大模型增加存储需求，行业景气底部反暖

行业研究|深度报告 看好（维持） 大模型增加存储需求，行业景气底部反暖 电子行业 国家/地区中国 行业电子行业 报告发布日期2023年04月17日 核心观点 AI大模型发展迅速，算力基础建设有望带动存储器需求进一步提升。OpenAI引领了大模型趋势，AI模型参数量发展到上亿级甚至百万亿的规模，复杂程度指数上 升，需要强大的算力支撑其计算，对存储需求量也将大幅提升，据美光数据，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，其预计存储芯片行业的市场规模将在2025年创下历史新高。此外，DDR内存用量的增加也将提升对内存接口缓存芯片的需求，叠加DDR内存从DDR4向DDR5升级的确定性，DDR内存接口缓存芯片市场也迎来高增长。 存储厂商业绩见底，即将迎来回暖行情。存储板块具有一定的周期属性，从22年中开始下行，全球存储主要厂商库存处于高水位，截至22年第四季，三星整体库存资 产高达约2724.84亿元，创下历史新高纪录，远高于2021年同期的2161亿元。SK 海力士也面临同样困境，整体公司库存资产在2022年第四季窜升75%，至约820亿元。根据TrendForce预计，预估DRAM23Q2环比跌幅会收敛至10~15%。此外，NANDFlash23Q2环比跌幅会收敛至5~10%，有机会于23Q4止跌。 存储供给格局持续改善，供给增速远不及需求增速。据TrendForce预测，从供给端看，2023年，DRAM增速为-0.3%，NAND增速为1.3%。从需求端看，2023年， 服务器DRAM位元增速13.6%，手机DRAM位元增速6.5%，笔记本DRAM位元增速-3.0%，DRAM总需求位元增速为7.18%；服务器NAND位元增速26.0%，手机NAND位元增速20.3%，笔记本NAND位元增速-2.6%，NAND总需求位元增速为9.6%。 蒯剑021-63325888*8514 kuaijian@orientsec.com.cn 执业证书编号：S0860514050005香港证监会牌照：BPT856 李庭旭litingxu@orientsec.com.cn 执业证书编号：S0860522090002 杨宇轩yangyuxuan@orientsec.com.cn韩潇锐hanxiaorui@orientsec.com.cn张释文zhangshiwen@orientsec.com.cn薛宏伟xuehongwei@orientsec.com.cn 投资建议与投资标的 算力需求提升，光芯片正扬帆 2023-03-26 存储IC设计公司、存储模组公司、相关封测公司澜起科技(688008，买入)、北京君正(300223，买入)、东芯股份(688110，未评级)、聚辰股份(688123，未评级)、恒烁股份 荷兰光刻机禁运细则落地，看好半导体设备国产化加速 2023-03-13 (688416，未评级)、普冉股份(688766，未评级)、兆易创新(603986，买入)、太极实业(600667，未评级)、德明利(001309，未评级)、朗科科技(300042，未评级)、江波龙(301308，未评级)、深科技(000021，未评级)。风险提示存储下游复苏不及预期、价格上涨不及预期、服务器需求拉动不及预期、供给端超预期释放。 考虑到供需格局改善叠加存储周期情况，以及服务器未来拉动需求预期，我们建议关注 AI系列报告之PCB：AI算力需求增长，服务器PCB厂商受益 2023-04-07 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 目录 1.存储分类、下游应用和市场规模5 1.1存储芯片分类繁多，以DRAM和NAND为主5 1.2存储模组形式多样，下游应用领域广泛6 1.3存储市场呈成长趋势，国内存储市场发展迅速7 2.IC设计公司承接利基市场，模组公司深入下游应用9 2.1IC设计公司承接利基市场9 2.1.1兆易创新，NORFlash的全球龙头，MCU领军者9 2.1.2北京君正，车规存储领军者，多产品线全面布局9 2.1.3东芯股份，国内SLCNAND设计龙头，多产品线全面发展10 2.1.4恒烁股份，立足NORFlash存储和MCU芯片，存算一体取得突破11 21.5普冉股份，EEPROM和NOR在消费市场广泛布局，向工业、汽车领域拓展12 2.1.6聚辰股份，EEPROM领军，DDR5和汽车应用开启第二成长曲线13 2.2模组公司广泛参与存储产业链条13 2.2.1德明利，主控芯片厂商量价齐升13 2.2.2朗科科技，模组厂商受益于服务器下游催化14 2.2.3江波龙，模组厂商受益于存储周期14 3.存储厂商已过库存调整高峰期，景气度有所回转15 4.AI拉动服务器数据存储需求17 5.投资建议19 6.风险提示19 图表目录 图1：存储芯片分类5 图2：存储模组分类6 图3：2021年存储器市场占比8 图4：全球存储器市场规模（亿美元）8 图5：2021年全球存储器市场产品占比8 图6：22Q4DRAM存储器市场格局9 图7：22Q4NAND存储器市场格局9 图8：公司营业收入(百万元)9 图9：22H1公司产品结构9 图10：公司营业收入(百万元)10 图11：2022年公司产品结构10 图12：公司营业收入(百万元)11 图13：2021年公司产品结构11 图14：公司营业收入(百万元)11 图15：22H1年公司产品结构11 图16：公司下游应用领域占比12 图17：公司营业收入(百万元)12 图18：2022年公司产品结构12 图19：公司营业收入(百万元)13 图20：2021年公司产品结构13 图21：公司营业收入(百万元)14 图22：2021年公司产品结构14 图23：公司营业收入(百万元)14 图24：2021年公司产品结构14 图25：公司产品迭代路径15 图26：公司营业收入(百万元)15 图27：2022年公司产品结构15 图28：存储原厂股价探底16 图29：DRAM总需求变化(GB)16 图30：NAND总需求变化（GB）16 图31：2017-2021我国存储容量增量（EB）17 图32：2017-2023E中国数据存储市场规模及增速17 图33：2022-2026E全球AI服务器出货量（千台）17 图34：不同类型服务器成本构成17 图35：HBM的立体结构18 图36：HBM与GDDR5对比18 图37：2019-2024服务器DRAM与移动DRAM产出比重19 表1：NAND与NOR性能对比6 表2：服务器型号对比18 1.存储分类、下游应用和市场规模 1.1存储芯片分类繁多，以DRAM和NAND为主 存储芯片，又称为存储器，是指利用磁性材料或半导体等材料作为介质进行信息存储的器件，半导体存储器利用半导体介质贮存电荷以实现信息存储，存储与读取过程体现为电荷的贮存或释放，半导体存储是集成电路的重要分支，被广泛应用于内存、U盘、消费电子、智能终端、固态存储硬盘等领域，是应用面最广、市场比例最高的集成电路基础性产品之一。 存储芯片的种类繁多，不同技术原理下催生出不同的产品，具有各自的特点和适用领域。按照信息保存的角度来分类，可以分为易失性存储器（VolatileMemory）和非易失性存储器（Non- volatileMemory）。 图1：存储芯片分类 数据来源：聚辰股份招股书，东方证券研究所 （1）易失性存储主要指随机存取存储器（RAM）。RAM需要维持通电以临时保存数据供主系统CPU读写和处理。由于RAM可以实现对数据的高速读写，因此通常作为操作系统或其他正在运行中的程序的临时数据存储媒介。 RAM根据是否需要周期性刷新以维持数据存储，进一步分为动态随机存取存储器（DRAM）和静态随机存取存储器（SRAM）。动态随机存取存储器（DRAM）需要在维持通电的同时，通过周期性刷新来维持数据，故称“动态”存储器。DRAM结构简单，因此单位面积的存储密度显著高于SRAM，但访问速度慢于SRAM；此外，由于DRAM需要周期性刷新以维持正确的数据，因 此功耗较SRAM更高。DRAM作为一种高密度的易失性存储器，主要用作CPU处理数据的临时存储装置，广泛应用于智能手机、个人电脑、服务器等主流应用市场。 （2）非易失性存储主要指只读存储器（ROM），无需持续通电亦能长久保存数据的存储器。早期的ROM产品信息首次写入后即固定下来，以非破坏性读出方式工作，只能读出而无法修改或再次写入信息，故称“只读”存储器。ROM经过不断演变发展，经过掩膜只读存储器 （MaskROM）、可编程只读存储器（PROM）、可编程可擦除只读存储器（EPROM）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）和快闪存储器（Flash）等阶段，已经突破原有的“只读”限制。Flash主要包括NANDFlash和NORFlash。 NANDFlash是使用电可擦技术的高密度非易失性存储。NANDFlash每位只使用一个晶体管，存储密度远高于其他ROM；在正常使用情况下，Flash所存的电荷（数据）可长期保存；同时，NANDFlash能够实现快速读写和擦除。NANDFlash为大容量数据存储的实现提供了廉价有效的解决方案，是目前全球市场大容量非易失存储的主流技术方案。 NORFlash特点在于允许CPU直接从存储单元中读取代码执行（eXecuteInPlace,XIP），即应用程序可直接在Flash内运行，而不必再读到系统RAM中；但NORFlash写入和擦除速度慢，因此不适宜作为大容量存储器，仅在小容量场景具有成本效益。 表1：NAND与NOR性能对比指标名称 NAND NOR 读取速度 慢 快 写入速度 快 慢 擦书速度 快 慢 单位容量 大 小 擦写次数 1-10万次 10万次 应用 数据存储 代码存储及执行 数据来源：复旦微电招股书，东方证券研究所 1.2存储模组形式多样，下游应用领域广泛 存储模组主要包括嵌入式存储器，固态硬盘，存储卡，存储盘等，嵌入式存储器通常指固定内嵌于电子产品主系统内、具有嵌入式接口的半导体存储器，主要形式包括eMMC、UFS、ePOP、eMCP、SLCNAND和LPDDR等。 图2：存储模组分类 数据来源：德明利招股书，东方证券研究所 （1）嵌入式存储器 eMMC、UFS是应用于智能手机、智能电视、平板电脑、机顶盒、智能可穿戴设备等领域的大容量NANDFlash嵌入式存储器，特别是作为智能手机的存储模块被广泛使用，是半导体存储的核心产品类别之一。 ePoP和eMCP是面向尺寸受限的应用场景开发的小尺寸或高集成嵌入式存储器。ePoP将存储芯片贴片于CPU表面以减少芯片面积占用，适用于智能手表、智能手环、耳机等可穿戴设备。eMCP是利用多芯片封装技术将eMMC存储晶圆与LPDDR存储晶圆集成封装以减少对PCB载板的面积占用，为智能手机、平板电脑提供更小尺寸的存储器。 LPDDR是低功耗的DRAM存储器，主要应用于智能手机、平板电脑等功耗限制严格的消费电子产品，DRAM存储器无需主控芯片及固件驱动，在应用技术层面的核心竞争力体现为存储芯片测试技术能力。 SLCNAND微存储器是应用于网络通信设备、物联网硬件、便携设备等消费及工业应用场景的小容量NANDFlash存储器。 （2）固态硬盘 为了满足大容量存储应用场景需求的存储介质，固态硬盘主要包括SSD、PSSD等多种产品形式，被广泛应用于个人电脑(PC)、数据中心、人工智能、工控、安防、网络终端、电力、医疗、航天、军工等诸多行业领域。 （3）存储卡 根据封装方式及接口协议不同，存储卡主要分为MicroSD卡、SD卡、CF卡、NM卡等多种类型，目前市场中主要以MicroSD卡为主，MicroSD卡最初主要用作功能手机及智能手机的基础存储配