半导体行业动态分析：AI服务器催化+移动端复苏，存储价格或筑底企稳

2023年03月29日 行业研究●证券研究报告 半导体 行业动态分析 AI服务器催化+移动端复苏，存储价格或筑底企稳投资要点 需求侧：ChatGPT引爆算力需求，移动端需求逐步复苏 服务器/智能手机是存储行业主要应用领域，ChatGPT的快速发展和消费终端的陆续复苏有望带动存储产业价格逐步企稳。依据TrendForce相关数据，服务器和智能手机是DRAM主要的两大应用领域，2022年智能手机和服务器占比分别为38.5%/34.9%合计比例为73.4%，预计2023年服务器将超越智能手机成为DRAM第一大应用领域。依据Yole数据，2022年NAND下游应用前三大领域为服务器/PC/手持设备（智能手机），占比分别为30%/26%/24%。 供给侧：海外大厂削减投资，BIS先进制程管控 海力士和美光2023年资本开支均大幅下修50%、30%，分别为74亿美元、70亿美元，低于2020年的水平。此外，铠侠从2022年10月起开始减产，晶圆投入量减少30%。同时，BIS新增高算力产品限制，三星海力士许可期过后国内先进制程产能或面临转厂，2022年10月BIS法案新增两项关于先进计算和超级计算机相关产品的管控，其中包括禁止出口可生产18nm及更先进制程DRAM、128层及以上NANDFlash的设备。当前BIS许可三星和海力士1年延期至2023年11月，若不给予延期相关国内先进制程产能或面临转厂风险，短期内对全球存储供给格局产生一定程度的影响。 行业去库存稳步进行，价格降幅有望企稳 ChatGPT带动下服务器DRAM产品需求，TrendForce预计（3.28）2023年Q1价格整体下降13%~18%，相比年初预测数据有较大幅度改善，随着多数供应商减少资本开支，2023年Q1NANDFlash价格季跌幅收敛至10%~15%，经历2022年下半年较大幅度的价格下跌，且比DRAM更具价格弹性，预计NANDFlash价格下行周期相比DRAM更早结束。根据我们产业链的研究，NORFlash/SLCNAND等利基存储产品价格已筑底企稳。 美光业绩会总结：供需关系逐渐改善，AI服务器显著拉动存储需求提升 美光二季度电话会议要点：存储行业面临13年以来最严重的衰退，美光认为终端市场客户库存陆续减少，未来几个月供需关系将逐渐改善。美光资产负债表2023年Q2达到峰值，预判季度营收会进入连续增长。DRAM产品中1-alpha占比较高，1-beta取得重大进展，2025年推出基于EUV的1-gamma也取得良好进展以期待提供有竞争力的性能/功率/成本改进；NAND中，176层和232层占比90%以上。终端需求方面，人工智能和数据中心催化内存和存储需求提升，美光相关数据表示一台人工智能服务器DRAM使用量是普通服务器的8倍，NAND是普通服务器的3倍。最新一代服务器处理器，AMD的Genoa和英特尔的SapphireRapids需要 投资评级领先大市-A维持首选股票评级一年行业表现 资料来源：聚源 升幅%1M3M12M相对收益7.26.87-8.0绝对收益6.2610.36-11.43 分析师孙远峰 SAC执业证书编号：S0910522120001sunyuanfeng@huajinsc.cn 分析师王海维 SAC执业证书编号：S0910523020005wanghaiwei@huajinsc.cn 相关报告TCL中环：先进制造升级，硅片龙头再创佳绩-TCL中环2023.3.29南芯科技：电荷泵翘楚拓矩阵蓝图，通用产品力屡复制成功-南芯科技2023.3.23半导体：高性能模拟替代渐入深水区，工业汽车重点突破2023.3.5 使用D5DRAM。 建议关注存储产业链相关标的：兆易创新，澜起科技，东芯股份，北京君正，普冉股份，江波龙等 风险提示：下游需求复苏低于预期，存储价格复苏低于预期，系统性风险等 内容目录 一、需求侧：ChatGPT催化算力需求，大容量存储支持训练4 二、供给侧：大厂降低资本开支，减少新增产能7 三、价格筑底有望企稳，行业去库存稳步进行9 四、风险提示11 图表目录 图1：全球半导体和存储市场规模及同比(亿美元，%)4 图2：全球存储市场占全球半导体市场的比例(%)4 图3：2021年NorFlash供应格局(亿美元，%)4 图4：2016至2022年DRAM和NAND市场规模及同比(亿美元，%)4 图5：服务器DRAM和手机设备DRAM占每年总位数输出比例(%)5 图6：2009年~2022年全球智能手机出货量（百万台）5 图7：数据中心所需NAND容量(亿GB)6 图8：不同训练模型参数量所需存储量6 图9：2009年~2022年全球PC出货量（百万台）6 图10：2022年NandFlash下游应用（%）7 图11：2011年至2022年全球DRAM市场竞争格局（%）7 图12：2010年至2022年全球NAND市场竞争格局（%）8 图13：主要存储厂商合计资本开支(亿美元，%)8 图14：三家存储厂商资本开支(亿美元)8 图15：不同类型DRAM产品2022Q4和2023Q1的价格预测（%）9 图16：4Q22至1Q23各类NANDFlash产品价格变化预测（%）9 图17：NANDFlash供给和需求位元增长幅度（%）10 图18：DRAM供给和需求位元增长幅度（%）10 一、需求侧：ChatGPT催化算力需求，大容量存储支持训练 存储是半导体第二大细分领域，周期波动幅度强于半导体板块。Statista预测2023年全球半导体市场规模为5566亿美元，同比下降4.1%，存储器是半导体第二大细分板块，预计2023年存储市场规模为1116亿美元，继2022年下降12.6%后继续降17%，占整体半导体市场比例为20%，环比2022年下降3.1个百分点，接近2008年历史最低点18%。整体看，存储细分领域的波动幅度强于半导体整体板块，主要系存储产品价格变动幅度相对较大。 图1：全球半导体和存储市场规模及同比(亿美元，%)图2：全球存储市场占全球半导体市场的比例(%) 资料来源：Statista，华金证券研究所资料来源：Statista，华金证券研究所 存储器产品主要以DRAM和NANDFlash为主，NORFlash和SLCNAND为利基产品，2022年DRAM和NAND市场规模分别为780亿美元/470亿美元，同比降低18%/32%。ICInsights数据显示，2021年NORFlash市场规模为29亿美元，以华邦/旺宏/兆易为主，份额分别为34.8%/32.7%/23.2%。Gartner数据表示，2021年SLCNAND全球市场规模为21.37亿美元。 图3：2021年NorFlash供应格局(亿美元，%)图4：2016至2022年DRAM和NAND市场规模及同比(亿美元，%) 2021 2020 2021 2021 2021 年排 公司 位置 年营 年营 年同 年市 名 收 收 比 占率 Winbo 中国 16.38 10.03 57% 34.8% nd台湾 25.65 9.42 67% 32.7% nix台湾 兆易 3中国 3.35 6.7 100% 23.2% 创新 -其他- 2.37 2.69 14% 9.3% -总和- 17.75 28.84 63% 100% Macro中国 资料来源：ICinsights，华金证券研究所资料来源：WSTS，华金证券研究所 DRAM：依据TrendForce相关数据，服务器和智能手机是DRAM主要的两大应用领域，2022年智能手机和服务器占比分别为38.5%/34.9%合计比例为73.4%，预计2023年服务器将超越智能手机成为DRAM第一大应用领域，比例分别为36.8%/37.6%合计比例为74.4%，2022年以来DRAM供应商纷纷调整产品结构，将更多产能分配给服务器相关DRAM产品，同时由于移动端DRAM严重供过于求供应商减少投产。 图5：服务器DRAM和手机DRAM占每年总位数输出比例(%) 资料来源：Trendforce，华金证券研究所 智能手机去库存进入尾声，ChatGPT引爆算力存储需求，DRAM市场有望逐渐复苏：2022年智能终端发布的新品更多基于库存组件的硬件规格，一定程度限定了DRAM容量的增长，根据我们产业链研究，终端去库存进入尾声，2023年Q2开始安卓系将发布系列新品，Apple计划提升今年新机型DRAM的容量及规格，移动端DRAM价格或筑底并逐渐企稳。 图6：2009年~2022年全球智能手机出货量（百万台） 资料来源：Statista，华金证券研究所 服务器：受益于人工智能AI和高性能计算HPC相关新兴领域的应用，服务器DRAM未来或将成为第一大应用领域。ChatGPT引爆算力，高容量存储需求激增。ChatGPT等人工智能新科技应用的突破代表全球算力需求进入快速发展阶段，而AI模型的训练离不开高容量存储的支持。ChatGPT基于Transformer技术，需要在基础模型上进行大规模预训练，GPT-3模型存储参数达1750亿，其中规模最大的CommonCrawl数据集大小高达数百TB。Semafor预计最新一代GPT-4模型参数达万亿级别。 图7：数据中心所需NAND容量(亿GB)图8：不同训练模型参数量所需存储量 资料来源：美光，华金证券研究所资料来源：美光，华金证券研究所 NANDFlash：依据Yole数据，2022年NAND下游应用前三大领域为服务器/PC/手持设备（智能手机），占比分别为30%/26%/24%。其中，由于2019年新冠疫情的爆发，云服务市场大幅度扩张，服务器出货量及容量规格急剧增加，企业级SSD占比逐渐提升，随着人工智能带动算力存储需求的提升，企业级SSD需求有望超过其他类别NANDFlash产品占比进一步提升。消费类方面，笔记本出货量大幅度萎缩，PCSSD增速放缓，智能手机则由于需求疲弱终端品牌厂商自2021年下半年开始进入去库存状态，相关NAND产品库存高企，随着终端陆续去库存完成，有望带动NANDFlash产品需求的复苏。 图9：2009年~2022年全球PC出货量（百万台） 资料来源：Statista，华金证券研究所 图10：2022年NandFlash下游应用（%） 资料来源：Yole，华金证券研究所 二、供给侧：大厂降低资本开支，减少新增产能 DRAM集中度不断提升：全球DRAM市场由三星、海力士、美光三家海外厂商垄断， 2022Q3的CR3为95.9%，同比增长1.8pct，其中三星、海力士、美光分别占40.7%，28.8%， 26.4%。EUV光刻机极大简化了制造流程，大幅度降低生产成本，缩短生产周期，且产品性能得到大幅跃升。 图11：2011年至2022年全球DRAM市场竞争格局（%） 资料来源：Statista，华金证券研究所 NANDFlash行业集中度有所回落，但仍保持较高水平。全球NANDFlash行业2022Q3的 CR3达64.6%，同比减少2.4pct；前三大厂商三星、铠侠、海力士占比分别为31.4%，20.6%， 12.6%。前六大厂商市场份额总和逐年提高，2022Q3的CR6达95.4%，同比增长4.5pct。2023 年初铠侠已重启与西部数据合并的谈判，若合并成功将使得行业更加集中。 图12：2010年至2022年全球NAND市场竞争格局（%） 资料来源：Statista，华金证券研究所 三星维持逆势投资，海力士美光大幅削减支出。三星保持一贯激进策略，在行情下行时持续投入以拉大与竞争对手的技术差距，2022年资本开支达384亿美元，2023年将维持同样资本开支水平；海力士和美光2023年资本开支分别大幅下修50%和30%，分别为74亿美元和70亿 美元，低于2020年的水平。此外，铠侠从2022年10月起开始减产，晶圆投入量减少30%。 图13：主要存储厂商合计资本开支及同比(亿美