海外AI研究系列（三）：美光科技（MU.O）深度报告-存储周期与算力需求共振，AI时代大展宏图

存储行业全球巨头，AI时代“存力”核心标的之一。美光创立于1978年，总部位于美国，当前业务包括DRAM，NAND及NOR，并向下延伸提供各类模组产品。经过多年外延并购和内生发展，公司逐步成长为全球存储市场的主要参与者之一。据CFM闪存市场数据，2023年美光在全球DRAM及NAND市场占有率分别为23.90%和10.80%。 公司不仅在传统存储市场拥有完整的产品线，AI时代，公司亦拥有多种新产品用于云端数据中心和终端AI PC、AI手机中，是AI存力需求兴起的核心受益者。 美光针对云端应用提供HBM、高端RDIMM及CXL内存等产品，以满足其训练与推理的需求，其中HBM3E已经成功应用于英伟达H200 Tensor Core GPU，基于32Gb DRAM芯片的128GB DDR5 RDIMM也已经出货。 传统存储：减产+HBM挤出限制供给，AI贡献新需求，涨价有望持续。存储器具有大宗属性，存储行业具有周期性特征，目前全球范围内的供给收紧叠加需求增长，存储行业已经步入新一轮上行周期。 供给端，三星、美光及海力士等主要存储原厂均在2023年采取了减产的措施，同时约束资本支出，目前仍未见明显的扩产动作，传统存储供应增长比较有限。 从新技术对产能的影响来看，HBM生产相同容量所需晶圆量为DDR5的三倍，目前HBM供不应求，存储原厂将更多资源倾斜到HBM上，进一步挤占传统存储产品的产能。存储产能供给因此持续收紧。需求端，AI贡献了最大的边际增长，云端训练及推理需要大量HBM、DDR5及SSD，未来端侧AI的发展也将带动单机存储用量的提升。 根据CFM闪存数据，自2023年9月存储产品价格见底以来，截至2024年5月下旬，DRAM指数已涨超31.82%，NAND指数已涨超91.4%，但距离前高仍有较大空间。 HBM：后发先至，市场份额有望加速提升。HBM是算力硬件突破内存墙瓶颈的突破性技术，该市场早期由海力士和三星引领，美光则后发先至完成赶超，率先发布HBM3E产品，并于FY24Q3实现约1亿美元收入。从产品性能来看，美光HBM3E能够提供高达1.2TB/s的带宽，引脚速度超过9.2Gb/s，较主要竞争对手的性能高出约10%，功耗节省约30%，优势凸显。根据公司后续产品规划，公司将在2025年发布36GB 12-High HBM3E，并于2026年推出36GB 12-High HBM4。 截至FY24Q3季报披露，美光2024年和2025年的HBM产能均已售罄，预计FY2025实现数十亿美元营收，公司预计未来将在HBM市场取得与DRAM市场接近的市场份额。 投资建议：公司传统业务受益周期回暖，且兼具HBM、LPCAMM等新品带来的成长性，中短期HBM出货及存储涨价将带来的业绩释放。长期来看，AI将从云侧存储和端侧存储两方面引领公司更长维度的业绩增长，建议积极关注。 风险提示：终端需求增长不及预期、存储行业供给超预期增长、AIPC及AI手机销量不及预期、新品研发进展不及预期。 重点公司盈利预测、估值与评级 1四十余年耕耘，缔造存储市场巨头 1.1全球份额领先，存储全产品覆盖 1.1.1产品系列齐全，下游场景全覆盖 美光创立于1978年，总部位于美国爱达荷州，主要产品包括DRAM、NAND和NOR，下游应用场景涵盖消费电子、汽车、通信、数据中心等各领域，是全球领先的存储器设计与制造公司之一。根据美光FY2024前三季度分业务营收数据，美光DRAM产品营收占比为71%，NAND占比为28%，其他产品（主要为NOR）占比为1%。就市场地位来看，根据CFM闪存市场数据，2023年公司在全球DRAM份额位居TOP3，市场占有率约为22.8%，仅次于三星和SK海力士；在全球NAND市场占有率则为10.8%，同样为市场主要供应商之一。 图1：2023年全球DRAM竞争格局 图2：2023年全球NAND竞争格局 公司产品覆盖面广，能够满足市场绝大部分应用场景的需求。内存领域，公司产品囊括DRAM及LPDDR，并且能够提供RDIMM（服务器）、LPDIMM（桌面）、SODIMM（桌面）等各类模组产品。同时，针对行业创新趋势，公司推出CXL内存及HBM等具有跨时代意义的产品。其中CXL技术针对内存墙和IO墙提供全新的内存解决方案，美光已于2023年8月宣布推出CZ120内存扩充模块，并已开始向客户和合作伙伴送样；HBM则大幅提高了带宽，并显著降低了功耗，为AI时代大模型运算推理提供了强力内存支持，公司则已推出HBM3E，并为AI时代HBM的三家核心供应商之一。 闪存方面，公司分为NOR Flash和NAND Flash。公司在NAND产品领域完成SLC、MLC、TLC、QLC全覆盖，同时在3D NAND技术方面世界领先。公司于2022年宣布推出的全球首款232层NAND，在当时实现了有史以来最高的每平方毫米TLC密度（14.6Gb/mm2）；NOR产品领域，公司则涵盖穿行NOR和并行NOR，并推出Xccela™flash，与传统的代码执行并行NOR闪存相比，引脚数大大减少，传输速度更快。其性能和优势对于汽车、工业多元化市场、消费类产品和网络行业都非常有吸引力。 公司同时还涉足下游模组，产品组合包括适用于各应用场景的SSD、各类规范的MCP以及存储卡等，产品系列充足，能够为客户提供全面的存储解决方案。 图3：美光科技产品结构 从业务和市场分类来看，美光科技共有4个部门：包括计算和网络业务部门（CNBU）、移动业务部门（MBU）、嵌入式业务部门（EBU）及存储业务部门（SBU）。 CNBU包括销售到客户端、云服务器、企业、图形和网络市场的存储产品和解决方案，主要销售产品包括DRAM和CXL DRAM、HBM等前沿产品； MBU包括销售到移动市场的存储和存储产品，包括独立的NAND、DRAM和管理型NAND产品。MBU的管理型NAND包括嵌入式多媒体控制器（e.MMC）和通用闪存存储（UFS）解决方案，每种解决方案都将高容量的NAND与高速控制器和固件相结合，以及eMCP/uMCP产品，将e.MMC/UFS解决方案与LPDRAM相结合。 EBU包括销售到汽车、工业和消费者市场的存储和存储产品和解决方案，例如独立和模块DRAM、独立的NAND、管理型NAND、固态硬盘和NOR。 SBU包括销售到企业和云端、客户端以及消费者存储市场的固态硬盘(SSDs)和组件级解决方案。 图4：美光科技部门架构 1.1.2产品性能为业界标杆，HBM助力AI蓬勃发展 内存：持续迭代DRAM技术，HBM+GDDR+DDR5模组并驾齐驱。DRAM为美光科技最主要的业务，FY2024前三季度营收为123亿美元，占比高达71%。 目前美光在DRAM系列持续追赶最新前沿技术。HBM方面，生成式AI带动高算力GPU需求增长，使得其配套的高带宽内存如HBM等供不应求，美光于2023年7月发布业界首款24GB 8-High HBM3E，总带宽大于1.2TB/s，引脚速度超过9.2Gb/s，较HBM3提高了50%，较竞品减少约30%的功耗，有助于降低数据中心的运营成本，该产品已应用于NVIDIA H200 Tensor Core GPU，在2024年第二季度开始发货并带来营收。此外，公司36GB 12层HBM3E也在今年3月推出样品，预计将在2025年大规模量产，为AI的蓬勃发展添砖加瓦。 DDR方面，美光基于32GB DRAM芯片的128GB RDIMM模块已经通过验证并开始为AI数据中心发货，预计2024年下半年带来数亿美元的收入；同时，公司开始送样256 GB MCRDIMM，数据速率高达8800MHz，进一步扩展了公司在服务器领域可提供产品种类；此外，美光基于LRDDR5X面向笔记本电脑推出LPCAMM2内存模组，高速率、低能耗及模块化设计使得LPCAMM2不仅契合当下笔记本电脑需求，更提前迎合了AIPC趋势，目前该产品已经供应于联想ThinkPad P1Gen7笔记本。当下DDR5持续渗透，2023年DDR5渗透率约为25-30%，据国内内存接口芯片龙头澜起预计2024年起DDR5即将进入快速渗透期，2024年年中后渗透率有望过半。 GDDR方面，美光于2022年4月量产16GB GDDR6X，主要搭载于NVIDIA GeForce RTX系列等高端显卡，能够将游戏图形性能提升到接近现实水平。同时还应用于AI推理加速器，释放高性能的AI推理能力。以NVIDIA Geforce RTX 3090 Ti为例，其采用12颗GDDR，显存带宽能够达到1008 GB/s。 表1：内存产品梳理产品 闪存：NAND产品广泛，SSD、eMMC等模组全覆盖。美光通过不断研发与持续并购已经成为NAND市场大型原厂之一，可提供SLC、MLC、TLC及QLC四种存储类型，涵盖128Mb到2Tb+的存储密度，以满足不同客户对性能、容量和成本的需求。2024年2月，美光宣布开始送样增强版UFS 4.0移动解决方案，主要面向智能手机存储，最高容量支持1TB，读写速率可达4000 MBps，是UFS 3.1的两倍，并采用9mm x 13mm托管型NAND封装，高性能及低能耗加持，助力智能手机加速普及生成式AI功能。 SSD方面，美光拥有针对不同应用场景的全系列SSD，能够全面满足数据中心、客户端及汽车工控客户的需求。公司产品技术行业领先，例如美光7500SSD是最先进的主流PCIe ® Gen4数据中心SSD，也是首款采用200+层NAND的SSD，能够提供卓越的QoS和性能。 NOR方面，美光可提供高达2Gb的密度，主要用于可靠的代码存储以及频繁更改的小数据存储。公司锐意创新，其Xccela闪存刷新了NOR闪存速度记录，读取速度最快可达400MB/s，能够满足汽车、工业、消费者和网络应用中即时启动性能和快速系统响应性的需求。 表2：闪存产品梳理产品 1.2并购+研发齐头并进，成就全球存储巨头 1.2.1周期底部逆势收购，实现产能扩张、市占提升 经过四十余年发展，美光通过不断的产业并购以提升其市场份额和竞争地位，或进入新市场。同时美光以战略眼光布局未来，为公司长期发展铺平道路。 DRAM方面，美光曾在行业低谷阶段通过低价收购德州仪器存储业务、东芝DRAM事业部和尔必达等，不仅使得自身DRAM产能迅速扩张，也使得其议价能力大幅提升和生产成本大幅降低。1998年，由于DRAM业务连续亏损，德州仪器决心退出DRAM领域专攻其DSP产品。美光则借机收购德州仪器DRAM工厂，加强了自身技术与研发能力。进入21世纪之后，美光又运用一连串的海外并购，并购日本KMT、东芝美国工厂等，使其在DRAM行业的研发与生产能力再度得到大幅提升。2012年，美光收购全球第三大DRAM厂商尔必达及瑞晶24%的股份。由此，全球DRAM行业形成三星、美光、海力士三寡头垄断格局。 图5：2011年以来全球DRAM市场格局变化 Flash方面，公司和英特尔等业界巨头进行合作，在2006年为IM Flash Technologies各自投资了约12亿美元，以缓和当时市场NAND供应紧张的局面。2010年，通过对NOR闪存芯片厂商Numonyx的兼并，美光科技借机进入NOR市场。2016年，IMFT宣布推出首款32层第一代3D NAND Flash。2019年10月，美光收购剩余股份后，IM Flash成为美光子公司。 此外，公司布局数据中心和高性能计算市场。2019年美光科技宣布收购FWDNXT（其主要提供基于深度学习和神经网络的高效、高性能硬件和软件解决方案）。基于此次收购，美光正在将计算、内存、工具和软件集成到该综合性人工智能开发平台中，探索针对人工智能工作负载优化的创新内存。 表3：美光资本运作梳理年份 1.2.2不断投入产品研发，全面覆盖主流存储产品 除在市场积极寻找可并购标的外，公司同时通过投入研发和产品创新来提升公司核心竞争力。从第一款64