一、存储概述：重要的集成电路品类，AI、汽车电子驱动成长

1.1 存储概述：数字信息的载体，集成电路的重要分支

半导体存储器是数字信息的载体，是集成电路的重要分支。半导体存储器也叫存储芯片， 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，其存储与读取过程体 现为电荷的贮存或释放。它是电子系统中存储和计算数据的载体，是应用面最广、市场 比例最高的集成电路基础性产品之一。从市场规模占比来看，全球半导体可分为集成电 路（82.7%）、光学光电子（7.5%）、分立器件（5.9%）和传感器（3.8%）四类，而集 成电路又可分为逻辑芯片（32.78%）、存储芯片（32.52%）、微处理器（19.29%）和模 拟芯片（15.41%）。据 WSTS 数据显示，2022 年，全球存储芯片行业市场规模约为 1,392 亿美元，占半导体行业比重约为 20%，仅次于逻辑芯片，是占比第二大的半导体品类。

存储器分类：易失性存储、非易失性存储。按照是否需要持续通电以维持数据，半导体 存储器可分为易失性存储和非易失性存储。其中易失存储芯片主要包含静态随机存取存 储器（SRAM）和动态随机存取存储器（DRAM）；非易失性存储器主要包括可编程只读存 储器（PROM），闪存存储器（Flash）和可擦除可编程只读寄存器（EPROM/）等。

易失性存储：主要指随机存取存储器（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。

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。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 （）、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（）和快闪存储器（Flash）等阶段，已经突破原有的“只 读”限制。Flash 则主要包括 NAND Flash 和 NOR Flash。

存储器市场结构：DRAM、Nand Flash 是最核心的存储品类。存储芯片市场主要包括 DRAM、 NAND Flash 和 NOR Flash 三种产品。根据 IC ，DRAM 和 NAND Flash 构成存储 芯片最主要的组成部分，其中 DRAM 是存储芯片领域最大细分市场，占存储市场规模的 比例高达 61%，NAND Flash 约占 36%左右的市场份额，二者构成影响行业景气度的主要 品类；NOR Flash 占据 2%的整体市场份额。（IC ，2021 年数据）

1.2 下游应用：关注汽车电子渗透与 AI 拉动存储需求增长

存储器下游应用：以移动端、服务器和个人 PC 为主。目前存储器下游应用领域以智能 手机、服务器和个人 PC 为主，根据 CFM 闪存市场数据，2021 年 DRAM 下游应用主要为移 动端、服务器、PC 和其他，分别占比 35%、33%、16%和 16%，NAND 下游市场应用包括移 动端、cSSD、eSSD、存储卡/UFD 和其他，分别占比 34%、22%、26%、9%、9%。展望存储市场发展历史，下游创新是推动行业规模不断扩张的主要驱动力，大型计算机、台式机 及个人笔记本电脑、液晶电视、智能手机与可穿戴设备、云计算等行业创新驱动存储器 的市场规模不断扩张。

智能手机：进入存量市场，总出货量陷入停滞。作为存储行业最大的下游领域，近年来 受创新放缓、换机周期延长、行业渗透率趋于饱和等因素影响，全球智能手机出货保持 平稳，年出货量约为 12 亿-14 亿台。根据 IDC 数据，2023 年一季度全球智能手机出货 量为 2.65 亿台，同比下降 7.24%，环比下降 1.23%，同比降幅有所收窄；国内方面，根 据工信部数据，2023 年 1-5 月国内智能手机合计出货量为 1.04 亿台，同比下降 2.49%， 智能手机已进入存量市场，出货量持续萎缩。

单机存储规格升级成为手机存储市场的主要驱动力。随着摄像头、应用处理器和屏幕的 不断提升，视频、图片及其他多媒体应用的需求激增，智能手机的 DRAM、NAND 闪存容 量已成为消费者换机时最重要的考量因素之一，叠加摩尔定律下单位空间的存储芯片制 造成本不断下降，智能手机的平均单机存储规格也在迅速增加。根据 研 究显示，2014—2020 年，全球智能手机 NAND 闪存空间约以 35%左右的复合增速增长， 并在 2020 年智能手机 NAND 闪存平均容量首次超过 100GB，其中苹果 NAND 闪存平均容量为 140.9GB，安卓手机为 95.7GB。DRAM 方面，2014—2020 年智能手机平均 DRAM 容量从 1.4GB 提升至 4.3GB（ 数据），2014—2020 年复合增长率达 34.5%。在手机 进入存量市场，出货停滞的背景下，智能手机的单机存储规格升级有望成为存储市场规 模扩张的重要驱动力。

人工智能：AI 服务器需求井喷，对 DRAM、NAND 需求实现数倍提升多模态大模型有望成为 AI 主流，参数量井喷式提升。生成式 AI 主要依赖于 AI 大模型， 如 GPT 系列、BERT、 等，这些模型通常包含数十亿甚至数万亿参数，需要 庞大的数据集进行训练。大模型的训练成本通常包括 GPU 等算力芯片成本、服务器成本、 标准机柜成本、电力成本、人力投入费用等。以 GPT-3 为例，训练参数量达到 1,750 亿、 预训练数据量达到 45TB，训练总成本高达 1,200 万美元。高昂的训练成本也提高了行业 的准入门槛，因此多模态大模型的产业发展进程通常由科技巨头所主导。

AI 大模型参数量呈指数式增长，极大拉动算力需求。从 2015 年 AI 大模型问世至今，每 年大模型的参数量呈现指数式增长，所需要的算力相较常规模型也实现极大幅度提升。2019 年 2 月发布的 GPT-2 模型参数量约为 15 亿，而 2020 年 5 月发布的 GPT-3 模型参数 量达到 1,750 亿，参数量提升超过 100 倍；据 ARK 预测，GPT-4 参数量最高可达 15,000 亿个，对应算力需求最高可达 /s-day；此外，国内外科技巨头加速 布局多模态大模型，对应参数量均达到千亿级别，也将带动算力需求爆发式增长。

催生 AI 服务器需求增长，各大厂商争相采购。从服务器行业竞争格局看，据 IDC，浪潮、新华三、超聚变、宁畅和中兴位居 2022 年中国服务器市场营收前五位，市 场份额占比分别为 28.1%、17.2%、10.1%、6.2%和 5.3%，行业 CR5 份额合计 66.9%。以 为代表的多模态大模型带来计算资源需求爆发式增长，催生AI服务器需求增长， 各大厂商争相采购。据 ，2022 年北美四大云服务厂商微软、谷歌、Meta 和 亚马逊合计采购全球约 66%的 AI 服务器，而腾讯、阿里巴巴和百度等国内互联网大厂的 采购量也位列全球前十。随着国内 AI 大模型商业化的持续落地，有望拉动更多 AI 服务 器需求，我国 AI 服务器市场空间有望进一步提升。

AI 服务器是人工智能增长的主力军，预计市场规模将实现快速增长。海量数据和强大算 力是 AI 大模型的基础，而 AI 服务器作为算力基础设施单元服务器是一种类型备受追捧， 成为人工智能市场增长的主力军。据 IDC 发布的《全球人工智能市场半年度追踪报告》 显示，2021 年全球人工智能服务器市场规模达 156.3 亿美元，同比 2020 年增速达 39.1%， 预计 2026 年全球人工智能服务器市场规模将达到 347.1 亿美元，2021—2026 年复合增 长率为17.3%。

AI 服务器需求快速提升将带动全球、中国服务器产值迅速增长。据 IDC 数据，2022 年 全球服务器出货量突破 1,516 万台，同比增长约 12%，产值达 1,215.8 亿美元，预计 2026 年出货量有望达到 1,885.1 万台，2022—2026 年服务器出货量 CAGR 为 5.59%；产值有 望达到 1,664.95 亿美元，2022-2026 年产值 CAGR 为 8.18%；国内方面，据智研咨询和 IDC 数据，2023 年我国服务器出货量有望达到 449 万台，同比增长 3.43%，国内服务器 市场规模有望达到 308 亿美元，同比增长 12.66%。

二、存储行业拐点渐进，国产替代前景可期

全球半导体行业处于周期底部，复苏拐点渐行渐近

电子行业周期下行，全球、国内半导体月度销售额同比下滑，但环比有所改善。据美国 半导体行业协会（SIA）数据，2023 年 1-5 月全球半导体销售额为 2016.4 亿美元，同比 下降 21.4%，国内半导体销售额为 570.8 亿美元，同比下降 32.3%。其中，2023 年 5 月 全球半导体销售额为 407.4 亿美元，同比下降 21.10%，但连续三个月实现环比增长；其 中，中国 5 月实现销售额 119.0 亿美元，同比下降 29.50%，环比增长 3.15%，环比实现 弱势复苏。

消费类需求下滑是导致全球半导体周期下行的主要原因。从半导体行业销售结构来看， 计算机（以 PC、服务器为主）和通讯产品（以智能手机为主）构成全球半导体需求的主 要需求来源，二者合计占比接近四分之三。根据 IC 数据，2020 年计算机领域 销售额占半导体下游比重为 39.7%，通信领域销售额占比 35.0%，其次为消费电子与汽 车电子，占比分别为 10.3%和 7.5%。22Q1 至今，全球半导体下游需求呈现结构性特征， 以电动汽车为代表的新能源领域景气高涨，但以智能手机、PC 等消费终端需求持续走弱， 库存水位高涨，并导致库存调整向上游转移，上游半导体企业开始削减产量或订单，并 下修出货量，导致全球半导体销售额增速逐步回落，行业进入下行周期。

行业销售规模复盘：下游创新驱动行业发展，行业销售规模在波动中增长。我们对历年 半导体销售情况进行复盘，发现行业市场规模主要由下游创新决定，且具有一定周期性， 下游终端销售情况与企业产能释放共同决定周期波动，整体呈现出在波动中成长的特点。从 2015 年至 2022 年，全球半导体销售规模从 3,352 亿美元增长至 5,735 亿美元，年复 合增速为 7.97%，高于同期全球 GDP 增速。

2015—2018 年：智能手机仍处于渗透率提升阶段，且多摄、屏下指纹等结构性创新拉动CMOS、指纹识别芯片等半导体需求；真无线耳机在这一阶段出现并快速渗透。受下游智 能手机、TWS 等消费类电子需求旺盛的驱动，全球半导体市场蓬勃发展，市场规模从 3,352 亿美元增长至 4,688 亿美元，2015—2018 年复合增长率为 11.83%；2019 年：以智能手机为代表的智能终端市场景气度下滑，全球半导体周期向下，叠加国 际贸易摩擦加剧，全球半导体行业 2019 年市场规模为 4,123 亿美元，相比 2018 年下滑 12.05%；

2020—2022 年：随着 5G 终端规模不断扩大、数据中心需求增加，AIoT 等智能化场景逐 步拓展及汽车电子不断渗透，叠加疫情背景下对远程办公、居家娱乐等需求增加，全球 半导体产业规模上行，2020 年、2021 年和 2022 年全球半导体市场规模分别为 4,404 亿 美元、5,559 亿美元和 5,735 亿美元，分别同比增长 6.82%、26.83%和 3.17%。

半导体行业通常以 3—5 年为一个周期，行业目前处于周期底部。总而言之，半导体行 业呈现在周期中成长的特点，企业资本开支周期驱动的影响，行业通常以 3—5 年为一 个周期，所处周期位置受宏观经济、下游应用需求与企业资本开支等因素共同影响。2000 年以来，全球半导体月度销售额同比增速相邻极大值之间平均间隔时间为 4.28 年。本轮周期上行始于 2020 年初，疫情催生远程办公需求，拉动 PC、平板电脑销量增长， 云在线协作也提升服务器采购量，叠加新能源汽车尤其是纯电动车（EV）销量大增带来 的汽车芯片需求增长；供给方面，疫情背景下工厂陆续停工也导致各环节产能无法顺利 释放，产品供过于求导致价格持续上行。进入 2022 年，随着疫情得到控制，居家经济 有所降温，叠加厂商备货增加，全球半导体行业增速放缓，并于 9 月首次出现负增长， 且负增长势头持续至今。从周期位置看，目前半导体行业仍处于周期底部，下游消费类 产品需求未见明显改善，晶圆厂产能利用率也有所下滑。随着终端品牌商、半导体晶圆 代工厂持续推进库存去化，叠加下游需求缓慢修复，行业有望逐步见底。全球模拟芯片 大厂亚德诺在业绩说明会上表示，2023 年第一季度，亚德诺消费类产品营收同比、环比 下降幅度均超过 20%，下降幅度接近疫情期间最低水平，表明板块正逐步探底，向下空间有限。

三、存储行业呈现寡头垄断格局，国产替代前景可期

存储行业竞争格局：寡头垄断，龙头厂商话语权极强。存储芯片主要包括 DRAM、NAND Flash 和 NOR Flash，其中 DRAM 和 NAND Flash 合计占比高达 97%，是影响行业景气度的 主要品类。目前 DRAM 和 NAND Flash 均呈现寡头垄断格局，主要市场份额被三星、美光、 海力士等巨头占据。据 Omdia 数据，2020 年全球 NAND Flahh 市场规模约为 571.95 亿美 元，由三星电子（34%）、铠侠（19%）、西部数据（14%）、美光（11%）、SK 海力士（11%） 和英特尔（9%）六家企业主导，行业 CR5 高达 89%。国内方面，长江存储 2020 年在 NAND Flash 原厂市场份额约为 1%，仍处于追赶阶段。

相较于 NAND Flash，DRAM 的全球市场更为集中，2020 年全球 DRAM 市场规模为 663.83 亿美元，由三星电子（42%）、SK 海力士（29%）和美光科技（24%）三家公司主导。由 于存储行业具有较高的集中度，龙头厂商具有极强的产业话语权，其扩产或减产决策都 会对行业产能产生较大影响。

受行业景气下滑影响，业内存储厂商大多业绩承压。据美光科技数据最新财报显示，2023 年第二季度（对应第三财季）实现营收 37.52 亿美元，同比大降 56.58%，环比微增 1.60%， 净利润-18.96 亿美元，同比-172.20%，环比+17.99%。盈利能力方面，美光、西部数据 23Q2 毛利率同比分别下降 64.49pct 和 28.47pct，净利率同比分别下降 80.92pct 和 33.41pct，报告期内受 DRAM、NAND Flash 量价齐跌的影响，全球主要存储厂商 2023 年 以来业绩大幅下滑，盈利能力持续承压。

龙头厂商削减产能+资本开支，行业供给端有望逐步收窄。本轮 DRAM 价格自高点下跌幅 度已超过 60%，超历史最大跌幅，行业普遍亏损背景下，龙头厂商通过削减产能、资本 开支、降低运营成本及裁员等方式来收缩供给，以应对行业产能过剩问题，缓解产品价 格下降趋势。据 ，目前 DRAM 三大原厂已先后启动减产，铠侠也宣布其旗下 日本两座 NAND 工厂自 2022 年 10 月起将晶圆生产力减少约 30%。西部数据则宣布 1 月开 始降低约 30%晶圆产能，预计 2023 年财年总资本支出下调至 23 亿美元，较此前提出的 27 亿美元再度下调 14.8%。

预计 2023 年全球 300mm 晶圆厂设备支出将有所下降，后续随着行业景气回暖逐步回升。SEMI 在《300mm 晶圆厂展望报告－至 2026 年》中指出，由于行业景气下行导致下游需 求下滑，预计 2023 年全球 300mm 晶圆厂设备支出将有所下降至 740 亿美元，后续随着 高性能计算、汽车应用对存储器的需求提升推动行业规模增长，预计全球 2024 年 300mm 晶圆厂设备支出将恢复增长至 820 亿美元，2025 年增长 24%至 1,019 亿美元，2026 年增 长 17%至 1188 亿美元。

存储厂商 2023 年第二季度库存水平环比下滑，库存拐点显现。虽然板块内存储企业 23Q2 业绩承压，但大多库存段有所改善，报告期内去库存推进顺利。美光 23Q1（对应 23Q2 财季）的存货周转天数从 22Q4 的 211 天下降到 164 天，23Q2 继续下降到 161 天，库存 拐点显现。美光公司首席执行官 表示虽然主流的数据中心服务器存储 芯片市场继续保持低迷，但最近生成式人工智能技术加速普及，人工智能服务器对于内 存芯片和存储芯片的市场拉动，超出了外界预期，存储器行业的收入低谷已经过去；西 部数据 23Q2（对应 2023 年第四财季）末存货金额为 36.98 亿美元，相比上期减少 2.81 亿美元（环比减少 7.06%），存货端同样有所改善。西部数据表示，随着产业链库存逐 渐恢复正常、单位闪存设备存储容量增加以及闪存跌价速度放缓，均预示着市场环境正 逐步改善。

风险提醒：下游终端需求复苏不及预期、供给端产能收缩不及预期等。

资料来源：2023年8月9日 东莞证券《半导体存储器星辰大海，行业复苏渐行渐近--国产替代系列报告之二》；8月13日德讯证顾整理