2024年东芯股份研究报告:利基型存储国内领先,强周期属性2024年迎拐点

  • 来源:华金证券
  • 发布时间:2024/01/18
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东芯股份研究报告:利基型存储国内领先,强周期属性2024年迎拐点.pdf

东芯股份研究报告:利基型存储国内领先,强周期属性2024年迎拐点。东芯股份聚集中小容量存储芯片,现已形成SLCNAND+NOR+DRAM+MCP四大产品类别,公司是国内领先的2DSLCNANDFlash供应商。(1)存储周期角度看,2019年NANDFlash芯片市场价格大幅度波动,2019年下半年2GSPINAND部分产品价格最高降幅甚至达到50%以上,造成毛利率下降近14个百分点,2020年到2021年,随着NAND系列产品价格企稳以及需求的复苏,公司毛利率在2021年Q4达到单季度历史最高点50.05%,扭亏为盈;本轮存储周期看,2022年Q3以来由于终端需求疲弱叠加存储产品价格连续下跌...

一、国产 SLC NAND 龙头,聚焦中小容量存储开发

1、发展历程:存储技术国内领先,四大产品协力助发展

东芯股份拥有独立自主的知识产权,聚焦于中小容量存储芯片的研发、设计和销售,现已形成 NAND、NOR、DRAM、MCP 四大产品类别,是目前国内少数可以同时提供NAND、NOR、DRAM 设计工艺和产品方案的存储芯片研发设计公司。公司成立于2014 年,2015年6月公司收购韩国上市公司 Fidelix,布局多项领先的存储芯片技术,通过吸收整合双方的研发经验和团队以及反复验证优化设计,于同年 10 月在中芯国际 38nm 工艺平台正式流片国内第一颗1GbSLCSPI NAND Flash。2017 年公司开始在力积电 48nm 工艺平台上设计生产NORFlash,并于2019年成功流片。2021 年公司在科创板上市。2022 年,公司可用于高端数据模块和基带市场的LPDDR4x 已完成工程样片并已通过客户验证,并在中芯国际55nm工艺生产线上实现NORFlash 的首次晶圆流片。根据 2023 年 11 月投资者调研纪要,公司1xnmSLCNANDFlash产品已完成晶圆制造及功能性验证,正在进行晶圆测试及工艺调整工作。

公司存储芯片产品具有低功耗、高可靠性等特点,凭借在工艺制程及性能等方面出色的表现,产品已在博通、联发科、中兴微、瑞芯微、北京君正、恒玄科技、紫光展锐等多家知名平台厂商获得认证,同时成功进入三星电子、海康威视、歌尔股份、传音控股、惠尔丰等国内外知名客户的供应链体系,被广泛应用于通讯设备、安防监控、可穿戴设备、移动终端等终端产品。

1)NAND:公司可提供 SPI 和 PPI 两种接口的 SLC NAND Flash 芯片,电压分为3.3V/1.8V,并具备 WSON、BGA 等多种封装方式。2)NOR:公司 NOR Flash 产品主要为通用SPI 接口,电压为 1.8V,容量涵盖 64Mb 至 1Gb,支持 Single/Dual/Quad SPI 和QPI 四种指令模式。3)DRAM:DDR3(L)具备高传输速率以及低工作电压,可提供1.5V/1.35V 两种电压模式;LPDDR产品具有 LPDDR1, LPDDR2, LPDDR4X 三个系列,其中 LPDDR4X 的VDDQ低至0.6V。4)MCP:集成了自主研发的低功耗 1.8V SLC NAND Flash 与LPDDR1/LPDDR2,可满足移动互联网和物联网对低功耗的需求。

2、股权结构:股权结构稳定,多次股权激励锁定核心团队

公司股权结构稳定。根据 2023 年第三季度报告,东方恒信持有公司32.38%股权,公司董事长、实际控制人蒋学明先生为东方恒信实际控制人。东芯科创为员工持股平台。华为旗下哈勃科技创投持有公司 3.00%股份。根据 2023 年中报,公司拥有三家全资子公司东芯香港、东芯南京和 Nemostech,一家控股子公司 Fidelix;其中 Nemostech 和Fidelix 均位于韩国,前者主要负责 NAND Flash 的设计和研发,后者主要从事 DRAM 和 MCP 产品的研发。

公司连续两年实行股权激励计划,重点考核年度营收。2022 年1 月,公司发布《2022年限制性股票激励计划(草案)》,拟授予权益合计 212.55 万股,首次授予对象合计77人。2023年4 月,公司发布《2023 年限制性股票激励计划(草案)》;计划授予500 万股,首次授予对象合计 117 人,占公司员工总数 234 人(截至 2022 年 12 月 31 日)的50%。授予价格不低于22元/股。考核要求 2023-2025 年度营收同比增长率不低于 25%,或以2022 年营收为基数,营收复合增长率不低于 25%。

3、科研能力:核心技术人员从业经验丰富,研发人员占比过半

截至 2023 年 H1,公司累计申请国内外发明专利 161 项,集成电路布图设计权73项。公司先后获得 “第七届中国电子信息博览会创新奖”、“2019 年度上海市‘专精特新’中小企业”、“2020 年度中国 IC 设计成就奖之年度最佳存储器”、“2022 全球国际电子成就奖之年度存储器”、“2023 中国 IC 设计成就奖之年度技术突破 IC 设计公司”等荣誉称号。

截至 2023 年 10 月,公司共有安承汉、康太京、李炯尚、陈慧、陈纬荣五名核心技术人员,均有数十年以上的从业经验。公司董事、核心技术人员安承汉拥有近40 年的芯片行业从业经验,是韩国最早一批从事存储芯片设计的技术研发工程师,曾就职于海力士DRAM事业部,现负责公司 NAND、NOR 和 DRAM 产品的战略研发规划,确定技术发展方向。公司控股子公司Fidelix由安承汉创立,收购前专注于利基型存储器市场,是三星、LG、日本瑞萨等国际知名公司的长期稳定供应商。

专注研发驱动,助力长远发展。2019 年至 2023 年前三季度,公司研发费用分别为0.48/0.48/0.75/1.10/1.27 亿元,研发费用占营收的比例为 9.44%/6.06%/6.60%/9.63%/34.16%。2023 年前三季度研发费用占营收的比例大幅增长主要系随着研发项目的新增和现有项目的展开,研发人员、加工服务费等均较去年同期大幅增加,同时行业下行导致公司营收较去年同期大幅下滑 。 2021 年 以 来 研 发 费 用 显 著 增 长 , 2021 年 至 2023 年前三季度分别同比增长57.36%/47.46%/51.06%。 2020 年 至 2023 年 H1 , 公司 研发 人员 数 量为 60/87/130/145 人,研发人员占比为37.97%/47.28%/55.56%/59.18%,研发人员占比明显提高。截至2023 年6 月30日,研发人员中本科及以上学历的比例高达 95.86%。

4、经营概况:下行周期业绩短期承压,NAND收入占比超60%

2023 年以来存储市场景气度低迷,同时产品价格下滑明显,公司2023 年前三季度营收降至3.71亿元,同比减少60.84%;2023年前三季度归母净利润降至-1.46亿元,同比减少153.96%,主要系(1)营业收入和毛利率水平较上年同期相比大幅下降;(2)财务费用增加:上年同期受美元升值影响汇兑收益较大;(3)研发费用增长;(4)计提的存货跌价准备增长。单季度看,23Q3 公司实现营收 1.31 亿元,同比减少 43.81%,环比增长13.54%;归母净利润-0.71亿元,亏损幅度环比扩大。 公司采用 Fabless 模式,为了确保供应链的稳定性,存货水平会随着业务的扩展不断提高;2019年至2022年存货分别为4.16/2.95/3.49/6.68亿元,同比28.51%/-29.09%/18.31%/91.40%。由于以消费电子为代表的下游应用需求疲软,公司目前的存货仍处在相对较高的水平,23Q3末存货账面价值为 8.54 亿元,同比增长 30.52%,较二季度末环比略有增长。根据2023年10月投资者调研纪要,从存货结构上来看,公司大部分产品为通用型产品,存货中原材料占比更高,半成品和产成品占比相对较低,产品间可调配的空间大,因此从结构上看基本可控。随着未来终端需求的逐步恢复,存货情况有望进一步改善。

NAND 占据六成营收,MCP 逐渐发力。1)NAND 营收及营收占比连年提升,2022年NAND实现营收 7.08 亿元,同比增长 7.27%;占主营业务营收的 61.84%,同比增长3.63pcts。2)MCP近年增长势头明显,2022 年实现营收 2.25 亿元,同比增长26.38%;超越NOR成为第二大营收来源,占主营业务营收的 19.69%,同比增长 3.96pcts。3)2022 年DRAM实现营收0.82亿元,同比增长 3.22%,占主营业务营收的 7.13%,同比增长0.16pcts。4)2022年NOR实现营收 0.72 亿元,同比减少 61.47%,占主营业务营收的比例有所下降,2022 年降至6.31%,同比减少 10.23pcts。

整体看,2021 年为公司毛利率和净利率的高点,随后开始下滑。2023 年以来毛利率和净利率承压明显,其中 23Q3 毛利率为 7.53%,同比减少 22.74pcts,环比减少0.84pcts,净利率为-53%,同比减少 81.60pcts,环比减少 20.12pcts。具体看各产品线,1)NAND毛利率为四类存储产品中最高,2022 年毛利率为 46.93%,同比减少 4.14pcts。2)2022 年NOR毛利率跌幅最大,降至 20.35%,同比减少 10.11pcts。3)2022 年 DRAM 毛利率为33.98%,同比减少7.27pcts。4)MCP 毛利率稳定上升,2022 年毛利率为 22.14%,同比增长2.6pcts。5)技术服务毛利率涨幅最大,2022 年毛利率为 68.81%,同比增长 14.9pcts。

从销售模式看,公司产品销售采用“经销、直销相结合”的销售模式。经销模式下,公司与经销商之间采用买断式销售;直销模式下,终端客户直接向公司下订单。得益于产品通过主流平台验证,公司品牌知名度提升,直销收入占比逐步增长;2022 年直销实现收入10.09亿元,同比增长 25.84%,占主营业务营收的比例升至 88.19%,同比增长17.43pcts。

从营收地区分布看,公司近八成营收来自于大中华地区(中国大陆、中国香港、中国澳门、中国台湾),原因主要系中国已成为全球最大的电子消费产品生产和消费市场,产业链的国产化是大势所趋,国内半导体公司迎来机遇。2022 年大中华地区占主营业务营收的比例为79.88%,同比减少 1.35pcts。

Fabless 模式聚焦设计,原材料为主要成本。公司采用 Fabless 经营模式,聚焦芯片研发、设计与销售,在生产制造、封装及测试等环节大量采用专业的第三方企业代工模式。该模式相较于 IDM 属于轻资产模式,能够快速响应市场需求。公司成本结构稳定,原材料成本占总成本的比例稳定在 80%左右。2022 年原材料/封测费用/制造费用/技术服务成本的占比分别为82.98%/11.52%/2.86%/2.64%。

2019 年至 2023 年前三季度,三费(销售、管理、财务)合计分别为0.64/0.97/0.67/-0.06/0.08亿元;三费合计占总营收的比例维持在较低水平,分别为 12.51%/12.30%/5.87%/-0.52%/2.19%,原因主要系公司现金充沛,利息收入较高导致财务费用低。2019 年至2023 年前三季度,销售费用分别为 0.20/0.20/0.16/0.15/0.18 亿元,占比分别为 3.87%/2.60%/1.40%/1.31%/4.91%;管理费用分别为 0.45/0.45/0.60/0.59/0.48 亿元,占比分别为 8.67%/5.80%/5.26%/5.12%/12.85%;财 务 费 用 分 别 为 -0.001/0.31/-0.09/-0.80/-0.58 亿元,占比分别为-0.03%/3.91%/-0.8%/-6.94%/-15.57%。

二、公司:四大产品齐力助发展,领先技术高筑壁垒

1、SLC NAND:聚焦中小容量,制程/容量紧追海外大厂

根据存储原理,NAND Flash 可分为 SLC、MLC、TLC、QLC 四类。SLC/MLC/TLC/QLC每个单元可以存储的信息位数分别为 1 位/2 位/3 位/4 位,这使得SLCNAND具有四类NAND芯片中最高的可靠性,但与此同时低数据密度也导致其价格较高。根据结构,NAND Flash 可分为 2D NAND 和 3D NAND。3D NAND通过纵向堆叠实现更高的存储容量,但堆积的立体式结构难以做到高可靠性擦除;随着堆叠层数的增加,稳定性挑战越大。 综上,SLC NAND 因其高可靠性具有较高的不可替代性,同时也是进入MLCNAND、TLC NAND 以及 3D NAND 的必经之路;随着 SLC NAND 容量越来越大,可逐渐替代MLCNAND 的部分应用。

公司聚焦 2D SLC NAND Flash 的设计与研发,主要产品采用浮栅型工艺结构,存储容量覆盖 512Mb 至 32Gb,可灵活选择 SPI 或 PPI 类型接口(PPI NAND 主要针对工业类客户),搭配 3.3V/1.8V 两种电压。公司 NAND 产品品类丰富、功耗低、可靠性高,被广泛应用于通讯设备、安防监控、可穿戴设备及移动终端等领域,获得了联发科、瑞芯微、中兴微、博通等行业内主流平台厂商的验证认可,主要应用于 5G 通讯、企业级网关、网络智能监控、数字录像机、数字机顶盒和智能手环等终端产品。使用公司产品的终端知名客户包括中兴通讯、烽火通信、海康威视、大华股份、创维数字、航天信息等。

公司拥有八大 NAND Flash 核心技术,均为自主研发并已实现产品应用。SPI NANDFlash采用了业内领先的单芯片集成技术,将存储阵列、ECC 模块与接口模块统一集成在同一芯片内,有效节约了芯片面积,降低了产品成本,满足了可穿戴设备、智能移动终端等下游应用对存储芯片高度集成化的发展需求。此外,公司产品在耐久性、数据保持特性等方面表现稳定,在工业温控标准下单颗芯片擦写次数可超 10 万次,同时在-40℃到 105℃的极端环境下可保持数据有效性长达 10 年,产品可靠性逐步从工业级标准向车规级标准迈进。

制程:公司SLC NAND Flash产品历经数次工艺迭代,目前量产产品以中芯国际38nm、24nm,力积电 28nm 的制程为主,未来将在 28nm 及 24nm 的制程上持续开发新产品。根据2023年11月投资者调研纪要,先进制程的1xnm NAND Flash产品已完成首轮晶圆流片及首次晶圆制造,正在进行晶圆测试及工艺调整工作。三星和美光均已实现 20nm 以下制程产品的批量出货,而铠侠 SLC NAND 量产产品制程和公司处于同一水平。

容量:华邦电、旺宏、铠侠 SLC NAND 容量仅涵盖 1Gb~8Gb;三星电子SLCNAND产品最大容量为 16Gb。美光将 3D 堆叠技术应用于 SLC NAND 上,产品最大容量扩大至256Gb。东芯股份 SLC NAND 产品容量涵盖 512Mb~32Gb,六大厂商中产品最大容量仅次于美光。2023年 5 月,中国网信网发布消息称,美光公司在华销售的产品未通过网络安全审查,我国内关键信息基础设施的运营者应停止采购美光公司产品。因此,我们认为公司SLCNAND产品在中国市场具有明显的容量优势。

2、NOR Flash:积极向大容量进发,制程追平行业龙头

NOR Flash 与 NAND Flash 均属于非易失性存储芯片,即断电后仍能保留数据。根据存储信息类型不同,Flash 可进一步细分为代码型闪存和数据型闪存。NOR Flash 和SLCNAND可归为代码型闪存,主要用于存储操作系统及其启动与运行过程中的代码信息,对芯片的稳定性、可靠性要求较高;MLC/TLC/QLC NAND 等数据型闪存则主要用于存储系统运行过程中大容量的数据信息,对芯片的容量和成本要求较高。 NOR Flash 存储阵列是各存储单元通过并联方式连接组成,在实现按位快速随机读取数据的同时,允许系统直接从存储单元中读取代码执行,具有芯片内执行(XIP)、读取速度快等特点,故通常被用于中小容量代码存储和快速读取,以满足快速启动应用系统的需求。具有更快擦写速度的 SLC NAND 常用于支持带 OS 如 Linux 等复杂系统代码存储应用。

当容量小于 128Mb 时,NOR Flash 具有明显的价格优势,而当容量进入128Mb及以上的区间时,NOR Flash 的价格会迅速上升。SLC NAND 在 2Gb 以下时价格表现较为平稳,容量超过 2Gb 时价格增长加快。综合容量、可靠性、成本等因素,存储容量需求在128Mb及以下的应用倾向于选择 NOR Flash 方案,存储容量需求在 1Gb 及以上的应用通常选择SLCNANDFlash。但亦有如 5G 基站、汽车电子等对可靠性要求非常高的应用会选择较大容量的NORFlash产品。

公司专注于大容量、低功耗、ETOX 工艺的 SPI NOR Flash,容量涵盖64Mb至1Gb,电压为 1.8V/3.3V,支持 Single/Dual/Quad SPI 和 QPI 四种指令模式,可搭配DTR传输模式将单位时间内存储芯片的数据传输速度提升一倍,大幅提升传输速度,充分满足智能手表、TWS耳机等可穿戴设备领域以及移动终端领域的需求。

Fidelix 具有一定的 NOR Flash 技术储备,在被收购前其产品以韩国东部高科工艺平台90nmNOR Flash 为主。公司承接相关技术后不断进行创新,于 2017 年在力积电48nm工艺平台上设计生产第一款 NOR Flash。公司在 NOR Flash 领域已形成四大核心技术,均为自主研发并已实现产品应用。通过运用优化擦除操作算法和刷新操作算法等核心技术,可有效减少因数据擦除和电子偏移导致的数据损坏问题,显著提升产品的可靠性。

制程:公司 NOR Flash 产品在制程上已达到国际领先水平,与头部厂商华邦电、旺宏处于同一水平。公司将持续在力积电的 48nm 制程上进行更高容量的新产品开发,同时在中芯国际的NOR Flash 产品制程从 65nm 推进至 55nm;目前该制程产线已完成首次晶圆流片。

容量:公司 NOR Flash 容量涵盖 64Mb~1Gb。目前基于力积电48nm产线生产的512Mb、1Gb 大容量 NOR Flash 产品均已有样品可提供给客户。兆易创新、华邦电、旺宏三家厂商均可提供容量高达 2Gb 的 NOR Flash 产品。

3、DRAM:低功耗瞄准利基市场,新品打开业绩天花板

DRAM 属于易失性存储产品,通过利用电容内存储电荷的有无来代表二进制比特来实现数据存储。与 Flash 相比,DRAM 读写速度更快,可用于快速存储和读取数据,常被用于系统硬件的运行内存,对系统中的指令和数据进行处理。

公司聚焦低功耗、高传输率 DRAM,主要针对利基型市场,目前有DDR3(L)和LPDDR两大系列。DDR3(L)可传输双倍数据流,具有高带宽、低延时等特点,在通讯设备、移动终端等领域应用广泛。针对移动互联网和物联网的低功耗需求,自主研发的LPDDR1/2/4X系列产品具有低功耗、高传输速度等特点,最大时钟频率可达 2133MHz,适合在智能终端、可穿戴设备等产品中使用。目前使用公司 DRAM 系列产品的国际知名客户包括LG、瑞萨、索喜、惠尔丰、伟创力等。

公司现有四大 DRAM 核心技术,均为自主研发,其中三项技术完成技术开发,一项技术已进行产品应用。DRAM 单元 2D/3D 制造方法将传统二维 DRAM 中的栅极竖立起来,形成三维DRAM 的栅极结构,再通过复用面板连接至位线,有效减少了DRAM单元的面积。

制程:公司 DRAM 均由力积电代工,其中 DDR3 与 LPDDR4x 基于力积电25nm工艺生产线,LPDDR2 基于力积电 38nm 工艺生产线。DDR3 已可实现量产;可用于高端数据模块和基带市场的 LPDDR4x 已完成工程样片并已通过客户验证。三星、SK 海力士、美光均已进入1znm制程;根据 2023 年 4 月投资者调研纪要,公司认为尽管力积电在制程方面与三星、海力士、美光存在一定代差,但 25nm 制程足以满足小容量 DRAM 产品的需求。

容量:1)DDR3:公司和南亚科处于同一水平,DDR3 最大容量达4Gb;ISSI DDR3容量涵盖 1Gb~16Gb。2)LPDDR2:公司和 ISSI 的 LPDDR2 均可做到4Gb 容量,而南亚科最大容量可达 8Gb。3)LPDDR4x:目前公司 LPDDR4x 产品品类较少,在最大容量上也落后于南亚科和 ISSI。

4、MCP:产品全部自主研发,专注低功耗设计

MCP 通过将 Flash 闪存芯片与 DRAM 堆叠合封,以同步实现存储与数据处理功能,显著减少 PCB 布板空间的同时提高存储密度,降低整体系统成本,提高整体集成度和可靠性,因此常用于芯片功能模块的尺寸较小及功耗较低的终端产品,如便携式及可穿戴电子设备等。MCP技术发展的关键在于堆叠数和成品率的控制。MCP 堆叠的芯片越多,封装难度也随之增加。为了减少芯片堆叠对 MCP 产品良率的影响,穿透硅通孔技术将成为堆叠芯片实现互联的垂直封装技术,有效优化了芯片连接方式、外形尺寸,并改善了功耗表现。MCP 产品具有客户粘性较强特点,在下游终端客户自身产品结构相对稳定情况下,因更换MCP 产品成本较高,通常会选择相对稳定的供应商,产品价格也相对稳定。根据公司官网数据,公司现有 8 款 MCP 产品,集成了自主研发的低功耗1.8VSLCNANDFlash 与低功耗设计的 LPDDR1/2,提供 1Gb+512Mb、1Gb+1Gb、2Gb+1Gb、2Gb+2Gb、4Gb+2Gb、4Gb+4Gb 六种容量配置。公司 MCP 产品已在紫光展锐、高通、联发科等的4G模块平台通过认证,下游终端客户包括较为分散、需求多样化的物联网模块、智能功能手机生产厂及规模较大的电子制造服务商。

5、供应链:打造具有本土深度、全球广度的供应链体系

公司作为 Fabless 设计公司,注重搭建稳定可靠的供应链体系,与国内外多家知名晶圆代工厂、封测厂建立互助、互利、互信的合作关系,积累了丰富的供应链管理经验,有效保证了供应链运转效率和产品质量,打造具有“本土深度、全球广度”的供应链体系。1)制造端:公司已与中芯国际建立战略合作关系,在工艺调试设计、产品开发、晶圆测试优化等全流程各环节形成了良好的交流与合作。双方在高可靠性、低功耗存储芯片的特色工艺平台上展开连续多年的深度技术合作,研发了多种闪存芯片的标准工艺,提高了晶圆的产品良率和生产效率,继共同开发中国本土第一条 NAND Flash 工艺产线后,目前已将 NAND Flash 工艺制程推进至1xnm。公司与全球最大的存储芯片代工厂力积电建立了多年的紧密合作,在其多条存储芯片先进制程的生产线上实现了产品的稳定量产。2)封测端:公司已经与紫光宏茂、华润安盛、南茂科技、ATSemicon等境内外知名封测厂建立稳定的合作关系。

三、行业:存储市场天高海阔,AI 推动供需回归平衡

1、需求侧:市场下行静候复苏,多领域发酵拓宽行业空间

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19%。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。

全球存储产品主要以 NAND Flash 和 DRAM 为主,NOR Flash 和SLCNAND为利基型产品,根据 WSTS 数据,2023 年 NAND 和 DRAM 市场规模降至近五年低点,预计分别为340亿美元和 420 亿美元,同比减少 28%和 46%,2024 年有望触底反弹至470 亿美元和580亿美元。根据 TrendForce 数据,2021 年全球利基型 DRAM 市场规模约为90 亿美元。

根据 Gartner 数据,受行业周期波动的影响,2019 年全球SLCNAND市场规模降至16.71 亿美元;随着物联网、汽车电子、5G 通讯等领域的蓬勃发展,市场规模稳定增长,预计 2019 年至 2022 年全球 SLC NAND 市场规模的年均复合增长率为12.24%,2022年市场规模升至 23.63 亿美元,并在随后两年稳定于这一水平。

NOR Flash 属于利基型存储,在全球存储市场中占比较小;根据Yole 数据,2021年NORFlash 约占全球存储市场的 2%。NOR Flash 发展历经三个时代:1)功能机时代:由于功能手机功能简单,对存储空间要求不高,且存储芯片的需求主要为内存数据的读取,写入和擦除的需求较少,这与 NOR Flash 存储空间较小、写入和擦除速度较慢但读取速度快的特点相适配,因此NOR Flash 在这一时期得到广泛应用,市场规模迅速发展。2)智能机时代:相比功能机,智能手机的应用软件种类更为多样,功能更为复杂,大幅提高了对存储容量的需求。NORFlash的容量低、成本高缺点凸显,逐渐被 NAND Flash 取代,加之功能机数量减少,2006年之后的10年间,NOR Flash 市场不断萎缩,根据立鼎产业研究院的数据,2016 年全球NORFlash市场仅为 18.57 亿美元。3)物联网时代:物联网的蓬勃发展为 NOR Flash 注入了全新的增长活力,以TWS 耳机为代表的端侧设备对存储空间的需求较小,对可靠性、读取速度要求较高,故NORFlash 成为物联网端侧设备的主流存储方案。立鼎产业研究院数据显示,2022 年全球NORFlash市场有望达到 37.2 亿美元,同比增长 10.48%。

汽车智能化和电动化的不断发展,为存储芯片带来了大量新需求。根据Yole数据,2021年全球汽车存储市场约为 43 亿美元,仅占全球存储器市场的 2.6%,占汽车半导体市场的10%;2027 年市场规模将达到 125 亿美元,2021 年至 2027 年年均复合增长率约为20%,增速超过全球存储器市场 (8% CAGR21-27) 和汽车半导体市场 (10% CAGR21-27)。NOR在汽车里发挥着更为重要的作用;Yole 数据显示,2021 年汽车存储芯片中约15%为NOR,市场规模约为6.45亿美元,2027 年汽车 NOR Flash 市场预计增至 12.5 亿美元。

1)驾驶舱:驾驶舱为存储用量最大领域,主要应用在仪表盘、中控多媒体屏;Yole数据显示,2021 年驾驶舱存储芯片占全车存储芯片的 71%,约 29.11 亿美元。NORFlash由于具有芯片内执行、读取速度快等特点,常用在仪表盘以实现即时显示。2)ADAS&AD:ADAS&AD为存储用量增长最快的领域;根据 Yole 数据,2021 年全车约24%的存储芯片用于ADAS&AD,而到 2027 年这一数值升至 36%。美光表示随着自动驾驶等级从L0 提升至L5,DRAM用量提升30 倍,NAND 提升 100 倍。

ADAS 系统包含行车记录、智能导航、全景影像、车道偏移警示等功能,每个子系统普遍采用大容量 NOR Flash。用以实现自动驾驶的摄像头、雷达均需配置存储芯片,将所感知到的路面信息写入存储芯片中,并通过专有算法对写入的数据进行运算、分析,快速做出紧急避让、制动等操作。NOR Flash 的高可靠性和高写入速度具有明显优势。根据Yole 的汽车存储芯片演进路线图,复杂的汽车应用需要更高容量的内存,同样具有高可靠性且成本更低的SLCNAND将在 ADAS 中得以应用。根据 Gartner 数据,2024 年全球 ADAS 领域的NANDFlash存储消费将达 41.5 亿 GB,2019 年至 2024 年复合增速达 79.8%。

公司积极布局高附加值领域,NAND/NOR/DRAM 三大产品线均有车规方面的规划。NAND和 LPDDR4x 正在进行 AEC-100 Grade 2 验证,SPI NOR Flash 则进行更为严苛的AEC-Q100Grade 1 验证。基于中芯国际 38nm 工艺平台的 SLC NAND Flash 以及基于力积电48nm工艺平台的 NOR Flash 已有产品通过 AEC-Q100 测试;其中 48nm、128Mb 的NORFlash已可为客户提供样品。

5G 基站部署环境复杂恶劣,同时需要全天候工作,带动了大容量NORFlash和具有工业宽温(-40℃~105℃)SLC NAND 的需求。BBU 基带处理单元作为5G 基站中最核心的设备,负责处理核心网、用户的信令与数据。Fomalhaut Techno Solutions 对华为BBU5900的拆解报告显示,Master BBU 采用了 2 颗 DDR4(容量分别为 8Gb 和 4Gb),1 颗SPI NOR(容量为512Mb);5G SUB-6 BBU 采用了一颗 DDR4(容量为 8Gb),一颗 NOR(容量为512Mb),一颗SLCNAND(容量为 4Gb)。东芯股份已有相同容量规格的 SPI NOR 和SLC NAND产品。根据2023年5月投资者调研纪要,公司来自通讯领域的营收占比约为 50%。

我国 5G 基站建设迅速;根据工信部数据,截至 2023 年9 月底我国已建成318.9万个5G基站。前瞻产业研究院预测数据显示,至 2025 年末,我国 5G 基站总数有望达到390万个;至2027 年末我国 5G 基站总数或将突破 430 万个。

正在蓬勃发展的物联网催生了丰富的应用场景。由于系统会将大量的数据传输至云端进行处理,故边缘端 IOT 模块对存储容量的需求较少,常见配置为处理器(MCU或SoC形式的AP)+存储芯片(NOR Flash 或 SLC NAND Flash)+通信连接芯片+传感器。随着应用场景愈发复杂,对存储芯片容量的要求也会提高。根据 Statista 数据,2023 年全球约有151.38亿个IOT设备,并仍将维持稳定的增长态势于 2030 年达到 294.22 亿个。

由于 TWS 耳机主控蓝牙芯片内存有限,为了存储更多固件和代码程序,每只耳机均需搭载一颗小体积、低功耗的 NOR Flash。根据潮电智库的数据,2023 年全球TWS耳机出货量将回暖升至 4.1 亿对,同比增至 14%;有望带来 8.2 亿颗 NOR Flash 的需求。随着很多厂家加入空中下载功能(OTA),NOR Flash 的容量需求逐渐从原先的8Mb 或者16Mb,提升至32Mb、64Mb 甚至 128Mb,单颗价值量稳步上升。

2023 年 8/9 月,公司在投资者问答平台表示,智能手环新方案普遍采用SLCNAND,容量需求也在逐渐提升,最大容量已达 4G。以小米手环为例,2021 年发布的小米手环6采用了中国台湾厂商华邦电的 256Mb NOR Flash。次年发布的小米手环7 同样采用了来自华邦电的存储芯片,但芯片类型变为 SLC NAND,容量也升级至 1GB。此后的迭代产品搭载的存储芯片类型均为 SLC NAND。2023 年 8 月推出的最新一代产品小米手环8 Pro 选用了来自东芯股份的SLCNAND,容量提升至 2GB。

根据 Canalys 数据,2023Q2 全球可穿戴手环出货量达到4420 万只,同比增长6%,结束了连续两个季度的下滑。苹果、小米、华为为全球前三大可穿戴手环厂商,23Q2市占率分别为18%、11%、10%。新兴厂商 Noise 和 Fire-Boltt 发展迅速,23Q2 出货量同比分别增长93%和86%,市占率同比分别增长 4pcts 和 3pcts。

智能手机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DRAM和NAND 产品库存高企,根据 Statista 数据,23Q2 全球智能手机出货265.3 百万台,同比减少7.24%,环比减少 1.23%,为近 10 年的最低点。Mate 60 在内的安卓新机频发,显著带动了全球智能手机的复苏,供应链进入备货旺季。Statista 数据显示 23Q3 全球智能手机出货302.8百万台,同比增长 0.30%,环比增长 14.13%,2021 年以来首次同环比均实现增长。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 和NAND容量的增长。随着终端去库存进入尾声,加之 Mate 60、小米 14 等多款旗舰机型逐步放量,NAND和DRAM都有望迎来复苏。

低 RAM 容量配置手机难以满足需求,占比逐步下滑;5G 手机朝着高性能化发展。2023年Q1 我国上市手机中 RAM 内存容量为 2GB 以上的款型占比为89.9%,同比增长9.3pcts,环比增长 11.9pcts;4G 手机中 RAM 内存容量为 2GB 以上的款型占比为82.3%,同比增长25.8pcts,环比增长 28.5pcts;5G 手机中 RAM 内存容量均在 4GB 及以上,同环比均不变。

大 ROM 容量配置手机占比稳定增长。2023 年 Q1 我国上市手机中ROM内存容量为128GB及以上的款型占比为 83.1%,同比增长 3.5pcts,环比增长 7.7pcts;4G手机中ROM内存容量为 128GB 及以上的款型占比为 70.6%,同比增长 14.1pcts,环比增长22.5pcts;5G手机中ROM内存容量为 128GB 及以上的款型占比为 100%,同比增长 1.8pcts,环比不变。

Techinsight 报告显示,国产手机普遍采用三星、美光、SK 海力士三家海外大厂的DRAM产品。产品类型以 LPDDR4X 和 LPDDR5 为主,手机 DRAM 起步容量规格集中在8GB;制程也已进入 20nm 以内。

与 DRAM 产品相同,国内厂商广泛采用了三星、美光、SK 海力士、西部数据、铠侠等海外大厂的 NAND 产品。产品类型主要为 3D TLC NAND Flash,手机NAND起步容量规格主要为128GB。国产厂商目前仍以 2D NAND 为主,3D NAND 方面劣势较为明显。

AMOLED 屏幕相比传统的液晶面板,具有反应速度较快、对比度更高、视角较广等特点。AMOLED 存在着亮度不均匀和影像残留两大问题,通常通过补偿算法解决,因此需外挂NORFlash 以储存补偿数据和程序。Omdia 数据显示,2023 年全球AMOLED需求量将达到19.7百万平方米,并将保持稳定增长于2028年达到30.7百万平方米,2023年至2028年CAGR为9.28%。随着 AMOLED 技术的逐步成熟,良率得到提升的同时成本也将下调,进一步蚕食由LTPS面板在中端市场的份额,进而带动 NOR Flash 的需求。根据 TrendForce 数据,AMOLED在手机屏幕的渗透率不断提高,2022 年全球约 46%智能手机采用 AMOLED 屏幕,同比增长4pcts。

TDDI 即触控芯片与显示驱动芯片集成为单一芯片。由于触控功能分位编码所需容量较大,无法一并整合进入 TDDI IC 当中,而须另外外挂一颗 NOR Flash 作为储存触控功能所需的分位编码。TDDI 的高集成度能够显著减少显示面板外围芯片的尺寸,可满足当前高屏占比的发展趋势,进而拉动 NOR Flash 的需求。根据中国信通院数据,2023Q1 我国上市的手机中,屏占比超 70%的手机款型占比为 80.9%,同比增长 5.2pcts,环比增长7.2pcts;5G手机屏占比超70%的手机款型占比为 100%,同比增长 5.3pcts,环比增长 3.1pcts。4G 手机屏占比超70%的手机款型占比为 66.7%,环比增长 18.6pcts。

Omdia 预计 2023 年全球 TDDI 需求量将达到 10.37 亿颗,同比增长8.13%;其中手机TDDI需求量为 7.34 亿颗,占总需求量的 70.78%。

2、供给侧:海外大厂陆续退出,本土厂商迎来广阔天地

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 1.8pcts,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,而其高昂造价使得目前仅有少数几家头部公司能够使用,将促使行业集中度进一步提高。公司所处的中小容量 DRAM 市场,主要参与者为南亚科技、矽成半导体(ISSI)等。

NAND Flash 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 2.4pcts;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4.5pcts。目前 NAND 主要通过 3D 堆叠方式大幅提升存储容量,而堆叠层数的持续提升带来的技术难度也迅速增长。头部厂商既有深厚的技术积累也有充足的研发投入,有望率先实现更高层数,进而巩固垄断地位,进一步提升行业集中度。

与大容量 NAND Flash 高度垄断的市场竞争格局不同,SLC NAND市场竞争格局相对分散,参与玩家较多。三星电子、铠侠、华邦电、旺宏占据了较高的市场份额,中国本土厂商有东芯股份、兆易创新、复旦微、芯天下等。当前国外存储大厂三星电子、美光、SK海力士、铠侠正全力扩建大容量 NAND 产能,在 SLC NAND 的投入逐渐减少;随着海外大厂的陆续退出,留给中国本土厂商的市场空间愈发广阔;国产化需求的不断提高也带来更多的导入机会。

根据 IC insights 数据,全球 NOR Flash 市场由华邦电、旺宏、兆易三家所垄断;2021年合计占据全球 90.7%的市场,市占率分别为 34.8%、32.7%、23.2%;其中华邦电、旺宏侧重工控领域。

3、减产叠加产能转向 AI 相关,加速大宗类存储供需平衡

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。

AI 大模型需要通过 AI 服务器进行训练与推理。TrendForce 认为,AI 服务器需要配置更多 DRAM、SSD 和 HBM 等大容量存储以应对日益复杂的 AI 大模型所带来的海量数据。当前服务器 DRAM 普遍配置约为 500~600GB,而 AI 服务器 DRAM 配置可达1.2~1.7TB。数据处理量和传输速率的大幅提升使得 AI 服务器对带宽提出了更高的要求,HBM成为了AI 服务器的标配;TrendForce 数据显示 2023 年 HBM 需求量有望同增 58%,2024 年仍将维持30%的高增速;全球 HBM 市场目前由海外大厂垄断,2022 年 SK 海力士、三星市占率分别为50%、40%。TrendeForce 预计 2023 年 AI 服务器出货量为 118.3 万台,同增38.4%;未来有望以26.05%的年均复合增速于 2026 年达到 236.9 万台。

22Q4 起各大存储原厂相继启动减产,加速供需回归平衡。1)铠侠:铠侠早在2022年10月就宣布将晶圆产量减少约 30%;2023 年 8 月宣布继续减产。2)美光:2022年11月,美光跟进减产,宣布将 DRAM 和 NAND 晶圆产量减少约 20%,并将2023 年资本开支下修至70亿美元,同比减少约 41.67%;2023 年 6 月公司表示将减产至30%,预计减产持续至24年,。3)SK 海力士:SK 海力士同样下调了 2023 年资本开支预算,减少50%至74 亿美元。尽管获得了一年的宽限期,SK 海力士还是在 2023 年 Q2 选择将无锡工厂的月产能削减30%。2023年7月23 年 7 月 SK 海力士宣布扩大 NAND 的减产力度。4);三星2023 年4 月三星一改往日不减产的态度,宣布将存储芯片产量调整至有意义的水平。2023 年7 月三星宣布延长减产计划,计划侧重对 NAND 的调整。 随着海外大厂减产措施成效逐渐显现,库存去化有望加快。我们认为,AI 大模型对HBM等大容量存储芯片的高需求或将使得海外大厂将更多产能转向此类产品,加速大宗品类供需关系回归平衡。

4、存储周期已过底部,迈入全面复苏阶段

根据 TrendForce 数据,由于供应商严格控制产出,23Q4 NAND Flash 合约价有望全面起涨,涨幅约 8~13%,结束 2023 年以来的跌势。 Client SSD 方面,由于原厂及模组厂均积极涨价,促使PC OEM欲在价格相对低点积极备货,采购量高于实际需求量。供应商在 23Q3 推出促销措施以扩大位元出货量,故Client SSD价格没有更多下跌空间。此外,主流制程减产及高端 Client SSD 供应厂商较少,赋予原厂更好的议价能力,因此高端产品可望一并上涨。综上,预计 23Q4 Client SSD合约价季涨幅8~13%。Enterprise SSD 方面,部分北美服务器品牌业者需求已较上半年复苏,备货动能渐增,中国云端服务业者库存已下降至合理水位,加上二线电商旺季需求增加,23Q4 EnterpriseSSD总体采购需求可望成长。随着 NAND wafer 价格自 8 月率先起涨,在供应商议价态度转趋强硬之下,预计 23Q4 Enterprise SSD 合约价格季涨幅约 5~10%。

eMMC 方面,在原厂强势的涨价态势下,从 wafer 端延伸至成品,模组厂报价也因反应成本而上调,买方在库存偏低的基础下只能提前进行采购,故推升eMMC 涨势,且原厂涨价目标不限大小容量及应用。同时,由于原厂减产也波及生产 eMMC 的主流制程,货量逐渐减少,不能完全满足客户需求。综上,预计 23Q4 eMMC 合约价季涨幅约10~15%。UFS 方面,受惠于新机发布、季节拉货效应及部分品牌力保市占率,智能手机OEM倾向在23Q4 将零部件库存提升至安全水位,带动采购动能增温。由于UFS 4.0 供应有限,且产品集中采用先进制程,故涨幅最明显;其他成熟 UFS 产品尽管库存充足,但各家原厂不再以低价赔售,选择调涨价格。综上,预计 23Q4UFS 合约价季涨幅可达 10~15%。NAND Flash Wafer 方面,原厂减产效应逐渐显现,部分制程与容量在减产已逾半年后,呈现结构性的供应紧张,皆有利原厂在价格上掌握主导优势,目前观察第四季市场几乎已无低价货源可采购,但买方仍倾向维持高库存而持续采买。近期原厂希望尽快将价格拉高至现金成本之上,预计 23Q4 NAND Flash Wafer 合约价将强势上涨,季涨幅约13~18%。

由于行业头部的供应商既是主流 DRAM 的供应商,也是利基DRAM的主要供应商,因此利基 DRAM 价格受主流 DRAM 价格的牵引,主流 DRAM 价格若出现大幅反弹,利基DRAM价格也会有所上涨。 根据 TrendForce 数据,23Q4 DRAM 合约价季涨幅约 3-8%。涨势能否延续要看供应商是否持续坚守减产策略,以及实际需求回温的程度,其中通用型服务器领域最为关键。PC DRAM 方面,DDR5 均价已 23Q3 反弹,随着新 CPU 机种的备货,DDR5需求有望持续上升,PC OEM 也将因 DDR4 与 DDR5 均价即将进入上涨周期而愿意购货。原厂库存仍处于高位且未达缺货条件,迫使三星再扩大减产幅度,但多数原厂均因DRAM产品出现负毛利而不愿意再让价,欲强势上涨。综上,预计 23Q4 DDR4 价格环比增长0~5%;DDR5价格环比增长约 3~8%;整体随着 DDR5 导入率的提升,合计预估第四季PC DRAM合约价季涨幅约3~8%。

Server DRAM 方面,由于 DDR5 买方库存占比已较 Q2 的20%提升至30~35%,但Q3实际服务器上机使用率仅为 15%,市场采用需求不及预期。同时,三星的扩大减产明显限缩整体DDR4 的投片规模,供应端的 Server DDR4 库存也开始降低,原厂为了提升利润也开始扩大投入生产 DDR5。整体来看,Server DDR4 第四季均价预估持平,而Server DDR5预估仍会走跌,伴随 DDR5 出货比重增加,加上 DDR4 与 DDR5 之间价差约50~60%,仍会拉升综合产品的平均零售价。综上,预计 23Q4 Server DRAM 的合约价预估环比增长3~8%。Mobile DRAM 方面,相较其它应用,Mobile DRAM 库存更早回到健康水位,加上价格弹性带动单机存储容量上升,H2 买方态度趋于活跃。同时,23Q4 智能手机产量环比增长幅度超10%,支撑 Mobile DRAM 需求。值得注意的是,目前原厂库存仍高,减产在短时间内尚无法改变供过于求的市况,但原厂基于获利压力而坚持拉抬价格,而目前原厂库存较多的LPDDR4X或旧制程产品,预估 LPDDR4X 合约价季涨幅约 3~8%;供货略显紧张的LPDDR5(X)合约价有望季涨幅5~10%。

Graphics DRAM 方面,由于 Graphics DRAM 为浅盘市场,加上买方心态已转为可接受价格上涨,预期采购端将持续准备主流规格 GDDR6 16Gb 以应对2024 年的涨势。而NVIDIA于第三季发表的新品 Server GPU L40s,也有助于原厂库存去化,且电竞笔电在今年的销售表现优于整体笔电市场,目前原厂对 Graphics DRAM 面临的的库存压力不如CommodityDRAM大。综上,预计 23Q4 Graphics DRAM 合约价季涨幅 3~8%。 Consumer DRAM 方面,9 月起三星为去化旧产品库存压力,开始扩大减产规模,减产幅度至 Q4 预计会达到 30%。在库存将逐季降低的预期下,原厂为避免背负亏损压力,欲拉抬Consumer DRAM 合约价,涨幅有望超 10%。即便部分原厂已在9 月底抬高合约价,但目前需求仍较为低迷,采购备货强度不及预期,此价格走势已背离供需态势。综上,预计23Q4ConsumerDRAM 合约价季涨幅 3~8%,低于原厂的目标。

三星、SK 海力士、美光三大存储原厂相继公布最新季度业绩,营收和利润端环比均有所改善。 营收端:三星、SK 海力士、美光三大存储原厂最新季度营收尽管仍低于去年同期,但环比均有所上涨,标志着存储行业底部已过。23Q3 三星来自存储的营收为10.53 万亿韩元,环比增长 17% ;SK 海力士来自存储的营收为 8.52 万亿韩元,环比增长27%。美光FQ4-23(2023.6.2~2023.8.31)来自存储的营收为 39.60 亿美元,环比增长7%。

利润端:23Q3 三大存储原厂毛利率距离峰值毛利率仍有较大差距,但环比均有所上涨,其中三星毛利率较为平稳,SK 海力士毛利率环比由负转正,美光毛利率仍收负。三家厂商存储业务仍处于亏损状态,但亏损幅度逐季收窄。

此外,三星、SK 海力士、美光在季度业绩说明会上也给出了最新市场指引,指引显示终端市场需求开始出现反弹,助推存储市场迈入全面复苏阶段。三星:公司预计 PC 和移动设备换机周期的到来以及高密度趋势的持续增长会提振需求,Q4 存储价格有望环比上涨,2024 年智能手机市场需求将反弹;服务器方面,由于人工智能需求增加和客户库存水平正常化,需求将逐渐恢复。 SK 海力士:公司表示存储行业正迈入全面复苏阶段,预计所有应用的出货量都有望实现增长。1)PC: 2024 年 PC 出货量有望增长 5%,PC 单机存储容量有望实现两位数百分比的增长。2)智能手机:伴随部分换机周期来临,2024 年智能手机出货量预计增长5%。3)服务器:随着云服务提供商投资增加,改善型需求提升,预计 2024 年整体服务器市场将逐渐复苏。美光:1)数据中心:2024 年服务器出货量预计恢复增长。2)PC:2024年PC出货量预计增长低至中个位数百分比。3)手机: 2024 年智能手机出货量预计增长约5%。由于价格弹性以及高端机采用更大存储容量的推动下,手机存储用量持续增长。4)汽车:ADAS和舱内应用推动单车存储用量持续增长。5)工业:FQ4-23 工业市场出现复苏迹象,预计销量复苏将持续至 2024 年。

综上,我们认为存储产品价格经过筑底阶段后,随着终端市场需求反弹以及合理的供给,供需关系有望趋于稳定,2024 年存储价格将延续上涨的态势。


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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