存储器行业深度报告：存储器价格迎上升周期，本土企业获得良机

如需报告请登录【未来智库】。

1、存储器：半导体行业最大分支

1.1 存储器坐拥千亿美元市场，是半导体行业的最大分支

半导体行业分为集成电路、光电器件、分立器件、传感器等子行业，集成电路又分 为逻辑、模拟和存储等细分行业。在半导体行业中，最重要的方向莫过于存储器。 其应用领域广泛，几乎所有常见的电子设备都需要使用存储器。根据 WSTS 2019 年 11 月估计数据，2019 年全球半导体行业的整体规模在 4000 亿美元以上，存储 器的市场规模超过 1000 亿，是半导体中规模最大的子行业，占比超过 1/4。

由上图图可见，存储器作为半导体的子行业，其周期变化基本和半导体行业周期变 化一致，但存储器的波动性更强。因此，当半导体行业处于景气周期时，存储行业 的盈利能力更强；反之，当半导体行业不景气时，存储行业的情况则更不理想。以 2019 年为例，由于下游需求放缓，半导体行业规模整体同比下降约 13%，但存储 行业的市场空间下降高达 33%。

从历史数据看，2019 年存储行业的下降速度处于近 20 年来最快的水平，主要原因 在于供需错配导致的价格下降。但 2019 年的低谷也给未来的增长奠定基础，由于 服务器需求稳步上升、5G 时代引领物联网到来等因素影响，未来半导体行业将迎 来复苏，而存储器作为弹性更大的行业，未来 2-3 年将迎来一段稳定的增长期。

1.2 存储器的分类

人类存储数据的需求可谓历史悠久，存储器的形态历年来也发生了翻天覆地的变化： 早期的软盘现早已不见踪影，光学存储的 DVD/CD 也渐行渐远，越来越多的电脑已 不再配备光驱，传统的电脑硬盘使用的磁盘作为大量数据存储的首选方案现也已受 到 SSD 的威胁。

众多形态的存储方式按照其原理可大致分为光学存储、半导体存储和磁性存储。半 导体存储是存储领域的应用领域最广、市场规模最大的存储器件：

按照停电后数据是否可继续保存在器件内，半导体存储器可分为掉电易失和掉 电非易失器件；

易失存储器在过去的几十年里没有特别大的变化，依然是以静态随机存取存储 器（SRAM）、动态随机存取存储器（DRAM）为主；

非易失存储器从早期的不可擦除 PROM，到后来的光可擦除 EPROM、电可擦 除 EEPROM，到现在的主流的 Flash，技术在不断的更新、进步。现在 RAM 领域还出现了铁电存储器（FRAM）、相变存储器 （PRAM）、磁存储器（MRAM）和阻变存储器（RRAM）等非易失静态存储器，因此市场认为掉电易失器件就 是 RAM，这种观点是不准确的。

众多半导体存储器中，市场规模最大的是 DRAM 和 NAND Flash，市场规模均在数 百亿美元，其中 DRAM 2018 年的市场规模已达到 1000 亿美元。除此之外，存储 芯片市场空间较大的还有 NOR Flash，其市场规模曾一度随着功能手机的消亡而逐 渐降低，但近年来随着新兴市场的崛起，NOR Flash 的市场空间也已逐渐恢复。

本报告讲主要针对以下三种类型存储器进行展开讨论。

2.NOR Flash 曾历十年低迷，新应用催生新增长

NOR Flash 应用领域却极其广泛，几乎所有需要存储系统运行数据的电子设备都需 要使用 NOR Flash。当电子设备启动时，需要从存储芯片内读取系统信息并运行（如 计算机主板上的 BIOS），该存储芯片需要满足可执行运行程序且掉电后存储的数据 不丢失。RAM 掉电后数据会丢失，而 NAND Flash 无法执行程序，NOR Flash 是 应用最广泛的、掉电后数据不丢失的、可实现位读取的存储芯片类型。

NOR Flash 曾在功能手机时代风靡一时，但其市场空间随着功能手机的消失逐渐萎 缩。近年来随着物联网的发展，NOR Flash 市场规模开始逐步扩大。以 TWS 耳机 为代表的可穿戴设备、手机屏幕显示的 AMOLED 和 TDDI 技术，以及功能越来越 强大的车载电子等领域，是 NOR Flash 市场空间获得重新增长的主要动力。

Nor Flash 的广泛应用，主要得益于其可芯片内执行（XIP）的特点。为帮助投资 者理解何谓“芯片内执行”，我们绘制了以下示意图。如下图所示，Flash 均使用浮 栅场效应管作为基本单元来存储数据。在控制栅极（Word Line 与场效应管连接处） 未施加电压时，源极和漏极之间导通则数据为 1，中断则为 0。

NAND Flash 的连接方式为串联，若要读取黄色 Word Line（字线）的数据，需对 其他所有 Word Line 进行增加电压，加压后漏极和源极处于导通状态。未增加电压 的 Word Line 上的场效应管的数据就可以测量 Bit Line (位线)的通断来确定该位置 上数据为 0 或为 1。值得注意的是，NAND Flash 读取数据时，整条 Word Line 上 的所有数据都同时读出，不能单独获取某一 Bit（位）的数据，无法实现位读取（即 Random Access）。 因此 NAND Flash 读取数据的最小单位是页（即 Word Line 上的所有数据），无法直接运行程序，所有数据必须先读取到 RAM 上后才可运行。

NOR Flash 的连接方式为串联，读取数据不需对 Word Line 进行加压，直接测量对 应的 Bit Line 和 Source Line 之间的通断即可获取该存储单元的数据。不仅实现了 位读取，还大大提高了数据读取的速度。实现位读取，程序便可在 NOR Flash 上 运行，即所谓的芯片内执行（XIP）。

2.1 功能手机淡出视野，NOR Flash 经历十年低迷

相对于 NAND Flash，NOR Flash 写入和擦除速度较慢，但读取速度要快很多。功能手 机功能简单，存储芯片只需要存储少量用户信息及系统代码，写入和擦除的需求较少， 主要需求在于内存数据的读取。此外，由于功能手机对存储空间要求不高，NAND Flash 的高密度存储优势难以显现，所以 NOR Flash 凭借其特定的优势在功能手机时代红极 一时。

在智能手机时代，各类软件的应用增大了对存储空间的要求，手机的存储空间迅速 的增加。NAND Flash 的凭借其高密度存储的优势成为手机存储新的宠儿，智能手 机使用的 eMMC/eMCP 等均为封装了 NAND Flash 和控制芯片的存储方案。

NOR Flash 的市场空间也随着功能手机数量的减少而逐年降低。虽应用领域广泛， 但除功能手机外类似于电脑 BIOS 的应用领域使用的存储空间较小，一般在 1MB – 32MB 左右，单芯片价值较低，2015 年之前的电子产品数量又不足以弥补其 ASP 低的缺点，所以其市场空间一路走低。根据CINNO Research， 2018年的NOR Flash 的总销售额为 25.96 亿美元，而根据 Gartner 数据，这一规模在 2006 年已超过 70 亿 美元。经过十余年的发展，在通货膨胀的背景下，NOR Flash 的市场空间未增反降。

2.2 新应用带来新发展，NOR Flash 市场空间重拾增势

现 NOR Flash 的市场空间下行已成为历史，新兴领域的发展正为 NOR Flash 带来 新的机遇。在物联网、可穿戴设备、屏幕以及车载电子等下游领域的推动下，NOR Flash 将重拾增势，进入新的增长期。

2.2.1 物联网是 NOR Flash 发展的核心推动力

物联网设备的特点是具备简单的网络连接功能与计算能力，若采用传统的处理器芯 片+DRAM+NAND Flash 的方案，不仅增加一颗芯片，而且价格昂贵的 DRAM 也不 能满足低成本的要求。

与手机、计算机等设备相比，一般的物联网模块的系统更简单，处理数据更少，对 存储空间要求较少，一般在几兆至几百兆之间。此时，采用 NOR Flash 替代 DRAM 与 NAND Flash 是最优的选择，得益于芯片内执行的特点，处理器可直接从 NOR Flash 里调用系统代码并运行，同时满足存储与运行内存的要求。目前主流的物联 网模块一般包括处理器（通常为 MCU 或 SoC 形式的 AP 芯片）、NOR Flash 以及传感器和通信器件。

近年来，随着技术的进步，将常见的设备接入互联网已经成为主流的趋势。无论是 传统家电如冰箱、空调、洗衣机、电视、电饭煲等，还是新兴的设备如扫地机器人、 蓝牙音箱等，或是户外常见的各种智能设备，都将成为 NOR Flash 下游应用场景。 任何一个以上所述领域单独的市场空间都不大，但将各种细分品类相加后就会有一 个非常可观的数量。

兆易创新 2018 年的 NOR Flash 出货量为 20 亿颗，按照公司当年 10%市占率粗略 计算，2018 年全球出货量接近有 200 亿颗。即使将其他因素考虑在内，如部分设 备使用不止一颗 NOR Flash、不同芯片售价不同等，这一数字也应在百亿以上，远 远高出手机出货量，正说明使用 NOR Flash 的设备数量极其之庞大。

除设备数量多之外，还有一个非常重要的增长因素就是设备的功能也越来越强大， NOR Flash 的存储空间的需求正在日益增长。以扫地机器人为例，初期的扫地机器 人仅具备简单的碰撞回弹的功能，现多数产品都已具备路径规划、障碍物躲避等功 能，功能的增加对存储空间的要求也逐步提升。我们认为，将来伴随着 IoT 模块功 能的增加，系统所使用的数据量会随之增加，所以使用的 NOR Flash 的存储空间也 会逐步变大。存储空间的增加会导致单颗芯片售价增加，从而带动市场空间的提升。

本文将简单介绍几种推动 NOR Flash 市场发展的主要的几种下游应用。

2.2.2 TWS 耳机带来 3 亿美元新增市场

TWS 是 True Wireless Stereo 的缩写，即真正的无线立体声。2016 年苹果公司推 出的 AirPods 为第一款 TWS耳机，随后 TWS 耳机逐渐开始风靡。根据前瞻产业研 究院数据，2016-2018 年 TWS耳机出货量分别为 918 万/2000 万/4600 万副，每年 销量都几乎呈现翻番的趋势。

在突破了苹果的相关专利之后，其他厂商逐渐开始跟进，并于 2019 年开始爆发。 同时，苹果公司于 2019 年先后推出 AirPods 2 与 AirPods Pro，TWS耳机市场被 彻底引爆。2019 年全年 TWS 耳机销售量突破 1 亿副，相对于 2018 年依然呈现翻 番趋势。

我们认为，TWS 耳机销量翻番的趋势将于 2020 年继续延续，原因如下：

2018 年非苹果品牌 TWS 耳机出货量为仅 1000 万余副，而 2019 年这一数字 就达到了 5000 万，增速惊人。参考苹果手机推出后带动智能机的发展，以及 最终苹果手机在市场上的占有率看，非苹果品牌 TWS 耳机最终市占率将至少 超过一半，其销量远远尚未达到天花板。

近年来AirPods销量持续增加， 2018年3000万余副， 2019年近6000万余副， 目前尚未见到减速痕迹，虽 2020 年销量继续翻倍有些困难，但销量继续增加 仍是当前的趋势。

TWS 耳机市场的火爆也给 NOR Flash 市场带来可观的增量空间。由于采用双耳无 线蓝牙连接，多数耳机还兼顾入耳监测、语音助手等功能，已不是仅仅具备处理音 频的简单系统，因此系统对存储芯片的要求便逐渐增加。

苹果方面，目前 AirPods 采用 128M SPI NOR Flash。我们预计，若 2020 年 推出的新款 AirPods 具备心率检测等功能，对存储空间的要求将进一步增加， 有可能采用 256M 的 NOR Flash;

非苹果品牌方面，不同品牌采用不同的内存方案。如索尼降噪豆 WF-1000X 采 用华邦 128M NOR Flash，BOSE NC700 采用美光 128M NOR Flash，华为 Free Buds 3采用华邦64M NOR Flash，漫步者TWS5采用兆易创新64M NOR Flash。

综合各项数据，我们测算了 TWS 耳机为 NOR Flash 带来的市场空间增量，到 2021 年，NOR Flash 在 TWS 耳机领域的市场空间将达到 20 亿人民币。

2.2.3 大规模 OLED 应用助力 NOR Flash 市场

OLED 因其自发光、色彩细腻、亮度范围广等优点而被广为应用。OLED 分为 AMOLED 和 PMOLED，其区别在于 PMOLED 采用网格状电极驱动像素，以扫描 方式点亮阵列中的像素，AMOLED 采用 TFT(薄膜晶体管)进行驱动，像素可独立驱 动发光。AMOLED 由于其更薄、驱动电压低、像素独立驱动发光等优点而被广泛应 用，而其广泛的应用则为 NOR Flash 带来仅 1 亿美元的市场增量。

AMOLED 屏幕中不同的 TFT 常常存在诸如阈值电压、迁移率等电学参数的不均匀 性，会最终导致 AMOLED 显示器的电流和亮度的差异，如下左图所示，这一现象 称为 Mura 现象。为使显示效果稳定，需要采用补偿方式，目前广泛采用的补偿方 式外部补偿方式，即：获取画面显示效果后，根据 Mura 数据计算出 De-Mura 补偿 数据，并将 De-Mura 数据存储到 Flash 中，在画面显示的时候读取 De-Mura 数据 并进行补偿。如下右图所示，显示效果已得到大大的改善。

每个AMOLED屏幕都需要De-Mura，而补偿数据就存储在NOR Flash里，换言之， 每个 AMOLED 屏幕都要搭载一颗 NOR Flash。现在多数品牌的旗舰机都采用 AMOLED 作为屏幕，未来随着产品价格的下降，AMOLED 屏幕将进一步向低价格 的手机渗透。根据 CINNO Research，2019 年 AMOLED 智能机面板出货量为 4.6 亿片，而根据 Counterpoint，这一数字在 2020 年将上涨至 6 亿。此外，随着屏幕 分辨率的提高，De-Mura 补偿的数据也会随之增加，因此单块 AMOLED 屏幕所搭 载的 NOR Flash 的价值量也会随之增加。

我们根据以上数据进行测算，未来每年 AMOLED 屏幕搭载的 NOR Flash 的市场 空间在 1 亿美元左右。

2.2.4 TDDI 成为 NOR Flash 的回归的又一驱动力

TDDI 为 NOR Flash 在屏幕显示领域的另一重要增长点。TDDI 为触控与显示驱动 器集成，因其将触控芯片与显示芯片整合进单一芯片中而得名。TDDI 的概念最早 由新思科技提出，主要是为了减小原显示与触控芯片分立的系统架构中噪声较大的 问题。作为新一代显示触控技术，TDDI 的设计使其具备以下优势：

更好的触控性能，一体化系统架构减少了显示噪声；

相比于传统的触控与显示集成方案，TDDI 方案触控屏层数减少，厚度更小， 减少设备厚度，同时还增加了透光率，可以在同样显示亮度的情况下降低背光 的亮度，从而降低耗电量、延长电池使用寿命；

由于无需在显示面板侧边或顶端增加布线空间，从而使显示屏的边框更窄，为 当前全面屏的趋势提供技术支持；

传统的方案需要不同的企业提供不同的模组，再由其他企业将这些模组组装成 显示面板，而 TDDI 方案使用的模组数量下降，减少供应链的复杂程度。

受益于以上优势，TDDI 技术自 2015 年被提出之后，出货量迅速增加，2018 年出 货量超过 4 亿件，预计到 2022 年将达到 8.35 亿，4 年复合增长率接近 20%。

TDDI 将触控功能整合进入驱动 IC，但由于触控功能分位编码所需容量较大，无法 将其整合进入 TDDI 芯片内，需要外挂一颗 NOR Flash。TDDI 出货量的快速增长 也给 NOR Flash 的市场空间增添了新的动力。

经过测算,TDDI 的快速增长将为 NOR Flash 带来约 5 亿人民币的市场增量。虽此部 分市场空间较小，但由于提出 TDDI 的新思科技将已将其 TDDI 业务出售给清芯华 创，且国产面板厂已成为国际市场的中坚力量，我们认为国产 NOR Flash 产商在该 领域拥有地缘优势，和此产业链的合作将更加紧密，因此将在此领域拥有更高的市 占率。

2.2.5 通过 AEC-Q100 认证，新增百亿市场空间

随着汽车功能的日渐增多，车内电子系统的设计越来越复杂，开始支持 GUI(图形用 户界面)、语音识别、高级数据处理等功能。ADAS（高级辅助驾驶系统）、仪表盘 系统、HVAC(暖风、通风和空调系统)、信息娱乐系统等系统都将产生大量数据存储 需求，因此车载电子将成为存储芯片的重要的新兴增长点。

在车载应用领域，NOR Flash 的使用量将得到极大的扩展，因为与 NAND Flash 相 比，NOR Flash 具有以下优点：

在相对较小的存储需求下，NAND Flash 不具备性价比优势；

与上文所述其他领域相同，NOR Flash 具备芯片内执行的特点，可用来存储启 动代码；

NOR Flash 具有长期供货的能力，NAND Flash 一旦推出新产品，旧产品就会 很快被挤掉停产，而汽车厂商更倾向于选择可以数十年甚至更长时间内都可大 量出货的产品，以便于设备维修时替换。

我们将在下文简单介绍几种高端车载电子系统对 NOR Flash 的应用。

ADAS 系统主要涉及自动操作或调整、增强汽车系统以实现更安全、舒适的驾 驶体验。安全性功能包括通过提醒驾驶员以避免潜在的交通事故、在部分情况 下通过实施保护措施或接管控制车辆等来避免碰撞或降低碰撞损失，舒适性功 能包括自动照明、提供自适应巡航控制、自动刹车、保持车辆行驶车道等。 ADAS 系统包括布置在车辆周围的大量传感器、摄像头，以及实现各自功能的多个子 系统。

通常情况下，车辆为保证数据的完整性，需要慎重考虑车辆事故突然掉电的情 况下数据不丢失的问题，因此 NOR Flash 便成为不可或缺的存储芯片。上图所 示为一个包含摄像头、雷达等传感器的 ADAS 子系统结构，可以在图中看到，该系统包含两路互相冗余的 SoC，以及一颗专用的计算芯片，三颗芯片分别搭 载一颗 NOR Flash。

汽车仪表盘、信息娱乐系统的高清显示屏需要搭载一颗大容量的 NOR Flash 芯片。现随着车载电子系统的功能越来越强大，车上的屏幕越来越多、越来越 大、分辨率越来越高，最新的仪表盘系统还包括将驾驶信息投射在汽车挡风玻 璃上的平视显示器（HUD）。而这些显示系统一项很重要的指标就是启动速度， 需要在启动汽车后立刻在各个显示屏幕内显示各项信息，较长时间的等待会立 刻降低车内系统的体验感（参考手机、计算机的启动时间）。

即时启动(instant on)的最佳解决方案就是采用 NOR Flash，除启动代码之外、 系统数据之外，Flash 内部还存储着图像数据，系统启动后可迅速将数据显示 在屏幕上，减少系统反应时间。由于图像数据较大，所以应用在该类系统上的 NOR Flash 的容量较大，一般在 128M-1G 之间。

根据测算，汽车电子的 NOR Flash 未来市场空间将超过百亿人民币，是 NOR Flash 市场的重要组成部分。目前 Cypress 是汽车市场的领导者， 2018 年市占率为 68%， 但兆易创新已成功迈入汽车市场，已依据AEC-Q100标准认证了GD25全系列产品， 是目前唯一的全国产化车规闪存产品，有望在此快速发展的市场分到一席之位。

2.2.6 结论：数十年市场空间下行已成历史，新应用将要激发新增长

除上述主要应用之外，在其他细分领域也有较为广泛的应用，如 5G 基站等。经过 以上讨论我们认为，NOR Flash 已经告别过去数十年的市场空间下行历史，在新兴 应用的推动下，市场规模将重回增长。根据我们的测算，未来 NOR Flash 在新兴应 用的推动下，每年市场规模将保持 10%左右的增速。

2.3 国际大厂逐步退出，兆易创新市占率跃居第三

面对不断下滑的市场空间，NOR Flash 巨头美光和 Cypress 于 2017 年先后宣布未 来将逐步退出中低容量的消费品、PC 市场，转而专注于工业控制、车用等市场。 美光和 Cypress 的退出也给华邦、旺宏和兆易创新留下了发展空间，产能的减少也 改善了市场的供需关系。如下图所示，在 2019 年消费品领域需求上升的背景下， 华邦、旺宏以及兆易创新的季度 NOR Flash 销售额逐步增加，而 Cypress 与美光 的季度营收逐步降低。

从季度数据看，无论是绝对增长额还是增速，兆易创新均领先于华邦与旺宏，并先 后于 2019 年第二、第三季度分别超过 Cypress 与美光，市占率达到 18.2%，位列 第三名，与前两名的差距也越来越小。

我们认为，在 NOR Flash 市场空间逐步开始增大的情况下，美光由于专注大容量 NAND Flash 和 DRAM 的生产而不再关注消费领域的 NOR Flash 产品，Cypress 则致力专注于车载领域而并未计划重返消费品市场，国产厂商如兆易创新迎来了市 场空间增大和市场份额扩张的双重机遇，未来发展可期。

3.寡头垄断 DRAM 市场，本土企业有望破局

3.1 DRAM 简介：市场规模最大的存储器

DRAM 是动态随机存取存储器（Dynamic Random Access Memory）的缩写，主要 的作用原理是利用电容内存储电荷的多寡来代表一个二进制比特（bit）是 1 还是 0。 由于在现实中晶体管会有漏电电流的现象，因此对于 DRAM 来说，周期性地充电是 一个无可避免的要件。由于这种需要定时刷新的特性，因此被称为“动态（Dynamic） ” 存储器。DRAM 的特征是运算速度快，但掉电后数据会丢失，常应用于系统硬件的 运行内存。

不同于硬盘、优盘等外部设备，DRAM 用于计算机、手机的运行数据保存以及与 CPU 直接通讯。在计算机、服务器的应用领域，DRAM 以内存模组（俗称内存条） 的形式出现。如下图所示，内存模组由 DRAM 内存颗粒（即内存芯片）和内存接口 芯片以及配套的印制电路板组成，一个内存模组一般包括 8-16 颗内存颗粒。

在手机等移动设备领域，DRAM 直接以一颗芯片的形安装在主板上。

DRAM 按照产品分类分为 DDR/LPDDR/GDDR 和传统型（Legacy/SDR）DRAM， 其特点分别如下：

DDR是Double Data Rate SDRAM的缩写，即双倍速率同步动态随机存储器， 主要应用在个人计算机、服务器上。现主流的 DDR 标准是 DDR4，但 DDR5 已经发布，预计未来渗透率会越来越高 LPDDR 即 Low Power DDR，又称为 mDDR（Mobile DDR），主要应用于移动 端电子产品；

GDDR 指的是 Graphics DDR，主要应用于图像处理领域；

相对于 DDR 的双倍速率（在时钟上升沿和下降沿都可以读取数据），传统的 DRAM 只在时钟上升沿读取数据，速度相对慢。应用领域相对较窄，是利基型 的 DRAM。

DDR/LPDDR 为 DRAM 的应用最广的类型，因此 DRAM 主要应用于计算机、服务 器和移动设备上，根据 Yole 数据统计，两者合计占 DRAM 应用比例约为 90%。

DRAM 是存储器市场规模最大的芯片，2018 年 DRAM 市场规模已超过 1000 亿美 元，2019 年由于价格大幅下降以及服务器、手机等下游均出现同比下滑，市场空间 出现下降，根据 Trend Force 数据统计，2019 年 DRAM 市场空间约 621 亿美元。

DRAM 由于其价格波动幅度较大，而价格又在较大程度上依赖于供求关系，因此其 市场空间难以直接预测。但 DRAM 的需求量的发展则相对更容易理解，伴随着服 务器需求增长、移动设备内存增大，DRAM 未来的需求量将保持持续增长的态势。

3.1.1 服务器 2019 年短期低迷，2020 年将重拾增势

经过多年的高速增长后，受云服务商采购下滑、宏观经济不确定性等因素影响，服 务器出货量在 2018 年 3 季度创出新高后便持续下滑， 2019 年服务器出货量出现 全年同比下降的现象。但多项数据表明，2020 年服务器市场有望恢复增长态势。

从短期数据看：

Intel 的数据中心（DCG）部门主要面对服务器市场，作为服务器的重要上游材 料，其产品销售数据可直接反应下游服务器制造商未来的出货量情况。通过数 据可以看出，Intel DCG 业务营收同比增速自 2018 年 3 季度开始下滑，2019 年 3 季度恢复正增长，并创出历史新高，2019 年 4 季度营收继续上升，且同 比增速已达到 20%。，预示着服务器市场亦将迎来新增长。

其他服务器上游，如控制芯片厂商信骅、硬盘厂商西部数据等公司公开数据也 已表明未来服务器出货量将要回暖。

长期看，在未来增量需求及替代需求驱动下，服务器出货量仍将长期保持增长态势。

增量需求：5G 时代云计算将加速普及，边缘计算、物联网等新增应用将会带 来巨量的数据流量，井喷的数据流量需要更强算力的服务器支持，运营商、云 服务厂商将进入大量建设数据中心的阶段，服务器需求将持续增长；

替代需求：由于产品老化、性能升级等原因，服务器更换周期一般为 3-5 年， 2017、2018 年采购的大量服务器将于未来几年进行更换，带动服务器需求。

根据 DIGITIMES Research，未来全球服务器出货量的复合增长率为 6.5%。服务器 作为 DRAM 下游需求的重要领域，将成为 DRAM 未来增长的持续动力。

3.1.2 手机：出货量有望回升，运行内存变大亦成趋势

以手机为代表的移动设备是 DRAM 应用的另一大下游领域。我们认为，手机出货量 2020 年将出现反弹，叠加手机运行内存变大的趋势，DRAM 在手机等移动设备上 的需求量未来将继续增长。

手机出货量将重回增势：

从数据看，根据 counterpoint 数据，2017-2019 年的手机出货量分别为 15.6 亿、 15 亿、14.9 亿。手机出货量在 2017 年创出新高后在 2018 年与 2019 年分别下降 4%与 1%。出货量在 2019 年下滑速度已经减缓，有望在 2020 年走出反弹趋势； 从市场看， 2020 年将迎来两波驱动因素带来的换机潮：

2017 年手机出货量最高，到 2020 年已经三年，多数手机的使用周期都为 2-3 年，到 2020 年将迎来“新旧换机潮”；

2020 年是 5G 正式起量的第一年，同时 2020 年将迎来 4G 到 5G 的“升 G 换 机潮” 。

我们认为，两波换机潮的叠加将导致 2020 年智能手机销量的回升，即使 2020 年疫 情将影响供给能力与需求量，但这只会推迟需求而不会减少需求，下半年疫情结束 后销量将重回增势。

单部手机的内存变大已成趋势：

手机运行大小和运行速度没有直接的关系，但内存越大同时运行的程序更多、可运 行更大的程序，当正运行程序的数据量接近运行内存大小时，内存大小将直接影响 手机的运行速度。目前，手机软件的大小正伴随着功能的增加而逐渐变大，手机运 行内存逐渐增大也已成为趋势。

由于苹果和安卓系统运行机制不一样，其运行内存的大小也不存在可比性。但我们 可以在以上两图中不同时间推出的手机内存大小对比可以看出，手机内存越来越大 已经成为趋势。

经过我们分析DRAM下游最重要的应用领域可以看出，服务器出货量将持续攀升， 手机出货量也将增加，叠加单台设备使用的内存变大，DRAM 未来的需求量仍将保 持增长态势。

3.2 DRAM 市场竞争激烈，三大巨头垄断 95%

自美国 Advanced Memory 推出首款 1K DRAM 至今已超过 50 年，累积创造了超过 1 万亿美元的产值。DRAM 市场格局变化风起云涌，从 1980 年代的百家齐放，到 2000 年的战国纷争，再到现在的寡头垄断格局，全球 DRAM 市场的玩家在不断变 化。为帮助投资者理解当前的格局，我们将 DRAM 的发展历史简单整理如下：

1969 年美国公司 Advanced Memory 正式推出首款商业化 1K DRAM；

1970 年英特尔和 TI 是市场上的主要玩家；

从 TI 离职的工程师创建了 Mostek，在 1970 年代后期，Mostek 一度占据全球 DRAM 市场 85%的份额；

1978 年 Mostek 的 4 名离职员工创建美光，从 1981 年开始投产 64K DRAM;

为攻破美国技术壁垒，1976 年日本日立、三菱、富士通、东芝和 NEC 五大公 司联合研究机构联合研发 DRAM，投资 720 亿日元。1980 年宣告研发成功， 保证了 DRAM 量产良率达到 80%，远超美国的 50%，奠定了日本在 DRAM 市 场的霸主地位。

日本乘胜追击挑起价格战，降价幅度一度高达 90%，到 1986 年时，日本厂商 在世界 DRAM 市场市占率高达 80%。美国企业压力巨大，因特尔 1985 年宣布 退出 DRAM 市场，TI 在 1998 年将存储业务卖给美光。

但是日本经济在1990年初到达巅峰后开始进入漫长的下行期，逐渐开始衰落， 1999 年 NEC 和日立合并了他们的 DRAM 业务，成立了尔必达存储器；富士 通退出了 DRAM 业务；2001 年东芝将 DRAM 业务卖给了美光；2003 年尔必 达吸收了三菱的 DRAM 业务；2012 年尔必达破产后被美光收购。

韩国存储企业的发展也采用了日本的模式，1986 年三星、LG、现代和韩国的 六所大学联合攻关 DRAM 核心技术。1992 年三星超越了日本的 NEC，首次成 为世界第一大 DRAM 内存制造商，在其后至今的 28 年里一直保持世界第一的 位置。

1999 年韩国现代半导体和 LG 半导体合并，2001 年更名为海力士，在金融危 机时海力士陷入破产边缘，在 SK 的支持下度过难关，并于 2012 年更名为 SK 海力士。

西门子的 DRAM 技术来自于和美国的 IBM、摩托罗拉的合作，1999 年将其半 导体部门分拆成立英飞凌，2006 年英飞凌将存储业务分拆成立奇梦达 （Qimonda），但奇梦达未能成功渡过经济危机，已于 2009 年破产。

目前，DRAM 芯片的市场格局是由三星、SK 海力士和美光统治，三大巨头市场占 有率合计已超过 95%，而三星一家公司市占率就已经逼近 50%。寡头垄断的格局使 得中国企业对 DRAM 芯片议价能力很低，也使得 DRAM 芯片成为我国受外部制约 最严重的基础产品之一。

与世界先进的 DRAM 企业相比，中国的企业则相对落后。1980 年代中科院半导体 曾成功研制 DRAM，但后来并未得到大规模商用；虽 1990 年代的成立的首钢 NEC 和华虹 NEC 均曾量产 DRAM，但后来均因市场环境恶化退出 DRAM 产业；中芯国 际虽曾为奇梦达、尔必达代工 DRAM，但后来也退出了 DRAM 领域。本土公司在 DRAM 领域一直未站稳脚跟，但现在也涌现出了一些公司，有望帮助国产 DRAM 走向世界。

福建晋华：台湾联电合作建设 DRAM 项目。该项目已于 2018 年 4 季度试产， 有望在 2019 年量产，成为国内第一家 DRAM 厂商。然而在中美贸易摩擦的背 景下，美光指控晋华窃取其知识产权，在美国禁令的压力下，联电不得不中断 与晋华的合作，晋华也因此至今停摆无复工希望。

合肥长鑫：2017 年，兆易创新与合肥产投签署协议，预算 180 亿在合肥开展 19nm 12 英寸 DRAM 项目，约定公司未来收购合肥产投在该项目中的权益。 合肥长鑫采取与奇梦达合作的路线获取 DRAM 技术，获取奇梦达的技术也让合 肥长鑫避免了福建晋华的悲剧。

紫光集团：奇梦达破产时，其于西安的设计公司被浪潮集团收购，成立了西安 华芯。2015 年西安华芯被紫光国微收购，因此紫光便拥有了 DRAM 的技术， 现紫光国微。2019 年 9 月紫光集团与重庆市政府签订协议，计划在重庆建设 DRAM 内存芯片工厂，预计 2021 年正式量产。

除以上厂商之外，DRAM 国内的设计企业还有存储 IC 设计公司矽成（ISSI） 和兆易创新。矽成原为美国企业，2015 年被武岳峰创投收购，现被北京君正收 购，产品以中低密度 DRAM、EEPROM、SRAM 为主；兆易创新于 2019 年 10 月宣布募投资金开展消费型和移动型 DRAM 产品的研发，计划 2020 年流 片成功，并在 2021 年完成客户验证后开始量产。

纵观历年来国内外 DRAM 的发展格局，可以看出 DRAM 具有较高的技术门槛，在巨头厂商的成本与价格优势下，新入厂商的竞争格局较为激烈。国产 DRAM 虽获取 了国外的技术，但仍处于技术与产能的劣势状态下。当前局面较为乐观的因素在于， 国产存储已成为国内半导体行业较为主要的诉求之一，国内资本和政策都有较大的 支持力度。在当前良好的支持因素下，国内 DRAM 厂商有望像 1980 年代的日本和 1990 年代的韩国，逐步在市场中打拼出一片属于自己的份额。

3.3 DRAM 发展展望：制程工艺逐步推进，供需不平迎涨价周期

DRAM 的技术发展路径本质未发生变化，仍然是以微缩制程来提高存储密度。但存 储的制程工艺进入 20nm 之后，制造难度就越来越高，内存芯片厂商对工艺的定义 已不是具体的线宽，而是在具体制程范围内提升两代或者三代技术来提高存储密度。 具体来讲，2X/2Y/2Z 是指 20nm 级别第一代、第二代、第三代技术,1X/1Y/1Z 是指 10nm 级别第一代、第二代、第三代技术，未来还有 1α/1β/1γ。具体将 1X/1Y/1Z 与半导体传统制程工艺进行对应，1Xnm 工艺相当于 16-19nm 级别、1Ynm 相当于 14-16nm，1Znm 工艺相当于 12-14nm 级别。

目前市场上 DRAM 的应用较为广泛的制程是 2Xnm 和 1Xnm，三星、美光、海力士 等巨头厂商均已开发出 1Znm 制程的 DRAM。国产 DRAM 厂商合肥长鑫现已量产 的 DRAM 为 19nm 制程，预计 2021 年可投产 17nm DRAM，均为 1Xnm，技术与 国际先进的厂商还有较大的差距，国产厂商的成长之路还较为漫长。

像所有存储器一样，DRAM 价格变化呈现周期趋势。如下所示，DRAM 价格在 2013 年初到 2016 年中经历了一波价格下跌之后开始一波上扬，在 2017 年底到达高点， 然后又连续跌了 2 年，到 2019 年底触底。回顾上一波价格的上涨与下跌，其行情 的变化主要来自于供需失配：

2017 年，供给端，DRAM 厂家同年将部分产能转移至 3D NAND，并无扩产计 划；需求端，2017 年无论是手机还是服务器销量均跨上历史高点，下游需求旺盛。供需失配的结果就是 DRAM 颗粒缺货严重，全年价格一直处于上升趋势。

从 2018 年开始，需求端手机销量开始下滑，服务器销量增速也开始下降，供 给端则由于三大厂商开始逐步扩产而增加供给。在新一轮的供需失配情况下， 高昂的价格更加抑制了下游的需求，因此价格便一路下滑。

为平衡市场供需，减少存货，供给端三星、美光和海力士纷纷决定放缓新厂的增产 脚步， 价格于 2019 年底企稳。需求端，2019 年下半年开始，服务器销量开始增 加，DRAM 的需求开始抬升。供需趋于平衡的状态中，在三星工厂停电等驱动因素 下，价格开始企稳回升。

我们认为，当前的供需状况有利于国内 DRAM 企业的发展：

韩国企业 DRAM 销售额约占全球的 75%，当前疫情在韩国发展的速度超过预 期，若未来三星或 SK 海力士因为疫情停产或降低产能，则当前较为紧张的 DRAM 供应会更加短缺；

2020 年服务器销量增加，导致 DRAM 需求进一步增加。未来 DRAM 价格上扬 有可能会超出部分人预期，而价格上涨、供给不足的预期会导致下游厂商加紧 备货，进一步推升 DRAM 价格；

相对于过去两年持续下跌的价格，2020 年 DRAM 价格回升企稳有利于国内企 业的竞争。尤其是合肥长鑫，处于刚开始量产正逐步放量的阶段，价格上扬可 保证公司价格的稳定。

4.NAND Flash 巨头领先市场，国产厂商开始崛起

4.1 NAND Flash 是大容量存储的首选方案

NAND Flash存储器是Flash存储器的一种，存读取原理已于第2章在和NOR Flash 进行对比时进行介绍，此处不过多赘述。NAND Flash 具有容量大，改写速度快等 特点，为固态大容量内存的实现提供了廉价有效的解决方案。

从应用形态上看，NAND Flash 的具体产品包括 USB（U 盘）、闪存卡、SSD（固 态硬盘），以及嵌入式存储（eMMC、eMCP、UFS）等。USB 属于常见的移动存 储设备，闪存卡则用于常见电子设备的外设存储，如相机、行车记录仪、玩具等。

SSD 即常见的固态硬盘，一般应用于个人计算机、服务器等领域。SSD 作为新兴 的大容量存储设备，具有磁盘（传统 HDD 硬盘）所不具备的优点，前些年由于 SSD 高昂的价格，只攻占了磁盘的少部分领域。由于近年 SSD 价格下降，以及数据中 心的迅速扩张，数据存储的需求也在不断上升，因此由 SSD 驱动的 NAND Flash 的需求增速也较为迅速。

嵌入式存储是 NAND Flash 应用的另一大领域。其特征是将 NAND Flash 存储芯片 与控制芯片封装在一起，控制芯片采用特定的通讯协议，可提升存储数据通讯的速 度与稳定性。

嵌入式存储主要应用于手机、平板电脑、游戏机、车载电子等新兴领域，如下左图 可见，该手机主板采用的是 eMMC。与计算机相同，手机同样需要处理器、DRAM 和 NAND Flash，区别在于其产品的最终形态不同，计算机内部的形态为 CPU+内 存条+硬盘，而手机则采用 eMMC 或 eMCP 两种形式：“处理器+eMCP”或“集成 了 LPDDR 的处理器+eMMC” 。

eMMC 存储芯片内部主要包括主控芯片和 NAND Flash； eMCP 则是在 eMMC 的基 础上增加了 LPDDR（DRAM 的一种）；UFS 内部结构与 eMMC 相似，均为主控芯 片加 NAND Flash，区别在于其通信协议的不同，应用领域也以手机等设备为主。

从下游具体的产品看，目前 NAND Flash 主要是应用在手机和 SSD 上，其占比分 别为 48%和 43%，因此该两类产品的出货量则会直接影响 NAND Flash 的需求。

NAND Flash 是市场规模仅次于 DRAM 的存储芯片，2019 年市场规模为 460 亿美 元。

与 DRAM 相同，NAND Flash 的市场空间很大程度上依赖于其价格，但是价格则 依赖于市场的供需关系，因此直接预测其市场规模的趋势较难实现。但NAND Flash 本身的需求量上升的逻辑则较为清晰：

一方面，手机、SSD 作为 NAND Flash 的主要下游领域，未来将处于持续上升 的趋势，此部分已在 DRAM 章节进行探讨，此处不进行过多赘述；

另一方面，NAND Flash 作为大容量数据存储的首选设备，需求量主要依赖于 数据量的大小，IDC 预测，全球数据圈（以数据圈代表每年被创建、采集或是 复制的数据集合）将从 2018 年的 32ZB 增长至 2025 年的 175ZB，增幅将超 过 5 倍。因此，NAND Flash 未来需求的发展趋势可在此窥探一二。

4.2 竞争格局：国际厂商领先全球，本土存储奋起直追

NAND Flash 的产业链分为 NAND Flash 原厂颗粒、主控芯片设计、封装工厂与品 牌销售。各产业链环节中，封装企业与半导体封测企业有较大的重合，如日月光、 长电、华天、通富微电等，我国在半导体封测领域处于国际上的第一梯队，因此在 NAND Flash 存储的封装领域表现也较为优异。

NAND Flash 颗粒原厂中，主要的厂家为三星、铠侠、西数、美光等。与 DRAM 市场格局一样，三星同样处于领先地位，市占率为 34%，但 NAND Flash 市场集中 度稍微低于 DRAM 市场。铠侠与西数的合资工厂产能共用，若将其收入合并计算， 其市占率与三星伯仲相当。国产厂商长江存储处于起步状态，正在市场与技术上奋 起直追。

NAND Flash 颗粒原厂基本都有自己的品牌销售，其中国产厂商长江存储是紫光集 团的子公司，紫光集团另一子公司紫光存储负责产品的销售，主要包括 SSD 产品。

主控芯片方面，同样以三星为代表的国外厂商处于领先地位。但在该领域中，部分 国产厂商也有产品销售，如：

国科微、联芸科技、忆芯科技均有 SSD 控制芯片产品；

衡宇芯的产品有 SSD 控制芯片、eMMC 控制芯片以及闪存卡的控制器等；

深康佳公告公司已于 2019 年 12 月量产 eMMC 控制芯片，并出货 10 万颗，预 计 2020 年全年出货量达到 1 亿颗。

4.3 发展展望：3D 堆叠技术成主流方向，价格景气厂家纷纷扩产

根据每个存储单元存储的数据数量， NAND Flash 可以分为 SLC、MLC、 TLC、 QLC。 SLC（Single-Level Cell）为每个存储单元存储的数据只有 1 位，即只有 0/1 两种状 态，而 MLC（Multi-Level Cell）、 TLC（Triple-Level Cell）、 QLC（Quad-Level Cell） 每个存储单元能存储的数据分别为 2 位、3 位与 4 位，可以有 4 种、8 种与 16 种状 态，存储空间迅速增加。

四种类型的 NAND Flash 性能各有不同，SLC 的缺点在于由于其存储单元存储的数 据少，其单位容量的成本相对于其他类型 NAND Flash 成本更高，但其优点在于数 据保留时间更长、读写次数更多、读取速度更快等。目前 NAND Flash 的主流应用 为 SSD 等大容量存储领域，使用 MLC、TLC 2D NAND 或 3D NAND 等。

制程方面，同 DRAM 一样，NAND Flash 同样采取 1X nm/1Y nm/1Z nm 进行工艺 技术的度量。不同之处在于，由于物理结构上 NAND 不需要制作电容器，自 2015 年制程推进遇到障碍时，制程工艺相对简单的 3D 堆叠技术成为新的发展方向。根 据 Yole，全球 3D NAND Flash 的产量已于 2017 年 4 季度超过 2D。目前 3D 技术 正在稳步推进中，未来的发展方向就是层数的继续堆叠。

目前市场上的主流 3D NAND 产品为 64 层，但国际领先的厂商目前都已拥有 100 层以上的技术。2019 年 8 月三星电子宣布实现第六代超过 100 层的 3D NAND 闪 存量产；随后不久，美光也宣布流片 128 层的 3D NAND，并有望于 2020 年实现 商用化；SK 海力士也于 6 月宣布已经量产 128 层 NAND。

国产厂商长江存储于 2019 年 9 月量产 64 层 NAND Flash，并计划直接跳过 96 层 研发 128 层技术，与国外先进厂商的技术差距正在不断缩小。

NAND Flash 作为存储器的一种，其价格也呈现一定的周期性。与 DRAM 价格周期 一致，自 2018 年初至 2019 年，NAND Flash 价格处于降价周期。经过接近两年的 降价，NAND Flash 价格处于较为便宜的状态，下游的需求因此慢慢扩大，现在数 据中心的快速发展快速拉动 NAND Flash 需求，因此目前价格处于上涨的趋势中。

主要的 NAND Flash 厂商会在价格周期中，针对需求的变化而调整产能。在上一轮 降价周期中，各厂商纷纷暂缓了扩产计划，在当前价格上升的周期中，各厂家又重 启投资计划。据不完全统计，2020 年 NAND Flash 的扩产计划包括：

三星公司在西安二期一阶段的新工厂，投资规模为 9.5 万亿韩元，投产后的规 模为 6.5 万片/月

铠侠和西数在岩首县北上市投资 70 亿日元，计划 2020 年上半年开始生产 3D NAND；

铠侠计划于 2020 年底在四日市工厂内建设 Fab 7 工厂，用于投资最新的 3D NAND，计划 2022 年投产。

我们认为，由于三星和铠侠、西数的竞争仍较为激烈，技术与产能并无明显的优劣， 在各大厂商迅速扩产的背景下，NAND Flash 价格的景气周期可能比 DRAM 更早结 束，进入 2021 年后价格将重新进入下行轨道。

5.国内重点公司介绍（参见报告原文）

5.1 紫光集团

5.2 澜起科技

5.3 兆易创新

5.4 北京君正

5.5 聚辰股份

……

6．投资建议

由于供需错配，半导体存储产品价格经过过去两年的下跌，目前已迎来上涨周期， NOR/NAND Flash/DRAM 全面涨价，涨价趋势有望贯穿 2020 年全年。半导体存储 有较大部分产能都在韩国，目前韩国疫情逐步加重，若韩国企业因而减产、停产， 则会进一步推高存储器价格。国内相关企业在价格上涨的环境下一方面能提高盈利 能力，另一方面竞争环境则会相对宽松，有利于国内企业的继续发展。建议关注国 内相关上市企业：澜起科技、兆易创新、北京君正、聚辰股份。

……

（报告来源：国元证券）

如需报告原文档请登录【未来智库】。

新闻来源：百家号，文中所述为作者独立观点，不代表icspec立场。更多精彩资讯请下载icspec App。如对本稿件有异议，请联系微信客服specltkj。