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1/36 2024 年 3 月 25 日 行业|深度|研究报告 行业研究报告 慧博智能投研 存储行业 市场规 模超千 亿，是 半导体 产业的 主要细 分市 场。存储 芯片赛 道属于 高成长 强周期 行业，从周期方面，经历了 几年的 下行期 后，能够 认为 现在当 下时 点是存储 芯片赛 道下一 轮周期 的新起 点，在 AI、国产化、需求复 苏叠加 数字经 济对存 力的需 求不断 抬升 的背景下，2024 年 存储将 迎来复 苏，同 时带来量价提升，以及 存储供 应链国 产化率 的提升。本文将深 入分析 存储行 业，首先 对存 储行业 的特点，存 储器的概 念和分 类进行 详细解 释。接 下来，我们将从存储 器 技术 的发展 路径、供需格 局和产 业周期 出发 进行分析，具体 论述当 前 产业 格局、产业链 以及相关企业，并以 此为基 础展望 行业前 景，希 望能够 全面 启发大家 对存储 行业的 了解。目录 一、行业概述.1 二、技术 发展路 径.8 三、产业 周期性 分析.14 四、供需 格局演 变.17 五、产业 链分析.21 六、相关 公司.31 七、未来 展望.34 八、参考 研报.36 1 存储器通 过使用 地址编 址和电 子静态 存储技 术实现 存储 和读取数 据，通 常 被组 织成一 个二维 矩阵，其中的每个单 元称为 一个存 储位置。在计 算机需 要读取 或写 入数据时，向存 储器发 送地址 信号，通过数 据总线与存储 器进行 数据的 传输。存储器按 存储介 质可以 分为 光学存储器、半导体存储器 以及 磁性存储器。其 中半导 体存储 器主要 基于半导体技术，通过 电线控 制电信 号的流 量来存 储和读 取数 据。半导体存储器 根据 功能性及使用 的主要存储 芯片类型不 同，分为 易失性存 储芯片（RAM）和非易失性存储芯片（ROM）。RAM 为随机存储器，分为 SRAM 和 DRAM 两类，SRAM（静 态随机 存储 器）不 2/36 2024 年 3 月 25 日 行业|深度|研究报告 需要周期 性地刷 新，速 度比较 快，但 成本也 较高，是利 基 存储。DRAM（动态 随机存 储器）需要周 期性地刷新，它的速 度较慢，但成 本较低，是大 宗存储。ROM 是一种存储固 定信息的存储 器。主要 包括掩 膜型 只读存储 器（MROM）、可编程 只读存 储器（PROM/EPROM/EEPROM）、Flash（快闪 存储器）。快闪存 储器的 主流产 品为 NOR Flash 和NAND Flash，其中 NAND 是大宗存 储，NOR 是利基 存储。2 DRAM NAND FLASH 在存储行 业产品 的市场 占有率 方面，DRAM 以超过 50%的份额稳 居第一，紧随 其后的是 NAND，占比约为 35%。Nor 产 品则保 持稳定，维持 着约 2%左右的 市场份额。其他 产品如 EEPROM 和 SRAM 等则各自占据约 1%的市场 份额。DRAM：是一种 动态随 机存取 存储器，它使 用电容 来存 储数据。DRAM 需要周 期性地 刷新数 据。FLASH：是 一种非 易失性 存储器，它使 用浮动 栅电容 来 存储数据。3/36 2024 年 3 月 25 日 行业|深度|研究报告 在存储行 业，市 场集中 度较高。主要 是由于 几家大 型半 导体公司 掌握了 大部分 市场份 额。DRAM（动态随机存取存储器）和 NAND FLASH 是存储行业的 两个主要细分市场。1 DRAM 动态随机 存储器（DRAM）是与 CPU 直接交 换数 据的内 部存储器，可以 随时读 写且速 度快，通常作 为操作系统 或其他 正在运 行中的 程序的 临时数 据存储 媒介。DRAM 只能将 数据保 持很短 的时间，为了 保持数据，DRAM 必 须隔一 段时间 刷新一 次，如 果存储 单元 没有被刷 新，数 据就会 丢失。DRAM 基本存 储单元都是 由一个 晶体管 和一个 电容器 组成，电容器 的状 态决定了 存储单 元的逻 辑状态是 1 还是 0，充电的电容器 是逻辑 1，而“空”的 电容器 则是 0；电容器 不能 持久的保 持储存 的电荷，所以 内存需 要不断 定时刷新，才能保 持暂存 的数据。DRAM 主要以颗粒和内 存条的形式应 用于终端。DRAM 按照 产 品分类 主要分为 DDR、LPDDR（低 功耗）和 GDDR（显卡），其中 DDR 主要应用于 PC 和 服 务器端、LPDDR 主要应用 于手机 端、GDDR 的主要应用 于显卡 端。DRAM 产 品中一 部分以 DRAM 颗 粒出货，比如智 能手机 中使用的 LPDDR，显卡中使用的 GDDR、HBM 等，另 一部分 DRAM 以 模组形 式出货，主要是 应用于 PC、服务器 上内存 条。4/36 2024 年 3 月 25 日 行业|深度|研究报告 目前主流的内存条 均采用 DIMM 形态，主要分为 SODIMM、UDIMM、RDIMM 和 LRDIMM。其中 SODIMM 主 要用于 笔记本 电脑，UDIMM 主 要用 于台式电 脑，RDIMM、LRDIMM 主要用 于服务器。在数据中心作为新型基础设施加快建设的背景下，数据规模持续增长，对内存的需求也将大幅增加。内存条主要由 DRAM 颗粒、内存接口芯片及 配套芯片 组成。应用于 PC 的内 存条 主要由 DRAM 颗粒、PMIC（电源管 理芯片）、SPD Hub（串行 检测集 线器）组成，其中 DRAM 颗粒占 内存条 成本 的大部 分；PMIC 用于 帮助 调节内 存模组 中不同 组件（DRAM 颗 粒、寄存器、SPD hub 等）所需 的电源；SPD Hub内部集成了 EEPROM，用 于存储 内存模 组相关 信息以 及 模组上的 内存颗 粒和其 他组件 的配置 参数，管理对外 部 控制器 的访问 并将内 部总线 上的内 存负载 与外 部分离开。用于 服务器 的内存 条还需 增加内 存接口芯片 RCD（寄存 时钟驱 动器）和 DB（数据缓 冲器），以及配 套芯片 TS（温 度传 感器），其中 RCD用来缓冲 来自内 存控制 器的地 址、命 令、时 钟、控 制信 号；DB 用来缓冲 来自内 存控制 器或内 存颗 粒的数据信号；TS 用于实 现对内 存模组 的温度 管理，以提 高 系统工作 的稳定 性。2 NAND Flash NAND Flash 内部 存储单 元是基于 MOSFET，与普 通场 效应晶体 管的不 同之处 在于，浮栅技 术（Floating Gate）在栅极（控制 栅）与 漏极/源极之 间存 在浮栅，利用浮 栅存储 数据，数据在 NAND Flash 中是 以电荷 的形式 存储的，存储 电荷的 多少 取决 于控制栅 极所施 加的电 压，栅 极及主 板利用 氧化膜进行了 绝缘处 理，一 次积累 的电荷 可以保 持长时 间；电荷俘获 技术(Charge Trap)将多 孔氮化 硅作为 绝缘体，在 孔内填 入电荷 来区分 0 与 1 的 方式，用绝 缘体 氮化硅替 代原本 导体浮 栅的存 储方式，从根 源上杜绝邻近 单元间 的串扰 问题。5/36 2024 年 3 月 25 日 行业|深度|研究报告 固态硬盘、嵌入式 存储、移动存 储是 NAND Flash 主要产品形态。NAND Flash 主要 以模组 的形式 出货，根据 下 游应 用场景 形成了 不同的 产品形 态，主 要包 括固态硬 盘（大 容量存 储场景）、嵌 入式存 储（用于电 子移动 终端低 功耗场 景）、移动存 储（便 携式 存储场景）等。NAND Flash 模组主要由主控芯片、DRAM 缓存和 NAND Flash 颗粒组成。其中 主控芯 片是NAND Flash 模组 的核心 器件，负责与 主机 CPU 进行 数 据通信以及 NAND 闪 存颗粒 数据管 理，固 件算法用于驱 动主控；DRAM 缓存 是主 机 CPU 与主控 之间 的数据中 转站；NAND Flash 颗 粒负责 数据存 储。3 NOR FLASH NOR Flash 具有随机存储、读取速 度快、芯片内 执行 等特点。NOR Flash 是一种 基于 NOR 门结构的闪存技术，其中 NOR 代表 了逻辑 门电路 中的“或非”门；NOR Flash 具有并 行访 问结构，这意 味着每 个存储单元 都有一 个地址，并且 可以直 接访问 任何存 储单 元，这使得 NOR Flash 具有 快速的 随机访 问能力，适用于执 行代码 和读取 关键数 据。与 NAND Flash 相比，NOR Flash 具有较 低的存 储密 度和较 高的成 本，但具有随 机存储、读取 速度快、芯片 内执行（XIP）等 特点，适 合用作 执行代 码和存 储需要 低延迟 和高可靠性的关键数据的应用程序，广泛应用于手机，电 脑，可穿戴等消费类电子、汽车电子、安防、工控、基站、物 联网设 备等领 域。6/36 2024 年 3 月 25 日 行业|深度|研究报告 NOR Flash 基于浮栅（ETOX）及电荷俘获（SONOS）工艺结构。NOR Flash 有浮 栅（ETOX）及电荷俘获（SONOS）两种工 艺结构，ETOX 工 艺结构 存 储器主要 由衬底、隧道 氧化层、多晶 浮栅、栅间绝缘层和 多晶控 制栅组 成，通 过向浮 栅中注 入电子 或拉 出电子实 现写入 和擦除 操作，主流的 NOR Flash目前多采用 ETOX 工艺。SONOS 就是 将浮栅 用氮化 物 取代，形 成氧化 物-氮 化物-氧化 物(Oxide-Nitride-Oxide)结构，其利 用氮化 物的特 性将电 荷固定 在 注入点附 近，它 不像浮 栅那样 随机分 布在多 晶上，因此 可以在 两端分 别聚集 电荷，使一个 单元可 以实 现 2 比特的存储；基于 SONOS 技 术在提 高存储单元密度 的同时，也会 带来一 些副作 用，比 如在访 问时，两个比 特会相 互干扰；由于 SONOS 的 电荷捕获方式更 不容易 产生缺 陷产品，对制 造工艺 要求相 对简 单，比较 有成本 优势。3 存储行业市场规模 超千亿，是半 导体产业的 主要细分市 场。22/21/20 年全 球存储 市场规 模分别 为1392/1534/1175 亿 美金，占半导 体规 模 的比例 分别为 24%/28%/27%，是全球 第二大 细分品 类。半导体产业中，存 储行业的周期 波动大。存 储的 周期性 与全球半 导体整 体周期 性走势 一致，但波动 性远大于其他 细分品 类。7/36 2024 年 3 月 25 日 行业|深度|研究报告 4 目前存储芯片市场 水大鱼大，根据 Yole 的数据，预计 2027 年存储芯 片市场 规模为 2630 亿元。2027年 DRAM 芯片市场规 模有望达 1580 亿 美元。2027 年 NAND 芯片市场规 模有望达 960 亿美 元。2027年 NOR 芯片市场规 模有望达 49 亿 美元。中国大陆以及香港 存储厂商多而 不强，国产 厂商具 备做 大做强的机遇。根据 Yole 的数据，2021 年全球存储芯片 产业链 拥有超过 185 家厂商，厂商 数量按 区域 来划分，北美占 比最高为 38%，其次 是中国 大陆及香港占比 22%、中 国台湾 占比 21%、EMEA（中 东、非洲以及 欧洲）占比 9%、日本占比 6%、韩 国占比 3%。即便 中国大 陆、香 港以及 中国台 湾在全 球存 储产业链 上的厂 商数量 占比接近 45%，但 是总体营收规模 仍然相 对较小。目前，国内 在存储 IDM、存储 Fabless、晶 圆代工、主控 芯片、封装测 试、模组等全产 业链上 均有厂 商布局。根据 UNIM internal 的 数据，预计 2030 年 中 国厂商 将会成 为存储 产业链上不可 忽视的 重要力 量。我国在半导体的需求及其市场规模日益增长，但我国 存储行业基础依旧相对薄弱。随着大陆市 场的崛起，全球半导 体产业 正在进 行第三 次转移，中国 旺盛的 市场 需求、政 策、技 术（人 才）、产业集 群效应 强大等优势，正逐渐 成为第 三次半 导体产 业转移 地，而 从存 储领域切 入有望 加速突 破。经过十 几年的技术积 累，目前中国 已基本形成完 整的存储产业 链条，在存储 IDM、Fabless、晶圆代工、封装测试、模组、材料 和设备 上都有 国内厂 商布局，并 形成了长 三角、珠三角、京津 环渤海 与中西 部四大主要产业聚落，产业集群效应强大，进一步提高了区域生产效率和加深区内生产的分工和协作。同时，我国本土 电子产 业成长 迅速，已成为 电子产 品生产 制造 大国，本 土芯片 设计企 业的技 术能力 和市场 能力迅速发展 壮大。根据 ICCAD 的数 据，2021 年中 国大陆 半导体设 计公司 数量达到 2810 家，同比增 长26.7%。2015-2021 年期 间，我 国集成 电路 产业销 售额 的年增速在 15%以上。总体来看，无 论从经济技术层面或是国家发 展半导体的决 心的角度，我国通过切 入存储成为半导体 强国的趋势势 不可挡。8/36 2024 年 3 月 25 日 行业|深度|研究报告 1 DRAM DRAM 自上世纪 六十年 代问世 以来，一直在 电子行 业中 扮演着至 关重要 的角色。在发展过 程中，DRAM 按照产 品分类 主要为 DDR、LPDDR、GDDR 三类。JEDEC 定义并开发 了这三类标准，以帮助 设计人 员满足 其目标 应用的 功率、性能 和尺寸要 求。同 时，多 年来各 类型内 存技术 随着市场需求 创新迭 代，同 时也在 这个过 程中不 断衍生 出新 的技术品 类，比如 HBM、LPCAMM 等，驱 动DRAM 行业持续 向前。DDR 和 LPDDR 是 DRAM 目前应用最广的类 型，根 据 Yole 的数据，DDR 和 LPDDR 合计在DRAM 分类 中应用占比 约为 90%。1）DDR：即 DDR SDRAM，又称双倍 数据率同步动 态随机存取存储器，它可 以在一 个时钟 读写两 次数据，这 样就使 得数据 传输速 度得以 加倍。在性能 和成 本优势下，DDR SDRAM 成为了 目前电 脑和 服务器中用的 最多的 内存。从 DDR 的发 展进度 来看，“性能”和“成本”始 终在不 断权衡 中不断 跌打，在频率 和多通道上 发展，追赶计 算核心 的性能。从 1998 年 三星生 产出最 早的商用 DDR SDRAM 芯 片到 现在，已 经过去了 20 多年，DRAM 内 存市场 一直在发展，从最 早的 128MbpsDDR 到 DDR2、DDR3、DDR4，到目前 市场主 流的 6400Mbps 的DDR5，每一代 DDR 的数据速率 都翻倍 增长。在 DDR5 内存刚成为主流 不久，三星 又率先 开始了 下一 代 DDR6 内存的早期 开发。9/36 2024 年 3 月 25 日 行业|深度|研究报告 2）LPDDR：低功耗双数据速率同 步动态随机存 取内存，经历了 多个版 本的发 展，2006 年 LPDDR1代版本首 次推出，主要 用于早 期移动 设备，提供低 功耗 和高性能 存储产 品，后 续不断 迭代，电压逐 步降低，频率 稳步提 升。LPDDR 产品减少通 道带宽 以及降 低输出 频率，达到在 移动端设 备最为 适合的 体积和 工号，主要用 于智能手机、笔记本 电脑和 部分工 业场景。目前 LPDDR5 由 JEDEC 协会重新 定制，转向最高 16Bank 可编程和多时 钟体系 结构，目前 LPDDR5 产品在 移动端 设备 渗透率已达 50%以上，在智 能手机 更高性 能和容量需求 情况下，是 三星电子、SK 海力士以及 美光三 家内存巨 头在全球 LPDDR5X 这一最 新技术 领域的激烈竞 争。3）GDDR：绘图用双信道同步 动态随机存取 内存。是 为了设计 高端显 卡而特 别设计 的高性能 DDR 存储器规格，其有 专属的 工作频 率、时 钟频率、电压。GDDR 与一般 DDR 不能共用，时 钟频率 更高，发热量更小，一般 用于面 向需要 极高吞 吐量的 数据密 集型 应用程序，例如 图形 相 关应用 程序、数据中 心加速和 AI。4）HBM：高宽带内存。是 3D DRAM 的主 要代表 产品，采用硅 通孔（TSV）技术 将多个 DRAM 芯片进行堆叠，并与 GPU 一同 进行封 装，形 成大容 量、高 位 宽的 DDR 组合阵列，从 而克 服单一 封装内 的带宽限制。HBM 内存性 能优势 突出，当前已 发展至 HBM3，ChatGPT 的出现 带动了 高性能 存储 的需求，HBM 技术有望 随着人 工智能 浪潮得 到快速 发展。10/36 2024 年 3 月 25 日 行业|深度|研究报告 高传输速率和低功 耗是未来 DRAM 发展的方向。现 主 流的 DDR 标准是 DDR4。可以看 到，最 新一代DDR5 拥有超高频宽 及低功 耗优势，不仅 传输 速 率能增 加 50，工 作电压 亦由 DDR4 的 1.2V 下降至DDR5 的 1.1V，能够提高整 体系统 能源效 率。此 外，DDR5 模块配置电 源管理 IC，直接单 独在 DIMM模块上执 行电源 控制，能够获 得更加 稳定的 电源，并具 备较佳的 讯号完 整性，进而优 化能源 效率。预计未来 DDR5 渗透率会逐步 提高。当前 DRAM 技术演进路径以制 程推进为主，最新的 1 节点仍处于 10+nm 阶段。DRAM 技 术演 进的本质主要 为通过 缩小制 程来提 高存储 密度，对于 DRAM 芯片来说，晶体 管尺寸 越来越 小意味 着芯片 上集成的晶 体管就 越多，也就代 表单片 芯片存 储容量 就越 大。三星、SK 海力士、美光在 2016-2017 年期间便进入了 1x（16nm-19nm）阶 段，2018-2019 年达 到 1y（14nm-16nm）阶 段，2020 年为 1z（12nm-14nm）阶 段。各 家行业 龙头继 续朝着 10nm 制 程逼近，美光推出 1（1-beta）制程技 术应用 于16Gb 容量 版本的 DDR5 内存。美光 1 DDR5 DRAM 在 系统内的 速率高达 7,200MT/s，现 已面向 数据 11/36 2024 年 3 月 25 日 行业|深度|研究报告 中心及 PC 市场的 所有客 户出货。基于 1 节点的 美光 DDR5 内存采用先进的 High-K CMOS 器件工 艺、四相时钟 和时钟 同步技 术，相 比上一 代产品，性能 提升 高达 50%，每 瓦性能 提升 33%。2 NAND 3D SSD 固 态硬 盘为“闪存 介质+主控”的 半导体 存储结 构。SSD 是最近 10 年才 呈现出 爆发 式增长 的存储 方式，SSD 存 储方式 在功耗 和性能 上均有 较好表 现。最早的 RAM SSD 可追 溯至 1976 年，Dataram 公司 出售 名为 Bulk Core 的 SSD。随后 几十年 间，HDD在存储数 据方面 仍是主 流选择，从 20 世纪 90 年代 末开 始，部分 厂商开 始进入 SSD 的 制造。三星为 第一家选择 进入 SSD 的巨 头厂商，于 2005 年 宣布进入 SSD，随后东芝、美 光、希 捷、WD 相 继宣布 进入SSD 领 域，SSD 市场于 2010 年 进入繁 盛阶段，2013 年 起，Pcle SSD 进入消费 者市 场，2014 年 SDD 软件生态并 购企业 级存储，2015 年，英特 尔宣布 开发出 新 型处理器 3D Xpoint，2018 年 QLC 开 始应用 于企业级市 场，2019 年，YMTC 推出 32 层的 Xtacking NAND 样品，随后几年 3D NAND 开 始不断 演进。12/36 2024 年 3 月 25 日 行业|深度|研究报告 高密度存储单元向 TLC、QLC 等存储方式演进。NAND Flash 从存储 单元上 可以 分为以 下几类，分别为平面的 SLC/MLC/TLC/QLCNAND 和立体的 3D NAND，其中平面 四类每 个单元存 储信息 依次递 增，电压变化 随存储 信息增 多成指 数级增 长，但 寿命也 随之 减少。SLC 产品 凭借高 可靠性 的擦除、高带 宽、寿命长等 优势在 IoT 领域广 泛应用，SLC 也是向 大容量 NAND 拓展的必经 之路。TLC 和 QLC 产品 为目前大容量 存储主 流。两 者合计 占据了 市场份 额的 95%。根据 Gartner 的数 据，2019 年 SLC（Single-LevelCell）NAND 市场规 模达到了 16.7 亿美 元，约 占整 体 NAND 市场的 3%-4%左 右。3D 堆 叠大幅提升容量，单元 密度相同情 况下，提高了 存储密度，降低了 每个比特的成 本，同时也 提升了成本效益和寿命。在结 构上，NAND Flash 分为 2D 和 3D 两类。2D 结构的存 储单元 布置在 芯片的XY 平面 中，而 3D NAND 或 V-NAND 技术 则将存 储单 元沿 Z 平面堆叠 在同一 晶圆上。2DNAND 存在技术瓶颈，预计 其极限在 10-12 纳 米。然 而，3D NAND，即垂 直堆叠 技术，理论上 具备无限堆叠 潜力。这有助 于跳出 对进阶 制程的 限制，同时 无需仰赖 极紫外 光刻（EUV）技术。这种革 新确保了闪存 的容量、性能 和可靠 性。这 意味着 未来可 依靠 3D NAND 技术来满足 不断增 长的存 储需求，推进存储技 术的进 一步演 进。NAND 存储芯片的 叠层数 已从 64 层提升至 128 层，并 计划在 2024-2025 年突破 300 层。这 反映了NAND 技术朝着 3D 方向的 持续发 展，以 提高存 储容量 和性能。13/36 2024 年 3 月 25 日 行业|深度|研究报告 主流厂商正在逐步 加紧 3D NAND 研究，目前三星产 品 技术较为领先。从 近期 各厂商 出货来 看，2022年美光实现 232 层 NAND 闪存产 品的出 货，三 星也宣 布 开始量产 236 层 3D NAND 闪存芯 片，铠 侠和西部数据于 2023 年 推出 218 层 3D NAND 闪存，SK 海 力士则在 2023 年展 示了其 最新 300 层 3D NAND 产品原型，预计将在 2024-2025 年 期间上 市。三星将在 2024 年 将生产 超过 300 层的第 九代 V-NAND 闪存，堆叠 层数仍 在持 续突破。4D NAND Flash 可能成为新技 术方向。SK 海力 士近 年来研发 出全新的 4D NAND FLASH 架 构。这 一架构在现 有的 3D NAND 基础上，进一 步增加 了电路 层 的堆叠，实现了 三维集 成化设 计。4D NAND 的核心创新 是在 3D NAND 存储单 元阵列 下方新 增了一 个 周边电路 层。这 种高度 集成化 的设计 大大缩 小了电路板面 积，不 仅降低 了制造 成本，还进一 步提升 了存 储容量。SK 海力 士已经 完成了 128 层 4D NAND 芯片 的样品 制作 和验证，并准备 投入商 业化生 产。预 计未来 4D NAND 芯片的层数 还将持 续增 加，届 时单片 存储容 量将 实现飞跃。14/36 2024 年 3 月 25 日 行业|深度|研究报告 2000 年到 2023 年，全球的半 导体销售额不 断增长，从最初的约 180 亿美元的规模上升至 2023 年的约 400 亿美元的市场规模，期间的年复合 增长率平 均保持在 20%左右。在 2009 年随 着智能 手机的出现，改 变 了人 们的生 活方式，全球 半导体 行业也 迎来 了爆发式 的增长。2014 年，4G 手 机元年 的到来和通讯技 术的升 级，云 计算、可穿戴 设备、VR/AR 等更 多种新型 人机交 互方式 的出现，使得 行业对 各类半导体 需求快 速增长。从存储芯片来看，3-4 年时间约为一个周期，当前处于 第五轮周期起点。从 2000 年之后，存储 行业周期表现明 显，电 子消费 品的创 新能快 速提升 存储芯 片的 整体需求，以 2000、2009、2017 年为 例，是 互联网时代、移动 互联网、云计 算大规 模投入 的三个 重要 窗口期。而 2004 年和 2020 年的 PC 迭代 与手机的换机 周期导 致市 场 反弹较 为疲软，同时 在各个 周期 环节中，供给端 的缩量 增价等 行为往 往滞后 于需求的快速 爆发，因此在 价格周 期底部 布局能 够获得 较大 弹性。15/36 2024 年 3 月 25 日 行业|深度|研究报告 在过去的 周期（2016-2019 年），存储 IDM 厂 商的股 价 经历了显 著的波 动。从 低点到 高点，其涨幅 在200%到 600%之间，其中 旺宏更是 一度涨 幅高达 2786%。然而，从高点 到低点，股价 也经历 了较大 的跌幅，约为 40%到 80%。而在最近 的周期（2019-2023 年），股价 的表现 也出现 了一定程 度的波 动。从 低点到 高点，股价的 涨幅在 150%到 270%之间，相比 之前略 有回落。而从 高点到 低点，股 价的跌 幅仍在 40%到 60%之间。展望 2024 年，存储芯片价格有 望触底反弹。存储公司的股价、存储合约价格 和库存存在 着一定的相 关性。2001 年-2022 年区间，美光 公司的 股价和库存整 体呈现 向上的 趋势。将美光 公司股 价、存 储合 约价和库 存水平 三组数 据在 Eviews 进行 相关性分析，股 价和合 约价的 相关性 呈现中 等相关（0.46），股价和库 存的相 关性为 较强相 关（0.59）。仅将股价和库 存两组 数据拟 合为强 相关（0.75）。股价的 攀 升先于库 存最高 点，在 库存达 到高点 后，股 价持续反弹，接着存 储合约 价微跌 或者横 盘、基 本企稳。之 后存储价 格和股 价共同 处于缓 慢上升。在 2022 年下半年，美 光的股 价已经 开始回 升。这 是因 为存储行 业面临 周期性 的下行 压力，导致原 厂商减少产能 利用率 和资本 支出，以应对 市场供 应过剩 的情 况。在库 存达到 峰值之 前，生 产量超 过了市 场需求，使得 库存不 断增加。然而，一旦 库存达 到顶峰，生 产量开始 下降，而市场 需求仍 在持续，这导 致库存开始减 少。随 着库存 逐渐消 化，存 储产品 的价格 逐渐 反弹。当 库存消 耗完毕 后，市 场需求 逐渐复 苏，而供应仍 然有限，导致 存储产 品供不 应求，价格继 续上 涨。这种 供需关 系的变 化导致 了存储 行业的 股价回升。16/36 2024 年 3 月 25 日 行业|深度|研究报告 供需关系 的错配始 终是存储市场 造成周期的 主要原因。从近 20 年的发 展来看，新需 求不断 推动存 储领域销售额 增长，在 2000-2010 年是服 务器、PC 市 场推 动存储市 场增长，到 2010-2020 年，平板 电脑云计算推动 存储市 场快速 增长，2023 年后 AI 大模型开 始 走入大众 视野，成为推 动存储 市场的 新动力。在 2021 年第三季度，存储 周期达 到顶 峰，之 后由于 下 游需求减 少和行 业去库 存压力，市场 规模迅 速下降。最初，相关 原厂并 没有减 少生产，而是 通过降 价来 保持出货 量，导 致存储 市场的 价格和 数量同 时下降。随后，难以 承受持 续亏损 的主要 厂商开 始逐步 减产，以实现 供需平 衡。目前，随 着减产 和库存 去化的 持续，DRAM 价格在 23 年 Q3 之后基 本保持 稳定，部分物 料已小 幅上涨。于 23 年 8 月，NAND 价格也已 经止跌，23 年 10 月，DRAM 和 NAND 的大部分物 料号已 开始持 续涨价。17/36 2024 年 3 月 25 日 行业|深度|研究报告 1“-”日本公司在 1970 至 1980 年 代因政 府研发 投资及 1976 年成立的 超大规 模集成 电路技 术研究 协会崛 起，推动了电 子束光 刻技术 发展，1988 年 占全球 市场 51%。然而，90 年代 末，日 本难适 应专业 化转变。1986 年 美日半 导体协 议下的 贸易摩 擦 和适 应不良 导致日 本市场份 额下降，为韩 国及其 他国家 半导体 公司崛起铺 路。韩国存储 半导体 产业的 崛起始于 1983 年 三星的 第一代 64K DRAM 生产。90 年 代，三星进一步 巩固了其在 DRAM 市场的地 位，并在 2000 年代初 期推出 了闪 存技术，进一步 增强了 其市场 优势。2009 年，SK 海力士 推出 了世界 上第一款 64GB NAND 闪存。近 年来，三 星和 SK 海力士 持续推 出创新 产品，如三星的 V-NAND 技 术和 SK 海力士的 LPDDR5T DRAM。18/36 2024 年 3 月 25 日 行业|深度|研究报告 日本厂商 从上世纪 70 年代 进入到 存储器 行业中，以 DRAM 为主要 产品，而到 2012 年 尔必达 宣布倒 闭基本退出了 DRAM 市 场，留 下 铠侠 在 NAND Flash 行 业中继续 支撑。在日韩的 存储器 快速发 展之后，中国 台湾地 区在存 储器 行业的发 展过程 也是值 得关注 的部分，在全 球三大厂商之 后，尽 管规模 较小，南亚科 和 华邦电仍 然代表 了中国台 湾地区的 DRAM 产 业，尽 管中 国台湾地区存储 半导体 并未实 现真正 崛起占 领市场。总体来说，2023 年的 DRAM 市场 中，三星 和 SK 海力 士 合计共 占比约 67%的市场 份额，美光占比28.5%，剩余不到 10%的市场 份额由 南亚、华邦 等厂商 占据。2023 年的 NAND FLASH 市场中，三星 和 SK 海力士共 占比 49.5%的 市场份 额，铠侠占比 21.6%，美光占比 10.3%。19/36 2024 年 3 月 25 日 行业|深度|研究报告 从 NOR FLASH 竞争格局 来看，随着 18 年 后美光 和赛 普拉斯退出 NOR 产 品市场，当前，旺宏、华邦、兆易创新 市场 占有率 排名前 三，市 场份额 分别为 26.2%、24.5%、18.8%。2 23 年上半年存 储行业 整体处 于下行 区间，三星、SK 海力士、美光、西部 数据 和 铠侠等厂商 纷纷 宣布减少产能，厂商降 低关于 存储业 务的资 本性支 出。各 大厂 商不约而 同的减 产计划 促使存 储周期 提前，在存储需求不 断扩大 的前提 下，存 储芯片 的价格 将会上 升，提前进入 复苏周 期。20/36 2024 年 3 月 25 日 行业|深度|研究报告 供给端减产持续，供应缺口预期在 24Q2 到来。目前 根 据测算，自 2023 年 起，海 外厂商 的产能 利用率和资本支 出已显 著减少。预计 2023 年 DRAM 市场 整体 供给减少 3.4%；NAND Falsh 整 体供应 减少7.7%，其中 23Q3-Q4 季 度为原 厂减产 窗口期。供给端厂商资本开 支逐步下滑，美光海力士 下调幅度较 大。从行业 整体资 本开支 水平上 看，行 业资本 开支水平增 速已经 从高位 开始下 降，从 2022 年 10 月开 始 晶圆产量 将减少约 30%，美 光、SK 海力 士、三星也相继 宣布减 产，供 给有望 逐步收 缩。在 资本支 出调 整方面，根据各 公司业 绩说明 会，美光 2023 年资本支出 计划调 减至 70 亿 美元，同比减少 40%以 上；SK 海力士 2023 年资本 支出计 划同比 减少 50%。根据 TrendForce 数 据显示，2023 年 Q2 三星、美 光、海力士的 稼动率 分别下 降至 77%/74%/82%。为了保利润，目前 各大存 储厂稼 动率依 然保持 在低位 运行。21/36 2024 年 3 月 25 日 行业|深度|研究报告 半导体存储器产业 链主要包括存 储晶圆原厂、主控芯片 厂商、封装测试厂 商、存储器模 组厂商及下 游终端应用等，存 储晶圆 颗粒是 存储器 核心部 分，存 储 产品 中的所有 数据和 信息均 存储在 晶圆颗 粒中，主控芯片是存储器的控制中心，负责存储器的读写操作，封装测试是将存储晶圆颗粒和主控芯片封装在一起，并对整个 存储器 进行测 试和调 试，模 组厂商 集成将 存储 器与其他 电子组 件组合 在一起，形成 最终产 品。1 1 DRAM DRAM 海外三巨头主导全球 DRAM 颗粒市场。根据 Gartner 的数据，2021 年全 球 DRAM 市 场三星、海力 士、美光的市 场份额 分别为 42%、29%、23%，合 计占比达 94%，还有南 亚、华 邦、力 晶等厂 商，国 内DRAM 晶圆厂商 主要为 合肥长 鑫，目 前尚处 于早期 发展 阶段。DRAM 晶圆设计与制造 行业具有较高 的资本门槛。早 期进入 DRAM 存储器 领域的 全球领 先企 业通过 巨额资本投 入不断 积累市 场竞争 优势，全球 DRAM 晶圆 市 场被三星、海力 士和美 光主导。国际 领先的DRAM 晶圆原厂 不断进 行工艺 制程迭 代，每 更新一 代工 艺又需要 重新进 行投资 更新设 备，芯 片设计 与晶圆制造的 研发门 槛持续 提升，研发资 本投入 不断增 加；同时，主 要存储 原厂还 需通过 持续大 额资本 支出 22/36 2024 年 3 月 25 日 行业|深度|研究报告 来投放成 熟制程 产能，维持规 模优势 和市场 份额；根据 Omdia 的数据，国际领 先的 DRAM 晶圆 原厂三星、海力 士、美 光近十 年每年 都需要 进行数 十亿美 元的 固定资产 投资，并且呈 波动向 上增长 趋势，DRAM 晶圆设计 与制造 行业具 有较高 的资本 门槛。DRAM 晶圆设计与制造 行业具有极高 的技术壁垒。DRAM 工艺制 程从 20nm 到 10nm 需要至少 5 个不同的工艺 节点进 行微缩，目 前 DRAM 制程提 升是 以 1nm 级实现微 缩，DRAM 制程 微缩具 有极高 的难度。DRAM 内部的存 储单元 是由一 个晶体 管和一 个电容 构成，晶体管 处于打 开的状 态，电 容储存 电荷，根据电容是否 有电荷，表示 存储“1”或“0”。DRAM 也遵 循摩 尔定律，每两年 集成度 扩大 2 倍，晶 体管和 电容需要分别 微缩 70%，微缩的 电容也 需要存 储一定 量的 电 荷，如果 电荷过 少，“1”和“0”的区 分就会 变得模糊，会影 响存储 的功能。DRAM 微 缩的难 点在于 实现微 缩的同时 要保证 电容存 储的电 荷保持 一定，三星、SK 海力 士、美 光都在 晶体管 上堆积 绝缘膜、凿孔、形成 电容，深 挖细微 孔是重 要的技 术研发。国际 领先的 DRAM 晶圆原厂 凭借多 年技术 积累，不断 提升晶 圆 制程以提 高单位 面积的 存储密 度和降 低存储 芯片功耗，随着制 程工艺 不断逼 近极限，研发 门槛不 断提 高，DRAM 晶圆 设计与 制造产 业具有 极高的 技术壁垒。2 NAND Flash NAND Flash 23/36 2024 年 3 月 25 日 行业|深度|研究报告 全球前五大厂商统治 NAND Flash 颗粒市场，国内厂 商快速发展。根据 Gartner 的数 据，2021 年 三星以 35%的市占率 占据全球 NAND Flash 市场 第一位，铠 侠以 18%的市场 份额 位列第 二位，西部数 据、美光、SK 海力士 的市场 份额分 别为 14%、13%、10%，前 五大厂商 市场份 额为 90%；
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