存儲市場(chǎng)寡頭競爭，中國能否突出重圍

　　全球市場(chǎng)概覽:千億美金市場(chǎng)，寡頭競爭，IDM模式盛行

　　根據WSTS的統計，全球存儲器行業(yè)營(yíng)收2017年達到1319億美元，占半導體行業(yè)收入的30.1%，過(guò)去五年(2012-2017)年復合增長(cháng)率高達37%。

　　主要驅動(dòng)力包括智能手機和數據中心服務(wù)器。在2018-2020年，行業(yè)年化收入增速將維持在8%上下，有放緩趨勢。

　　從產(chǎn)品形態(tài)來(lái)看，存儲器主要包括：

　　1) NAND(閃存，屬于非易失性存儲器)，2017年市場(chǎng)規模達540億美元，主要用于大容量外部存儲;

　　2) DRAM(動(dòng)態(tài)隨機存儲器，屬于易失性存儲器)，2017年市場(chǎng)規模730億美元，主要用于設備內存;

　　3) NOR(閃存，非易失性存儲)，2017年市場(chǎng)規模23億美元，主要用于存儲固定代碼。其他存儲器類(lèi)型還包括SRAM(易失性存儲)和幾種ROM(非易失性存儲)，但市場(chǎng)普及度都比較低。

　　從競爭格局來(lái)看，通過(guò)多年行業(yè)整合，行業(yè)呈現寡頭壟斷態(tài)勢。

　　根據IDC的統計，1Q18DRAM存儲器行業(yè)實(shí)現營(yíng)業(yè)收入232億美元，三星、SK海力士、鎂光三家分別擁有46%，27%，23%的市場(chǎng)份額，前三甲合計市占率超過(guò)95%。

　　1Q18NAND存儲器行業(yè)規模136億美元，三星，東芝/西部數據、SK海力士、鎂光分別擁有42%，29%，13%及12%的市場(chǎng)份額。

　　NOR方面，旺宏目前市占率最大，我國的兆易創(chuàng )新(Gigadevice)有8%左右的市場(chǎng)份額。

　　產(chǎn)業(yè)鏈的前半段:

　　全球主要存儲器廠(chǎng)商主要采取設計、制造、封測一體的IDM，原因在于存儲器行業(yè)的技術(shù)競爭激烈且規模效應強，要依靠大產(chǎn)能來(lái)降成本，獲取更多盈利。

　　且IDM模式能更好的實(shí)施設計與制造的溝通，在效率上優(yōu)于Fabless+Foundry分工，尤其是在技術(shù)演進(jìn)的過(guò)渡時(shí)期優(yōu)勢明顯。

　　走“虛擬IDM的模式”也似乎可行，Fabless鎖定代工產(chǎn)能，二者展開(kāi)深度合作，例如兆易創(chuàng )新。

　　再看產(chǎn)業(yè)鏈的后半段:

　　目前，雖有存儲廠(chǎng)商外包封測業(yè)務(wù)，但80%以上的封裝測試仍由IDM進(jìn)行。存儲顆粒不能在整機中直接使用，模組的生產(chǎn)也是必要環(huán)節。

　　DRAM模組方面，Kingston占據了絕對統治地位;NAND方面，三星在閃存顆粒上的優(yōu)勢得以延續，市占率領(lǐng)先。

　　此外，閃存盤(pán)還離不開(kāi)控制器的輔助，第三方廠(chǎng)商如群聯(lián)、慧榮、Marvell都有著(zhù)穩固的市場(chǎng)地位，我國的江波龍也有一定份額。

　　DRAM:三足鼎立，2017年受數據中心驅動(dòng)增長(cháng)強勁，目前下行周期降至

　　市場(chǎng)規模及應用細分

　　2017年全球DRAM市場(chǎng)規模730億美元，過(guò)去五年(2012-2017)CAGR達22.7%。按bit需求來(lái)算，根據iHS的統計，2017DRAM存儲容量需求達948億GB，同比增長(cháng)28.2%，過(guò)去5年(2012-2017)保持年化27.5%增長(cháng)。

　　DRAM顆粒制造市場(chǎng)呈現寡頭競爭的態(tài)勢。按2017年營(yíng)業(yè)收入統計，前三位中三星、SK海力士、鎂光三家存儲器公司合計占據了95%以上的市場(chǎng)份額。

　　按下游應用來(lái)分，目前，DRAM芯片在智能手機及服務(wù)器領(lǐng)域的用量需求最大，以bit計算，分別占到總需求的42%及28%?！?/p>

　　根據Gartner的數據，得益于數據中心數量及規模上升的強大驅動(dòng)，2017年服務(wù)器DRAM的bit需求增長(cháng)已經(jīng)超過(guò)智能手機。2018年上半年服務(wù)器DRAM需求增長(cháng)仍然強勁。

　　從產(chǎn)品種類(lèi)來(lái)看，為了滿(mǎn)足更高的工作頻率及帶寬需求，在各終端應用中，目前DDR4產(chǎn)品已經(jīng)逐漸對DDR3實(shí)現替代成為主流。

　　根據IDC的數據，按出貨量拆分，DDR4占比已達42%，與DDR3(占比47%)相當接近。

　　行業(yè)周期位置

　　存儲行業(yè)與整個(gè)半導體行業(yè)一致，景氣度隨供求關(guān)系呈周期性變化。

　　我們看到，在整個(gè)智能手機驅動(dòng)的半導體行業(yè)周期內，2016年DRAM市場(chǎng)達到相對低點(diǎn)，2017開(kāi)始出現供不應求，行業(yè)內公司的發(fā)展幾乎同步向好，雖然它們的財務(wù)狀況不盡相同，產(chǎn)能增加情況也不盡相同。

　　但一旦產(chǎn)能釋放，市場(chǎng)正日益走向供需平衡，整個(gè)行業(yè)“一榮俱榮，一損俱損”的情況將不復存在，公司間競爭加劇，營(yíng)業(yè)利潤率承壓下行。但市占率領(lǐng)先的廠(chǎng)商受影響相對較小。

　　目前智能手機出貨量放緩后，AI、5G等新應用還未能對DRAM需求形成規模性刺激。從宏觀(guān)角度來(lái)看，ASP同比增速我們認為DRAM自2018年三季度起將正式進(jìn)入下行周期，高端DDR4產(chǎn)品ASP開(kāi)始松動(dòng)，出現軟著(zhù)陸。

　　根據Yole的預測，樂(lè )觀(guān)情況下，2018年DRAM存儲器市場(chǎng)規模將接近1000億美元，2019年增速明顯放緩，市場(chǎng)規模將趨于穩定。

　　供需關(guān)系與價(jià)格

　　在經(jīng)歷2015年的供需失衡的慘淡后，2016年DRAM價(jià)格企穩，重新回到上升周期。

　　特別是到了2017年，北美數據中心的需求持續強勁，以及DRAM供給端產(chǎn)能與制程受限下(各廠(chǎng)商高容量模組占比仍然有限，1Xnm剛開(kāi)始導入或處于產(chǎn)能爬坡階段)，并不能滿(mǎn)足整體服務(wù)器內存市場(chǎng)需求，服務(wù)器用DRAM供不應求的情形在下半年比較顯著(zhù)，帶動(dòng)DRAM持續價(jià)格上揚，與3Q16價(jià)格相比已經(jīng)翻倍，PC端情況類(lèi)似，手機DRAM價(jià)格也有40%以上增長(cháng)。進(jìn)入2018年后，產(chǎn)能逐漸釋放，對于A(yíng)SP來(lái)講影響將會(huì )是負面的。

　　目前DDR3產(chǎn)品的價(jià)格已經(jīng)開(kāi)始松動(dòng)，DDR4價(jià)格預計在產(chǎn)能開(kāi)出后也將受供求關(guān)系影響進(jìn)入下行周期。

　　回到Wafer投片情況來(lái)看，根據DRAMeXchange的數據，2017年三星出貨量仍居第一位，4Q17投片量360-400K，SK海力士以280K左右的投片量位居第二，鎂光位居第三。到今年年底，三星將擴產(chǎn)至460-480K左右，海力士有擴產(chǎn)計劃，而鎂光產(chǎn)量基本持平。

　　產(chǎn)能逐漸釋放，勢必在2019年將對供需關(guān)系產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響價(jià)格。

　　如前文所述，服務(wù)器端DRAM需求量近兩年來(lái)增長(cháng)迅猛，在未來(lái)3-5年內，服務(wù)器DRAM占比將可能達到40%。根據DrameXchange預測，4Q17服務(wù)器32GBDRAM占比已達61%，在4Q18將上升至74%左右，帶動(dòng)DDR4需求。

　　此外，這一輪DRAM的景氣，和中國手機客戶(hù)DRAM需求增多也有關(guān)聯(lián)。但向前看，智能手機出貨量增長(cháng)放緩至低個(gè)位數，數據中心數量及規模增長(cháng)也很難維持在高位。

　　結合IDC的數據，到2019年后，產(chǎn)能釋放，供應充足率將轉為正值，市場(chǎng)供過(guò)于求，屆時(shí)DRAM存儲器將面臨價(jià)格壓力。

　　雖然AI、5G等新應用必然帶來(lái)DRAM的新一輪上升周期。但以目前的可見(jiàn)度來(lái)看，這個(gè)時(shí)間點(diǎn)要到2020年甚至更晚才會(huì )出現。

　　NAND:SSD需求逐漸取代手機，2017景氣不再，價(jià)格下滑，市場(chǎng)增速放緩

　　市場(chǎng)規模及應用細分

　　2017年全球NAND市場(chǎng)規模540億美元，過(guò)去五年(2012-2017)CAGR達18.5%。按bit計算，根據iHS的統計，2017DRAM存儲容量需求達1727億GB，同比增長(cháng)34.3%，過(guò)去三年(2014-2017)保持年化42.8%高速增長(cháng)。

　　相較DRAM，NAND顆粒制造的競爭格局更加多元化。除三星電子擁有39%的市占率遙遙領(lǐng)先外，東芝+西部數據合計市占率為32%、SK海力士、鎂光的市場(chǎng)份額均位于10-20%的區間，實(shí)力不相上下。

　　NAND閃存方面，由于A(yíng)I、高性能計算等新應用帶動(dòng)數據中心工作量與日俱增，計算用大容量SSD很大程度上推動(dòng)了NAND需求的擴大。

　　從2016年起，SSD的bit需求增長(cháng)已經(jīng)領(lǐng)先于智能手機與平板電腦。從絕對需求量(按bit)來(lái)看，2017年SSD占比已經(jīng)達到45%，與手機的48%占比不相上下，充分說(shuō)明SSD將成為整個(gè)NAND的主流應用的趨勢。

　　從產(chǎn)品種類(lèi)來(lái)看，MLC/TLC型NAND可在一個(gè)單元內存儲多個(gè)bit數據，雖然可靠性略差、壽命較短，但憑借良好的性?xún)r(jià)比和容量，普及度遠超SLC。

　　隨著(zhù)平面結構微縮極限的到來(lái)，NAND存儲器不得不轉向3D結構發(fā)展，3DNAND出貨量占比不斷提升，目前已經(jīng)占到全球的26%左右。中國的長(cháng)江存儲(YMTC)也進(jìn)入了3DNAND陣營(yíng)。

　　行業(yè)周期位置

　　與DRAM無(wú)異，NAND存儲器市場(chǎng)仍然呈現周期性波動(dòng)。

　　2016年上半年存儲器價(jià)格暴跌后市場(chǎng)到達底部，下半年需求開(kāi)始回暖，產(chǎn)能逐漸擴張。

　　2017年開(kāi)始，由于技術(shù)向64層3DNAND遷移，產(chǎn)能放量較緩，市場(chǎng)供貨緊俏。而到了2018年，產(chǎn)能開(kāi)出，NAND供過(guò)于求，行業(yè)進(jìn)入新的下行周期。

　　根據Yole預測，在NAND存儲器ASP下降的同時(shí)，對需求同樣構成一定刺激，2018年NAND存儲器市場(chǎng)規模將達到640億美元左右，同比增長(cháng)14.8%，2019年起市場(chǎng)規模增速放緩，趨于穩定。

　　在A(yíng)I等新應用對行業(yè)形成有效驅動(dòng)前，增速與17年難以相比。

　　各廠(chǎng)商NAND產(chǎn)品營(yíng)業(yè)利潤率表現與整個(gè)行業(yè)一致，呈周期性波動(dòng)，且目前已經(jīng)對行業(yè)下行趨勢有所反應。但整體看來(lái)，市占率高的廠(chǎng)商的營(yíng)業(yè)利潤率歷史表現相對穩定，如三星、東芝。

　　此外我們發(fā)現，進(jìn)入下行周期后，龍頭廠(chǎng)商在利潤率上的變化最為迅速，我們認為這也是其憑借大規模、低成本優(yōu)勢，在下行周期內靠低價(jià)來(lái)打壓競爭對手的體現。

　　供需關(guān)系與價(jià)格

　　自2018年以來(lái)，受各大廠(chǎng)商3DNAND產(chǎn)能釋放影響，大容量NAND價(jià)格一路跳水，跌幅達50%左右，近乎回到兩年前水平。

　　供給過(guò)剩是價(jià)格下跌的一方面因素，而另一方面，是因3DNAND技術(shù)的成熟導致TLC型顆粒穩定性上升，大容量芯片成本明顯降低導致。

　　相比之下，SLC、小容量產(chǎn)品價(jià)格跌幅不明顯，原因在于SLC的應用場(chǎng)景較特殊，受眾小，客戶(hù)需求相對穩定。

　　市場(chǎng)目前對于NAND市場(chǎng)供過(guò)于求表示出強烈的擔憂(yōu)，但我們認為雖然行業(yè)將進(jìn)入下行周期，但這種擔憂(yōu)可能略微過(guò)度。

　　從投片情況來(lái)看，2018年全年新擴充的產(chǎn)能有限。

　　根據IDC的數據，到2019年NAND供給只處于略微失衡的狀態(tài)，在3Q18缺口最大，供應充足率為3.2%左右。

　　此外，低價(jià)對行業(yè)來(lái)說(shuō)不一定全是利空:低價(jià)存儲器本身對市場(chǎng)需求也能構成一定刺激，這也同樣驗證了近期在價(jià)格下跌周期內，存儲廠(chǎng)商收入因需求擴大未見(jiàn)萎縮的邏輯。

　　三星、東芝/西部數據的QLC閃存于2018年下半年已經(jīng)陸續出樣，樂(lè )觀(guān)來(lái)看，年底可能會(huì )有QLC硬盤(pán)商業(yè)化，但大規模量產(chǎn)上市應該還需到2019年甚至更晚。

　　等QLC普及后，對大容量3DNAND存儲價(jià)格仍有一定沖擊。NAND價(jià)格隨著(zhù)技術(shù)迭代，越來(lái)越便宜是整體趨勢，但需求擴大也會(huì )在一定程度上對價(jià)格下跌形成抵消。

　　我們認為，到2020年前后，NAND市場(chǎng)規模將會(huì )趨于穩定。

　　NOR:近五年來(lái)市場(chǎng)整體萎縮，技術(shù)升級有望注入新活力

　　市場(chǎng)規模及競爭格局

　　2017年NORFlash市場(chǎng)規模達23億美元，同比增長(cháng)24.8%。過(guò)去五年來(lái)看，整體NORFlash市場(chǎng)呈萎縮趨勢，原因在于:1)智能手機逐步替換功能手機，對NOR的需求減少;2)部分高容量產(chǎn)品轉而由SLCNand取代。

　　但Nor市場(chǎng)規模從2016年開(kāi)始相對穩定，終止下跌趨勢，我們認為主要是由于下游新增應用需求，來(lái)自:1)智能手機中TDDI以及AMOLED;2)物聯(lián)網(wǎng);3)汽車(chē)電子。

　　競爭格局上來(lái)看，2017年旺宏在NOR市場(chǎng)的份額位居第一，達26%左右。

　　Cypress位列其次，我國的兆易創(chuàng )新在2017年市占率達8.2%，排名第五位。而從供給端來(lái)看，因為利潤率不及其他業(yè)務(wù)原因，Cypress和鎂光都在相繼縮減產(chǎn)能。

　　Cypress逐步退出中低容量市場(chǎng)，未來(lái)專(zhuān)注于汽車(chē)、工業(yè)控制等應用的高容量產(chǎn)品，而鎂光選擇淡出利基型閃存市場(chǎng)，未來(lái)更專(zhuān)注于DRAM和NAND生產(chǎn)。積極擴大產(chǎn)能的兆易創(chuàng )新，在未來(lái)有望市占率達20%，躋身世界前三。

　　未來(lái)發(fā)展趨勢

　　智能手機中TDDI以及AMOLED滲透率的增加，為NOR帶來(lái)新的市場(chǎng)需求。TDDI是將智能手機的觸控與顯示驅動(dòng)集成在一起，整合進(jìn)單一芯片中。

　　由于TDDI芯片較為復雜，需要更多的容量來(lái)存儲分位編碼，需要新增一顆NORFlash芯片，因此對NOR的需求有所增加。

　　根據我們的預估，2018年TDDI滲透率將達到25%，以對應4-16MB的NORFlash測算，帶來(lái)7,700萬(wàn)美元的市場(chǎng)容量。

　　同樣，AMOLED面板的滲透也是另一大動(dòng)因。由于A(yíng)MOLED面板技術(shù)門(mén)檻較高，目前仍受到亮度均勻性和殘像等技術(shù)制約，良率無(wú)法迅速提升，因此需要進(jìn)行光學(xué)補償。

　　光學(xué)補償相關(guān)編碼較為復雜，無(wú)法整合進(jìn)驅動(dòng)芯片中，因此需要新增一顆NORFlash芯片來(lái)進(jìn)行存儲，iHS預計2018年AMOLED滲透率為30.0%，以對應8-32MB的NORFlash測算，帶來(lái)1.3億美元的市場(chǎng)容量。

　　中國的機會(huì )與挑戰:本土需求強勁，技術(shù)資本開(kāi)支巨大影響前期利潤

　　雖然中國是全球最大的存儲器消費市場(chǎng)之一，但由于過(guò)去產(chǎn)業(yè)基礎薄弱。發(fā)展存儲器需要在專(zhuān)利技術(shù)，人才，資本等多個(gè)方面補齊短板。

　　目前一般采取的方法是通過(guò)擁有技術(shù)的半導體企業(yè)與有資金的地方政府和半導體大基金合作的形式進(jìn)行推進(jìn)。

　　中國主要的存儲器項目包括(1)紫光集團與武漢，南京及成都合作展開(kāi)的NAND與DRAM項目。(2)兆易創(chuàng )新與合肥合作的DRAM項目。(3)聯(lián)電與福建省合作的存儲器項目。

　　技術(shù)差距

　　DRAM:為了獲得更快的速度與更低的能耗，DRAM隨摩爾定律的發(fā)展一步一步縮小自身尺寸，若采用EUV光刻，制程可微縮至10nm量級。目前，行業(yè)前三甲三星、SK海力士及鎂光都處于完成1Xnm制程轉換或在轉換過(guò)程中的階段。具體情況為:

　　? 三星技術(shù)明顯領(lǐng)先，目前已有較高的1Xnm制程收入占比，并積極推進(jìn)1Ynm制程轉入進(jìn)度。平澤廠(chǎng)計劃于2019年開(kāi)始量產(chǎn)10nmLPDDR5芯片。

　　? 鎂光方面，原瑞晶部分已于今年二季度實(shí)現到1Xnm的全部轉換，并計劃于明年轉向1Znm，而原華亞科部分仍在向1Xnm制程的轉換當中。

　　? SK海力士已于2017年開(kāi)始向M14廠(chǎng)一期產(chǎn)線(xiàn)及無(wú)錫廠(chǎng)開(kāi)始導入1Xnm制程，但由于技術(shù)壁壘較高，2018上半年良率不達預期，LPDDR4產(chǎn)能仍然有限。

　　我國的福建晉華目前僅專(zhuān)注于利基型DRAM的制造，技術(shù)相對落后，首先導入的產(chǎn)品為25nmDRAM存儲器，制程上大概落后三星3代左右。

　　合肥長(cháng)鑫將從19nm(1X)制程切入市場(chǎng)，我們預計2020年可開(kāi)始大規模量產(chǎn)產(chǎn)品。到2019年底，公司產(chǎn)能將達到2萬(wàn)片/月。大概落后三星2-3年。

　　NAND:由于平面微縮極限的到來(lái)，NAND存儲器轉向3D結構發(fā)展。

　　堆疊層數增多不僅增大容量，更因為絕緣材料及空間結構變化解放了TLC技術(shù)的可靠性和壽命問(wèn)題，使QLC成為可能。這一演進(jìn)，大大降低了單位GB成本。

　　3DNAND方面，目前64層產(chǎn)品已經(jīng)在各大境外廠(chǎng)商中普及，全球3DNAND的出貨量占比已經(jīng)達到1/4有余。今年7月三星96層TLCV-NAND開(kāi)始量產(chǎn)，在競爭中領(lǐng)先將于今年更晚時(shí)間量產(chǎn)96層3DNAND的東芝/西數和鎂光。

　　我國長(cháng)江存儲(YMTC)自主研發(fā)的32層3D-NAND產(chǎn)品將于年底量產(chǎn)出貨，其今年剛發(fā)布了Xtacking技術(shù)，將幫助NAND存儲器實(shí)現與DDR4內存I/O速度，及更大的堆疊密度，并將用于明年量產(chǎn)的64層3D-NAND產(chǎn)品中。

　　大體來(lái)看，技術(shù)相媲美的上落后全球大廠(chǎng)3年左右的時(shí)間。

　　資金投入

　　存儲器是典型的資本密集型行業(yè)。如我們先前所述，為了獲得制程的領(lǐng)先及規模帶來(lái)的低成本優(yōu)勢，各廠(chǎng)商不得不采用IDM模式或虛擬IDM模式來(lái)經(jīng)營(yíng)，并且在適當時(shí)點(diǎn)上不遺余力投資。

　　隨著(zhù)先進(jìn)制程成本的增加，有擴產(chǎn)計劃的廠(chǎng)商資本開(kāi)支明顯加大。目前市占率較高的三星、鎂光、SK海力士及東芝在存儲器上的年資本支出均超過(guò)50億美金。

　　我國的紫光集團(南京+成都+武漢)、合肥睿力及福建晉華的總投資分別達到780億美元，72億美元及53億美元，數額巨大。

　　事實(shí)上中國巨額的投入也間接促進(jìn)了韓、美兩國大廠(chǎng)資本開(kāi)支的上升。三星2017年在DRAM和NAND上投入的資本開(kāi)支就達到200億美金，因此，我國廠(chǎng)商的數字分攤到每年，還難以和龍頭廠(chǎng)商相比。

　　雖然在量產(chǎn)初期，如此巨大的資本開(kāi)支也會(huì )給中國企業(yè)帶來(lái)不小的折舊壓力，下行周期中技術(shù)、管理略遜的中國企業(yè)可能必須經(jīng)歷幾年內虧損，但若想實(shí)現存儲器的國產(chǎn)替代，這種投入十分必要。