第一章 行業(yè)概況
存儲(chǔ)器(Memory)是現(xiàn)代信息技術(shù)中用于保存信息的記憶設(shè)備。在計(jì)算機(jī)的運(yùn)算過程中,輸入的原始數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)程序、中間運(yùn)行結(jié)果和最終運(yùn)行結(jié)果都會(huì)保存在存儲(chǔ)器里, 可以說存儲(chǔ)器是現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展的核心部件之一。
存儲(chǔ)器的種類繁多,若按照存儲(chǔ)器的讀寫功能來分類,我們可以將半導(dǎo)體存儲(chǔ)器分為只讀存儲(chǔ)器(ROM)和隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器(RAM);若按照信息保存的角度來分類,我們可以將存儲(chǔ)器可分成易失性存儲(chǔ)器和非易失性存儲(chǔ)器,前者在斷電后將丟失數(shù)據(jù),而后者在斷電后仍可保持?jǐn)?shù)據(jù)。
圖 存儲(chǔ)器的基本分類
資料來源:資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 長江證券研究所
存儲(chǔ)器芯片領(lǐng)域,主要分為兩類:易失性和非易失性。易失性:斷電以后,存儲(chǔ)器內(nèi)的 信息就流失了,例如 DRAM,電腦中的內(nèi)存條。非易失性:斷電以后,存儲(chǔ)器內(nèi)的信息 仍然存在,主要是閃存(Nand FLASH 和 NOR FLASH),NOR 主要應(yīng)用于代碼存儲(chǔ) 介質(zhì)中,而 NAND 則用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。
在整個(gè)存儲(chǔ)器芯片里面,主要有的三種產(chǎn)品是:DRAM、NOR FLASH 和 Nand FLASH。在存儲(chǔ)器細(xì)分市場,光存儲(chǔ)和磁存儲(chǔ)逐漸往企業(yè)級(jí)市場方向發(fā)展,其中光存儲(chǔ)目前在企業(yè)級(jí)市場應(yīng)用快速發(fā)展,很大程度地拉動(dòng)了整個(gè)存儲(chǔ)器市場的發(fā)展。
存儲(chǔ)芯片近年來技術(shù)不斷突破,但存儲(chǔ)芯片具有較強(qiáng)的周期屬性,2019年受到部分產(chǎn)品價(jià)格大幅下滑導(dǎo)致存儲(chǔ)芯片景氣度有所下滑。整體而言,2019年存儲(chǔ)器市場受到存儲(chǔ)芯片的沖擊而呈現(xiàn)市場規(guī)模下滑的情況。不過,2020年存儲(chǔ)芯片市場回暖,存儲(chǔ)芯片市場規(guī)?;謴?fù)增長,拉動(dòng)了整個(gè)存儲(chǔ)器的增長,而且2020年整個(gè)存儲(chǔ)器市場規(guī)模突破了3000億元。
圖 2016-2020年中國存儲(chǔ)器行業(yè)市場規(guī)模及增長情況
資料來源:資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行
在云存儲(chǔ)市場上,云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的快速發(fā)展為我國云存儲(chǔ)帶來了前所未有的機(jī)遇,2019年我國云存儲(chǔ)市場規(guī)模已經(jīng)突破了300億元,2020年云存儲(chǔ)技術(shù)不斷提高,企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)容災(zāi)、混合云存儲(chǔ)等服務(wù)不斷創(chuàng)新,2020年存儲(chǔ)市場規(guī)模接近400億元。
圖 2016-2020年中國云存儲(chǔ)行業(yè)市場規(guī)模及增長情況
資料來源:資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行
存儲(chǔ)芯片是半導(dǎo)體存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)的重要分支,約占全球半導(dǎo)體存儲(chǔ)市場的四分之一至三分之一。根據(jù)世界半導(dǎo)體存儲(chǔ)貿(mào)易統(tǒng)計(jì)(WSTS)數(shù)據(jù)顯示,2019年全球半導(dǎo)體存儲(chǔ)市場規(guī)模為4123.07億美元,其中存儲(chǔ)芯片市場規(guī)模為1064億美元,占半導(dǎo)體行業(yè)銷售額的25.8%。2020全年市場規(guī)模為1194億美元,2021年全球首創(chuàng)規(guī)模約為1353億美元。
圖 2016-2021年全球存儲(chǔ)芯片市場規(guī)模及增長情況
資料來源:資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行
2019年,中國購買了全球34%的DRAM芯片,排名全球第二,僅次于美國的39%。得益于智能手機(jī)的發(fā)展,中國地區(qū)對NAND閃存的需求規(guī)模占比全球最大,根據(jù)Yole的數(shù)據(jù),2019年中國地區(qū)NAND閃存市場銷售額占全球37%,其次是美國的31%。
圖 2019年全球存儲(chǔ)芯片行業(yè)細(xì)分市場銷售區(qū)域分布情況
資料來源:資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行
在“互聯(lián)網(wǎng)+”的背景下,智能手機(jī)功能逐漸多樣化,覆蓋眾多應(yīng)用領(lǐng)域,促使市場對智能手機(jī)的存儲(chǔ)空間要求不斷提高以滿足消費(fèi)者對移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的使用體驗(yàn)。2016年后,中國智能手機(jī)等消費(fèi)電子應(yīng)用市場迅速擴(kuò)張促進(jìn)了存儲(chǔ)芯片市場需求快速釋放。2016年-2021年,中國存儲(chǔ)芯片市場銷售額由2930億元增長到5494億元,年均復(fù)合增長率達(dá)到15.37%。
圖 2016-2021年中國存儲(chǔ)芯片市場銷售額及增長情況
資料來源:資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行
第二章 商業(yè)模式和技術(shù)發(fā)展
2.1 產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值鏈
圖 存儲(chǔ)器行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈全景圖
資料來源:資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 Wind
圖 存儲(chǔ)器產(chǎn)業(yè)鏈
資料來源:資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行
中國存儲(chǔ)器行業(yè)上游軟硬件廠商生產(chǎn)的產(chǎn)品是存儲(chǔ)器的基礎(chǔ)組件,數(shù)據(jù)的載體將直接決定數(shù)據(jù)的安全,上游存儲(chǔ)芯片與元器件等的發(fā)展對整個(gè)存儲(chǔ)器行業(yè)至關(guān)重要。同時(shí),上游行業(yè)的發(fā)展對存儲(chǔ)行業(yè)的產(chǎn)品創(chuàng)新和生產(chǎn)成本具有重要影響。
產(chǎn)品創(chuàng)新方面,存儲(chǔ)芯片,元器件等技術(shù)的發(fā)展以及產(chǎn)品更新?lián)Q代直接改變存儲(chǔ)產(chǎn)品的硬件結(jié)構(gòu),進(jìn)而推動(dòng)整個(gè)產(chǎn)品的創(chuàng)新升級(jí);生產(chǎn)成本方面,芯片、核心軟件等主要材料的成本變動(dòng)會(huì)對行業(yè)中游的生產(chǎn)造成影響,核心技術(shù)的控制將直接決定產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量,上游原料價(jià)格的抬升將直接提高中游企業(yè)經(jīng)營成本。
中游主要為存儲(chǔ)整機(jī)與解決方案提供商,一般指由上游的存儲(chǔ)芯片、元器件和核心軟件而裝的具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能的存儲(chǔ)系統(tǒng),根據(jù)使用場景其產(chǎn)品與服務(wù)可分為消費(fèi)級(jí)和企業(yè)級(jí)兩類。消費(fèi)級(jí)存儲(chǔ)主要涵蓋個(gè)人存儲(chǔ)設(shè)備、PC、平板等智能終端設(shè)備,企業(yè)級(jí)存儲(chǔ)主要應(yīng)用于政府、企事業(yè)單位的信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)中心的構(gòu)建。
下游主要由系統(tǒng)集成商與云儲(chǔ)存服務(wù)商構(gòu)成。由于存儲(chǔ)行業(yè)終端使用者的IT需求往往是綜合計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)三方面的,通常情況下行業(yè)內(nèi)廠商專注于存儲(chǔ)領(lǐng)域,系統(tǒng)集成能力相對有限,因此,需要依靠專業(yè)的系統(tǒng)集成商來完成終端產(chǎn)品提供。
目前中國國內(nèi)系統(tǒng)集成商市場中,本土集成商占88.7%,外資系統(tǒng)集成商占3.7%,合資系統(tǒng)集成商占7.6%。在云計(jì)算和大數(shù)據(jù)快速發(fā)展的大背景下,市場中云存儲(chǔ)服務(wù)提供商在眾多參與者中逐漸凸顯,云存儲(chǔ)服務(wù)商不再出售硬件,而是通過集群或分布式文件系統(tǒng)等,對外提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和業(yè)務(wù)訪問功能。存儲(chǔ)行業(yè)的下游終端用戶廣泛分布,市場發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>
芯片的發(fā)展對整個(gè)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器行業(yè)至關(guān)重要,其產(chǎn)量與質(zhì)量直接影響著半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的生產(chǎn)制造。近年來,得益于國家政策支持,我國芯片行業(yè)飛速發(fā)展,年產(chǎn)量不斷增加,有效保障了半導(dǎo)體存儲(chǔ)器行業(yè)的市場供應(yīng)。截至2020年我國芯片產(chǎn)量為2613億塊,同比增長29.47%。
圖 2016-2020年中國芯片產(chǎn)量及增長情況
資料來源:資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行
2.2 商業(yè)模式
集成器件制造(集成器件制造,IDM)模式
IDM模式集芯片設(shè)計(jì)、芯片制造、芯片封裝和測試等多個(gè)生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)于一體。早期的集成電路企業(yè)多采用這種模式,由于成本高目前僅有少數(shù)企業(yè)選擇該模式,如三星、德州儀器(TI)。
IDM的優(yōu)勢是可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、制造等環(huán)節(jié)協(xié)同優(yōu)化,有助于充分發(fā)掘技術(shù)潛力,并且能有條件率先實(shí)驗(yàn)并推行新的半導(dǎo)體技術(shù),例如Fin FET芯片就是IDM模式的產(chǎn)物,其劣勢是企業(yè)規(guī)模龐大帶來的高管理成本和高運(yùn)營費(fèi)用,因此資本回報(bào)率偏低且風(fēng)險(xiǎn)較高。
無工廠芯片供應(yīng)商(Fabless)模式
無工廠芯片供應(yīng)商模式只負(fù)責(zé)芯片的電路設(shè)計(jì)與銷售,將芯片的生產(chǎn)、封裝、測試等環(huán)節(jié)外包給其他公司,海思、聯(lián)發(fā)科(MTK)、博通(Broadcom)等采用該模式。
無工廠芯片供應(yīng)商模式的優(yōu)勢是輕資產(chǎn)運(yùn)行,初始投資規(guī)模較小,企業(yè)運(yùn)行費(fèi)用較低,轉(zhuǎn)型相對靈活。其劣勢是與IDM相比,無法實(shí)現(xiàn)工藝協(xié)同優(yōu)化,因此難以完成指標(biāo)嚴(yán)苛的設(shè)計(jì)。與代工廠(Foundry)模式相比,企業(yè)需要承擔(dān)更高的各種市場風(fēng)險(xiǎn),一旦設(shè)計(jì)失誤會(huì)造成嚴(yán)重?fù)p失。
代工廠(鑄造)模式
代工廠模式不負(fù)責(zé)芯片設(shè)計(jì),只負(fù)責(zé)制造、封裝或測試其中的一個(gè)環(huán)節(jié),可同時(shí)為多家設(shè)計(jì)公司提供服務(wù),但會(huì)受制于客戶間的競爭關(guān)系,代表企業(yè)有中芯國際(SMIC)、臺(tái)積電(TSMC)。代工廠模式的優(yōu)勢是無需承擔(dān)由于市場調(diào)研不準(zhǔn)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)缺陷等帶來的風(fēng)險(xiǎn);其劣勢是投資規(guī)模大,維持生產(chǎn)線費(fèi)用高,并且需要持續(xù)研發(fā)投入以維持先進(jìn)工藝水平,一旦落后追趕難度非常大。
圖 不同商業(yè)模式比較
資料來源:資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行 中國知網(wǎng)
2.3 技術(shù)發(fā)展
存儲(chǔ)器(Memory)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的記憶設(shè)備,用來存放程序和數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)中的全部信息,包括輸入的原始數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)程序、中間運(yùn)行結(jié)果和最終運(yùn)行結(jié)果都保存在存儲(chǔ)器中。它根據(jù)控制器指定的位置存入和取出信息。自世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)問世以來,計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器件也在不斷的發(fā)展更新,從一開始的汞延遲線、磁帶、磁鼓、磁芯,到現(xiàn)在的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、磁盤、光盤、納米存儲(chǔ)等,無不體現(xiàn)著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展。
嵌入式閃存
2014年5月27日,全球領(lǐng)先的閃存存儲(chǔ)解決方案供應(yīng)商閃迪公司,面向中國及其他高速增長市場的入門級(jí)平板電腦和智能手機(jī)發(fā)布一款理想的存儲(chǔ)解決方案——iNAND Standard嵌入式閃存驅(qū)動(dòng)器(EFD)。利用最新1Y納米X3 NAND閃存解決方案,原始設(shè)備制造商(OEM)可快速推出搭載性能可靠的閃迪存儲(chǔ)器的新型入門級(jí)數(shù)碼設(shè)備。
NTT光存儲(chǔ)器
NTT發(fā)表世界首創(chuàng)的光存儲(chǔ)器技術(shù),容量超過100bit,可免除光訊號(hào)轉(zhuǎn)換為電子訊號(hào)的資料處理動(dòng)作,有助于未來發(fā)展高速化、低耗電的資通訊(ICT)技術(shù)。但NTT研發(fā)的光記憶體尺寸都偏大,沒辦法收容在一起使用,因此被認(rèn)為是光記憶體研究中最為困難的一環(huán)。在多次反復(fù)研究后,NTT使用光子晶體(Photonic Crystal)素材的光奈米共振器結(jié)構(gòu),研發(fā)出可收納于晶片內(nèi)的超小型光記憶體,將光封閉于裝置中以儲(chǔ)存資訊。
SSD
現(xiàn)如今處理器頻率提高了、制程更新了、內(nèi)存頻率提高了、硬盤容量提高了。盡管硬盤在接口方面將PATA變成了SATA,SCSI變成了SAS,垂直記錄技術(shù)在容量上有所突破,但仍未能改變硬盤采用磁記錄的方式,存儲(chǔ)系統(tǒng)的瓶頸越來越明顯。
為了解決這一瓶頸,各廠商紛紛將SSD推入企業(yè)級(jí)和消費(fèi)級(jí)市場。在消費(fèi)端,目前很多的筆記本都采用SSD 作為標(biāo)準(zhǔn)配置,它不僅具有零噪音、低功耗、響應(yīng)速度快等特點(diǎn),還可以延長筆記本電池的續(xù)航時(shí)間。
SSD全稱是 Solid-state Disk,譯成中文是固態(tài)存儲(chǔ),是采用電子存儲(chǔ)介質(zhì)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和讀取的一種技術(shù)。使用SSD的優(yōu)勢在于速度快,體積小、便于攜帶,功耗、噪音低,發(fā)熱量小,不易損壞。
2.4 政策監(jiān)管
存儲(chǔ)器行業(yè)為充分的市場競爭行業(yè),我國對包括存儲(chǔ)器在內(nèi)的集成電路產(chǎn)業(yè)沒有制定單獨(dú)的法律法規(guī),相關(guān)的生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)適用《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法》《中華人民共和國環(huán)境影響評(píng)價(jià)法》等市場主體普遍使用的法律法規(guī)。
集成電路產(chǎn)業(yè)是電子信息產(chǎn)業(yè)的核心,是國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),存儲(chǔ)器行業(yè)是集成電路產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。國家高度重視和大力支持集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,先后出臺(tái)了一系列促進(jìn)行業(yè)發(fā)展的政策,包括《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策的通知》(國發(fā)[2000)18號(hào))、《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)進(jìn)一步鼓勵(lì)軟件產(chǎn)業(yè)和集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干政策的通知》(國發(fā)[2011]4號(hào))和《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》(2014年)以及《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)新時(shí)期促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展若干政策的通知》(國發(fā)[2020]8號(hào))4份國家級(jí)的集成電路產(chǎn)業(yè)政策文件;《國務(wù)院關(guān)于改進(jìn)加強(qiáng)中央財(cái)政科研項(xiàng)目和資金管理的若干意見》(國發(fā)[2014]11號(hào))涉及集成電路產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域研發(fā)資金支持政策;財(cái)政部、國家稅務(wù)總局、國家發(fā)改委、工信部聯(lián)合出臺(tái)《關(guān)于集成電路生產(chǎn)企業(yè)有關(guān)企業(yè)所得稅政策問題的通知》(財(cái)稅(2018)27號(hào))專項(xiàng)支持集成電路企業(yè)稅收優(yōu)惠。這些文件為集成電路產(chǎn)業(yè)包括存儲(chǔ)器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向、技術(shù)創(chuàng)新、金融支持、稅收優(yōu)惠等方面進(jìn)行了頂層設(shè)計(jì)。
圖 中國存儲(chǔ)器行業(yè)相關(guān)政策法規(guī)
資料來源:資產(chǎn)信息網(wǎng) 千際投行