存儲器行業(yè)深度報告存儲器價格迎上升周期本土企業(yè)獲得良機

存儲器行業(yè)深度報告-存儲器價格迎上升周期本土企業(yè)獲得良機1.存儲器：半導體行業(yè)最大分支1.1存儲器坐擁千億美元市場，是半導體行業(yè)的最大分支半導體行業(yè)分為集成電路、光電器件、分立器件、傳感器等子行業(yè)，集成電路又分為邏輯、模擬和存儲等細分行業(yè)。在半導體行業(yè)中，最重要的方向莫過于存儲器。其應用領域廣泛，幾乎所有常見的電子設備都需要使用存儲器。根據(jù)WSTS2019年11月估計數(shù)據(jù)，2019年全球半導體行業(yè)的整體規(guī)模在4000億美元以上，存儲器的市場規(guī)模超過1000億，是半導體中規(guī)模最大的子行業(yè)，占比超過1/4。由上圖圖可見，存儲器作為半導體的子行業(yè)，其周期變化基本和半導體行業(yè)周期變化一致，但存儲器的波動性更強。因此，當半導體行業(yè)處于景氣周期時，存儲行業(yè)的盈利能力更強；反之，當半導體行業(yè)不景氣時，存儲行業(yè)的情況則更不理想。以2019年為例，由于下游需求放緩，半導體行業(yè)規(guī)模整體同比下降約13%，但存儲行業(yè)的市場空間下降高達33%。從歷史數(shù)據(jù)看，2019年存儲行業(yè)的下降速度處于近20年來最快的水平，主要原因在于供需錯配導致的價格下降。但2019年的低谷也給未來的增長奠定基礎，由于服務器需求穩(wěn)步上升、5G時代引領物聯(lián)網(wǎng)到來等因素影響，未來半導體行業(yè)將迎來復蘇，而存儲器作為彈性更大的行業(yè)，未來2-3年將迎來一段穩(wěn)定的增長期。1.2存儲器的分類人類存儲數(shù)據(jù)的需求可謂歷史悠久，存儲器的形態(tài)歷年來也發(fā)生了翻天覆地的變化：

早期的軟盤現(xiàn)早已不見蹤影，光學存儲的DVD/CD也漸行漸遠，越來越多的電腦已不再配備光驅(qū)，傳統(tǒng)的電腦硬盤使用的磁盤作為大量數(shù)據(jù)存儲的首選方案現(xiàn)也已受到SSD的威脅。眾多形態(tài)的存儲方式按照其原理可大致分為光學存儲、半導體存儲和磁性存儲。半導體存儲是存儲領域的應用領域最廣、市場規(guī)模最大的存儲器件：按照停電后數(shù)據(jù)是否可繼續(xù)保存在器件內(nèi)，半導體存儲器可分為掉電易失和掉電非易失器件；易失存儲器在過去的幾十年里沒有特別大的變化，依然是以靜態(tài)隨機存取存儲器（SRAM）、動態(tài)隨機存取存儲器（DRAM）為主；非易失存儲器從早期的不可擦除PROM，到后來的光可擦除EPROM、電可擦除EEPROM，到現(xiàn)在的主流的Flash，技術在不斷的更新、進步?，F(xiàn)在RAM領域還出現(xiàn)了鐵電存儲器（FRAM）、相變存儲器

（PRAM）、磁存儲器（MRAM）和阻變存儲器（RRAM）等非易失靜態(tài)存儲器，因此市場認為掉電易失器件就是RAM，這種觀點是不準確的。眾多半導體存儲器中，市場規(guī)模最大的是DRAM和NANDFlash，市場規(guī)模均在數(shù)百億美元，其中DRAM2018年的市場規(guī)模已達到1000億美元。除此之外，存儲芯片市場空間較大的還有NORFlash，其市場規(guī)模曾一度隨著功能手機的消亡而逐漸降低，但近年來隨著新興市場的崛起，NORFlash的市場空間也已逐漸恢復。本報告講主要針對以下三種類型存儲器進行展開討論。2.NORFlash曾歷十年低迷，新應用催生新增長NORFlash應用領域卻極其廣泛，幾乎所有需要存儲系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)的電子設備都需要使用NORFlash。當電子設備啟動時，需要從存儲芯片內(nèi)讀取系統(tǒng)信息并運行（如計算機主板上的BIOS），該存儲芯片需要滿足可執(zhí)行運行程序且掉電后存儲的數(shù)據(jù)不丟失。RAM掉電后數(shù)據(jù)會丟失，而NANDFlash無法執(zhí)行程序，NORFlash是應用最廣泛的、掉電后數(shù)據(jù)不丟失的、可實現(xiàn)位讀取的存儲芯片類型。NORFlash曾在功能手機時代風靡一時，但其市場空間隨著功能手機的消失逐漸萎縮。近年來隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，NORFlash市場規(guī)模開始逐步擴大。以TWS耳機為代表的可穿戴設備、手機屏幕顯示的AMOLED和TDDI技術，以及功能越來越強大的車載電子等領域，是NORFlash市場空間獲得重新增長的主要動力。NorFlash的廣泛應用，主要得益于其可芯片內(nèi)執(zhí)行（XIP）的特點。為幫助投資者理解何謂“芯片內(nèi)執(zhí)行”，我們繪制了以下示意圖。如下圖所示，F(xiàn)lash均使用浮柵場效應管作為基本單元來存儲數(shù)據(jù)。在控制柵極（WordLine與場效應管連接處）未施加電壓時，源極和漏極之間導通則數(shù)據(jù)為1，中斷則為0。NANDFlash的連接方式為串聯(lián)，若要讀取黃色WordLine（字線）的數(shù)據(jù)，需對其他所有WordLine進行增加電壓，加壓后漏極和源極處于導通狀態(tài)。未增加電壓的WordLine上的場效應管的數(shù)據(jù)就可以測量BitLine(位線)的通斷來確定該位置上數(shù)據(jù)為0或為1。值得注意的是，NANDFlash讀取數(shù)據(jù)時，整條WordLine上的所有數(shù)據(jù)都同時讀出，不能單獨獲取某一Bit（位）的數(shù)據(jù)，無法實現(xiàn)位讀?。碦andomAccess）。因此NANDFlash讀取數(shù)據(jù)的最小單位是頁（即WordLine上的所有數(shù)據(jù)），無法直接運行程序，所有數(shù)據(jù)必須先讀取到RAM上后才可運行。NORFlash的連接方式為串聯(lián)，讀取數(shù)據(jù)不需對WordLine進行加壓，直接測量對應的BitLine和SourceLine之間的通斷即可獲取該存儲單元的數(shù)據(jù)。不僅實現(xiàn)了位讀取，還大大提高了數(shù)據(jù)讀取的速度。實現(xiàn)位讀取，程序便可在NORFlash上運行，即所謂的芯片內(nèi)執(zhí)行（XIP）。2.1功能手機淡出視野，NORFlash經(jīng)歷十年低迷相對于NANDFlash，NORFlash寫入和擦除速度較慢，但讀取速度要快很多。功能手機功能簡單，存儲芯片只需要存儲少量用戶信息及系統(tǒng)代碼，寫入和擦除的需求較少，主要需求在于內(nèi)存數(shù)據(jù)的讀取。此外，由于功能手機對存儲空間要求不高，NANDFlash的高密度存儲優(yōu)勢難以顯現(xiàn)，所以NORFlash憑借其特定的優(yōu)勢在功能手機時代紅極一時。在智能手機時代，各類軟件的應用增大了對存儲空間的要求，手機的存儲空間迅速的增加。NANDFlash的憑借其高密度存儲的優(yōu)勢成為手機存儲新的寵兒，智能手機使用的eMMC/eMCP等均為封裝了NANDFlash和控制芯片的存儲方案。NORFlash的市場空間也隨著功能手機數(shù)量的減少而逐年降低。雖應用領域廣泛，但除功能手機外類似于電腦BIOS的應用領域使用的存儲空間較小，一般在1MB–32MB左右，單芯片價值較低，2015年之前的電子產(chǎn)品數(shù)量又不足以彌補其ASP低的缺點，所以其市場空間一路走低。根據(jù)CINNOResearch，2018年的NORFlash的總銷售額為25.96億美元，而根據(jù)Gartner數(shù)據(jù)，這一規(guī)模在2006年已超過70億美元。經(jīng)過十余年的發(fā)展，在通貨膨脹的背景下，NORFlash的市場空間未增反降。2.2新應用帶來新發(fā)展，NORFlash市場空間重拾增勢現(xiàn)NORFlash的市場空間下行已成為歷史，新興領域的發(fā)展正為NORFlash帶來新的機遇。在物聯(lián)網(wǎng)、可穿戴設備、屏幕以及車載電子等下游領域的推動下，NORFlash將重拾增勢，進入新的增長期。2.2.1物聯(lián)網(wǎng)是NORFlash發(fā)展的核心推動力物聯(lián)網(wǎng)設備的特點是具備簡單的網(wǎng)絡連接功能與計算能力，若采用傳統(tǒng)的處理器芯片+DRAM+NANDFlash的方案，不僅增加一顆芯片，而且價格昂貴的DRAM也不能滿足低成本的要求。與手機、計算機等設備相比，一般的物聯(lián)網(wǎng)模塊的系統(tǒng)更簡單，處理數(shù)據(jù)更少，對存儲空間要求較少，一般在幾兆至幾百兆之間。此時，采用NORFlash替代DRAM與NANDFlash是最優(yōu)的選擇，得益于芯片內(nèi)執(zhí)行的特點，處理器可直接從NORFlash里調(diào)用系統(tǒng)代碼并運行，同時滿足存儲與運行內(nèi)存的要求。目前主流的物聯(lián)網(wǎng)模塊一般包括處理器（通常為MCU或SoC形式的AP芯片）、NORFlash以及傳感器和通信器件。近年來，隨著技術的進步，將常見的設備接入互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為主流的趨勢。無論是傳統(tǒng)家電如冰箱、空調(diào)、洗衣機、電視、電飯煲等，還是新興的設備如掃地機器人、藍牙音箱等，或是戶外常見的各種智能設備，都將成為NORFlash下游應用場景。任何一個以上所述領域單獨的市場空間都不大，但將各種細分品類相加后就會有一個非常可觀的數(shù)量。

2018年的NORFlash出貨量為20億顆，按照公司當年10%市占率粗略計算，2018年全球出貨量接近有200億顆。即使將其他因素考慮在內(nèi)，如部分設備使用不止一顆NORFlash、不同芯片售價不同等，這一數(shù)字也應在百億以上，遠遠高出手機出貨量，正說明使用NORFlash的設備數(shù)量極其之龐大。除設備數(shù)量多之外，還有一個非常重要的增長因素就是設備的功能也越來越強大，NORFlash的存儲空間的需求正在日益增長。以掃地機器人為例，初期的掃地機器人僅具備簡單的碰撞回彈的功能，現(xiàn)多數(shù)產(chǎn)品都已具備路徑規(guī)劃、障礙物躲避等功能，功能的增加對存儲空間的要求也逐步提升。我們認為，將來伴隨著IoT模塊功能的增加，系統(tǒng)所使用的數(shù)據(jù)量會隨之增加，所以使用的NORFlash的存儲空間也會逐步變大。存儲空間的增加會導致單顆芯片售價增加，從而帶動市場空間的提升。本文將簡單介紹幾種推動NORFlash市場發(fā)展的主要的幾種下游應用。2.2.2TWS耳機帶來3億美元新增市場TWS是TrueWirelessStereo的縮寫，即真正的無線立體聲。2016年蘋果公司推出的AirPods為第一款TWS耳機，隨后TWS耳機逐漸開始風靡。根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，2016-2018年TWS耳機出貨量分別為918萬/2000萬/4600萬副，每年銷量都幾乎呈現(xiàn)翻番的趨勢。在突破了蘋果的相關專利之后，其他廠商逐漸開始跟進，并于2019年開始爆發(fā)。同時，蘋果公司于2019年先后推出AirPods2與AirPodsPro，TWS耳機市場被徹底引爆。2019年全年TWS耳機銷售量突破1億副，相對于2018年依然呈現(xiàn)翻番趨勢。我們認為，TWS耳機銷量翻番的趨勢將于2020年繼續(xù)延續(xù)，原因如下：2018年非蘋果品牌TWS耳機出貨量為僅1000萬余副，而2019年這一數(shù)字就達到了5000萬，增速驚人。參考蘋果手機推出后帶動智能機的發(fā)展，以及最終蘋果手機在市場上的占有率看，非蘋果品牌TWS耳機最終市占率將至少超過一半，其銷量遠遠尚未達到天花板。近年來AirPods銷量持續(xù)增加，2018年3000萬余副，2019年近6000萬余副，目前尚未見到減速痕跡，雖2020年銷量繼續(xù)翻倍有些困難，但銷量繼續(xù)增加仍是當前的趨勢。TWS耳機市場的火爆也給NORFlash市場帶來可觀的增量空間。由于采用雙耳無線藍牙連接，多數(shù)耳機還兼顧入耳監(jiān)測、語音助手等功能，已不是僅僅具備處理音頻的簡單系統(tǒng)，因此系統(tǒng)對存儲芯片的要求便逐漸增加。蘋果方面，目前AirPods采用128MSPINORFlash。我們預計，若2020年推出的新款AirPods具備心率檢測等功能，對存儲空間的要求將進一步增加，有可能采用256M的NORFlash;非蘋果品牌方面，不同品牌采用不同的內(nèi)存方案。如索尼降噪豆WF-1000X采用華邦128MNORFlash，BOSENC700采用美光128MNORFlash，華為FreeBuds3采用華邦64MNORFlash，TWS5采用64MNORFlash。綜合各項數(shù)據(jù)，我們測算了TWS耳機為NORFlash帶來的市場空間增量，到2021年，NORFlash在TWS耳機領域的市場空間將達到20億人民幣。2.2.3大規(guī)模OLED應用助力NORFlash市場OLED因其自發(fā)光、色彩細膩、亮度范圍廣等優(yōu)點而被廣為應用。OLED分為AMOLED和PMOLED，其區(qū)別在于PMOLED采用網(wǎng)格狀電極驅(qū)動像素，以掃描方式點亮陣列中的像素，AMOLED采用TFT(薄膜晶體管)進行驅(qū)動，像素可獨立驅(qū)動發(fā)光。AMOLED由于其更薄、驅(qū)動電壓低、像素獨立驅(qū)動發(fā)光等優(yōu)點而被廣泛應用，而其廣泛的應用則為NORFlash帶來僅1億美元的市場增量。AMOLED屏幕中不同的TFT常常存在諸如閾值電壓、遷移率等電學參數(shù)的不均勻性，會最終導致AMOLED顯示器的電流和亮度的差異，如下左圖所示，這一現(xiàn)象稱為Mura現(xiàn)象。為使顯示效果穩(wěn)定，需要采用補償方式，目前廣泛采用的補償方式外部補償方式，即：獲取畫面顯示效果后，根據(jù)Mura數(shù)據(jù)計算出De-Mura補償數(shù)據(jù)，并將De-Mura數(shù)據(jù)存儲到Flash中，在畫面顯示的時候讀取De-Mura數(shù)據(jù)并進行補償。如下右圖所示，顯示效果已得到大大的改善。每個AMOLED屏幕都需要De-Mura，而補償數(shù)據(jù)就存儲在NORFlash里，換言之，每個AMOLED屏幕都要搭載一顆NORFlash。現(xiàn)在多數(shù)品牌的旗艦機都采用AMOLED作為屏幕，未來隨著產(chǎn)品價格的下降，AMOLED屏幕將進一步向低價格的手機滲透。根據(jù)CINNOResearch，2019年AMOLED智能機面板出貨量為4.6億片，而根據(jù)Counterpoint，這一數(shù)字在2020年將上漲至6億。此外，隨著屏幕分辨率的提高，De-Mura補償?shù)臄?shù)據(jù)也會隨之增加，因此單塊AMOLED屏幕所搭載的NORFlash的價值量也會隨之增加。我們根據(jù)以上數(shù)據(jù)進行測算，未來每年AMOLED屏幕搭載的NORFlash的市場空間在1億美元左右。2.2.4TDDI成為NORFlash的回歸的又一驅(qū)動力TDDI為NORFlash在屏幕顯示領域的另一重要增長點。TDDI為觸控與顯示驅(qū)動器集成，因其將觸控芯片與顯示芯片整合進單一芯片中而得名。TDDI的概念最早由提出，主要是為了減小原顯示與觸控芯片分立的系統(tǒng)架構(gòu)中噪聲較大的問題。作為新一代顯示觸控技術，TDDI的設計使其具備以下優(yōu)勢：更好的觸控性能，一體化系統(tǒng)架構(gòu)減少了顯示噪聲；相比于傳統(tǒng)的觸控與顯示集成方案，TDDI方案觸控屏層數(shù)減少，厚度更小，減少設備厚度，同時還增加了透光率，可以在同樣顯示亮度的情況下降低背光的亮度，從而降低耗電量、延長電池使用壽命；由于無需在顯示面板側(cè)邊或頂端增加布線空間，從而使顯示屏的邊框更窄，為當前全面屏的趨勢提供技術支持；傳統(tǒng)的方案需要不同的企業(yè)提供不同的模組，再由其他企業(yè)將這些模組組裝成顯示面板，而TDDI方案使用的模組數(shù)量下降，減少供應鏈的復雜程度。受益于以上優(yōu)勢，TDDI技術自2015年被提出之后，出貨量迅速增加，2018年出貨量超過4億件，預計到2022年將達到8.35億，4年復合增長率接近20%。TDDI將觸控功能整合進入驅(qū)動IC，但由于觸控功能分位編碼所需容量較大，無法將其整合進入TDDI芯片內(nèi)，需要外掛一顆NORFlash。TDDI出貨量的快速增長也給NORFlash的市場空間增添了新的動力。經(jīng)過測算,TDDI的快速增長將為NORFlash帶來約5億人民幣的市場增量。雖此部分市場空間較小，但由于提出TDDI的將已將其TDDI業(yè)務出售給清芯華創(chuàng)，且國產(chǎn)面板廠已成為國際市場的中堅力量，我們認為國產(chǎn)NORFlash產(chǎn)商在該領域擁有地緣優(yōu)勢，和此產(chǎn)業(yè)鏈的合作將更加緊密，因此將在此領域擁有更高的市占率。2.2.5通過AEC-Q100認證，新增百億市場空間隨著汽車功能的日漸增多，車內(nèi)電子系統(tǒng)的設計越來越復雜，開始支持GUI(圖形用戶界面)、語音識別、高級數(shù)據(jù)處理等功能。ADAS（高級輔助駕駛系統(tǒng)）、儀表盤系統(tǒng)、HVAC(暖風、通風和空調(diào)系統(tǒng))、信息娛樂系統(tǒng)等系統(tǒng)都將產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)存儲需求，因此車載電子將成為存儲芯片的重要的新興增長點。在車載應用領域，NORFlash的使用量將得到極大的擴展，因為與NANDFlash相比，NORFlash具有以下優(yōu)點：在相對較小的存儲需求下，NANDFlash不具備性價比優(yōu)勢；與上文所述其他領域相同，NORFlash具備芯片內(nèi)執(zhí)行的特點，可用來存儲啟動代碼；NORFlash具有長期供貨的能力，NANDFlash一旦推出新產(chǎn)品，舊產(chǎn)品就會很快被擠掉停產(chǎn)，而汽車廠商更傾向于選擇可以數(shù)十年甚至更長時間內(nèi)都可大量出貨的產(chǎn)品，以便于設備維修時替換。我們將在下文簡單介紹幾種高端車載電子系統(tǒng)對NORFlash的應用。ADAS系統(tǒng)主要涉及自動操作或調(diào)整、增強汽車系統(tǒng)以實現(xiàn)更安全、舒適的駕駛體驗。安全性功能包括通過提醒駕駛員以避免潛在的交通事故、在部分情況下通過實施保護措施或接管控制車輛等來避免碰撞或降低碰撞損失，舒適性功能包括自動照明、提供自適應巡航控制、自動剎車、保持車輛行駛車道等。ADAS系統(tǒng)包括布置在車輛周圍的大量傳感器、攝像頭，以及實現(xiàn)各自功能的多個子系統(tǒng)。通常情況下，車輛為保證數(shù)據(jù)的完整性，需要慎重考慮車輛事故突然掉電的情況下數(shù)據(jù)不丟失的問題，因此NORFlash便成為不可或缺的存儲芯片。上圖所示為一個包含攝像頭、雷達等傳感器的ADAS子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可以在圖中看到，該系統(tǒng)包含兩路互相冗余的SoC，以及一顆專用的計算芯片，三顆芯片分別搭載一顆NORFlash。汽車儀表盤、信息娛樂系統(tǒng)的高清顯示屏需要搭載一顆大容量的NORFlash芯片。現(xiàn)隨著車載電子系統(tǒng)的功能越來越強大，車上的屏幕越來越多、越來越大、分辨率越來越高，最新的儀表盤系統(tǒng)還包括將駕駛信息投射在汽車擋風玻璃上的平視顯示器（HUD）。而這些顯示系統(tǒng)一項很重要的指標就是啟動速度，需要在啟動汽車后立刻在各個顯示屏幕內(nèi)顯示各項信息，較長時間的等待會立刻降低車內(nèi)系統(tǒng)的體驗感（參考手機、計算機的啟動時間）。即時啟動(instanton)的最佳解決方案就是采用NORFlash，除啟動代碼之外、系統(tǒng)數(shù)據(jù)之外，F(xiàn)lash內(nèi)部還存儲著圖像數(shù)據(jù)，系統(tǒng)啟動后可迅速將數(shù)據(jù)顯示在屏幕上，減少系統(tǒng)反應時間。由于圖像數(shù)據(jù)較大，所以應用在該類系統(tǒng)上的NORFlash的容量較大，一般在128M-1G之間。根據(jù)測算，汽車電子的NORFlash未來市場空間將超過百億人民幣，是NORFlash市場的重要組成部分。目前Cypress是汽車市場的領導者，2018年市占率為68%，但已成功邁入汽車市場，已依據(jù)AEC-Q100標準認證了GD25全系列產(chǎn)品，是目前唯一的全國產(chǎn)化車規(guī)閃存產(chǎn)品，有望在此快速發(fā)展的市場分到一席之位。2.2.6結(jié)論：數(shù)十年市場空間下行已成歷史，新應用將要激發(fā)新增長除上述主要應用之外，在其他細分領域也有較為廣泛的應用，如5G基站等。經(jīng)過以上討論我們認為，NORFlash已經(jīng)告別過去數(shù)十年的市場空間下行歷史，在新興應用的推動下，市場規(guī)模將重回增長。根據(jù)我們的測算，未來NORFlash在新興應用的推動下，每年市場規(guī)模將保持10%左右的增速。2.3國際大廠逐步退出，市占率躍居第三面對不斷下滑的市場空間，NORFlash巨頭美光和Cypress于2017年先后宣布未來將逐步退出中低容量的消費品、PC市場，轉(zhuǎn)而專注于工業(yè)控制、車用等市場。美光和Cypress的退出也給華邦、旺宏和留下了發(fā)展空間，產(chǎn)能的減少也改善了市場的供需關系。如下圖所示，在2019年消費品領域需求上升的背景下，華邦、旺宏以及兆易創(chuàng)新的季度NORFlash銷售額逐步增加，而Cypress與美光的季度營收逐步降低。從季度數(shù)據(jù)看，無論是絕對增長額還是增速，均領先于華邦與旺宏，并先后于2019年第二、第三季度分別超過Cypress與美光，市占率達到18.2%，位列第三名，與前兩名的差距也越來越小。我們認為，在NORFlash市場空間逐步開始增大的情況下，美光由于專注大容量NANDFlash和DRAM的生產(chǎn)而不再關注消費領域的NORFlash產(chǎn)品，Cypress則致力專注于車載領域而并未計劃重返消費品市場，國產(chǎn)廠商如迎來了市場空間增大和市場份額擴張的雙重機遇，未來發(fā)展可期。3.寡頭壟斷DRAM市場，本土企業(yè)有望破局3.1DRAM簡介：市場規(guī)模最大的存儲器DRAM是動態(tài)隨機存取存儲器（DynamicRandomAccessMemory）的縮寫，主要的作用原理是利用電容內(nèi)存儲電荷的多寡來代表一個二進制比特（bit）是1還是0。由于在現(xiàn)實中晶體管會有漏電電流的現(xiàn)象，因此對于DRAM來說，周期性地充電是一個無可避免的要件。由于這種需要定時刷新的特性，因此被稱為“動態(tài)（Dynamic）”

存儲器。DRAM的特征是運算速度快，但掉電后數(shù)據(jù)會丟失，常應用于系統(tǒng)硬件的運行內(nèi)存。不同于硬盤、優(yōu)盤等外部設備，DRAM用于計算機、手機的運行數(shù)據(jù)保存以及與CPU直接通訊。在計算機、服務器的應用領域，DRAM以內(nèi)存模組（俗稱內(nèi)存條）的形式出現(xiàn)。如下圖所示，內(nèi)存模組由DRAM內(nèi)存顆粒（即內(nèi)存芯片）和內(nèi)存接口芯片以及配套的印制電路板組成，一個內(nèi)存模組一般包括8-16顆內(nèi)存顆粒。在手機等移動設備領域，DRAM直接以一顆芯片的形安裝在主板上。DRAM按照產(chǎn)品分類分為DDR/LPDDR/GDDR和傳統(tǒng)型（Legacy/SDR）DRAM，其特點分別如下：DDR是DoubleDataRateSDRAM的縮寫，即雙倍速率同步動態(tài)隨機存儲器，主要應用在個人計算機、服務器上?，F(xiàn)主流的DDR標準是DDR4，但DDR5已經(jīng)發(fā)布，預計未來滲透率會越來越高LPDDR即LowPowerDDR，又稱為mDDR（MobileDDR），主要應用于移動端電子產(chǎn)品；GDDR指的是GraphicsDDR，主要應用于圖像處理領域；相對于DDR的雙倍速率（在時鐘上升沿和下降沿都可以讀取數(shù)據(jù)），傳統(tǒng)的DRAM只在時鐘上升沿讀取數(shù)據(jù)，速度相對慢。應用領域相對較窄，是利基型的DRAM。DDR/LPDDR為DRAM的應用最廣的類型，因此DRAM主要應用于計算機、服務器和移動設備上，根據(jù)Yole數(shù)據(jù)統(tǒng)計，兩者合計占DRAM應用比例約為90%。DRAM是存儲器市場規(guī)模最大的芯片，2018年DRAM市場規(guī)模已超過1000億美元，2019年由于價格大幅下降以及服務器、手機等下游均出現(xiàn)同比下滑，市場空間出現(xiàn)下降，根據(jù)TrendForce數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2019年DRAM市場空間約621億美元。DRAM由于其價格波動幅度較大，而價格又在較大程度上依賴于供求關系，因此其市場空間難以直接預測。但DRAM的需求量的發(fā)展則相對更容易理解，伴隨著服務器需求增長、移動設備內(nèi)存增大，DRAM未來的需求量將保持持續(xù)增長的態(tài)勢。3.1.1服務器2019年短期低迷，2020年將重拾增勢經(jīng)過多年的高速增長后，受云服務商采購下滑、宏觀經(jīng)濟不確定性等因素影響，服務器出貨量在2018年3季度創(chuàng)出新高后便持續(xù)下滑，2019年服務器出貨量出現(xiàn)全年同比下降的現(xiàn)象。但多項數(shù)據(jù)表明，2020年服務器市場有望恢復增長態(tài)勢。從短期數(shù)據(jù)看：Intel的數(shù)據(jù)中心（DCG）部門主要面對服務器市場，作為服務器的重要上游材料，其產(chǎn)品銷售數(shù)據(jù)可直接反應下游服務器制造商未來的出貨量情況。通過數(shù)據(jù)可以看出，IntelDCG業(yè)務營收同比增速自2018年3季度開始下滑，2019年3季度恢復正增長，并創(chuàng)出歷史新高，2019年4季度營收繼續(xù)上升，且同比增速已達到20%。，預示著服務器市場亦將迎來新增長。其他服務器上游，如控制芯片廠商信驊、硬盤廠商等公司公開數(shù)據(jù)也已表明未來服務器出貨量將要回暖。長期看，在未來增量需求及替代需求驅(qū)動下，服務器出貨量仍將長期保持增長態(tài)勢。增量需求：

5G時代云計算將加速普及，邊緣計算、物聯(lián)網(wǎng)等新增應用將會帶來巨量的數(shù)據(jù)流量，井噴的數(shù)據(jù)流量需要更強算力的服務器支持，運營商、云服務廠商將進入大量建設數(shù)據(jù)中心的階段，服務器需求將持續(xù)增長；替代需求：由于產(chǎn)品老化、性能升級等原因，服務器更換周期一般為3-5年，2017、2018年采購的大量服務器將于未來幾年進行更換，帶動服務器需求。根據(jù)DIGITIMESResearch，未來全球服務器出貨量的復合增長率為6.5%。服務器作為DRAM下游需求的重要領域，將成為DRAM未來增長的持續(xù)動力。3.1.2手機：出貨量有望回升，運行內(nèi)存變大亦成趨勢以手機為代表的移動設備是DRAM應用的另一大下游領域。我們認為，手機出貨量2020年將出現(xiàn)反彈，疊加手機運行內(nèi)存變大的趨勢，DRAM在手機等移動設備上的需求量未來將繼續(xù)增長。手機出貨量將重回增勢：從數(shù)據(jù)看，根據(jù)counterpoint數(shù)據(jù)，2017-2019年的手機出貨量分別為15.6億、15億、14.9億。手機出貨量在2017年創(chuàng)出新高后在2018年與2019年分別下降4%與1%。出貨量在2019年下滑速度已經(jīng)減緩，有望在2020年走出反彈趨勢；

從市場看，2020年將迎來兩波驅(qū)動因素帶來的換機潮：2017年手機出貨量最高，到2020年已經(jīng)三年，多數(shù)手機的使用周期都為2-3年，到2020年將迎來“新舊換機潮”；2020年是5G正式起量的第一年，同時2020年將迎來4G到5G的“升G換機潮”。我們認為，兩波換機潮的疊加將導致2020年智能手機銷量的回升，即使2020年疫情將影響供給能力與需求量，但這只會推遲需求而不會減少需求，下半年疫情結(jié)束后銷量將重回增勢。單部手機的內(nèi)存變大已成趨勢：手機運行大小和運行速度沒有直接的關系，但內(nèi)存越大同時運行的程序更多、可運行更大的程序，當正運行程序的數(shù)據(jù)量接近運行內(nèi)存大小時，內(nèi)存大小將直接影響手機的運行速度。目前，手機軟件的大小正伴隨著功能的增加而逐漸變大，手機運行內(nèi)存逐漸增大也已成為趨勢。由于蘋果和安卓系統(tǒng)運行機制不一樣，其運行內(nèi)存的大小也不存在可比性。但我們可以在以上兩圖中不同時間推出的手機內(nèi)存大小對比可以看出，手機內(nèi)存越來越大已經(jīng)成為趨勢。經(jīng)過我們分析DRAM下游最重要的應用領域可以看出，服務器出貨量將持續(xù)攀升，手機出貨量也將增加，疊加單臺設備使用的內(nèi)存變大，DRAM未來的需求量仍將保持增長態(tài)勢。3.2DRAM市場競爭激烈，三大巨頭壟斷95%自美國AdvancedMemory推出首款1KDRAM至今已超過50年，累積創(chuàng)造了超過1萬億美元的產(chǎn)值。DRAM市場格局變化風起云涌，從1980年代的百家齊放，到2000年的戰(zhàn)國紛爭，再到現(xiàn)在的寡頭壟斷格局，全球DRAM市場的玩家在不斷變化。為幫助投資者理解當前的格局，我們將DRAM的發(fā)展歷史簡單整理如下：1969年美國公司AdvancedMemory正式推出首款商業(yè)化1KDRAM；1970年和TI是市場上的主要玩家；從TI離職的工程師創(chuàng)建了Mostek，在1970年代后期，Mostek一度占據(jù)全球DRAM市場85%的份額；1978年Mostek的4名離職員工創(chuàng)建美光，從1981年開始投產(chǎn)64KDRAM;為攻破美國技術壁壘，1976年日本、三菱、富士通、和NEC五大公司聯(lián)合研究機構(gòu)聯(lián)合研發(fā)DRAM，投資720億日元。1980年宣告研發(fā)成功，保證了DRAM量產(chǎn)良率達到80%，遠超美國的50%，奠定了日本在DRAM市場的霸主地位。日本乘勝追擊挑起價格戰(zhàn)，降價幅度一度高達90%，到1986年時，日本廠商在世界DRAM市場市占率高達80%。美國企業(yè)壓力巨大，因特爾1985年宣布退出DRAM市場，TI在1998年將存儲業(yè)務賣給美光。但是日本經(jīng)濟在1990年初到達巔峰后開始進入漫長的下行期，逐漸開始衰落，1999年NEC和合并了他們的DRAM業(yè)務，成立了爾必達存儲器；富士通退出了DRAM業(yè)務；2001年將DRAM業(yè)務賣給了美光；2003年爾必達吸收了三菱的DRAM業(yè)務；2012年爾必達破產(chǎn)后被美光收購。韓國存儲企業(yè)的發(fā)展也采用了日本的模式，1986年三星、LG、現(xiàn)代和韓國的六所大學聯(lián)合攻關DRAM核心技術。1992年三星超越了日本的NEC，首次成為世界第一大DRAM內(nèi)存制造商，在其后至今的28年里一直保持世界第一的位置。1999年韓國現(xiàn)代半導體和LG半導體合并，2001年更名為海力士，在金融危機時海力士陷入破產(chǎn)邊緣，在SK的支持下度過難關，并于2012年更名為SK海力士。

的DRAM技術來自于和美國的IBM、摩托羅拉的合作，1999年將其半導體部門分拆成立英飛凌，2006年英飛凌將存儲業(yè)務分拆成立奇夢達

（Qimonda），但奇夢達未能成功渡過經(jīng)濟危機，已于2009年破產(chǎn)。目前，DRAM芯片的市場格局是由三星、SK海力士和美光統(tǒng)治，三大巨頭市場占有率合計已超過95%，而三星一家公司市占率就已經(jīng)逼近50%。寡頭壟斷的格局使得中國企業(yè)對DRAM芯片議價能力很低，也使得DRAM芯片成為我國受外部制約最嚴重的基礎產(chǎn)品之一。與世界先進的DRAM企業(yè)相比，中國的企業(yè)則相對落后。1980年代中科院半導體曾成功研制DRAM，但后來并未得到大規(guī)模商用；雖1990年代的成立的首鋼NEC和華虹NEC均曾量產(chǎn)DRAM，但后來均因市場環(huán)境惡化退出DRAM產(chǎn)業(yè)；中芯國際雖曾為奇夢達、爾必達代工DRAM，但后來也退出了DRAM領域。本土公司在DRAM領域一直未站穩(wěn)腳跟，但現(xiàn)在也涌現(xiàn)出了一些公司，有望幫助國產(chǎn)DRAM走向世界。福建晉華：臺灣合作建設DRAM項目。該項目已于2018年4季度試產(chǎn)，有望在2019年量產(chǎn)，成為國內(nèi)第一家DRAM廠商。然而在中美貿(mào)易摩擦的背景下，美光指控晉華竊取其知識產(chǎn)權(quán)，在美國禁令的壓力下，聯(lián)電不得不中斷與晉華的合作，晉華也因此至今停擺無復工希望。合肥長鑫：2017年，與合肥產(chǎn)投簽署協(xié)議，預算180億在合肥開展19nm12英寸DRAM項目，約定公司未來收購合肥產(chǎn)投在該項目中的權(quán)益。合肥長鑫采取與奇夢達合作的路線獲取DRAM技術，獲取奇夢達的技術也讓合肥長鑫避免了福建晉華的悲劇。紫光集團：奇夢達破產(chǎn)時，其于西安的設計公司被浪潮集團收購，成立了西安華芯。2015年西安華芯被收購，因此紫光便擁有了DRAM的技術，現(xiàn)紫光國微。2019年9月紫光集團與重慶市政府簽訂協(xié)議，計劃在重慶建設DRAM內(nèi)存芯片工廠，預計2021年正式量產(chǎn)。除以上廠商之外，DRAM國內(nèi)的設計企業(yè)還有存儲IC設計公司矽成（ISSI）和。矽成原為美國企業(yè)，2015年被武岳峰創(chuàng)投收購，現(xiàn)被收購，產(chǎn)品以中低密度DRAM、EEPROM、SRAM為主；兆易創(chuàng)新于2019年10月宣布募投資金開展消費型和移動型DRAM產(chǎn)品的研發(fā)，計劃2020年流片成功，并在2021年完成客戶驗證后開始量產(chǎn)。縱觀歷年來國內(nèi)外DRAM的發(fā)展格局，可以看出DRAM具有較高的技術門檻，在巨頭廠商的成本與價格優(yōu)勢下，新入廠商的競爭格局較為激烈。國產(chǎn)DRAM雖獲取了國外的技術，但仍處于技術與產(chǎn)能的劣勢狀態(tài)下。當前局面較為樂觀的因素在于，國產(chǎn)存儲已成為國內(nèi)半導體行業(yè)較為主要的訴求之一，國內(nèi)資本和政策都有較大的支持力度。在當前良好的支持因素下，國內(nèi)DRAM廠商有望像1980年代的日本和1990年代的韓國，逐步在市場中打拼出一片屬于自己的份額。3.3DRAM發(fā)展展望：制程工藝逐步推進，供需不平迎漲價周期DRAM的技術發(fā)展路徑本質(zhì)未發(fā)生變化，仍然是以微縮制程來提高存儲密度。但存儲的制程工藝進入20nm之后，制造難度就越來越高，內(nèi)存芯片廠商對工藝的定義已不是具體的線寬，而是在具體制程范圍內(nèi)提升兩代或者三代技術來提高存儲密度。具體來講，2X/2Y/2Z是指20nm級別第一代、第二代、第三代技術,1X/1Y/1Z是指10nm級別第一代、第二代、第三代技術，未來還有1α/1β/1γ。具體將1X/1Y/1Z與半導體傳統(tǒng)制程工藝進行對應，1Xnm工藝相當于16-19nm級別、1Ynm相當于14-16nm，1Znm工藝相當于12-14nm級別。目前市場上DRAM的應用較為廣泛的制程是2Xnm和1Xnm，三星、美光、海力士等巨頭廠商均已開發(fā)出1Znm制程的DRAM。國產(chǎn)DRAM廠商合肥長鑫現(xiàn)已量產(chǎn)的DRAM為19nm制程，預計2021年可投產(chǎn)17nmDRAM，均為1Xnm，技術與國際先進的廠商還有較大的差距，國產(chǎn)廠商的成長之路還較為漫長。像所有存儲器一樣，DRAM價格變化呈現(xiàn)周期趨勢。如下所示，DRAM價格在2013年初到2016年中經(jīng)歷了一波價格下跌之后開始一波上揚，在2017年底到達高點，然后又連續(xù)跌了2年，到2019年底觸底。回顧上一波價格的上漲與下跌，其行情的變化主要來自于供需失配：2017年，供給端，DRAM廠家同年將部分產(chǎn)能轉(zhuǎn)移至3DNAND，并無擴產(chǎn)計劃；需求端，2017年無論是手機還是服務器銷量均跨上歷史高點，下游需求旺盛。供需失配的結(jié)果就是DRAM顆粒缺貨嚴重，全年價格一直處于上升趨勢。從2018年開始，需求端手機銷量開始下滑，服務器銷量增速也開始下降，供給端則由于三大廠商開始逐步擴產(chǎn)而增加供給。在新一輪的供需失配情況下，高昂的價格更加抑制了下游的需求，因此價格便一路下滑。為平衡市場供需，減少存貨，供給端三星、美光和海力士紛紛決定放緩新廠的增產(chǎn)腳步，價格于2019年底企穩(wěn)。需求端，2019年下半年開始，服務器銷量開始增加，DRAM的需求開始抬升。供需趨于平衡的狀態(tài)中，在三星工廠停電等驅(qū)動因素下，價格開始企穩(wěn)回升。我們認為，當前的供需狀況有利于國內(nèi)DRAM企業(yè)的發(fā)展：韓國企業(yè)DRAM銷售額約占全球的75%，當前疫情在韓國發(fā)展的速度超過預期，若未來三星或SK海力士因為疫情停產(chǎn)或降低產(chǎn)能，則當前較為緊張的DRAM供應會更加短缺；2020年服務器銷量增加，導致DRAM需求進一步增加。未來DRAM價格上揚有可能會超出部分人預期，而價格上漲、供給不足的預期會導致下游廠商加緊備貨，進一步推升DRAM價格；相對于過去兩年持續(xù)下跌的價格，2020年DRAM價格回升企穩(wěn)有利于國內(nèi)企業(yè)的競爭。尤其是合肥長鑫，處于剛開始量產(chǎn)正逐步放量的階段，價格上揚可保證公司價格的穩(wěn)定。4.NANDFlash巨頭領先市場，國產(chǎn)廠商開始崛起4.1NANDFlash是大容量存儲的首選方案NANDFlash存儲器是Flash存儲器的一種，存讀取原理已于第2章在和NORFlash進行對比時進行介紹，此處不過多贅述。NANDFlash具有容量大，改寫速度快等特點，為固態(tài)大容量內(nèi)存的實現(xiàn)提供了廉價有效的解決方案。從應用形態(tài)上看，NANDFlash的具體產(chǎn)品包括USB（U盤）、閃存卡、SSD（固態(tài)硬盤），以及嵌入式存儲（eMMC、eMCP、UFS）等。USB屬于常見的移動存儲設備，閃存卡則用于常見電子設備的外設存儲，如相機、行車記錄儀、玩具等。SSD即常見的固態(tài)硬盤，一般應用于個人計算機、服務器等領域。SSD作為新興的大容量存儲設備，具有磁盤（傳統(tǒng)HDD硬盤）所不具備的優(yōu)點，前些年由于SSD高昂的價格，只攻占了磁盤的少部分領域。由于近年SSD價格下降，以及數(shù)據(jù)中心的迅速擴張，數(shù)據(jù)存儲的需求也在不斷上升，因此由SSD驅(qū)動的NANDFlash的需求增速也較為迅速。嵌入式存儲是NANDFlash應用的另一大領域。其特征是將NANDFlash存儲芯片與控制芯片封裝在一起，控制芯片采用特定的通訊協(xié)議，可提升存儲數(shù)據(jù)通訊的速度與穩(wěn)定性。嵌入式存儲主要應用于手機、平板電腦、游戲機、車載電子等新興領域，如下左圖可見，該手機主板采用的是eMMC。與計算機相同，手機同樣需要處理器、DRAM和NANDFlash，區(qū)別在于其產(chǎn)品的最終形態(tài)不同，計算機內(nèi)部的形態(tài)為CPU+內(nèi)存條+硬盤，而手機則采用eMMC或eMCP兩種形式：“處理器+eMCP”或“集成了LPDDR的處理器+eMMC”。eMMC存儲芯片內(nèi)部主要包括主控芯片和NANDFlash；

eMCP則是在eMMC的基礎上增加了LPDDR（DRAM的一種）；UFS內(nèi)部結(jié)構(gòu)與eMMC相似，均為主控芯片加NANDFlash，區(qū)別在于其通信協(xié)議的不同，應用領域也以手機等設備為主。從下游具體的產(chǎn)品看，目前NANDFlash主要是應用在手機和SSD上，其占比分別為48%和43%，因此該兩類產(chǎn)品的出貨量則會直接影響NANDFlash的需求。NANDFlash是市場規(guī)模僅次于DRAM的存儲芯片，2019年市場規(guī)模為460億美元。與DRAM相同，NANDFlash的市場空間很大程度上依賴于其價格，但是價格則依賴于市場的供需關系，因此直接預測其市場規(guī)模的趨勢較難實現(xiàn)。但NANDFlash本身的需求量上升的邏輯則較為清晰：一方面，手機、SSD作為NANDFlash的主要下游領域，未來將處于持續(xù)上升的趨勢，此部分已在DRAM章節(jié)進行探討，此處不進行過多贅述；另一方面，NANDFlash作為大容量數(shù)據(jù)存儲的首選設備，需求量主要依賴于數(shù)據(jù)量的大小，IDC預測，全球數(shù)據(jù)圈（以數(shù)據(jù)圈代表每年被創(chuàng)建、采集或是復制的數(shù)據(jù)集合）將從2018年的32ZB增長至2025年的175ZB，增幅將超過5倍。因此，NANDFlash未來需求的發(fā)展趨勢可在此窺探一二。4.2競爭格局：國際廠商領先全球，本土存儲奮起直追NANDFlash的產(chǎn)業(yè)鏈分為NANDFlash原廠顆粒、主控芯片設計、封裝工廠與品牌銷售。各產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)中，封裝企業(yè)與半導體封測企業(yè)有較大的重合，如日月光、長電、華天、等，我國在半導體封測領域處于國際上的第一梯隊，因此在NANDFlash存儲的封裝領域表現(xiàn)也較為優(yōu)異。NANDFlash顆粒原廠中，主要的廠家為三星、鎧俠、西數(shù)、美光等。與DRAM市場格局一樣，三星同樣處于領先地位，市占率為34%，但NANDFlash市場集中度稍微低于DRAM市場。鎧俠與西數(shù)的合資工廠產(chǎn)能共用，若將其收入合并計算，其市占率與三星伯仲相當。國產(chǎn)廠商長江存儲處于起步狀態(tài)，正在市場與技術上奮起直追。NANDFlash顆粒原廠基本都有自己的品牌銷售，其中國產(chǎn)廠商長江存儲是紫光集團的子公司，紫光集團另一子公司紫光存儲負責產(chǎn)品的銷售，主要包括SSD產(chǎn)品。主