(jī)用 DRAM，計(jì)算機(jī)用 DRAM 高于手機(jī)用 DRAM。近年來，各類 DRAM 更新迭代快速，高性能和低功耗是 兩大主要趨勢(shì)，目前 DDR、LPDDR、GDDR 已發(fā)展至第 5~6 代，較前一代傳輸速率大幅提升，功耗大幅 度降低。手機(jī) DRAM 方面，目前業(yè)內(nèi)已量產(chǎn) LDDR5；計(jì)算機(jī)用 DRAM 方面，目前已演進(jìn)至 DDR5；繪 圖用 DRAM 方面，最新一代的 GDDR6 已商用數(shù)年。

從 2D 架構(gòu)轉(zhuǎn)向 3D 架構(gòu)演變可能是未來 DRAM 的技術(shù)趨勢(shì)之一。2D DRAM 內(nèi)存單元數(shù)組與內(nèi)存邏輯電路分占兩側(cè)，3D DRAM 則是將內(nèi)存單元數(shù)組堆棧在內(nèi)存邏輯電路的上方，因此裸晶尺寸會(huì)變得比較小，每片晶圓的裸晶產(chǎn)出量會(huì)更多，意味著 3D DRAM 在成本上具備優(yōu)勢(shì)。

DRAM 從 2D 架構(gòu)轉(zhuǎn)向 3D 架構(gòu)演變的典型產(chǎn)品為 HBM。HBM（High Bandwidth Memory，高帶寬 儲(chǔ)存器）是 AMD 和 SK 海力士推出的一種基于 3D 堆棧工藝的高性能 DRAM，適用于高儲(chǔ)存器帶寬需求的應(yīng)用場(chǎng)合，如圖形處理器、網(wǎng)絡(luò)交換及轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備（交換機(jī)、路由器）等。HBM 與 GDDR 都與 GPU 緊密整合，但 HBM 的位置不在 GPU 旁，而是在連接 GPU 與邏輯電路的中介層上。這些 DRAM 芯片具有大量的硅通孔（TSV），連接 HBM 內(nèi)的各個(gè)芯片，以及其底部的邏輯芯片。因此，DRAM 顆粒可以相互 堆疊，使得芯片在垂直面上能實(shí)現(xiàn)小面積和高容量。

DRAM 工藝制程演進(jìn)至 10+nm，將繼續(xù)向 10nm 逼近。DRAM 的制程接近 10nm，各廠家都處于 10nm+階段。業(yè)界命名 DRAM 前三代 10nm+制程分別為 1X（16-19nm）、1Y（14-16nm）、1Z（12-14nm）。行業(yè)龍頭三星電子、SK 海力士和美光在 2016~2017 年期間進(jìn)入 1X nm 階段，2018~2019 年進(jìn)入 1Y nm階 段，2020 年后進(jìn)入 1Z nm 階段。最新的 1αnm 仍處于 10+nm 階段，三星于 2020 年 3 月率先完成技術(shù)開發(fā)， 美光和海力士緊隨其后，各家大廠將繼續(xù)向 10nm 逼近。

光刻技術(shù)由 DUV 轉(zhuǎn)向 EUV。目前 DRAM 使用最為成熟的光刻技術(shù)是 193nm 的 DUV 光刻機(jī)，EUV 光刻機(jī)使用 13.5nm 波長(zhǎng)，可通過減少光罩次數(shù)來進(jìn)一步壓低成本，提高精度和產(chǎn)能。在工藝制程達(dá)到 14nm 后，采用 EUV 的經(jīng)濟(jì)性開始顯現(xiàn)，而 DUV 需使用多重曝光（SAQP）技術(shù)才能形成更細(xì)線寬的電 路，因此成本上處于劣勢(shì)。目前 DRAM 廠商仍可通過工藝改進(jìn)使用 DUV 生產(chǎn) 10+nm DRAM，未來 DRAM 生產(chǎn)轉(zhuǎn)向 EUV 將是必然。三星、SK 海力士分別于 2020 年和 2021 年引入 EUV 技術(shù)來制造 DRAM， 美光預(yù)計(jì)在 2024 年生產(chǎn)基于 EUV 的 DRAM。目前 EUV 經(jīng)濟(jì)效益低于 DUV，但 EUV 將帶來更簡(jiǎn)化的流 程，且成本會(huì)隨著工藝完善而不斷降低。

1.2.2 NAND：3D NAND 商用時(shí)間短，高密度存儲(chǔ)、3D 堆疊是未來趨勢(shì)

20 世紀(jì) 80 年代，2D NAND 技術(shù)誕生并商業(yè)化，閃存行業(yè)獲得高速發(fā)展。1967 年，Dawonhng 和 Simon S 共同發(fā)明了浮柵 MOSFET，這是所有閃存、EEPROM 和 EPROM 的基礎(chǔ)。1984 年，閃存之父 Fujio Masuoka 代表東芝在 IEEE 1984 綜合電子設(shè)備大會(huì)上正式介紹了閃存。1986 年，英特爾推出了閃存 卡概念，成立了 SSD 部門。1987 年，Masuoka 發(fā)明 2D NAND，此后，英特爾、三星電子和東芝先后推 出 2D NAND 產(chǎn)品。90 年代初，閃存市場(chǎng)迅速擴(kuò)張，1991 年產(chǎn)值僅 1.7 億美元，1995 年達(dá)到 18 億美元， 復(fù)合增速達(dá) 80%。2001 年，東芝與閃迪宣布推出 1GB MLC NAND。2004 年，基于同等密度，NAND 的 價(jià)格首次降至 DRAM 之下，成本效應(yīng)將閃存帶入計(jì)算領(lǐng)域。

3D NAND 于 2014 年開始商業(yè)化量產(chǎn)，主流廠商基本實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品轉(zhuǎn)換。2007 年，東芝最早推出 BiCS 類型的 3D NAND。2013 年三星推出第一代 V-NAND 類型的 3D NAND。2014 年，SanDisk 和東芝宣布推 出 3D NAND 生產(chǎn)設(shè)備，三星率先發(fā)售 32 層 MLC 3D V-NAND，至此 3D NAND 市場(chǎng)開始快速擴(kuò)張。

3D NAND 存儲(chǔ)單元向 TLC、QLC 等高密度存儲(chǔ)演進(jìn)。NAND Flash 根據(jù)存儲(chǔ)單元密度可分為 SLC、 MLC、TLC、QLC 等，對(duì)應(yīng) 1 個(gè)存儲(chǔ)單元分別可存放 1、2、3 和 4bit 的數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)單元密度越大，壽命 越短、速度越慢，但容量越大、成本越低。目前 NAND Flash 以 TLC 為主，QLC 比重在逐步提高。

3D 堆疊大幅提升容量，相同單元密度下壽命較 2D 結(jié)構(gòu)延長(zhǎng)。3D NAND 是一項(xiàng)革命性的新技術(shù)，首 先重新構(gòu)建了存儲(chǔ)單元的結(jié)構(gòu)，并將存儲(chǔ)單元堆疊起來。3D NAND 帶來的變化有：（1）總體容量大幅提 升；（2）單位面積容量提高。對(duì)于特定容量的芯片，3D NAND 所需制程比 2D NAND 要低得多（更大線 寬），因而可以有效抑制干擾，保存更多的電量，穩(wěn)定性增強(qiáng)，例如同為 TLC 的 3D NAND 壽命較 2D NAND 延長(zhǎng)。

工藝制程演進(jìn)相對(duì)緩慢，3D 堆疊層數(shù)增長(zhǎng)迅速。從 2014 年到 2020 年，各家廠商 3D NAND 堆疊層 數(shù)從 32 層增長(zhǎng)至 128 層，大致 3 年層數(shù)翻一倍，而工藝制程在 2D NAND 時(shí)期就達(dá)到 19nm，轉(zhuǎn)換成 3D NAND 工藝制程倒退至 20-40nm，而后又逐步往更高制程演進(jìn)，制程演進(jìn)相對(duì)邏輯芯片較慢。從各廠商 的技術(shù)藍(lán)圖來看，NAND Flash 堆疊層數(shù)預(yù)計(jì)在 2022 年將達(dá)到 2XX 層，而工藝制程則可能停留在 20- 19nm 左右。

堆疊層數(shù)仍有較大提升空間。按照 SK 海力士的預(yù)測(cè)，3D NAND 在發(fā)展到層數(shù)超過 600 層的階段時(shí) 才會(huì)遇到瓶頸，目前市場(chǎng)上主流產(chǎn)品低于 200 層，未來技術(shù)升級(jí)空間較大。

主流廠商基本實(shí)現(xiàn)從 2D NAND 到 3D NAND 的產(chǎn)品轉(zhuǎn)換，三星電子領(lǐng)先 1-2 年。從 2014 年 3D NAND 量產(chǎn)開始，到 2018 年主要 NAND 廠商基本完成從 2D 到 3D 的產(chǎn)品轉(zhuǎn)換。2018 年 NAND Flash 廠 商三星電子、東芝/西部數(shù)據(jù)、美光、英特爾等原廠的 3D NAND 生產(chǎn)比重己超過 80%，美光甚至達(dá)到 90%。目前，各家廠家已實(shí)現(xiàn) 128 層（鎧俠和西部數(shù)據(jù)是 112 層）的量產(chǎn)，176 層正成為主流，2XX 層以 上的研發(fā)和量產(chǎn)正在推進(jìn)，其中三星研發(fā)進(jìn)度最為領(lǐng)先，比其他廠商領(lǐng)先 1-2 年。

1.3 新興技術(shù)：市場(chǎng)應(yīng)用有限，尚無法構(gòu)成實(shí)質(zhì)性替代

除 DRAM 和 NAND Flash 以外，NOR Flash 近年來受到越來越多的關(guān)注。

NOR Flash 制程迭代重啟，向 55/40nm 節(jié)點(diǎn)推進(jìn)。1988 年，Intel 推出第一款 NOR Flash 商用產(chǎn)品， 制程 1.5um，2005 年 Intel 推出 65nm 產(chǎn)品。然而，受市場(chǎng)萎縮的影響，NOR Flash 制程進(jìn)展長(zhǎng)期停滯。但 近年來隨著可穿戴設(shè)備、AMOLED/TDDI 和汽車電子等需求增長(zhǎng)，NOR Flash 行業(yè)自 2016 年以來恢復(fù)增 長(zhǎng)。目前高密度 NOR Flash 產(chǎn)品的主流工藝從 65nm 節(jié)點(diǎn)向 55nm/40nm 節(jié)點(diǎn)推進(jìn)，而低密度 NOR Flash 產(chǎn)品仍在以 65nm 及以上節(jié)點(diǎn)制造。

SPI 接口 NOR Flash 為主流，具有體積小、功耗低、成本低和速率高等優(yōu)點(diǎn)。NOR Flash 主要有兩種 傳輸接口：SPI（串行外設(shè)接口）和 I2C（并行存取接口）。相比于 I2C，SPI 僅需 6 個(gè)信號(hào)便可實(shí)現(xiàn)控制 器和存儲(chǔ)器之間的通信，減少了設(shè)計(jì)復(fù)雜性，縮小了電路板面積，降低了功耗和系統(tǒng)總成本。SPI 傳輸速 度一般為幾十 Mbps，而 I2C 的傳輸速率一般在 400Kbps。使用 SPI 技術(shù)的 NOR Flash 一般被稱為 SPI NOR Flash，而使用 I2C 的被稱為 Parallel NOR Flash。目前國(guó)內(nèi)的 NOR Flash 廠商眾多，兩種接口的 NOR Flash 均有研發(fā)生產(chǎn)。

新興存儲(chǔ)技術(shù)應(yīng)用有限，預(yù)計(jì)市場(chǎng)份額將長(zhǎng)期處于低水平。根據(jù) Yole，目前市場(chǎng)上除 DRAM、 NAND Flash、NOR Flash 其他存儲(chǔ)技術(shù)的市場(chǎng)份額合計(jì)僅 2%，預(yù)計(jì)到 2026 年新興的存儲(chǔ)技術(shù)，包括 PCM、MRAM、RERAM 等，份額仍將不到全市場(chǎng)的 3%。

SRAM、EPROM、EEPROM 基本被替代或應(yīng)用于較為局限的場(chǎng)景。

（1）SRAM 成本高昂，用于 CPU 高速緩存。相比于 DRAM，SRAM 快速且功耗低，但是成本高昂， 且由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，SRAM 占用面積大，因此成本高，不適合用于高密度存儲(chǔ)低。一般用小容量的 SRAM 作為高速 CPU 和低速 DRAM 之間的緩存（cache）。

（2）EPROM 已被替代。EPROM 中存儲(chǔ)的信息在掉電時(shí)也能保持，可通過強(qiáng)紫外線照射對(duì)信息進(jìn)行 擦除，是一種可重寫的存儲(chǔ)器芯片。EPROM 在 Flash 推出后被取代。

（3）EEPROM 用于模組芯片小容量信息存儲(chǔ)。EEPROM 與 EPROM 一樣是只讀的，其擦除信息的 速度極快。相比于 Flash，EEPROM 儲(chǔ)存密度小，成本高。一般地，EEPROM 用于解決模組芯片的數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)需求，如攝像頭模組內(nèi)存儲(chǔ)鏡頭與圖像的矯正參數(shù)、液晶面板內(nèi)存儲(chǔ)參數(shù)和配置文件、藍(lán)牙模塊內(nèi) 存儲(chǔ)控制參數(shù)、內(nèi)存條溫度傳感器內(nèi)存儲(chǔ)溫度參數(shù)等等。

新型存儲(chǔ)發(fā)展方向均是將 DRAM 的讀寫速度與 Flash 的非易失性結(jié)合起來，目前尚無方案可替代 DRAM 和 NAND Flash。目前較為流行的新型存儲(chǔ)有四種：PCM、FRAM、MRAM、ReRAM：

（1）PCRAM（相變隨機(jī)存儲(chǔ)器）。具有工藝尺寸小、存儲(chǔ)密度高、讀寫速度快、功耗低、可拓展性 強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但由于 PCM 必須逐層構(gòu)建，且每一層都必須采用關(guān)鍵的光刻和蝕刻步驟，導(dǎo)致成本與層數(shù)等比例增加，因此其不具備規(guī)模效益。目前布局的廠商有 Intel、美光、三星等。

（2）FRAM（鐵電存儲(chǔ)器）?？蓪?shí)現(xiàn)超低功耗、快速存儲(chǔ)，有望在消費(fèi)類小型設(shè)備中得到應(yīng)用，如手機(jī)、功率表、智能卡以及安全系統(tǒng)。但由于 FRAM 存儲(chǔ)密度低，且因鐵電晶體的固有缺點(diǎn)，訪問次數(shù)有限，超出了限度，F(xiàn)RAM 就不再具有非易失性，因此 FRAM 無法替代 Flash。目前布局的廠商有 Fujitsu、德儀、Cypress 等。

（3）MRAM（非揮發(fā)性的磁性隨機(jī)存儲(chǔ)器）。具有 SRAM 的高速讀寫能力，以及 DRAM 的高集成度，可以無限次重復(fù)寫入，價(jià)格昂貴，工藝復(fù)雜，設(shè)計(jì)難度高。布局的廠商有三星電子、IBM、NXP 等。

（4）ReRAM（電阻式隨機(jī)存儲(chǔ)器）。與閃存相比，其優(yōu)勢(shì)是讀取延遲更低且寫入速度更快，但由于 ReRAM 技術(shù)在物理方面非常困難，且性能和可靠性不具備競(jìng)爭(zhēng)力。目前在研廠商包括松下、臺(tái)積電、聯(lián) 電等。（報(bào)告來源：未來智庫）

二、供需分析：高成長(zhǎng)與強(qiáng)周期并存

2.1 需求端：存儲(chǔ)為長(zhǎng)期高成長(zhǎng)賽道，數(shù)據(jù)中心、AI、自動(dòng)駕駛驅(qū)動(dòng)成長(zhǎng)

存儲(chǔ)芯片是長(zhǎng)期高成長(zhǎng)的賽道。只要有數(shù)據(jù)就離不開存儲(chǔ)，新型終端或應(yīng)用的誕生及爆發(fā)，拉動(dòng)數(shù) 據(jù)存儲(chǔ)需求不斷增長(zhǎng)。復(fù)盤歷史，存儲(chǔ)器市場(chǎng)出現(xiàn)過多輪新終端或應(yīng)用驅(qū)動(dòng)的成長(zhǎng)周期，如 90 年代 PC 的滲透，2000 年代功能機(jī)的滲透及 iPod 等推出，2010 年代智能機(jī)的滲透及云計(jì)算的爆發(fā)，未來存儲(chǔ)器需 求將在 5G、AI 以及汽車智能化的驅(qū)動(dòng)下步入下一輪成長(zhǎng)周期。

存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)規(guī)模維持長(zhǎng)期增長(zhǎng)，在半導(dǎo)體市場(chǎng)的占比波動(dòng)上行。全球存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)于波動(dòng)中保持上升趨勢(shì)，市場(chǎng)規(guī)模從 2005 年的 546 億美元增至 2020 年的 1229 億美元，復(fù)合增速達(dá) 5.6%，IC Insights 預(yù)計(jì) 2021 年全球存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)規(guī)模將同比增長(zhǎng) 22%，2023 年將超過 2000 億美元。存儲(chǔ)芯片在整個(gè)半導(dǎo)體中的占比 2002 年在 10%出頭，到上一輪景氣度高點(diǎn) 2018 年，達(dá)到 33.1%，整體處于波動(dòng)上行的狀態(tài)。2019 年和 2020 年，由于存儲(chǔ)器周期下行，該比例有所下降，根據(jù) WSTS，2020 年該比例約為 27%。

從結(jié)構(gòu)上看，DRAM 和 NAND Flash 為存儲(chǔ)芯片的核心品類。根據(jù) IDC，DRAM 和 NAND Flash 兩 者自 2005 年以來一直占據(jù)存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)的大部分份額，兩者合計(jì)占比達(dá) 75%，2020 年該份額上升至 96%。

受到 5G 手機(jī)、服務(wù)器、PC 等下游需求驅(qū)動(dòng)，存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)規(guī)模將快速擴(kuò)張。2020 年 DRAM 下游 市場(chǎng)中，計(jì)算、無線通訊、消費(fèi)和工業(yè)分別占 45.9%、36.5%、9.6%、4.5%，而 NAND Flash 下游市場(chǎng)中， 計(jì)算、無線通訊、消費(fèi)和工業(yè)分別占 54.8%、34.1%、6.1%、2.6%（注：IDC 的分類中，“計(jì)算”包含服務(wù) 器和 PC，“無線通訊”包含智能手機(jī)）。智能手機(jī) 5G 升級(jí)，帶動(dòng)智能手機(jī)單機(jī)容量提升，云計(jì)算和 AI 發(fā) 展，推動(dòng)存儲(chǔ)需求不斷上行。另外，2020 年至今新冠疫情帶來的工作、生活方式的轉(zhuǎn)變，遠(yuǎn)程服務(wù)的諸 多應(yīng)用持續(xù)帶動(dòng)服務(wù)器需求，而平板、筆記本電腦等也因遠(yuǎn)程辦公、教學(xué)需求，出貨量大幅增長(zhǎng)。下游 市場(chǎng)發(fā)展將帶動(dòng) DRAM 和 NAND Flash 快速發(fā)展。

從應(yīng)用結(jié)構(gòu)變化趨勢(shì)看，服務(wù)器和智能手機(jī)成為近 10 年存儲(chǔ)需求增長(zhǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力。（1）智能手機(jī)：2010 年智能手機(jī)爆發(fā)，對(duì)存儲(chǔ)芯片的需求隨之爆發(fā)，DRAM 下游應(yīng)用中智能手機(jī)占比開始快速上升，手機(jī) DRAM 市場(chǎng)規(guī)模從 2005 年的 21 億美元增長(zhǎng)至 2020 年的 239 億美元，復(fù)合增速 17.8%，手機(jī) NAND 市場(chǎng)規(guī)模從 2005 年的 70 億美元增長(zhǎng)至 2020 年的 189 億美元，復(fù)合增速 6.8%。（2）計(jì)算（服務(wù)器及 PC）：計(jì)算市場(chǎng)穩(wěn)定增長(zhǎng)，計(jì)算用 DRAM 銷售額持續(xù)增長(zhǎng)，銷售額從 2005 年的 233 億美元增長(zhǎng)至 2020 年的 300 億美元，復(fù)合增速 1.7%，增速較低是因?yàn)?PC 市場(chǎng)自 2010 年以來有所衰退。而 NAND Flash 下游應(yīng) 用中計(jì)算占比開始快速上升，銷售額從 2005 年的 84 億美元增長(zhǎng)至 2020 年的 304 億美元，復(fù)合增速 8.9%。

2.1.1 服務(wù)器：云服務(wù)資本開支高增，服務(wù)器平臺(tái)升級(jí)

服務(wù)器出貨量穩(wěn)健增長(zhǎng)。根據(jù) IDC 統(tǒng)計(jì)，2016-2020 年，由于云計(jì)算浪潮、AI、企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、物 聯(lián)網(wǎng)等的推動(dòng)，全球服務(wù)器出貨量從 956 萬臺(tái)增長(zhǎng)至 1224 萬臺(tái)，復(fù)合增速達(dá) 6.4%。

云服務(wù)廠商資本開支維持高增速，服務(wù)器出貨增長(zhǎng)動(dòng)能強(qiáng)勁。在短期驅(qū)動(dòng)力（宅經(jīng)濟(jì)）和長(zhǎng)期驅(qū)動(dòng) 力（AI、云計(jì)算）的作用下，全球云服務(wù)廠商加速采購服務(wù)器，20Q1-21Q2 服務(wù)器采購經(jīng)歷了先補(bǔ)庫存 后去庫存，21Q3 以來服務(wù)器需求恢復(fù)。短期來看，服務(wù)器需求企穩(wěn)，而全球云服務(wù)廠商的資本支出維持40%上下的高增長(zhǎng)，我們判斷服務(wù)器需求有較強(qiáng)支撐。長(zhǎng)期來看，5G、云計(jì)算浪潮、AI、企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn) 型、物聯(lián)網(wǎng)等快速發(fā)展，將促使企業(yè)增購服務(wù)器。IDC 預(yù)計(jì) 2021-2025 年維持穩(wěn)定增長(zhǎng)，2021 年出貨量 達(dá)到 1299 萬臺(tái)，到 2025 年達(dá)到 1676 萬臺(tái)，復(fù)合增速為 6.5%。

服務(wù)器平臺(tái)升級(jí)帶來存儲(chǔ)芯片容量提升和規(guī)格升級(jí)。服務(wù)器更新?lián)Q代帶來 DRAM 和 NAND Flash 搭 載容量的提升，據(jù) DRAMeXchange 測(cè)算，服務(wù)器的 DRAM 平均單機(jī)容量從 2019 年的 304GB 上升至 2020 年的 397GB，漲幅達(dá) 30%。據(jù) ChinaFlashMarket 測(cè)算，服務(wù)器的 NAND Flash 平均單機(jī)容量從 2019 年的 2300GB 增至 2020 年的 2700GB，增幅達(dá) 17%。目前，英特爾平臺(tái)的服務(wù)器占市場(chǎng)主導(dǎo)地位，以其 為例，其服務(wù)器正從 Purely 平臺(tái)向 Whitley 平臺(tái)切換，同時(shí)下一代 Eagle Stream 平臺(tái)將于 2022 年起量， 服務(wù)器平臺(tái)切換帶來 DRAM 和 NAND Flash 搭載量和規(guī)格的提升，如內(nèi)存通道從 6 提升至 8，DRAM 從 DDR4 升級(jí)至 DDR5。

2.1.2 智能手機(jī)：5G 快速滲透，單機(jī)存儲(chǔ)容量提升

智能手機(jī)進(jìn)入存量升級(jí)時(shí)代，存儲(chǔ)芯片單機(jī)搭載容量維持高增長(zhǎng)。智能手機(jī)經(jīng)歷過 2008-2016 年的 爆發(fā)式增長(zhǎng)，出貨量于 2016 年達(dá)到峰值，近年來出貨量有所下降。隨著 5G 換機(jī)的推進(jìn)，智能手機(jī)出貨量有望恢復(fù)小幅增長(zhǎng)，整體智能手機(jī)市場(chǎng)屬于存量市場(chǎng)。其搭載的 DRAM 平均單機(jī)容量從 2010 年的 0.5GB 增長(zhǎng)至 2020 年 4.3GB，復(fù)合增速達(dá) 24%，NAND Flash 平均單機(jī)容量從 2014 年的 21GB 增長(zhǎng)至 2020 年的 108GB，復(fù)合增速達(dá) 31%。

預(yù)計(jì) 2025 年全球 5G 滲透率接近 70%，5G 換機(jī)拉動(dòng)存儲(chǔ)容量提升。隨著全球更多地區(qū)開始 5G 商用 部署、各品牌陸續(xù)推出 5G 機(jī)型，5G 智能手機(jī)滲透快速提升。根據(jù) IDC 預(yù)測(cè)，2021 年 5G 智能手機(jī)出貨 量將占全球銷量的 40%以上，并在 2025 年增長(zhǎng)至 69%。國(guó)內(nèi) 5G 滲透率全球領(lǐng)先，2021 年 12 月已達(dá) 81%。5G 手機(jī)升級(jí)帶來存儲(chǔ)容量升級(jí)，根據(jù)美光，高清視頻、高像素拍攝、5G 傳輸和云游戲需求不斷增 長(zhǎng)，智能手機(jī)從 4G 切換至 5G，旗艦機(jī) DRAM 配置將從 6GB+提升至 8GB+，NAND 配置將從 128/256GB 提升至 256/512GB，智能手機(jī)單機(jī)存儲(chǔ)芯片搭載容量持續(xù)提升。

2.1.3 PC 及平板：存量升級(jí)，存儲(chǔ)容量穩(wěn)定提升

2021 年全球 PC 出貨量接近歷史峰值水平，未來出貨量將維持穩(wěn)定。在疫情遠(yuǎn)程辦公和教育的推動(dòng) 下，2020 年全球 PC 市場(chǎng)扭轉(zhuǎn)頹勢(shì)，同比增長(zhǎng) 13.5%。疫情并非長(zhǎng)期性事件，PC 需求量持續(xù)高速增長(zhǎng)存 在較大不確定性。IDC 預(yù)計(jì) 2021 年全球 PC 出貨量至 3.45 億臺(tái)，同比增長(zhǎng) 13.5%，接近 2011 年的歷史峰 值，預(yù)計(jì)出貨量到 2025 年維持在 3.5 億臺(tái)水平。若考慮進(jìn)平板電腦，則 2021 年全球 PC+平板出貨量達(dá) 5.2 億臺(tái)，至 2025 年小幅下降至 5.1 億臺(tái)。因此，從出貨量看，未來 PC+平板為存量市場(chǎng)，其存儲(chǔ)芯片需 求主要來自單機(jī)搭載容量的提升。

未來 PC DRAM 和 NAND Flash 平均容量將保持高速增長(zhǎng)。隨著數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求的不斷增長(zhǎng)，PC 存儲(chǔ) 配置逐年升級(jí)，根據(jù) PC Matic Research，PC DRAM 容量自 2000 年以來持續(xù)增長(zhǎng)，到 2020 年單機(jī)接近 10GB，NAND Flash 容量變化趨勢(shì)與之類似。根據(jù) Yole 預(yù)測(cè)，2020 年 PC 平均 DRAM 容量約為 10GB， 2026 年 PC 平均 DRAM 容量將近 18GB，復(fù)合增速約為 10%。而 2020 年 PC 平均 NAND Flash 搭載量約 為 450GB，2026 年 PC 平均 NAND Flash 搭載量將高于 1000GB，復(fù)合增速約為 15%。

2.1.4 汽車：自動(dòng)駕駛高速滲透，單車存儲(chǔ)需求高增

汽車自動(dòng)駕駛等級(jí)提升，大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求增長(zhǎng)。自動(dòng)駕駛汽車可以減少人為干預(yù)對(duì)于駕駛的必要性， 英飛凌預(yù)計(jì) 2020 年 L1 及以上新車滲透率接近 50%，L2 滲透率達(dá) 7%，未來將從目前的 L2 階段發(fā)展至完全不 需要駕駛員干預(yù)的 L4 及 L5 階段。隨著自動(dòng)駕駛等級(jí)的提升，以及車載信息娛樂系統(tǒng)（IVI）、多攝像頭視覺處 理、長(zhǎng)壽命電池和超高速 5G 網(wǎng)絡(luò)的引入，車內(nèi)車外數(shù)據(jù)流量大大提升，超大計(jì)算處理成為必需品，相應(yīng)地大 容量數(shù)據(jù)緩存（DRAM、SRAM）、存儲(chǔ)（NAND）和其他存儲(chǔ)（NOR Flash、EEPROM 等）需求大幅增長(zhǎng)。

汽車智能化驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求，車載存儲(chǔ)市場(chǎng)有望提速增長(zhǎng)。2020 年全球車載存儲(chǔ)市場(chǎng)規(guī)模約 46 億美元， 在整體存儲(chǔ)市場(chǎng)占比不足 5%，但成長(zhǎng)速度較高，2016-2020 年復(fù)合增速為 11.4%，預(yù)計(jì)隨著汽車智能化水平的 提升，車載存儲(chǔ)市場(chǎng)提速增長(zhǎng)，主要體現(xiàn)在 DRAM（尤其是新能源車用的 LPDDR）、NAND 等需求高速增長(zhǎng)， 2021 年車載存儲(chǔ)市場(chǎng)將達(dá)到 56.6 億美元，2025 年增長(zhǎng)至 119.4 億美元，2021-2025 年復(fù)合增速為 21.0%。從結(jié) 構(gòu)看，車載存儲(chǔ)市場(chǎng)以 DRAM 和 NAND 為主，占比分別為 57%和 23%，其他小類的存儲(chǔ)芯片如 NOR Flash、 SRAM 和 EPROM/EEPROM 也在車內(nèi)有廣泛應(yīng)用。

目前汽車存儲(chǔ)容量與智能手機(jī)相當(dāng)。當(dāng)前汽車對(duì)儲(chǔ)存的需求主要來源于 ADAS 系統(tǒng)和 IVI 系統(tǒng)，其 中 ADAS 占比超過 10%，IVI 約占 80%。根據(jù)中國(guó)閃存市場(chǎng)，目前高端車型至多搭載 12GB DRAM 和 256GB NAND，與當(dāng)前旗艦智能手機(jī)相當(dāng)；而在中端車型中，2~4GB DRAM 和 32~64GB NAND Flash 則 為常見配置；在低端車型中，DRAM 和 NAND Flash 容量需求更低，僅為 1~2GB 和 8~32GB。

單車 DRAM 和 NAND Flash 容量有巨大提升空間。隨著自動(dòng)駕駛等級(jí)提升，用于收集車輛運(yùn)行和周 邊環(huán)境數(shù)據(jù)的各類傳感器將會(huì)越來越多，包括攝像頭、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)等，OTA（空中下載技術(shù)）、 V2X（vehicle-to-everything）等網(wǎng)絡(luò)通信功能也將產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)。英特爾估計(jì)自動(dòng)駕駛汽車每天將產(chǎn)生 4000GB 的數(shù)據(jù)量。即使低等級(jí)自動(dòng)駕駛的車輛也需要大量車載數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，因?yàn)樽?IVI 系統(tǒng)正逐步搭配 更多大尺寸、高分辨率屏幕。根據(jù)中國(guó)閃存市場(chǎng)預(yù)測(cè)，L4、L5 的汽車將配備 40GB 以上的 DRAM 和 3TB 以上的 NAND Flash，該配置遠(yuǎn)高于當(dāng)前的智能手機(jī)。

2.2 供給端：產(chǎn)能穩(wěn)定擴(kuò)張，工藝制程迭代持續(xù)推進(jìn)

存儲(chǔ)芯片位元（bit）供給增長(zhǎng)來自兩方面：（1）工藝制程迭代帶來單片晶圓中位元增長(zhǎng)。（2）晶圓 產(chǎn)能的擴(kuò)張。

（1）工藝迭代：

龍頭廠商將主要精力投向制程迭代，以滿足高速增長(zhǎng)的位元（GB）需求。DRAM 方面，根據(jù) SK 海 力士預(yù)計(jì)，DRAM 工藝制程從 1Znm 到 1αnm，單片晶圓可切出的晶粒數(shù)量增長(zhǎng) 25%，在晶圓產(chǎn)能不增長(zhǎng) 的情況下，仍將驅(qū)動(dòng) DRAM 位元供給增長(zhǎng)。目前，三星電子、美光、SK 海力士等 DRAM 產(chǎn)品生產(chǎn)正在 引入 EUV 光刻，工藝制程正在從 1Znm 往 1αnm 轉(zhuǎn)換，以滿足 DRAM 位元增長(zhǎng)的需求。NAND 方面，3D 堆疊工藝持續(xù)演進(jìn)，176 層漸漸成為 3D NAND 主流，目前頭部廠商正在推進(jìn) 2XX 層 3D NAND 的研發(fā)和 量產(chǎn)，預(yù)計(jì)顯著提升單片晶圓的位元產(chǎn)出量。

（2）產(chǎn)能擴(kuò)張：

2021-2022 年 DRAM 和 NAND Flash 產(chǎn)能穩(wěn)定增長(zhǎng)。我們統(tǒng)計(jì)了 DRAM 和 NAND Flash 主要廠商的 產(chǎn)能及預(yù)測(cè)，DRAM 廠商選取三星電子、美光、SK 海力士、南亞科技、長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)等 5 家，NAND Flash 廠商選取三星電子、美光、SK 海力士、Flash Alliance（東芝+西部數(shù)據(jù)）、英特爾、旺宏、長(zhǎng)江存儲(chǔ)等 7 家。整體來看，2020 年、2021 年、2022 年 DRAM 產(chǎn)能分別同比增長(zhǎng) 4.5%、9.9%、7.0%至 531、584、 625 萬片/年，NAND Flash 產(chǎn)能分別同比增長(zhǎng) 1.7%、6.7%、5.9%至 688、734、777 萬片/年，加上部分無 法歸屬于 DRAM 或 NAND Flash 以及 NOR Flash、SRAM 等小類存儲(chǔ)的產(chǎn)能，2020 年、2021 年、2022 年 存儲(chǔ)芯片整體產(chǎn)能分別同比增長(zhǎng) 0.0%、7.6%、5.6%至 1258、1354、1429 萬片/年，產(chǎn)能穩(wěn)定增長(zhǎng)。

存儲(chǔ)新增產(chǎn)能投放集中在 2021-2022 年。分廠商看，三星電子的西安二期擴(kuò)產(chǎn)，主要為 NAND Flash， 于 2021 年中投產(chǎn)，而平澤 P2 和 P3 的新增產(chǎn)能（DRAM、NAND Flash 及晶圓代工）分別于 2021 年中和 2022 年投產(chǎn)。鎧俠/西部數(shù)據(jù)的 K2 和 Fab7 產(chǎn)能（NAND Flash）將于 2022 年春投產(chǎn)。SK 海力士和美光的 DRAM 擴(kuò)產(chǎn)則分別于 2021 年 Q1 和年中投產(chǎn)，而國(guó)內(nèi)的長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)和長(zhǎng)江存儲(chǔ)近兩年及未來兩年持續(xù)有產(chǎn) 能開出，但爬坡需要一定的時(shí)間，實(shí)際產(chǎn)能相較于全球產(chǎn)能影響有限。整體來看，存儲(chǔ)大廠新增產(chǎn)能釋 放主要在 2021-2022 年，2021 年產(chǎn)能投放較多，預(yù)計(jì) 2022 年仍有產(chǎn)能投放，但增速放緩。

往 2023 年以后看，暫無確定的新增產(chǎn)能落地。往 2023 年以后看，三星電子暫無擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃；美光計(jì) 劃在日本廣島投資約 70 億美元擴(kuò)產(chǎn) DRAM，新工廠將于 2024 年開始投入運(yùn)營(yíng)；SK 海力士將在未來十年 于韓國(guó)首爾投資 1060 億美元用于擴(kuò)產(chǎn) DRAM，新工廠于 21Q4 動(dòng)工，將于 2025 年完成所有工程項(xiàng)目，之 后啟動(dòng)量產(chǎn)。從各廠商的擴(kuò)產(chǎn)規(guī)劃看，目前 2023 年及以后存儲(chǔ)芯片確定的新增產(chǎn)能較少。

工藝迭代難以完全滿足位元增長(zhǎng)需求，預(yù)計(jì) 2023 年以后存儲(chǔ)產(chǎn)能增長(zhǎng)達(dá)到 5~10%。根據(jù) SUMCO 預(yù) 測(cè)，2021-2025 年 DRAM 位元需求復(fù)合增速達(dá) 20%，其中 10%的增速可由 DRAM 工藝迭代滿足，剩余不 足 10%的增速仍需憑借產(chǎn)能擴(kuò)張（即 DRAM 晶圓供給的復(fù)合增速仍需達(dá)到 10%）。而 2021-2025 年 3D NAND 位元需求復(fù)合增速達(dá) 31%，其中 30%的增速可由 3D NAND 工藝迭代滿足，由于近兩年 3D NAND 位元供給增長(zhǎng)較多，預(yù)計(jì) 2021-2023 年 3D NAND 所需晶圓的供給增速為 1%（當(dāng)前擴(kuò)產(chǎn)速度超過所需， 因此導(dǎo)致供給過剩），2023-2025 年恢復(fù)至 8%的復(fù)合增速。因此，我們預(yù)計(jì) 2023 年以后 DRAM 和 3D NAND 產(chǎn)能增長(zhǎng)仍可達(dá)到 5~10%。

2.3 周期性：短期價(jià)格周期波動(dòng)，長(zhǎng)期單位成本下降

存儲(chǔ)芯片具有大宗商品的屬性，供需錯(cuò)配導(dǎo)致價(jià)格周期性波動(dòng)。存儲(chǔ)芯片下游需求量大，需要通過 規(guī)模擴(kuò)張才能維持經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)產(chǎn)品多為標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，因此具有大宗商品的屬性。當(dāng)行業(yè)需求旺盛， 處于上行周期時(shí)，當(dāng)一家存儲(chǔ)廠商選擇擴(kuò)產(chǎn)以擴(kuò)大市場(chǎng)份額時(shí)，通常其他廠商也會(huì)跟隨擴(kuò)產(chǎn)，導(dǎo)致產(chǎn)能集中落地，從而造成產(chǎn)能過剩，最終引發(fā)存儲(chǔ)芯片價(jià)格下跌。當(dāng)行業(yè)需求低迷，處于下行周期時(shí)，由于 相反的原因，最終導(dǎo)致市場(chǎng)供小于求，存儲(chǔ)芯片價(jià)格逐步上漲，由此形成一定的周期性。DRAM 和 NAND 行業(yè)已形成壟斷格局，DRAM 尤為明顯，因此各家擴(kuò)產(chǎn)與定價(jià)策略類似，資本支出的開出較為集 中，使得存儲(chǔ)芯片的周期性顯著強(qiáng)于其他半導(dǎo)體品類。以美光和 SK 海力士為例，每輪大規(guī)模資本支出后 的 1-3 年內(nèi)，產(chǎn)品進(jìn)入降價(jià)周期，毛利率下降。

三星電子為存儲(chǔ)芯片龍頭，產(chǎn)品毛利率波動(dòng)小于美光和 SK 海力士。一方面，三星電子為集團(tuán)型公 司，存儲(chǔ)芯片僅貢獻(xiàn) 20%~30%營(yíng)收。另一方面，三星電子在市場(chǎng)中占據(jù)主導(dǎo)權(quán)，多次擴(kuò)產(chǎn)時(shí)機(jī)早于美光 和 SK 海力士，因此在每輪價(jià)格下跌前獲得更高的收益。這份主導(dǎo)權(quán)來自于三星電子的技術(shù)優(yōu)勢(shì)、資金規(guī) 模和早期多次逆周期擴(kuò)產(chǎn)帶來的份額優(yōu)勢(shì)。

中短周期看，價(jià)格呈現(xiàn)周期波動(dòng)。

1、DRAM 的價(jià)格周期性：每輪周期約 3~4 年。

從價(jià)格周期看，DRAM 從 2012 年至今經(jīng)歷三輪周期。存儲(chǔ)芯片，包括 DRAM 和 NAND，具有較強(qiáng) 的周期性，這主要是需求與供給的錯(cuò)配導(dǎo)致。從時(shí)間維度看，DRAM 的價(jià)格大致以 3-4 年為一個(gè)周期。

（1）第一輪周期：12Q3~16Q2 年。12Q3 至 14Q2：周期上行，主要驅(qū)動(dòng)力為智能手機(jī)爆發(fā)，對(duì) DRAM 的需求增長(zhǎng)；14Q3 至 16Q2，周期下行，以 4Gb（512Mb×8）1600MHz 的 DRAM 顆粒為例，其單 價(jià)從 4.43 美元跌至 1.44 美元，區(qū)間跌幅 67%，主要因?yàn)楦鲝S商擴(kuò)產(chǎn)落地導(dǎo)致供大于求。

（2）第二輪周期：16Q3~19Q4。16Q3 至 18Q2，周期上行，主要因?yàn)橹饕獜S商如美光、三星、SK 海力士將主要產(chǎn)能轉(zhuǎn)移生產(chǎn) 3D NAND Flash，DRAM 沒有擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃，同時(shí)需求增長(zhǎng)導(dǎo)致 DRAM 顆粒產(chǎn)能 不足并缺貨，價(jià)格上行，4Gb（512Mb×8） 1600MHz 的 DRAM 顆粒價(jià)格區(qū)間漲幅 187%；18Q3 至 19Q4， 周期下行，中美貿(mào)易摩擦導(dǎo)致全球下游需求萎靡，服務(wù)器、PC、筆電等需求不佳，Dram 供過于求，4Gb （512Mb×8） 1600MHz 的 DRAM 顆粒價(jià)格區(qū)間跌幅 67%。

（3）第三輪周期：20Q1 至今。疫情下，線上經(jīng)濟(jì)、居家辦公等需求拉動(dòng)服務(wù)器、TV、PC 出貨激增， 5G 手機(jī)升級(jí)驅(qū)動(dòng)單機(jī)容量升級(jí)，帶動(dòng) DRAM 價(jià)格回升。目前來看，21Q2 PC 需求旺廠商備貨，服務(wù)器迎 來采購高峰，手機(jī)等消費(fèi)電子逐步進(jìn)入備貨高峰，VGA 卡/游戲機(jī)/虛擬貨幣需求強(qiáng)勁。21Q3 開始，隨著 智能手機(jī)等消費(fèi)電子需求步入低迷，存儲(chǔ)廠商持續(xù)去庫存，DRAM 價(jià)格有所回調(diào)，價(jià)格回調(diào)持續(xù)至 22Q1， Trendforce 預(yù)計(jì)本輪降價(jià)將持續(xù)至 22Q2。20Q1 至今區(qū)間漲幅 81%。

2、NAND Flash 的價(jià)格周期性：每輪周期約 3~4 年。

類似 DRAM，NAND Flash 價(jià)格具有周期波動(dòng)特性。2012 年至今，NAND 一共經(jīng)歷三輪周期，一輪 周期大致為 3~4 年。

1）第一輪周期：12Q3~15Q4。2013 年之前的上行周期驅(qū)動(dòng)力來自智能手機(jī)的需求爆發(fā)。2013 年 PC 銷售量衰減，導(dǎo)致需求持續(xù)疲軟，同時(shí)各大存儲(chǔ)廠新增產(chǎn)能開出，價(jià)格戰(zhàn)激烈，存儲(chǔ)芯片整體供大于求， NAND Flash 價(jià)格大幅降低，以 64Gb（8Gb×8）的 NAND Flash 為例，2013Q2-2016Q4，顆粒單價(jià)從 6.10 美元跌至 2.32 美元，區(qū)間跌幅為 62%。

2）第二輪周期：16Q1~19Q4。16Q1~17Q2，周期上行，非蘋果智能手機(jī)品牌為提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力加速 提升 eMMC／UFS 的容量，SSD 固態(tài)硬盤需求也迎來爆發(fā)，NAND Flash 需求不斷攀升，而大部分廠商處 于從 2D 轉(zhuǎn)向 3D 的過程中，良率爬升普遍較緩，供給下滑嚴(yán)重，供需不平衡造成 NAND Flash 價(jià)格持續(xù) 上揚(yáng)。周期上行期間，64Gb（8Gb×8）的 NAND Flash 單價(jià)區(qū)間漲幅為 105%。17Q3~19Q4，周期下行， 廠商 3D NAND 良率提升、大幅擴(kuò)產(chǎn)，而需求面僅有智能手機(jī)需求動(dòng)能延續(xù)，其他部分如服務(wù)器、PC 及 平板需求疲軟，NAND Flash 市場(chǎng)價(jià)格大幅走弱至 2019 年年底。周期下行期間，64Gb（8Gb×8）的NAND Flash 單價(jià)區(qū)間跌幅為 50%。

2）第三輪周期：20Q1 至今。本輪周期主要驅(qū)動(dòng)力為 5G 周期終端設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的需求和后疫情時(shí) 期 PC、筆電、手機(jī)和服務(wù)器等需求的恢復(fù)。本輪周期開始，即 20Q1~20Q4，NAND Flash 價(jià)格處于震蕩 狀態(tài)，主要因?yàn)樾鹿谝咔榀B加中美貿(mào)易摩擦對(duì)需求形成一定壓制，疫情緩解后宅經(jīng)濟(jì)拉動(dòng) PC、平板等需 求，存儲(chǔ)需求釋放。21Q~Q2，PC、服務(wù)器、手機(jī)等消費(fèi)電子逐步進(jìn)入備貨高峰，NAND Flash 價(jià)格上行， 21Q3 開始，隨著智能手機(jī)等消費(fèi)電子需求步入低迷，存儲(chǔ)廠商持續(xù)去庫存，NAND Flash 價(jià)格有所回調(diào)， 價(jià)格回調(diào)持續(xù)至 22Q1，Trendforce 預(yù)計(jì) 22Q1 仍有 5~10%降幅，Q2 受西部數(shù)據(jù)/鎧俠工廠原材料污染影響， 價(jià)格上漲 5~10%。20Q1 至今區(qū)間漲幅 40%。

長(zhǎng)周期看，單個(gè)位元成本呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。根據(jù)三星電子，DRAM 技術(shù)演進(jìn)路徑主要為縮小工藝制程，隨著工藝制程升級(jí)，單位 Gb 成本持續(xù)下降。而 NAND Flash 2013 年前技術(shù)演進(jìn)路徑為工藝制程，隨著工藝制程升級(jí)，單位 Gb 成本持續(xù)下降，2014 年隨著 3D NAND 量產(chǎn)，堆疊層數(shù)從 32 層持續(xù)增長(zhǎng)至當(dāng)前的 192 層，單位 Gb 成本加速下降；同時(shí)，伴隨存儲(chǔ)單元密度提升，從 SLC→MLC→QLC→TLC，進(jìn)一步促進(jìn)了單位 Gb 成本的下降。

NAND Flash 長(zhǎng)期成本下降趨勢(shì)快于 DRAM。根據(jù) McCallum 統(tǒng)計(jì)，對(duì)比 DRAM 和 NAND Flash 的 成本下降趨勢(shì)，NAND Flash 單位位元長(zhǎng)期價(jià)格下降趨勢(shì)快于 DRAM，且預(yù)計(jì)隨著堆疊層數(shù)增加，成本加速下降。這是由于 NAND Flash 在突破 3D 堆疊后，技術(shù)更新迭代較快，具備顯著的規(guī)模經(jīng)濟(jì)，而 DRAM 技術(shù)發(fā)展歷史較長(zhǎng)，技術(shù)更加成熟，迭代相對(duì)緩慢。

來源：中信建投證券