一、行業發展概述
根據觀研報告網發布的《中國存儲芯片行業發展深度研究與投資趨勢調研報告(2024-2031年)》顯示,存儲芯片又稱為半導體存儲器,主要是指以半導體電路作為存儲媒介的存儲器,通常用于保存二進制數據的記憶設備,是現代數字系統的重要組成部分。存儲芯片具有存儲速度快、體積小等特點,廣泛運用于U盤、內存、消費電子、固態存儲硬盤、智能終端等領域。目前對存儲行業而言,存儲芯片主要以兩種方式實現產品化;一是ASIC技術實現存儲芯片,二是FPGA 技術實現存儲芯片。其中ASIC(專用集成電路)在存儲和網絡行業已經得到了廣泛應用。
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二、市場觸底反彈,目前存儲芯片行業進入復蘇周期
進入2022年,受受終端需求不振和產業鏈庫存高企影響,全球存儲行業經歷了一場“史無前例”的危機,例如三星電子利潤暴跌97%,SK海力士創紀錄虧損,美光科技、西部數據等存儲大廠庫存攀升,存儲芯片價格跌入谷底等。
再上述環境下,自2023年一季度開始,三星、SK 海力士、美光、西部數據和鎧俠等廠商紛紛宣布減少產能,廠商降低關于存儲業務的資本性支出,到2023年第三季度隨著減產效應開始奏效,供需關系持續改善。各大廠商不約而同的減產計劃促使存儲周期提前,從2023下半年存儲價格開始反彈,存儲市場重新步入上行周期。據相關行業數據顯示,上游存儲晶圓價格自2023 年第三季度開始觸底反彈,至2024 年3 月已上漲30%。
2024年以來,當前全球AI浪潮推動存儲需求爆發,疊加終端需求逐步回暖,晶圓代工產能利用率回升,存儲芯片市場加速復蘇,行業景氣度持續攀升,價格上漲幅度有所擴大。數據顯示,2024一季度全球半導體銷售額同比+15%,其中存儲表現亮眼,同比增長86%。
目前DRAM和NAND Flash是存儲芯片市場的主流產品,其價格均出現了顯著上漲。據相關機構的數據顯示,DRAM和NAND Flash的價格在2024年持續上漲,且漲幅均超過了市場預期。2024年第一季度DRAM芯片合約價格上漲多達20%,NAND閃存上漲多達23%—28%。到2024年第二季度DRAM合約價季漲幅將上修至13~18%,NAND Flash合約價季漲幅同步上修至約15~20%,延續了第一季度的強勁勢頭。
在全球市場的帶動下,目前我國存儲芯片市場也顯示出正在逐步復蘇態勢。數據顯示,2023年我國存儲芯片市場規模約為5400億元。預計2024年我國存儲芯片市場規模將恢復增長至5513億元。
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除了上述資料佐證外,行業頭部企業的業績實現增長也證明了市場回暖這一點。從國際巨頭來看,三星電子的2024年第一季度營業利潤激增931%,接近10倍增長,這一驚人的增長無疑是震撼行業的一大“深水炸彈”,引起了全球科技界的廣泛關注。這主要是由于存儲芯片價格的大幅回升,作為全球最大的存儲芯片生產商,三星自然收獲了巨大的經濟紅利。
全球第二大存儲芯片制造商SK海力士也發布了2024年第一季度的財報,顯示盈利超過150億人民幣,而去年同期該公司還虧損了136億人民幣,其業績同樣非常亮眼。國際其他存儲芯片巨頭如鎧俠、西部數據等也提交了優秀的季度報告,并預計第二季度價格將進一步上漲20-25%。
從國內部分頭部廠商方面來看:瀾起科技發布2024年半年報,上半年公司實現營業收入16.65億元,同比增長79.49%;凈利潤為5.93億元,同比增長624.63%。瀾起科技表示,2024年上半年,一方面,行業需求實現恢復性增長,DDR5(新一代動態隨機存取存儲器)下游滲透率提升且DDR5子代迭代持續推進,帶動公司內存接口及模組配套芯片銷售收入同比大幅增長;另一方面,公司部分AI高性能“運力”芯片新產品開始規模出貨,為公司貢獻新的業績增長點。
江波龍半年報表示,公司2024年上半年實現營業收入90.39億元,較上年同期增長143.82%;凈利潤為5.94億元,同比增長199.64%。佰維存儲公告披露,2024年上半年公司上半年實現營業收入34.41億元,同比增長199.64%;凈利潤2.83億元,同比扭虧為盈。在半年報中,佰維存儲聲稱,數據的持續增長將驅動存儲產業規模不斷提升,國產化率的提高將驅動國產存儲產業鏈的迅速發展,AI技術革命將大大提升對高端存儲器的需求,以上三個要素為國內存儲產業帶來了巨大的發展機遇。
此外存儲行業龍頭企業兆易創新上半年業績也實現回暖,2024年上半年實現營業收入36.09億元,同比增長21.69%;凈利潤為5.17億元,同比增長53.88%。公司表示,經歷2023年市場需求低迷和庫存逐步去化后,2024年上半年消費、網通市場出現需求回暖,帶動公司存儲芯片的產品銷量和營收增長。
三 、DRAM和NAND Flash這兩種存儲技術各自占據市場重要份額
存儲芯片可分為易失性存儲芯片(斷電后易丟失數據)和非易失性存儲芯片(斷電后仍保存數據)兩類。如下圖所示,常見的易失性存儲芯片有 DRAM 和 SRAM。非易失性存儲芯片包括 Flash(閃存)、ROM(只讀存儲器)等。
易失性存儲芯片可分為靜態隨機存儲器(簡稱SRAM)和動態隨機存儲器(簡稱DRAM)兩類,SRAM 不需要周期性地刷新,速度比較快,但成本也較高,是利基存儲;DRAM需要周期性地刷新,速度較慢,但成本較低,是大宗存儲。
非易失性存儲芯片主要包括掩膜型只讀存儲器、可編程只讀存儲器、快閃存儲器(簡稱Flash)。目前快閃存儲器的主流產品為NOR Flash 和NAND Flash,其中NAND 是大宗存儲,NOR 是利基存儲。
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目前在存儲芯片市場中,國內存儲廠商參與生產的存儲芯片產業主要分為DRAM(動態隨機存取存儲器)和NANDFlash(閃存存儲器)兩大類產品。這兩種存儲技術各自占據了市場的重要份額,共同構成了存儲芯片行業的基石。其中還DRAM作為市場規模的佼佼者,其市場占比高達約55.9%。NAND Flash是一種非易失性存儲器,即使在斷電的情況下,也能夠長期保存數據,市場占比約為44.0%。
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2024年以來DRAM營收高增,漲價趨勢不改。根據相關數據顯示,受惠主流產品出貨量擴張帶動多數業者營收成長,2024年第二季整體DRAM產業營收達229億美元,季增24.8%。
存儲產品價格的持續上漲主要受兩重因素推動,一是數據中心對服務器DRAM的高需求,以及AI手機、AI PC等創新AI終端設備內存配置提升的需求;二是HBM(高帶寬存儲器)供不應求,推動DRAM買方轉為積極采購。
HBM(高帶寬存儲器)的走紅也是一個積極因素。由于HBM支持GPU與CPU之間的高速數據傳輸,其應用場景集中在高性能服務器的GPU顯存,小部分應用于CPU內存芯片。2023年上半年,HBM則乘著GPU的東風狂漲500%。但因HBM技術門檻高,出貨量到現在也不算大。
四、下游應用不斷拓展,服務器、手機、PC仍為存儲三大應用
存儲芯片是終端電子產品的核心部件,目前已廣泛融入消費電子、汽車電子以及智能家居等多個市場領域。預計在5G通信、云計算以及AI等新興產業推動下,存儲芯片的市場需求將呈現出顯著的增長態勢。
一是AI服務器帶來存儲芯片的全新增量。對比普通服務器,AI服務器對存儲器的算力的需求更高,需要普通服務器8倍量的DRAM和3倍量的NAND。AI應用如Chat GPT、Bing、文心一言等爆火,全球互聯網廠商在AIGC相關領域加大投資。綜合自動駕駛技術、AIoT與邊緣運算的需求上升,AI服務器需求有望快速增長。2023年我國大陸AI服務器存儲價值市場規模均值為21.2億美元。
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二是汽車市場景氣度上升,對車用存儲器容量、處理速度以及算法要求提升,驅使存儲器技術加速更新迭代,有望實現銷量較大增長,從而帶動存儲芯片大幅增長。2023年汽車市場景氣度上升,對多種車用存儲器的需求與技術要求提升。根據中國汽車工業協會的數據顯示,2023年我國汽車產銷累計完成3016.1萬輛和3009.4萬輛,同比別增長11.6%和12%,產銷量創歷史新高,實現兩位數較高增長。2024年1-6月,我國汽車產銷分別完成1389.1萬輛和1404.7萬輛,同比分別增長4.9%和6.1%。
數據來源:中國汽車工業協會,觀研天下整理
目前NAND和DRAM的增長點來自智能駕駛艙、ADAS(高級駕駛輔助系統)系統的升級以及配合5G與AI自動駕駛的需求落地。據了解,智能駕駛艙主要使用NAND與DRAM產品,ADAS主要運用DRAM、高密度NOR Flash產品以及用于智能傳感器的SLC Nand產品。ADAS和AI自動駕駛對DRAM的容量、帶寬以及計算能力的要求不斷提高,同時需要大容量、高性能NAND支持信息儲存功能。
三是新型存儲器產品衍生提升存儲控制芯片價值。隨著云計算、大數據、AI發展及存儲器需求增長,半導體存儲器出現新型產品形態,如計算型、分布式存儲和持久內存等。這些新型存儲器對存儲控制芯片的架構、功耗、多通道并行管理和數據安全要求更高,提升了存儲控制芯片在存儲器產品中的價值。
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目前服務器、手機、PC仍為存儲三大應用。數據顯示,2023年,以PC應用為主的cSSD消耗了NAND Flash的26%,手機產品消耗了NAND Flash產能的34%,以服務器應用為主eSSD消耗了NAND Flash總產能的14%,三類應用占據NAND Flash總產能的74%。
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四、國產化進程加速,為行業帶來新發展機遇
存儲芯片是未來物聯網、大數據、云計算等新興領域不可或缺的關鍵元件,因此存儲芯片的自主可控對我國新一輪信息化進程的推進具有十分重要的戰略意義。但眾所周知,芯片技術一直是中國科技進步的短板。盡管國內投入巨大的人力、物力和財力,誕生了華為海思、中芯國際、長江存儲等杰出企業,但我國每年仍需進口高達數千億美元的芯片,國產化率不足10%。到2023年我國芯片進口總額達到了3494億美元,較2022年減少了15.4%,其中存儲芯片的進口額約為900億美元。
同時值得注意的是,到了2023年年底,存儲芯片的價格開始上漲,市場預測2024年的價格將上升約50%。而如果進口量保持不變,2024年我國的存儲芯片進口成本將增加450億美元,總額達到1350億美元,約合人民幣9780億,幾乎達到萬億。這將對我國的電子信息產業乃至整個經濟構成巨大壓力。這一數據凸顯了我國存儲芯片國產化替代的緊迫性。
在此背景下,近年來我國政府加大了對半導體產業的支持力度,推動國內存儲芯片產業發展。國內存儲廠商近年來分別在DRAM與NAND技術追趕上進展迅速,逐步向海外主流水平靠近,國產廠商市場份額也在逐步提升。
國內存儲芯片企業在技術上取得了顯著突破。例如一些企業成功研發出了高性能的DRAM和NAND Flash產品,并在制程工藝上不斷追趕國際先進水平。中國科學院在光存儲技術上取得了突破,研發出1.6PB超大容量的三維光盤存儲器,這一創新為數據存儲領域帶來了革命性的變化。這些技術突破為國產替代提供了堅實的基礎。同時隨著國內廠商技術的不斷突破,存儲芯片市場有望迎來發展黃金期。
隨著技術的成熟,國內存儲芯片企業開始實現產品的量產。例如長江存儲成功量產了全球最先進的232層3D NAND Flash產品,這標志著國內企業在NAND Flash領域的技術實力已經達到國際領先水平。同時其他企業也在DRAM等領域實現了產品的量產,進一步推動了國產替代的進程。
目前國內有三家主要的存儲芯片制造商,分別是長江存儲、長鑫存儲、福建晉華、兆易創新等。其中2017-2023年長江存儲在全球存儲芯片市場的份額從0增至10%以上,成為存儲芯片市場上不容忽視的勢力之一;企業兆易在NOR Flash 全球市場中,其創新占據前三,同時握有中國NOR Flash與DRAM的自主研發能力,扮演中國半導體存儲產業發展的重要角色。(WW)
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