半导体行业系列报告（二）：存储器篇：周而复始、砥砺前行.pdf

2020年03月27日 行业研究证券研究报告 半导体 行业深度分析 周而复始、砥砺前行 半导体行业系列报告（二）：存储器篇 序言：在上一篇关于行业概述的报告中，我们分析了半导体行业的周期性变化从原先的供给驱动周期向“需求+库存”变动，其中宏观经济决定了终端需求的强弱，而库存周期的波动最为显著则是体现在存储器子版块。另外，我们看到，以三大存储基地为代表的中国存储器行业成为了本轮半导体国家产业政策支持的标杆项目，无独有偶，我们的近邻韩国和日本在发展半导体的起始也选择了存储器。我们认为，无论是从行业变革还是投资逻辑角度看，存储器行业的研究能够帮助我们更好的理解半导体产业的发展规律，作为系列报告的第二份，希望能够通过本报告向投资者分享我们关于半导体存储器行业的研究所获得行业发展趋势，以及如何将上述趋势应用于投资中获得收益。 投资要点 存储器行业及半导体产业处于周期性底部，回升值得期待：存储器行业作为半导体产业中周期性较强、产品相对同质化程度较高、产品价格透明度较高的子版块，能够有效的对半导体行业整体的波动进行可观测的预期。从目前的状况看，产品价格的持续下行已经进入到尾声并出现了复苏的迹象，时间窗口上持续 2年左右的下行过程供求关系的预期也在向回升的方向变化，其他包括设备、晶圆材料等出货数据也能够佐证行业见底的状况。尽管目前全球均受到了新冠肺炎疫情的影响，对于宏观经济和产业终端需求出现不确定性，但是作为行业波动周期看，突发事件对于行业影响更大概率是在波动幅度和时间长度上，而不是影响发展方向。因此我们仍然预计，在进入到下半年产业旺季来临并且新冠疫情逐步明朗的情况下，存储器行业将会进入回升周期。 国产化目标需要“砥砺前行”，高投入对应高产出：从中期来看，以三大存储器基地为核心的存储器国产化目标，在持续大规模的投入中将会取得明显的效果。我们通过对于日本、韩国、台湾先后进入到半导体存储器行业的历程和各类产业条件进行分析看，无论是目前已经在行业中取得龙头地位的三星、海力士、美光科技等，还是曾经辉煌之后渐渐泯灭的厂商，持续高投入是厂商保持持久竞争力的核心驱动力，持续高投入才能对应持续高产出。因此，从长期看，国内半导体存储器行业仍然处于发展早期，未来仍需持续“砥砺前行”。 投资建议：我们对于美国市场和国内 A 股市场的行业走势、资金情况、产业发展周期进行分析后发现，在美国半导体及存储器个股在行业向好的过程中有望获得优于市场整体的超额收益，而 A 股市场则是在行业向好叠加资金面宽松的背景下有望获得较大概率的短期超额收益。我们对于产业供求关系的分析认为行业向上的概率更大，国产化的成果逐步出现也能够成为主题因素驱动投资机会，而由于新冠疫情的影响，全球各国政府包括中国在内倾向于采取更加宽松的货币财投资评级 同步大市-B维持 首选股票 评级 600667 太极实业 买入-B 一年行业表现 资料来源：贝格数据 升幅% 1M 3M 12M 分析师 蔡景彦 SAC执业证书编号：S0910516110001 caijingyanhuajinsc 021-20377068 报告联系人 郑超君 zhengchaojunhuajinsc 021-20377169 相关报告 半导体：格物致知、守正待时半导体行业系列报告（一）：概述及需求篇 2018-12-12 半导体：福建晋华存储器遭禁及停止合作，芯片国产化道路任重道远 2018-11-01 半导体：AI 芯片的芯能探索向全局化、应用化深入 2018-09-20 半导体：高通收购恩智浦未获中国批准，交易终止 2018-07-30 半导体：ASML二季报 2018-07-20 -18%-10%-2%6%14%22%30%2019!-03 2019!-07 2019!-11半导体 沪深300 行业深度分析 政以支持经济。因此，对于未来 612 个月，我们认为将会进入到“行业趋强+资金宽松”的良好投资机会环境中，建议积极把握。个股方面，由于国内的半导体存储器行业自主尚处于起步阶段，以配套全球厂商为主，主要推荐标的为太极实业（600667），建议关注标的为通富微电（002156）、深科技（000021）、兆易创新（603986）、北京君正（300223）、澜起科技（688008）等。 风险提示：全球宏观经济受到新冠肺炎疫情影响进而影响产业终端需求；新冠肺炎疫情影响供给导致存储器等产品价格出现超预期波动；存储器厂商的技术研发推进及产能拓展规模不及预期；国内产业推进政策落地实施不及预期。 内容目录 一、核心投资逻辑 . 5 二、回顾过往：从无岁月静好，唯有负重前行 . 7 行业深度分析 （一）存储的江湖，岁月从无静好 . 7 （二）执牛耳者，仍需负重前行 . 9 （三）欲逐鹿者，唯有全情投入 . 14 三、展望未来：花谢花开总有日 . 18 （一）现状：底部已现，期待回暖 . 18 （二）未来：短期需求望恢复，长期周期依旧在 . 20 四、投资浅究：寻找属于半导体存储器的投资时钟 . 25 （一）他山之石：美股半导体投资时钟浅析 . 25 （二）梅雪争春：寻找 A股市场的投资机会 . 30 五、投资建议及标的推荐 . 33 1、太极实业：存储器封测与半导体工程建设双轮驱动 . 34 六、风险提示 . 35 七、附录 . 36 1、动态随机存储器 DRAM的发展历程 . 36 2、闪存Flash Memroy的发展历程及产品分类 . 37 3、其他存储器产品 . 38 图表目录 图1：全球半导体整体、存储器和非存储器市场规模增速对比（2000 2019） . 7 图2：全球半导体增速 v.s.美光科技收入增速（2009Q12019Q4） . 8 图3：全球半导体增速 v.s.海力士收入增速（2009Q12019Q4） . 8 图4：美光科技收入增速 v.s.毛利率（2009Q12019Q4） . 8 图5：海力士收入增速 v.s.毛利率（2009Q12019Q4） . 8 图6：美光科技毛利率、营业利润率及净利率（2009Q12019Q4） . 8 图7：海力士毛利率、营业利润率及净利率（2009Q12019Q4） . 8 图8：三星收入增速 v.s.研发增速（20082019） . 10 图9：三星研发费率 v.s.净利润率（20082019） . 10 图10：海力士收入增速 v.s.研发增速（20082019） . 11 图11：海力士研发费率 v.s.净利润率（20082019） . 11 图12：美光科技收入增速 v.s.研发增速（20082019） . 11 图13：美光科技研发费率 v.s.净利润率（20082019） . 11 图14：三星收入增速 v.s.资本开支增速（20082019） . 12 图15：三星资本开支占收比 v.s.净利润率（20082019） . 12 图16：海力士收入增速 v.s.资本开支增速（20082019） . 12 图17：海力士资本开支占收比v.s.净利润率（20082019） . 12 图18：美光科技收入增速 v.s.资本开支增速（20082019） . 13 图19：美光科技资本开支占收比 v.s.净利润率（20082019） . 13 图20：主要国家地区 DRAM市场份额变化 . 14 图21：日本DRAM行业发展的主要过程简述 . 15 图22：三星半导体的 DRAM相关业务发展历程（1974 2018） . 15 图23：韩国政府对于半导体产业支持的政策 . 16 图24：存储器价格月度变动同比 v.s. 全球市场规模月度增速同比（2009.01 2019.12） . 18 图25：全球市场规模月度增速同比 v.s. 北美、日本半导体设备制造商出货额同比（2009.01 2019.12） . 19 图26：全球硅晶圆片出货面及增速（2001.Q1 2019.Q4） . 20 行业深度分析 图27：闪存行业下游需求按行业占比（2018年） . 20 图28：DRAM行业下游需求按行业占比（2018年） . 20 图29：全球数据中存储设备投资及增速（2017 2023E） . 22 图30：全球服务器 DRAM需求规模及增速（2017 2023E） . 22 图31：全球存储器资本开支占半导体总开支比例（2013 2019E） . 22 图32：DRAM和 Flash的资本开支（2010 2019E） . 22 图33：晶圆厂3D NAND Flash的技术发展情况 . 23 图34：全球DRAM行业供应商数量变化（1980 2019） . 24 图35：DRAM及 NAND Flash价格变动与美国2年期国债收益率波动（2009.12019.12） . 25 图36：市场指数与行业指数的区间涨幅（2010.1 2012.9） . 27 图37：市场指数与行业指数的区间涨幅（2014.1 2016.6） . 27 图38：费城半导体指数、美光科技、西部数据月线对比（2009.12019.12） . 29 图39：DRAM价格与美光科技股价走势（2011.1 2019.12） . 29 图40：NAND Flash价格与西部数据股价走势（2011.1 2019.12） . 29 图41：DRAM及 NAND Flash价格变动与中债2年期国债收益率波动（2009.12019.12） . 30 图42：太极实业过往3年季度营业收入及增长率 . 34 图43：太极实业过往3年季度净利润率及增长率 . 34 图44：半导体存储器的分类 . 36 图45：DRAM发展历程 . 36 图46：Flash Memory发展历程. 37 表1：主要推荐标的估值一览表 . 5 表2：部分半导体厂商的业务模式 . 9 表3：全球DRAM市场市场份额（2017 2019） . 9 表4：全球NAND Flash市场市场份额（2017 2019） . 10 表5：全球主要半导体设计、IDM厂商及华为的研发投入占比 . 12 表6：台积电、中芯国际、Intel的收入增速与资本开支的增速比较 . 13 表7：台湾主要存储器厂商的发展过程 . 16 表8：中国大陆地区主要存储器基地的发展过程 . 17 表9：存储器价格同比波动的产业周期划分（2009.01 2020.02） . 19 表10：市场研究机构对于智能终端2020年出货量预期增速 . 21 表11：主要品牌智能手机的存储容量对比 . 21 表12：不同行业状况下标普 500、费城指数及个股的区间收益率 . 26 表13：国债收益率与产品价格对于时间周期的划分 . 26 表14：不同行业状况即资金情况下标普500、费城指数及个股的区间收益率 . 26 表15：行业弱市与宽松资金面情况收益率对比 . 27 表16：不同行业状况下费城指数及个股的月度超额收益能力 . 28 表17：不同行业状况即资金情况下标普500、费城指数及个股的月度超额收益能力 . 28 表18：不同行业状况下沪深 300与申万半导体指数区间收益率 . 30 表19：国债收益率与产品价格对于时间周期的划分 . 31 表20：不同行业状况、资金面条件下沪深300与申万半导体指数区间收益率 . 31 表21：不同行业状况和资金情况下申万半导体指数的月度超额收益能力 . 31 表22：不同行业状况下申万半导体指数的月度超额收益能力 . 32 表23：主要推荐标的估值一览表 . 33 行业深度分析 一、核心投资逻辑 在前一篇系列报告中，我们分析了半导体行业市场需求的变化带来的较长期的周期性波动，短期的周期性变化则由库存波动引起，我们以存储器价格作为库存波动的参考。本篇报告中，我们重点分析了存储器行业历史波动规律、目前的产业现状以及未来612个月对于行业供求关系影响下的预期，并且基于上述对于行业的分析我们进一步探索国内和海外资本市场，尤其是二级市场的投资机会。我们的主要判断如下： 行业展望：底部已现，期待回暖 我们通过对存储器价格变动趋势以及其他包括信息数据进行比较，认为目前存储器行业以及半导体整体行业处于周期性底部区域。未来，长期我们仍然坚持上一篇报告中的观点，5G带来的网络连接能力以及物联网兴起将会是驱动半导体行业上行的主要因素，中短期（612 个月）看存储器供需变化的话，我们认为整体从供过于求像供需平衡方向发展，服务器终端数量增加以及智能终端单机用量的增长是主要的需求驱动因素，而供给端则主要来源于技术提升的增量。 国产机遇：从无岁月静好，唯有负重前行 由于存储器的同质化以及产品价格的透明度特性，半导体存储行业在过去50年的时间内，从美国起步开始，到日本、韩国、台湾持续进入到行业内，始终处于“大投入、逆周期”的发展模式，无论是行业领先地位的厂商，还是新进入的参与者。日韩台作为先后持续进入市场挑战者，初期阶段政府的支持起到重要的作用。从上述发展经验看，中国大陆地区的存储器发展仍然处于早期阶段，未来35年预期能够产生可观的效果，更远的未来则需要考察投入的持续性。 投资机会：等待行业与资金面的共同支持机会 我们通过对于半导体行业及资本市场均相对成熟的美股研究行业的投资规律，试图寻找属于半导体的投资时钟，进一步探索国内 A 股市场的投资机会。从目前看，美国市场在行业上行过程中板块和个股基本能够获得有效的超额收益，而资金面的影响则叠加之上。国内 A 股市场则需要行业和资金面的共同支持才能更大概率的获得超额收益。 基于上述的行业判断，我们认为未来612个月拥有半导体存储器板块的投资机会，国内A股市场的相关标的中，我们主要推荐标的为太极实业（600667），建议关注标的为通富微电（002156）、深科技（000021）、兆易创新（603986）、北京君正（300223）、澜起科技（688008）等。 表1：主要推荐标的估值一览表 代码 名称 市值 PE （2017） PE （2018E） PE （2019E） PB 重点推荐 600667.SH 太极实业 73 443 41 35 3.4 建议关注 002156.SZ 通富微电 254 200 1,254 125 4.1 *000021.SZ 深科技 285 54 - - 4.4 行业深度分析 *603986.SH 兆易创新 879 217 136 84 17.7 *300223.SZ 北京君正 188 1,393 332 40 15.3 *688008.SH 澜起科技 970 132 104 81 13.2 资料来源：Wind，华金证券研究所（截至2020年3月20日收盘，*采用市场一致预期） 风险提示： 全球宏观经济受到新冠肺炎疫情影响进而影响产业终端需求；新冠肺炎疫情影响供给导致存储器等产品价格出现超预期波动；存储器厂商的技术研发推进及产能拓展规模不及预期；国内产业推进政策落地实施不及预期。 行业深度分析 二、回顾过往：从无岁月静好，唯有负重前行 存储功能是计算机的基本功能之一，存储器的发展也是与整个计算机行业同步发展起来的。从产品的情况看，早期的存储器类主要由磁性材料来实现，随后光学、半导体材料存储器纷纷出现并且发展壮大。随着集成电路技术快速进步，半导体存储器成为重要的方向，也成为行业状况的重要风向标，摩尔定律对于集成度提升的预测也是以存储作为重要的实践领域。 从历史发展的过程中看：1）半导体存储器行业的波动幅度高于行业整体的波动情况，竞争激烈；2）即使能够成为行业领导者，持续的高投入也是不可或缺的；3）新进入半导体产业的国家和地区均选择存储器作为重要的入口，无论成败，都需要投入大量的资源。 （一）存储的江湖，岁月从无静好 目前市场上主要的半导体存储器产品包括了以 DRAM 为代表的易失性存储器和以 NAND Flash为代表的非易失性存储器，尽管早在上世纪60年代末和80年代初，DRAM和NAND Flash分别问世并且实现了产业化，但是还是作为小品类产品使用，市场仍然由包括磁性、光学等存储技术的产品占据。随着日本、韩国、台湾等新的产业势力进入到行业中，并且实质性的将半导体产业变成一个全球化分工的竞争格局后，半导体存储也在上世纪90年代成为了半导体行业重要子版块。21 世纪以来，尤其在过去 10 年中，包括U 盘，SSD 硬盘等产品单位容量价格的持续下行，半导体存储设备进一步提升了市场的影响力。 我们观察全球半导体行业2000年之后的产业规模和年度增速的角度看，集成电路存储器行业的波动率显著高于行业整体和非存储器板块部分。从下图中可以直观的看到，代表存储器行业增速的黄色线条波动率显著高于半导体市场整体，按照过去20年的数据测算，波动率的贝塔值几乎达到了1.7以上，而两者保持了高度的相关性。 图1：全球半导体整体、存储器和非存储器市场规模增速对比（2000 2019） 资料来源：Wind，华金证券研究所 再观察季度的数据看，由于季度存储器行业的整体规模及盈利情况数据难以准确获得，我们采用行业核心供应商美国美光科技和韩国SK海力士的季度业绩数据作为替代者来研究行发展的行业深度分析 规律。（不选择三星业绩数据的主要原因是其半导体业务中晶圆代工占比持续提升，对于存储器行业的波动性看有所偏差）。 图2：全球半导体增速v.s.美光科技收入增速（2009Q12019Q4） 图3：全球半导体增速v.s.海力士收入增速（2009Q12019Q4） 资料来源：美光科技季度报告、年度报告、华金证券研究所 资料来源：海力士季度报告、年度报告、华金证券研究所 从上图中可以看到，尽管美光和海力士在波动率方面有所差异，但两者基本节奏保持较好的同步，从过去 44 个季度的数据看，相关系数均达到了 0.8 以上，并且收入波动性远高于行业整体的波动率。 图4：美光科技收入增速v.s.毛利率（2009Q12019Q4） 图5：海力士收入增速v.s.毛利率（2009Q12019Q4） 资料来源：美光科技季度报告、年度报告、华金证券研究所 资料来源：海力士季度报告、年度报告、华金证券研究所 进一步对比两家公司各自的毛利率和收入增速之间的对比可以看到，两者基本呈现出了同等的变化趋势，在收入增长较快的季度中毛利率也出现上行。收入的增速出货量和价格共同影响作用，但毛利率的变动在半导体存储器厂商中则更大程度上反映了价格的影响作用，因此我们可以认为，价格的变动更大程度上影响了半导体存储器企业的业绩变化。 图6：美光科技毛利率、营业利润率及净利率（2009Q1