存儲市場寡頭競爭，中國能否突出重圍

　　全球市場概覽:千億美金市場，寡頭競爭，IDM模式盛行

　　根據(jù)WSTS的統(tǒng)計，全球存儲器行業(yè)營收2017年達(dá)到1319億美元，占半導(dǎo)體行業(yè)收入的30.1%，過去五年(2012-2017)年復(fù)合增長率高達(dá)37%。

　　主要驅(qū)動力包括智能手機和數(shù)據(jù)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年市場規(guī)模達(dá)540億美元，主要用于大容量外部存儲;

　　2) DRAM(動態(tài)隨機存儲器，屬于易失性存儲器)，2017年市場規(guī)模730億美元，主要用于設(shè)備內(nèi)存;

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

　　從競爭格局來看，通過多年行業(yè)整合，行業(yè)呈現(xiàn)寡頭壟斷態(tài)勢。

　　根據(jù)IDC的統(tǒng)計，1Q18DRAM存儲器行業(yè)實現(xiàn)營業(yè)收入232億美元，三星、SK海力士、鎂光三家分別擁有46%，27%，23%的市場份額，前三甲合計市占率超過95%。

　　1Q18NAND存儲器行業(yè)規(guī)模136億美元，三星，東芝/西部數(shù)據(jù)、SK海力士、鎂光分別擁有42%，29%，13%及12%的市場份額。

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

　　產(chǎn)業(yè)鏈的前半段:

　　全球主要存儲器廠商主要采取設(shè)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(guī)模效應(yīng)強，要依靠大產(chǎn)能來降成本，獲取更多盈利。

　　且IDM模式能更好的實施設(shè)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)的過渡時期優(yōu)勢明顯。

　　走“虛擬IDM的模式”也似乎可行，F(xiàn)abless鎖定代工產(chǎn)能，二者展開深度合作，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(jié)。

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

　　此外，閃存盤還離不開控制器的輔助，第三方廠商如群聯(lián)、慧榮、Marvell都有著穩(wěn)固的市場地位，我國的江波龍也有一定份額。

　　DRAM:三足鼎立，2017年受數(shù)據(jù)中心驅(qū)動增長強勁，目前下行周期降至

　　市場規(guī)模及應(yīng)用細(xì)分

　　2017年全球DRAM市場規(guī)模730億美元，過去五年(2012-2017)CAGR達(dá)22.7%。按bit需求來算，根據(jù)iHS的統(tǒng)計，2017DRAM存儲容量需求達(dá)948億GB，同比增長28.2%，過去5年(2012-2017)保持年化27.5%增長。

　　DRAM顆粒制造市場呈現(xiàn)寡頭競爭的態(tài)勢。按2017年營業(yè)收入統(tǒng)計，前三位中三星、SK海力士、鎂光三家存儲器公司合計占據(jù)了95%以上的市場份額。

　　按下游應(yīng)用來分，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(jù)Gartner的數(shù)據(jù)，得益于數(shù)據(jù)中心數(shù)量及規(guī)模上升的強大驅(qū)動，2017年服務(wù)器DRAM的bit需求增長已經(jīng)超過智能手機。2018年上半年服務(wù)器DRAM需求增長仍然強勁。

　　從產(chǎn)品種類來看，為了滿足更高的工作頻率及帶寬需求，在各終端應(yīng)用中，目前DDR4產(chǎn)品已經(jīng)逐漸對DDR3實現(xiàn)替代成為主流。

　　根據(jù)IDC的數(shù)據(jù)，按出貨量拆分，DDR4占比已達(dá)42%，與DDR3(占比47%)相當(dāng)接近。

　　行業(yè)周期位置

　　存儲行業(yè)與整個半導(dǎo)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，在整個智能手機驅(qū)動的半導(dǎo)體行業(yè)周期內(nèi)，2016年DRAM市場達(dá)到相對低點，2017開始出現(xiàn)供不應(yīng)求，行業(yè)內(nèi)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，市場正日益走向供需平衡，整個行業(yè)“一榮俱榮，一損俱損”的情況將不復(fù)存在，公司間競爭加劇，營業(yè)利潤率承壓下行。但市占率領(lǐng)先的廠商受影響相對較小。

　　目前智能手機出貨量放緩后，AI、5G等新應(yīng)用還未能對DRAM需求形成規(guī)模性刺激。從宏觀角度來看，ASP同比增速我們認(rèn)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開始松動，出現(xiàn)軟著陸。

　　根據(jù)Yole的預(yù)測，樂觀情況下，2018年DRAM存儲器市場規(guī)模將接近1000億美元，2019年增速明顯放緩，市場規(guī)模將趨于穩(wěn)定。

　　供需關(guān)系與價格

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

　　特別是到了2017年，北美數(shù)據(jù)中心的需求持續(xù)強勁，以及DRAM供給端產(chǎn)能與制程受限下(各廠商高容量模組占比仍然有限，1Xnm剛開始導(dǎo)入或處于產(chǎn)能爬坡階段)，并不能滿足整體服務(wù)器內(nèi)存市場需求，服務(wù)器用DRAM供不應(yīng)求的情形在下半年比較顯著，帶動DRAM持續(xù)價格上揚，與3Q16價格相比已經(jīng)翻倍，PC端情況類似，手機DRAM價格也有40%以上增長。進(jìn)入2018年后，產(chǎn)能逐漸釋放，對于ASP來講影響將會是負(fù)面的。

　　目前DDR3產(chǎn)品的價格已經(jīng)開始松動，DDR4價格預(yù)計在產(chǎn)能開出后也將受供求關(guān)系影響進(jìn)入下行周期。

　　回到Wafer投片情況來看，根據(jù)DRAMeXchange的數(shù)據(jù)，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(kuò)產(chǎn)至460-480K左右，海力士有擴(kuò)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)而影響價格。

　　如前文所述，服務(wù)器端DRAM需求量近兩年來增長迅猛，在未來3-5年內(nèi)，服務(wù)器DRAM占比將可能達(dá)到40%。根據(jù)DrameXchange預(yù)測，4Q17服務(wù)器32GBDRAM占比已達(dá)61%，在4Q18將上升至74%左右，帶動DDR4需求。

　　此外，這一輪DRAM的景氣，和中國手機客戶DRAM需求增多也有關(guān)聯(lián)。但向前看，智能手機出貨量增長放緩至低個位數(shù)，數(shù)據(jù)中心數(shù)量及規(guī)模增長也很難維持在高位。

　　結(jié)合IDC的數(shù)據(jù)，到2019年后，產(chǎn)能釋放，供應(yīng)充足率將轉(zhuǎn)為正值，市場供過于求，屆時DRAM存儲器將面臨價格壓力。

　　雖然AI、5G等新應(yīng)用必然帶來DRAM的新一輪上升周期。但以目前的可見度來看，這個時間點要到2020年甚至更晚才會出現(xiàn)。

　　NAND:SSD需求逐漸取代手機，2017景氣不再，價格下滑，市場增速放緩

　　市場規(guī)模及應(yīng)用細(xì)分

　　2017年全球NAND市場規(guī)模540億美元，過去五年(2012-2017)CAGR達(dá)18.5%。按bit計算，根據(jù)iHS的統(tǒng)計，2017DRAM存儲容量需求達(dá)1727億GB，同比增長34.3%，過去三年(2014-2017)保持年化42.8%高速增長。

　　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(shù)據(jù)合計市占率為32%、SK海力士、鎂光的市場份額均位于10-20%的區(qū)間，實力不相上下。

　　NAND閃存方面，由于AI、高性能計算等新應(yīng)用帶動數(shù)據(jù)中心工作量與日俱增，計算用大容量SSD很大程度上推動了NAND需求的擴(kuò)大。

　　從2016年起，SSD的bit需求增長已經(jīng)領(lǐng)先于智能手機與平板電腦。從絕對需求量(按bit)來看，2017年SSD占比已經(jīng)達(dá)到45%，與手機的48%占比不相上下，充分說明SSD將成為整個NAND的主流應(yīng)用的趨勢。

　　從產(chǎn)品種類來看，MLC/TLC型NAND可在一個單元內(nèi)存儲多個bit數(shù)據(jù)，雖然可靠性略差、壽命較短，但憑借良好的性價比和容量，普及度遠(yuǎn)超SLC。

　　隨著平面結(jié)構(gòu)微縮極限的到來，NAND存儲器不得不轉(zhuǎn)向3D結(jié)構(gòu)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。中國的長江存儲(YMTC)也進(jìn)入了3DNAND陣營。

　　行業(yè)周期位置

　　與DRAM無異，NAND存儲器市場仍然呈現(xiàn)周期性波動。

　　2016年上半年存儲器價格暴跌后市場到達(dá)底部，下半年需求開始回暖，產(chǎn)能逐漸擴(kuò)張。

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

　　根據(jù)Yole預(yù)測，在NAND存儲器ASP下降的同時，對需求同樣構(gòu)成一定刺激，2018年NAND存儲器市場規(guī)模將達(dá)到640億美元左右，同比增長14.8%，2019年起市場規(guī)模增速放緩，趨于穩(wěn)定。

　　在AI等新應(yīng)用對行業(yè)形成有效驅(qū)動前，增速與17年難以相比。

　　各廠商NAND產(chǎn)品營業(yè)利潤率表現(xiàn)與整個行業(yè)一致，呈周期性波動，且目前已經(jīng)對行業(yè)下行趨勢有所反應(yīng)。但整體看來，市占率高的廠商的營業(yè)利潤率歷史表現(xiàn)相對穩(wěn)定，如三星、東芝。

　　此外我們發(fā)現(xiàn)，進(jìn)入下行周期后，龍頭廠商在利潤率上的變化最為迅速，我們認(rèn)為這也是其憑借大規(guī)模、低成本優(yōu)勢，在下行周期內(nèi)靠低價來打壓競爭對手的體現(xiàn)。

　　供需關(guān)系與價格

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

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

　　相比之下，SLC、小容量產(chǎn)品價格跌幅不明顯，原因在于SLC的應(yīng)用場景較特殊，受眾小，客戶需求相對穩(wěn)定。

　　市場目前對于NAND市場供過于求表示出強烈的擔(dān)憂，但我們認(rèn)為雖然行業(yè)將進(jìn)入下行周期，但這種擔(dān)憂可能略微過度。

　　從投片情況來看，2018年全年新擴(kuò)充的產(chǎn)能有限。

　　根據(jù)IDC的數(shù)據(jù)，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(yīng)充足率為3.2%左右。

　　此外，低價對行業(yè)來說不一定全是利空:低價存儲器本身對市場需求也能構(gòu)成一定刺激，這也同樣驗證了近期在價格下跌周期內(nèi)，存儲廠商收入因需求擴(kuò)大未見萎縮的邏輯。

　　三星、東芝/西部數(shù)據(jù)的QLC閃存于2018年下半年已經(jīng)陸續(xù)出樣，樂觀來看，年底可能會有QLC硬盤商業(yè)化，但大規(guī)模量產(chǎn)上市應(yīng)該還需到2019年甚至更晚。

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

　　我們認(rèn)為，到2020年前后，NAND市場規(guī)模將會趨于穩(wěn)定。

　　NOR:近五年來市場整體萎縮，技術(shù)升級有望注入新活力

　　市場規(guī)模及競爭格局

　　2017年NORFlash市場規(guī)模達(dá)23億美元，同比增長24.8%。過去五年來看，整體NORFlash市場呈萎縮趨勢，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(zhuǎn)而由SLCNand取代。

　　但Nor市場規(guī)模從2016年開始相對穩(wěn)定，終止下跌趨勢，我們認(rèn)為主要是由于下游新增應(yīng)用需求，來自:1)智能手機中TDDI以及AMOLED;2)物聯(lián)網(wǎng);3)汽車電子。

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

　　Cypress位列其次，我國的兆易創(chuàng)新在2017年市占率達(dá)8.2%，排名第五位。而從供給端來看，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，未來專注于汽車、工業(yè)控制等應(yīng)用的高容量產(chǎn)品，而鎂光選擇淡出利基型閃存市場，未來更專注于DRAM和NAND生產(chǎn)。積極擴(kuò)大產(chǎn)能的兆易創(chuàng)新，在未來有望市占率達(dá)20%，躋身世界前三。

　　未來發(fā)展趨勢

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

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

　　根據(jù)我們的預(yù)估，2018年TDDI滲透率將達(dá)到25%，以對應(yīng)4-16MB的NORFlash測算，帶來7,700萬美元的市場容量。

　　同樣，AMOLED面板的滲透也是另一大動因。由于AMOLED面板技術(shù)門檻較高，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(fù)雜，無法整合進(jìn)驅(qū)動芯片中，因此需要新增一顆NORFlash芯片來進(jìn)行存儲，iHS預(yù)計2018年AMOLED滲透率為30.0%，以對應(yīng)8-32MB的NORFlash測算，帶來1.3億美元的市場容量。

　　中國的機會與挑戰(zhàn):本土需求強勁，技術(shù)資本開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之一，但由于過去產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)薄弱。發(fā)展存儲器需要在專利技術(shù)，人才，資本等多個方面補齊短板。

　　目前一般采取的方法是通過擁有技術(shù)的半導(dǎo)體企業(yè)與有資金的地方政府和半導(dǎo)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(tuán)與武漢，南京及成都合作展開的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(zhuǎn)換或在轉(zhuǎn)換過程中的階段。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(zhuǎn)入進(jìn)度。平澤廠計劃于2019年開始量產(chǎn)10nmLPDDR5芯片。

　　? 鎂光方面，原瑞晶部分已于今年二季度實現(xiàn)到1Xnm的全部轉(zhuǎn)換，并計劃于明年轉(zhuǎn)向1Znm，而原華亞科部分仍在向1Xnm制程的轉(zhuǎn)換當(dāng)中。

　　? SK海力士已于2017年開始向M14廠一期產(chǎn)線及無錫廠開始導(dǎo)入1Xnm制程，但由于技術(shù)壁壘較高，2018上半年良率不達(dá)預(yù)期，LPDDR4產(chǎn)能仍然有限。

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

　　合肥長鑫將從19nm(1X)制程切入市場，我們預(yù)計2020年可開始大規(guī)模量產(chǎn)產(chǎn)品。到2019年底，公司產(chǎn)能將達(dá)到2萬片/月。大概落后三星2-3年。

　　NAND:由于平面微縮極限的到來，NAND存儲器轉(zhuǎn)向3D結(jié)構(gòu)發(fā)展。

　　堆疊層數(shù)增多不僅增大容量，更因為絕緣材料及空間結(jié)構(gòu)變化解放了TLC技術(shù)的可靠性和壽命問題，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)在各大境外廠商中普及，全球3DNAND的出貨量占比已經(jīng)達(dá)到1/4有余。今年7月三星96層TLCV-NAND開始量產(chǎn)，在競爭中領(lǐng)先將于今年更晚時間量產(chǎn)96層3DNAND的東芝/西數(shù)和鎂光。

　　我國長江存儲(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存儲器實現(xiàn)與DDR4內(nèi)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。

　　大體來看，技術(shù)相媲美的上落后全球大廠3年左右的時間。

　　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(guī)模帶來的低成本優(yōu)勢，各廠商不得不采用IDM模式或虛擬IDM模式來經(jīng)營，并且在適當(dāng)時點上不遺余力投資。

　　隨著先進(jìn)制程成本的增加，有擴(kuò)產(chǎn)計劃的廠商資本開支明顯加大。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50億美金。

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

　　事實上中國巨額的投入也間接促進(jìn)了韓、美兩國大廠資本開支的上升。三星2017年在DRAM和NAND上投入的資本開支就達(dá)到200億美金，因此，我國廠商的數(shù)字分?jǐn)偟矫磕辏€難以和龍頭廠商相比。

　　雖然在量產(chǎn)初期，如此巨大的資本開支也會給中國企業(yè)帶來不小的折舊壓力，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(nèi)虧損，但若想實現(xiàn)存儲器的國產(chǎn)替代，這種投入十分必要。