存储芯片行业专题研究：底部已过AI推动行业进入新周期

存储芯片行业专题研究：底部已过，AI推动行业进入新周期核心观点：周期拐点+创新赋能，存储行业有望迎上行存储板块迎来周期反转+创新赋能+产业链国产化的三重驱动，处于新一轮成长的黎明期。存储芯片行业为数字经济产业的卖水人，在AI应用爆发的产业趋势下，存储技术革新将通过助力AI训练与推理来赋能千行百业。目前存储行业周期已经筑底，预计在手机、PC等传统大宗市场需求逐步复苏，以及AI应用对服务器需求的催化下，存储行业将开启新一轮上行期。我们预计全球存储市场规模24年有望增长38%回升至1105亿美元，经历21年的高位后，22年开始进入下行，我们预计23年将为存储周期底部（市场规模-42%YoY），24年预计将因需求开始逐步复苏进入周期上行。同时国内存储产业链迅速发展，产业集群逐步形成，我们建议关注周期复苏与创新驱动加持下的国内存储产业链投资机遇。周期：底部筑底信号显著，23年下半年起有望逐步回暖，AI服务器、AI手机与AIPC有望带动存储单机密度大幅提升。我们复盘以往存储行业周期，发现上行期与下行期均约两年，而本轮周期从21年末开始至今已下行约7个季度，同时供给端与价格方面已呈现筑底信号，产业链预计23年下半年开始需求端将逐步复苏开启上行。供给端，主要存储原厂稼动率与资本开支缩减明显，资本开支的缩减将主要于23年下半年开始明显见效，下半年供给端进一步收缩有望加速行业筑底反转。据Trendforce，三星/美光/海力士稼动率从22年的接近满载分别下滑至2Q23的77%/74%/82%，海力士与美光2Q23资本开支分别同比下降62%/40%，美光于2Q23业绩会上也表示其减产将延续至明年。价格端上同样呈现筑底态势，海力士于2Q23业绩会上表示其DRAM价格已出现高个位数的环比增长，IDC数据，DRAM市场均价于1Q23与2Q23环比下降幅度分别为13%与6%，Trendforce预计3Q23DRAM跌幅将收窄至0%~5%。需求端，美光与Trendforce预计整体需求将于下半年开始改善，AI、汽车有望维持快速增长，下半年手机、PC等大宗市场回暖复苏有望进一步推动价格止跌，存储周期拐点将近。此外，手机是终端用户交互最重要设备之一，考虑算力、存力等因素，以手机为代表的终端AI落地或将率先实现，AI有望成为驱动下一轮换机潮的重要因素，2H23首批具备AI功能的智能手机将陆续推出，2024-2025年更多创新AI应用将落地手机，有望带动手机单机存储容量显著提升。创新：AI催化HBM需求快速增长，为服务器市场带来增量空间。HBM存储通过将DRAM堆叠的方式大幅提高内存带宽，而2022年末AI大模型应用的爆发催化了算力需求增长，AI训练更高的算力需求需要存储芯片进行容量与带宽上的配套，传统的GDDR方案带宽迭代速度已难以满足，从而带宽更高的HBM方案加速落地，我们预计HBM方案将在24/25年后成为AI训练服务器市场主流。目前单台AI服务器HBM容量需求约320~640GB，当前AI训练用加速卡或GPU主要为英伟达A100/H100，AMDMI300/MI250以及GoogleTPUv3/v4，此类加速卡均配备HBM，AI训练需求增长将推动英伟达/AMD以及谷歌加速卡迅速应用，从而带动HBM渗透率提升，同时未来英伟达/AMD的GPU与加速卡迭代至GH200与MI300，下一代加速卡将使用更大容量的HBM，HBM市场需求迎来渗透率与单机容量的双增长。我们测算HBM市场规模将从22年的15亿美金增长至24年的64亿美金，对应107%的22-24CAGR；AI服务器存储市场规模将从22年的106亿美金增长至24年的151亿美金，对应19%的22-24CAGR。目前海力士已量产HBM3，并率先向英伟达H100供应，三星将于2H23量产HBM3，美光预计24年量产HBM3，三家主要原厂逐步量产HBM将助力HBM市场进一步增长。国产化：国内存储产业集群逐步形成，带动本土产业链成长。复盘存储行业发展史，驱动两次存储产业转移的核心因素均为成本优势的转移，而目前国内下游需求土壤逐步成熟，手机、PC与新能源汽车等多个应用已成为全球主要市场之一，同时存储供给端发展也较迅速，国内存储

IDM

原厂为长鑫存储与长江存储，两家公司分别在DRAM与NAND技术追赶上进展较快，长鑫23年DRAM已突破17nm，长江存储NAND布局上推进至232层，逐步向海外主流水平靠近。据IDC数据，长鑫与长存在DRAM与NAND上市占率从2020年的0.3%与1.0%上升至2022年的1.8%与3.5%，我们预计未来国产化水平将继续提升。原厂颗粒国产化将有助于培养本土供应链，为国内存储产业链带来产业集群以及成本上的优势，推进模组、主控、封测与设计厂商的国产替代。存储市场23年周期见底，24年复苏下规模有望达1081亿美元存储市场规模经历21年的高位后，22年开始进入下行，我们预计23年将为存储周期底部，测算23年全球存储市场规模将同比下降42%至798亿美元，24年预计将因需求复苏、供给减产进入周期上行，预计24年存储市场规模将同比增长38%至1105亿美元。需求端，我们预计23年下半年起存储行业需求迈入弱复苏阶段。我们预计24年手机与PC终端销量有望企稳，服务器整体销量在AI服务器出货量快速增长对资本开支的挤占下将有所下降，但服务器存储容量有望大幅提升，大宗市场需求量主要增长来源于单机存储容量的上升。DRAM方面，AI大模型在移动端的部署有望驱动手机单机存储容量需求快速增长，我们预计手机与PC单机密度将持续上升，服务器内存受HBM容量快速增长带动，单机密度大幅提升，预计DRAM总体需求同比增速24年将恢复至14%。叠加价格触底回暖，我们预计2024年全球DRAM市场规模将同比增长43%至662亿美金。NAND方面，我们认为NAND需求主要来自于手机与SSD市场，我们预计在手机单机容量升级以及服务器单机密度提升将驱动行业NANDGB总需求同比增长20%，叠加价格回暖，我们预计2024年NAND市场规模将恢复至442亿美元，同比增长32%。供给端，存储原厂23~24年持续减产，24年有望出现小幅供需缺口。我们看到减产稳价已成为存储原厂的主要目标，23年以来海外原厂稼动率与资本开支缩减明显，美光已于2Q23业绩会中表示将延续减产至24年，我们预计22年与23年DRAM与NAND供给增速均有望明显降低，连续减产与需求弱复苏下行业有望于24年出现小幅供需缺口。核心关注产业链环节：模组封测厂或率先受益周期反转，利基市场供应链向亚洲转移存储价值链紧凑，产业链议价权集中于IDM原厂巨头。IDM原厂巨头业务覆盖环节包括设计、制造、部分主控芯片、部分封测以及部分模组，据各环节公司公告数据拆分，IDM原厂价值链覆盖比例达到82%以上，产业链议价权较集中于IDM巨头，故产业链各环节玩家发展将较大取决于与存储原厂的商业模式关系。利基存储从产业链附加值占比来看，价值占比较大的环节为设计制造环节，分别占24%与42%。设备厂与原厂绑定关系较强，模组集成商为存储原厂产品市场一体化的一环。存储制造端资本开支较高，资本开支中主要部分即为WFE设备（前道设备）支出，支付对象即为设备厂商，设备厂商位于半导体制造部分的产业链顶端，同时设备厂与原厂一样同为寡头垄断环节，议价权同样较高，存储原厂也为设备厂商除逻辑芯片代工厂之外的主要收入来源，两者合作绑定关系较强。模组集成环节附加值占比相对更低，据公司公告数据拆分，模组集成环节占比为13%，此环节对原厂依赖性较强，其成本结构中大部分均为原厂所生产的存储颗粒，据江波龙招股书数据，2021年存储颗粒占其主营成本的79%，模组集成商主要为存储原厂拓宽市场覆盖面，将存储颗粒完成从标品到客制化的模组产品的转换，以将原厂市场覆盖面从大宗领域拓宽到长尾市场。存储模组：附加值来源为产品选型，产业链最下游，领先进入上行期模组制造厂商有存储原厂与第三方模组厂，第三方模组厂商所提供的附加值主要为产品选型，匹配消费类与工业类市场相对较多元化的长尾市场需求。内存条内部结构包括DRAM存储颗粒、TS芯片、RCD接口芯片、DB芯片、以及电源管理芯片，NAND模组以SSD为例，内部主要包括NAND存储颗粒、NAND主控芯片、以及较高端的SSD会配备的DRAM缓存，模组厂商需要完成模组产品架构设计与定义，以及内部各类芯片的选型，根据客户需求，为不同应用领域的客户提供相对更多样化、客制化的产品。模组产品中大宗品类客户结构相对更集中，需求在产品性能、寿命与可靠性上。以

NANDFlash

为例，按品类分市场份额中，根据CFM数据，占比最高的品类为SSD与手机中的嵌入式存储两类，2022年分别占比49%与38%，占据大部分市场，而SSD市场中消费级SSD与企业级SSD主要为全球品牌PC厂商与服务器/云厂商，手机中嵌入式存储客户主要为全球手机品牌厂商，两类产品客户结构均相对较集中，且客户需求对模组需求在于产品性能、使用寿命以及产品可靠性上，对模组价格相较于工业类、PC后装以及移动存储等市场更不敏感。存储原厂模组产品主要对接大宗领域需求，第三方模组厂商主要覆盖长尾市场需求。存储原厂产品性能与可靠性更高，为手机、PC前装、服务器等大宗应用领域的主要供货商，而第三方模组厂以产品选型、成本管控以及渠道能力见长，主要覆盖PC后装、移动存储以及工业类应用等价格更敏感、需求更多元的长尾市场。我们测算存储模组市场规模2023年因周期下行原因将下降至958亿美元，预期在需求逐步复苏的带动下，25年市场规模有望恢复到1714亿美元，2023~2025年同比增速分别为-33%/36%/32%。竞争格局方面，DRAM模组与NAND模组市场份额均大部分由原厂占据，经我们测算，DRAM模组中第三方模组厂市占率仅占17%，且主要由金士顿占据，其余模组厂如威刚、海盗船、金泰克与记忆科技等占据较碎片化的份额，NAND模组呈现出较类似的格局，原厂格局较为集中，占据NAND模组市场的88%，其他较领先的NAND模组厂为金士顿、嵌入式存储领先的江波龙与佰维存储，其他厂商为格局更为碎片化的第三方模组厂。市场整体来看，第三方模组厂份额远远小于原厂，未来仍有较大提升空间，以江波龙1H23收入测算，其在整个模组市场份额已达到1.1%，较2022年的0.8%有明显提升。从股价上看，模组厂与原厂周期中基本同时反应。原厂与模组厂股价受到业绩表现与估值倍数两方面因素的驱动。1）业绩表现，由于终端库存消化需要时间，故颗粒价格开始反弹后，到业绩表现开始回暖仍存在一定时滞，业绩表现将在库存水平逐步正常化后开始驱动股价上涨。2）估值倍数，估值倍数为驱动股价上涨的核心因素，颗粒价格反弹后估值倍数便开始提升。从而当存储颗粒价格反弹开启上行周期后，原厂与模组厂估值倍数均开始上涨，股价反应时点较为一致。从业绩增速上看，模组厂业绩向上与向下拐点均略早于原厂。模组集成环节处于原厂下游，终端需求反弹后将直接拉动模组环节厂商业绩回暖，而原厂出货方式既有模组也有存储颗粒，即便由于存储颗粒供应商议价权较强，颗粒价格或先于模组价格筑底，但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，以威刚、宜鼎、美光与海力士为例，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，迎来业绩与估值倍数的戴维斯双击。利基存储设计：供给向亚洲转移，物联化和智能化拉动大容量需求提升NORFlash的应用从最早功能性手机以及PCBIOS向物联网市场发展。TWS耳机、AMOLED及TDDI触控与显示芯片、车载电子、安防、物联网等领域对NORFlash的需求增加。另外，随着物联网产品设计的复杂化以及功能的多样化，存储器容量也在逐步扩大，因此行业自2017年开始迎来新的增长。根据Omdia数据统计，2020年NORFlash全球市场规模为24亿美元，预计2025年可达39亿美元，年复合增长率约为10%。海外厂商相继退出NORFlash市场，国内企业逐步占优。NORFlash市场规模较小，性质更偏向于利基型行业。根据SEMI数据，2021年NORFlash和EEPROM市场规模约40亿美元，占全球市场规模仅为2.6%。现有NOR市场竞争者主要为中国台湾厂