半导体存储行业专题：短期有望见底，中长期看好国产化

（报告出品方：平安证券）

一、 半导体存储：数字经济的底盘，集成电路第二大市场

1.1 历经半个世纪发展演进，半导体存储成为主流技术

在 5G、AIOT、云计算等新兴战略产业的快速发展带动下，信息数据呈现爆发式增长，数据规模从原来的 GB、TB、PB 上 升到 EB、ZB 级，存储器作为信息数据的存储媒介，在国家大力发展数字经济的背景下，其重要性不言而喻，半导体存储作 为当前主流存储技术，在经历了半个世纪的发展后，形成了以 DRAM 和 NAND 为主的产品构成格局。1966 年 IBM 发明的 DRAM 标志着半导体存储时代的开启，在行业发展的早期，市场主要以 DRAM 产品为主，当时单颗芯 片容量仅为 1Kb，现在已扩容至 16GB 以上，DRAM 存储技术已发展超过半个世纪，技术创新主要以制程推进为主。另一 方面，1980 年代初入市场的 NAND Flash 只有 4Mb 容量，发展至今单芯片可达 1.33Tb，Flash 存储技术已发展 40 余年， 由 2D NAND 向 3D NAND 技术路径演进。

半导体存储也称为存储芯片，根据数据存储原理的不同，半导体存储器可以分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。RAM 是与 CPU 直接交换数据的内部存储器，可随时进行数据读写且速度较快，断电后保存数据会丢失，是易失性存储器， 通常用作操作系统或者其他运行中程序的临时数据存储介质；ROM 是一种只能读取事先所存数据的存储器，断电后也能保 存数据，是非易失性存储器，常用于存储各种固定程序和数据。

RAM 可进一步细分为静态随机存储器（SRAM）和动态随机存储器（DRAM）。相较于 DRAM，SRAM 读写速度非 常快，但价格较高，通常用作计算机中的高速缓冲存储器，即 CPU、GPU 中内部 L1/L2 缓存或外部 L2 高速缓存，容 量只有几十 Kb 至几十 Mb。DRAM 常用于计算机中的主存储器，由于结构简单成本相对较低，且容量可达 16GB，作 为系统内存具有很高的性价比优势。

ROM 根据内容写入方式可分为 PROM、EPROM、OTPROM、EEPROM 和 Flash 等。Flash 又称闪存，是现阶段主 流存储器，拥有电子可擦除可编程的特点，在断电的环境下也能保证数据的保存完整性，成本低且密度大，广泛应用 于嵌入式系统中。Flash 又可进一步划分为 NAND Flash 和 NOR Flash，NAND Flash 是市场主流 Flash 存储产品，写 入和擦除的速度快，存储容量大，是高数据存储密度的理想解决方案；相较于 NAND Flash，NOR Flash 可以直接在 Flash 闪存内运行应用程序，容量较小，读取速度快，主要应用于功能手机、TWS 等小容量代码存储。

半导体存储产业链与逻辑芯片行业略有不同。由于半导体存储的布图设计与晶圆制造的技术结合更为紧密，半导体存储头部 晶圆厂主要采用 IDM 模式经营，同时，半导体存储器的核心功能在于数据存储，所有信息数据均保存在存储晶圆中，存储 晶圆标准化程度高，在晶圆完成制造后，后续仍需大量应用技术以实现从标准化存储晶圆到具体产品的转化。

1.2 存储市场空间广阔，海外厂商高度垄断

半导体存储是集成电路产业占比第二大的核心细分行业。存储芯片作为现代信息产业应用最为广泛的电子器件之一，在 5G、 云计算以及 AI 等新兴产业快速发展背景下，其重要程度与日俱增，具备广阔的市场空间，根据 WSTS 数据，2022 年全球 集成电路市场总规模约为 4799.9 亿美元，其中，存储芯片市场规模约为 1344.1 亿美元，占比 28%位居第二，仅次于逻辑 芯片。

DRAM 和 NAND Flash 共同主导半导体存储市场。根据Yole 数据，以市场规模作为统计口径，2022 年全球半导体存储市 场中 DRAM 占比达 56%，NAND Flash 占比达 41%，是整个存储市场中最重要的两个细分品类，NOR Flash 则以 2%的市 场占比位居第三位。同时，根据 TrendForce 统计数据，2022 年全球 DRAM 市场规模达 801 亿美元，同比-16%，预计 2023 年将同比下降 40%至 482 亿美元；NAND Flash 方面，2022 年全球市场规模达 600 亿美元，同比-12%，预计 2023 年将同 比下降 23%至 464 亿美元。

手机、服务器和 PC是存储出货的主要驱动力。DRAM 方面，在 5G、云计算、AI 的带动下，服务器 DRAM 占比逐年提高， 预计将于 2023 年反超手机成为 DRAM 第一大应用终端。与此同时，主要应用在服务器端的 eSSD 对存储的需求也同样呈 现持续增长趋势，预计 2023 年将成为 NAND Flash 市场仅次于手机的第二大需求终端。

海外厂商高度垄断，竞争格局趋于稳定。在经历了一系列并购整合之后，当前全球半导体存储市场形成以三星为代表的韩国 厂商为主，欧美地区厂商为辅的整体竞争格局。其中，DRAM 市场集中度更高，主要被三星、SK 海力士以及美光三家海外 厂商所垄断，CR3 高达 95%；NAND Flash 方面，三星依旧处于领先位置，铠侠、西部数据、SK 海力士和美光四者的市场 份额相差不大，CR5 达 90%。

存储内需庞大但自给率低，国产厂商正逐步崛起。近些年，在国家产业政策以及国家大基金的资本扶持下，以长江存储、长 鑫存储、兆易创新等为代表的国产存储厂商逐步崛起，实现了从 0 到 1 的突破。其中，长江存储重点在 NAND Flash 领域发 力，于 2017 年成功研制出国内第一颗 3D NAND 闪存芯片，并在 2020 年成功研发 128 层 3D NAND 闪存产品；长鑫存储 则重点攻克 DRAM，于 2019 年实现 8Gb DDR4 投产，目前已在合肥、北京完成 12 英寸晶圆厂建厂并投产；2022 年兆易 创新在 NOR Flash 市场市占率已排至全球第三、中国大陆第一。

1.3 供需情况持续改善，存储周期有望见底

存储与集成电路整体周期呈现强关联关系。存储芯片具备大宗商品特性，其价格受市场供需情况波动，且存储属于标准化产 品，产品可替代性强，加上当前整个存储行业已形成垄断格局，头部厂商在产能和定价方面调整步调相对一致，因此存储行 业弹性更大，在 2017 年半导体上行周期中，存储芯片同比增速突破 60%，大幅领先其他细分领域，而 2019 年半导体周期 向下时，存储芯片同比跌幅同样明显大于其他细分领域。

存储芯片周期性强于其他半导体细分行业，且往往遵循 3-4年一个周期循环，回顾近十年，存储芯片主要经历了三轮周期。1）第一轮周期（2012-2015 年）：此轮的周期上行主要受智能手机需求爆发所影响，当时手机行业处于功能机向智能机转 换阶段，智能机的渗透加速带动了手机整体的出货增长，同时也带动了存储芯片需求的提升；而此轮的周期下行主要因为各 大头部厂商的新增产能逐步落地，市场供大于求导致价格下跌。2）第二轮周期（2016-2019 年）：此轮周期上行一方面由于头部厂商将产能转移至 3D NAND，导致 DRAM 供应不足出现 提价，另一方面，安卓手机厂商为提升产品竞争力逐步提升内存和存储空间；后由于 PC、服务器等下游需求疲软，市场整 体再次呈现供过于求的情形，存储芯片再次步入下行周期。3）第三轮周期（2020年-至今）：本轮存储周期始于 2020 年，在疫情背景下，居家活动时长的增加带动了PC 和服务器的 需求提升，相应促进了存储需求的增长，并在 2021 年到达本轮周期的顶峰，后续由于地缘政治冲突、疫情持续反复以及部 分下游需求疲软，导致存储芯片价格开始下行。结合存储芯片周期性规律，考虑到当前头部厂商已经开始进行产能控制以及 资本支出调整，市场供需平衡迎来改善，加上 AI 和汽车领域带来的市场增量需求，我们预计本轮存储周期有望于 23H2 期 间触底。

由于存储行业的竞争格局集中度高，因此头部厂商的业绩变化与整个行业周期同样存在较强的关联性。受存储行业周期下行 影响，各大存储芯片厂商的业绩均受到较大冲击，三星、海力士和美光在净利润端均录得不同程度的亏损。从美光 FY23Q3 财报来看，截至 23 年 6 月 1 日尽管美光依旧亏损 19 亿美元，但是较上一季度亏损有所收窄，营业利润率也出现改善迹象， 其 FY23Q4 业绩指引预计公司业绩将逐步修复；另外，在 AI 服务器需求高增长情况下，FY23Q2 海力士营收环比+44%，其毛利率和营业利润率均出现环比改善趋势。整体来看，各大存储芯片厂商正通过减产、优化组织结构等一系列手段来缓解 业绩压力，我们认为当前存储行业下行周期已接近尾声，供应端的边际改善有望率先成为当前修复行业景气的关键因素。

当前存储处于下行周期，头部厂商纷纷缩减资本开支。由于存储产品具备标准化程度高、同类产品可替代性强等特征，因此 产能提升成为各大厂商抢占市场份额的重要手段，存储厂商的资本支出占总营收约 30%-50%，属于重资产行业。从存储龙 头的历史资本开支情况来看，在行业上行时期头部厂商往往会加大资本开支来提升产能，待新增产能落地后又会出现供过于 求的情形，导致存储价格下探并进入下行周期，头部厂商则通过缩减资本开支以及产能等手段来改善市场供需情况。为了应 对当前存储行业的下行周期，头部厂商纷纷缩减 2023 年资本开支，除三星未出现明显下调之外，海力士和美光均大幅缩减 DRAM 和 NAND Flash 的资本开支，缩减幅度在30%-50%之间。

头部存储厂商的库存水位对判断存储周期变化具有重要意义。从存货同比增速来看，海力士和美光在 22H2 已经见顶，在采 取积极减产措施后，两家头部企业的存货增速开始下探。另外，在美光 23Q3 业绩说明会上，公司表示减产措施对公司的库存去化带来了积极影响，其客户端的库存水位正在逐步改善，PC 和智能手机领域大多数客户的库存已接近正常水平，数据 中心的客户库存也在持续去化，有望在年底恢复至健康水平。

存储厂商陆续减产，均价跌幅逐步收窄。自 22Q2 开始存储产品价格一路下探，甚至部分存储产品在 23H1 已跌破现金成本 价，为了应对行业周期下行，头部存储供应商陆续开启产能管控，一贯不减产的三星也加入到控产队列，加上下半年季节性 需求支撑，存储产业链供需情况逐步改善，尽管供应商全年库存仍未恢复至健康水平，但整体来看 DRAM 和 NAND Flash 产品均价跌幅已呈现逐渐收敛态势，根据 TrendForce 数据，预计 2023 年第三季度 DRAM 均价跌幅将环比收缩至 0-5%区 间，而 NAND Flash 均价跌幅环比收缩至 3-8%区间。

二、 DRAM 和 NAND 主导市场，NOR Flash 聚焦利基领域

2.1 DRAM：技术演进以制程推进为主，头部厂商向 10nm 制程逼近

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议）

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