在國(guó)家大力支持半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大背景下，中國(guó)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器基地于2016年開工建設(shè)。半導(dǎo)體行業(yè)迅速發(fā)展推動(dòng)中國(guó)存儲(chǔ)芯片應(yīng)用場(chǎng)景不斷拓寬。
當(dāng)前中國(guó)存儲(chǔ)芯片在各領(lǐng)域的應(yīng)用處于起步發(fā)展階段，可成熟應(yīng)用各相關(guān)存儲(chǔ)芯片產(chǎn)品的企業(yè)數(shù)量稀少，全球DRAM、NOR Flash、NAND Flash市場(chǎng)被韓國(guó)、日本、美國(guó)企業(yè)所占據(jù)。
1、全球及在存儲(chǔ)芯片行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析
——存儲(chǔ)芯片種類較多，市場(chǎng)各成體系
存儲(chǔ)芯片，又稱半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，是以半導(dǎo)體電路作為存儲(chǔ)媒介的存儲(chǔ)器，用于保存二進(jìn)制數(shù)據(jù)的記憶設(shè)備，是現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)的重要組成部分。存儲(chǔ)芯片按按照斷電后數(shù)據(jù)是否丟失，可分為易失性存儲(chǔ)芯片和非易失性存儲(chǔ)芯片。易失性存儲(chǔ)芯片常見的有DRAM和SRAM。非易失性存儲(chǔ)芯片常見的是NAND閃存芯片和NOR閃存芯片。
圖表1：主要存儲(chǔ)芯片分類及產(chǎn)業(yè)鏈布局
2)存儲(chǔ)芯片產(chǎn)業(yè)鏈全景圖
存儲(chǔ)芯片行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游參與者為硅片、光刻膠、CMP拋光液等原材料供應(yīng)商和光刻機(jī)、PVD、CVD、刻蝕設(shè)備、清洗設(shè)備和檢測(cè)與測(cè)試設(shè)備等設(shè)備供應(yīng)商;行業(yè)中游為存儲(chǔ)芯片制造商，主要負(fù)責(zé)存儲(chǔ)芯片的設(shè)計(jì)、制造和銷售，芯片具有較高技術(shù)壁壘，致使存儲(chǔ)芯片開發(fā)難度高;行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈下游參與者為消費(fèi)電子、信息通信、高新科技技術(shù)和汽車電子等應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的企業(yè)。
在全球大力發(fā)展高新技術(shù)和“中國(guó)制造2025”深入推進(jìn)的背景下，人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新興行業(yè)發(fā)展態(tài)勢(shì)向好，各類電子化和智能化設(shè)備都離不開存儲(chǔ)芯片應(yīng)用。存儲(chǔ)芯片是下游電子產(chǎn)品的關(guān)鍵部件，其質(zhì)量直接影響到產(chǎn)品的穩(wěn)定性、集成度和產(chǎn)品良率。
圖表2：存儲(chǔ)芯片產(chǎn)業(yè)鏈全景圖
3)全球存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)現(xiàn)狀：占半導(dǎo)體市場(chǎng)約四分之一，產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有周期性
存儲(chǔ)芯片是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的重要分支，約占全球半導(dǎo)體市場(chǎng)的四分之一至三分之一。根據(jù)世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計(jì)(WSTS)數(shù)據(jù)顯示，2019年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模為4123.07億美元，其中存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)規(guī)模為1064億美元，占半導(dǎo)體行業(yè)銷售額的25.8%。
2020年12月1日，WSTS發(fā)布了最新半導(dǎo)體市場(chǎng)預(yù)測(cè)，預(yù)計(jì)2020年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模在4331億美元左右。其中除了光電和分立器件，增長(zhǎng)最大的是存儲(chǔ)芯片，2020全年市場(chǎng)規(guī)模約為1194億美元。
圖表3：2014-2020年全球存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)情況(單位：億美元，%)
注：2020年數(shù)據(jù)為WSTS公布的初步測(cè)算數(shù)據(jù)，屆時(shí)以發(fā)布為準(zhǔn)，下同。
從歷史表現(xiàn)上看，存儲(chǔ)芯片行業(yè)總是處于交替出現(xiàn)的漲跌循環(huán)之中，其產(chǎn)業(yè)周期強(qiáng)于電子元器件市場(chǎng)整體的周期性：存儲(chǔ)芯片產(chǎn)品需求量大、標(biāo)準(zhǔn)化程度高，用戶和產(chǎn)品粘性弱;行業(yè)規(guī)模效應(yīng)明顯，下游需求容易被迅速推動(dòng)。
因此在需求端，新興應(yīng)用領(lǐng)域的出現(xiàn)會(huì)刺激存儲(chǔ)芯片的市場(chǎng)需求;而在供給端存儲(chǔ)芯片廠商往往在景氣度上行周期有較強(qiáng)擴(kuò)充產(chǎn)能的意愿，在景氣度下行周期則通過(guò)降價(jià)來(lái)清理庫(kù)存，進(jìn)而導(dǎo)致存儲(chǔ)芯片價(jià)格呈現(xiàn)漲跌循環(huán)。
從市場(chǎng)規(guī)模增速來(lái)看，全球半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模增速與存儲(chǔ)芯片增速走勢(shì)基本一致，2017年后，二者增速均明顯下降，2019年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)增速為-12.05%，存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)增速為-32.66%，說(shuō)明存儲(chǔ)芯片和半導(dǎo)體行業(yè)均呈現(xiàn)下行，2020年行業(yè)有所回升。
2015-2020年全球半導(dǎo)體及存儲(chǔ)芯片行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模增速對(duì)比情況
4)中國(guó)存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)現(xiàn)狀：中國(guó)為全球存儲(chǔ)芯片重要需求市場(chǎng)，銷售額占比約1/3
2019年，中國(guó)購(gòu)買了全球34%的DRAM芯片，排名全球第二，僅次于美國(guó)的39%。得益于智能手機(jī)的發(fā)展，中國(guó)地區(qū)對(duì)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(guó)地區(qū)NAND閃存市場(chǎng)銷售額占全球37%，其次是美國(guó)的31%。
2019年全球存儲(chǔ)芯片行業(yè)細(xì)分市場(chǎng)銷售額區(qū)域分布情況
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(chǎng)對(duì)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(duì)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的使用體驗(yàn)。2016年后，中國(guó)智能手機(jī)等消費(fèi)電子應(yīng)用市場(chǎng)迅速擴(kuò)張促進(jìn)了存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)需求快速釋放。
2014-2019年，中國(guó)存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)規(guī)模由1274億元增長(zhǎng)至2697億元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)到16.18%，前瞻初步估算，2020年中國(guó)存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)規(guī)模突破3000億元。
圖表6：2014-2020年中國(guó)存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)情況(單位：億元，%)
5)存儲(chǔ)芯片投資現(xiàn)狀：外商投資加碼，國(guó)內(nèi)廠商奮力追趕
近年來(lái)，三星、鎧俠、SK海力士等投資建廠不斷，其中三星和鎧俠/西部數(shù)據(jù)最為積極。三星在中國(guó)的西安二期1階段在2020年投產(chǎn)，二期第二階段項(xiàng)目將在2021年下半年竣工，同時(shí)平澤P2工廠投資8兆韓元新建NAND
Flash產(chǎn)線，計(jì)劃2021下半年開始量產(chǎn)，以及還在規(guī)劃新建P3工廠。
鎧俠與西部數(shù)據(jù)同投資的巖手縣北上市新工廠K1已在2020上半年開始少量生產(chǎn)，在四日市存儲(chǔ)器生產(chǎn)基地北側(cè)，F(xiàn)ab7工廠土地正在動(dòng)工中，建設(shè)將分兩個(gè)階段，第一階段建設(shè)計(jì)劃于2022年春季完成。另外，鎧俠還宣布將擴(kuò)建日本巖手縣生產(chǎn)基地，將在現(xiàn)有的K1工廠旁擴(kuò)產(chǎn)K2廠區(qū)，將于2021年春季開始，2022年春季完成。
美光正在新建A3工廠潔凈室，預(yù)估將在2021年投入量產(chǎn)1Znm或1α技術(shù)，同時(shí)美光也計(jì)劃將在2021年提出建設(shè)A5廠項(xiàng)目的申請(qǐng)，持續(xù)加碼投資DRAM，將用于1Znm制程之后的微縮技術(shù)發(fā)展，進(jìn)一步擴(kuò)大先進(jìn)技術(shù)的量產(chǎn)規(guī)模。
SK海力士于2018年投資3.5兆韓元(約合31.4億美元)在京畿道利川新建一座存儲(chǔ)器M16工廠，利川M16廠預(yù)計(jì)將在2021年上半年投片，下半年產(chǎn)品出貨。
圖表7：2018-2021年全球存儲(chǔ)芯片工廠投產(chǎn)情況
存儲(chǔ)芯片行業(yè)屬于技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，中國(guó)存儲(chǔ)芯片行業(yè)起步晚，缺乏技術(shù)經(jīng)驗(yàn)累積。雖然中國(guó)本土長(zhǎng)江存儲(chǔ)、合肥長(zhǎng)鑫和福州晉華三大存儲(chǔ)芯片企業(yè)已逐步完善NAND和DRAM產(chǎn)業(yè)布局，但各家存儲(chǔ)芯片產(chǎn)品仍處于投產(chǎn)初期，尚未實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的規(guī)模量產(chǎn)。與國(guó)外存儲(chǔ)芯片制造商相比，中國(guó)存儲(chǔ)芯片技術(shù)基礎(chǔ)薄弱，此為制約行業(yè)發(fā)展的主要因素。
圖表8：中國(guó)存儲(chǔ)芯片行業(yè)產(chǎn)能投資發(fā)展現(xiàn)狀
2、全球及中國(guó)存儲(chǔ)芯片行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局分析
——細(xì)分產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)格局：以DRAM和NAND Flash為主
從存儲(chǔ)芯片細(xì)分產(chǎn)品來(lái)看，目前DRAM和NAND
Flash占據(jù)了存儲(chǔ)芯片95%以上的市場(chǎng)份額。根據(jù)IC
Insights發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，DRAM銷售額在2020年約占整個(gè)存儲(chǔ)市場(chǎng)的53%，閃存的比重約達(dá)到45%，其中NAND閃存為44%，NOR閃存為1%，其他存儲(chǔ)芯片(EEPROM、EPROM、ROM、SRAM等)將會(huì)緩慢成長(zhǎng)，但大幅搶下市占的可能性并不高。
圖表9：2020年全球存儲(chǔ)芯片細(xì)分產(chǎn)品格局(單位：%)
2)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局分析：市場(chǎng)由國(guó)外企業(yè)壟斷，國(guó)內(nèi)廠商奮力追趕
目前，DRAM芯片的市場(chǎng)格局是由三星、SK海力士和美光統(tǒng)治，三大巨頭市場(chǎng)占有率合計(jì)已超過(guò)95%，而三星一家公司市占率就已經(jīng)逼近50%。寡頭壟斷的格局使得中國(guó)企業(yè)對(duì)DRAM芯片議價(jià)能力很低，也使得DRAM芯片成為我國(guó)受外部制約最嚴(yán)重的基礎(chǔ)產(chǎn)品之一。
2020年，DRAM企業(yè)格局總體變化不大，頭部企業(yè)份額小幅被擠壓，CR5由2018年Q1的99%下降至2020年Q4的98.4%，仍為高度集中市場(chǎng)。
圖表10：2018-2020年全球DRAM企業(yè)市場(chǎng)份額(單位：%)
NAND Flash經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，已經(jīng)形成了由三星、鎧俠、西部數(shù)據(jù)、美光、SK海力士、英特爾六大原廠組成的穩(wěn)定市場(chǎng)格局。自2019后其他廠商如中國(guó)的長(zhǎng)江存儲(chǔ)慢慢進(jìn)入全球視線，但市占率仍然較低。
圖表11：2018-2020年全球NAND Flash企業(yè)市場(chǎng)占有率(單位：%)
從中國(guó)存儲(chǔ)芯片行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局來(lái)看，市場(chǎng)主要由國(guó)外存儲(chǔ)芯片巨頭領(lǐng)導(dǎo)，細(xì)分領(lǐng)域也落后于國(guó)外及臺(tái)灣廠商(如NOR
Flash的旺宏/華邦等)，但近年來(lái)國(guó)內(nèi)廠商奮力追趕，已在部分領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破，逐步縮小與國(guó)外原廠的差距，其中，兆易創(chuàng)新位列NOR
Flash市場(chǎng)前三，聚辰股份在EEPROM芯片領(lǐng)域市占率全球第三，長(zhǎng)江存儲(chǔ)128層3DNAND存儲(chǔ)芯片，直接跳過(guò)96層，加速趕超國(guó)外廠商先進(jìn)技術(shù)。
值得注意的是，兆易創(chuàng)新集團(tuán)旗下還包含長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)(CXMT)，意味著兆易創(chuàng)新集團(tuán)同時(shí)握有中國(guó)NOR Flash與DRAM的自主研發(fā)能力，扮演中國(guó)半導(dǎo)體發(fā)展的重要角色。
圖表12：中國(guó)存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)廠商競(jìng)爭(zhēng)力象限分析圖
在全球千億級(jí)美元存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)規(guī)模中，中國(guó)廠商整體營(yíng)收規(guī)模較小。從中國(guó)存儲(chǔ)芯片行業(yè)主要上市公司來(lái)看，兆易創(chuàng)新存儲(chǔ)芯片營(yíng)業(yè)收入領(lǐng)先其他企業(yè)，2019年為255558.64萬(wàn)元;紫光國(guó)芯排名第二，2019年存儲(chǔ)芯片營(yíng)業(yè)收入為84287.41萬(wàn)元;聚辰股份2019年存儲(chǔ)芯片(EEPROM)營(yíng)業(yè)收入為45250.56萬(wàn)元;普冉半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片(EEPROM和NOR
Flash)營(yíng)業(yè)收入為36045.29萬(wàn)元。
圖表13：2019年中國(guó)存儲(chǔ)芯片代表企業(yè)存儲(chǔ)芯片營(yíng)收情況對(duì)比(單位：萬(wàn)元)
3、全球及中國(guó)存儲(chǔ)芯片行業(yè)發(fā)展前景及趨勢(shì)分析
——發(fā)展趨勢(shì)：3D化是當(dāng)前NAND閃存引領(lǐng)發(fā)展的主要趨勢(shì)，DRAM制造商展開納米競(jìng)爭(zhēng)
從主要存儲(chǔ)芯片發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，DRAM的技術(shù)發(fā)展路徑是以微縮制程來(lái)提高存儲(chǔ)密度。制程工藝進(jìn)入20nm之后，制造難度大幅提升，內(nèi)存芯片廠商對(duì)工藝的定義從具體的線寬轉(zhuǎn)變?yōu)樵诰唧w制程范圍內(nèi)提升二或三代技術(shù)來(lái)提高存儲(chǔ)密度。
譬如，1X/1Y/1Z是指10nm級(jí)別第一代、第二代、第三代技術(shù)。目前市場(chǎng)上DRAM的應(yīng)用較為廣泛的制程是2Xnm和1Xnm，三星、美光、海力士等巨頭廠商均已開發(fā)出1Znm制程的DRAM。
NAND Flash制程已經(jīng)達(dá)到極限，目前，廠商們另辟蹊徑從2D轉(zhuǎn)向3D發(fā)展，目的是通過(guò)增加芯片的堆疊層數(shù)來(lái)獲得更大的存儲(chǔ)容量，而堆疊層數(shù)增加意味著光刻次數(shù)也隨之增加。
圖表14：存儲(chǔ)芯片行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
2)發(fā)展前景分析：中美貿(mào)易戰(zhàn)及下游需求向好等因素影響下，存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)快速發(fā)展
隨著新科技如人工智能、AR/VR、物聯(lián)網(wǎng)崛起以及下游消費(fèi)電子、汽車電子的強(qiáng)勁需求，全球半導(dǎo)體需求有望得到復(fù)蘇，推動(dòng)存儲(chǔ)芯片需求上升。根據(jù)WSTS預(yù)測(cè)，全球存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)有望在2021年重回增長(zhǎng)軌道，市場(chǎng)規(guī)模突破1300億美元，前瞻預(yù)計(jì)到2026年全球存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)規(guī)模有望突破2000億美元。
從中國(guó)市場(chǎng)來(lái)看，以智能手機(jī)、計(jì)算機(jī)等消費(fèi)電子領(lǐng)域和云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等高新科技技術(shù)領(lǐng)域?yàn)榇淼拇鎯?chǔ)芯片應(yīng)用推動(dòng)了存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)需求增長(zhǎng)。
此外，在中美貿(mào)易戰(zhàn)中，美國(guó)通過(guò)多種方式限制對(duì)華出口高科技產(chǎn)品。受此影響，中國(guó)加大力度發(fā)展半導(dǎo)體行業(yè)，國(guó)產(chǎn)存儲(chǔ)芯片的發(fā)展勢(shì)頭更加迅猛，一些企業(yè)對(duì)國(guó)產(chǎn)存儲(chǔ)芯片的替代也更加迫切。
中國(guó)政府通過(guò)政策引導(dǎo)和產(chǎn)業(yè)資金扶持，鼓勵(lì)本土存儲(chǔ)芯片企業(yè)加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)，以減少與國(guó)外企業(yè)的差距，實(shí)現(xiàn)中國(guó)存儲(chǔ)芯片自主研發(fā)，加快國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)口。
隨著本土存儲(chǔ)芯片企業(yè)研發(fā)動(dòng)力不斷增強(qiáng)，中國(guó)有望在5年內(nèi)提高存儲(chǔ)芯片技術(shù)水平，提升產(chǎn)品本土自給率。到2026年，中國(guó)存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到5598億元，占全球存儲(chǔ)芯片消費(fèi)市場(chǎng)比重達(dá)到40%左右。
圖表15：2021-2026年全球及中國(guó)存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)前景預(yù)測(cè)(單位：億美元，億元)
