2025年兆易创新研究报告:AI+国产替代双驱,NOR+MCU龙头再启航
- 来源:诚通证券
- 发布时间:2025/03/25
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兆易创新研究报告:AI+国产替代双驱,NOR + MCU龙头再启航.pdf
兆易创新研究报告:AI+国产替代双驱,NOR+MCU龙头再启航。公司:国内领先的多品类综合芯片供应商。公司2005年成立,产品包括存储器、32位通用型MCU、传感器、模拟产品及整体解决方案。公司是全球排名第一的FablessFlash供应商,NORFlash市场占有率全球第二、中国第一,累计出货量超237亿颗。公司产品广泛应用于工业、汽车、消费电子、物联网等领域。产品:国产NOR&MCU双龙头。存储:全球排名第一的FablessFlash供应商。存储器是公司的核心业务和主要收入来源,公司专注利基市场,SPINORFlash领域,产品容量覆盖512Kb到2Gb,在中高端消费电子市场具备优...
1、 公司:国内领先的多品类综合芯片供应商
1.1、 全球排名第一的无晶圆厂 Flash 供应商
公司成立于 2005 年 4 月,2016 年 8 月在上海证券交易所挂牌上市。公司的产 品包括存储器(Flash、利基型 DRAM)、32 位通用型 MCU、智能人机交互传感 器、模拟产品及整体解决方案。公司是全球排名第一的 Fabless Flash 供应商,在 SPI NOR Flash 领域市场占有率全球第二、中国第一,累计出货量超 237 亿颗。公 司产品广泛应用于工业、汽车、消费电子(如可穿戴产品、智能手表、TWS 耳机、 移动手机、家用电器等)、物联网、移动设备(如摄像头模块、AMOLED、触摸 控制器、指纹传感等)等领域。

横向扩展模拟芯片领域。模拟芯片是公司的重要战略。公司通过收购苏州赛芯 70%股权,进一步增强模拟团队实力,提升电池管理相关技术储备,继续扩充相关 产品线,开拓新的市场,有助于支撑公司模拟业务在销售规模、产品深度和广度等 方面的长远发展,提升公司整体竞争力。苏州赛芯主要产品包括锂电池保护芯片、 电源管理芯片等,主要应用于移动电源、智能穿戴及其他通用领域,已在众多知名 终端客户中得到使用,产品与公司在市场、客户与供应链等方面具有较强的协同性。 布局定制化存储解决方案。公司拟与青耘智凌、青耘智帆、青耘智阔共同出资 2700 万元成立控股子公司北京青耘科技有限公司,其中兆易创新出资 2100 万元, 持股 77.78%。北京青耘科技有限公司聚焦定制化存储解决方案,旨在满足 IoT、智 能终端等场景的非标准化接口存储需求。 公司股权结构相对分散。公司董事长朱一明为公司的控股股东及实际控股人, 直接持有公司 6.89 % 的股份。香港赢富得有限公司与朱一明保持一致行动关系, 持有公司 1.96% 的股份。
1.2、 财务分析:周期底部盈利修复,24 年营收恢复增长、利润高增
2019-2021 年,全球半导体行业高景气,公司分别实现营业收入 32.03/ 44.97/ 85.10 亿元,同比增长 42.62%/ 40.40%/ 89.25% ;归母净利润 6.07/ 8.81/ 23.37 亿 元,同比增长 49.85%/ 45.11%/ 165.33% 。2022-2023 年,半导体处于下行周期, 下游需求疲软,公司收入增速放缓,盈利能力下降。2022-2023 年,公司分别实现 营业收入 81.30/ 557.61 亿元,同比-4.47%/ -29.14% ;分别实现归母净利润 20.53/ 1.61 亿元,同比-12.16%/ - 92.15%。 经历 2023 年市场需求低迷和库存逐步去化后,2024 年行业下游市场需求有 所回暖,客户增加备货,公司产品在消费、网通、计算等多个领域均实现收入和销 量大幅增长。经营方面,公司在 2024 年继续保持以市占率为中心的策略,持续加 大研发投入和产品迭代,不断优化产品成本,丰富产品矩阵,公司多条产品线竞争 力不断增强。2024 Q1-Q3,公司实现营业收入 56.50 亿元,同比增长 28.56% ;实 现归母净利润 8.32 亿元,同比增长 91.87%,营业收入和归母净利润恢复增长。公 司预计 2024 年实现营业收入 73.49 亿元,同比增长 27.57% ;归母净利润 10.90 亿 元,同比高增 576.43%。
2019-2023 年,公司毛利率为 40.52%/ 37.38%/ 46.54%/ 47.66%/ 34.42% ,净利 率为 18.90%/ 19.58%/ 27.46%/ 25.25%/ 2.80% 。2024 Q1-Q3,公司毛利率为 39.46% , 净利率为 14.73% 。公司管理费用率、销售费用率较为稳定,2019-2023 年,公司 销售费用率分别为 3.90%/ 4.31%/ 2.60%/3.27%/4.69% ;管理费用率为 5.34%/ 4.78%/ 4.59%/ 5.23%/ 6.42% ;研发费用率为 11.33%/ 11.07%/ 9.89%/ 11.51%/ 17.18%。2024 Q1-Q3,公司销售费用率、管理费用率、研发费用率分别为 4.92%、 5.89%、14.97%。
存储芯片是公司的主要收入来源。公司产品包括存储器、MCU 和传感器三大 类。2019-2023 年,存储芯片营收占比分别为 80%/ 73%/ 64%/ 59%/ 71% ;微控制 器营收占比分别为 14%/ 17%/ 29%/ 35%/ 23% ;传感器营收占比分别为 6%/ 10%/ 6%/ 5%/ 6% 。2021-2022 年,存储芯片营收占比下降,主要是由于半导体行业周期 下行,存储芯片量价齐跌导致。2023 年,存储芯片、MCU 和传感器的营业收入分 别是 40.77、13.17 和 3.52 亿元。
1.3、 研发高投入,保持技术创新和技术领先
保持较高水平研发投入。2023 年,公司研发投入达到 10.67 亿元,约占营业 收入 18.52%。公司技术人员占比约 73.5%,硕士及以上学历占比约 56.93 %。集 成电路行业是技术密集、资金密集和知识型员工密集型行业,通过持续投入研发, 保持技术创新和领先,以稳定的产品性能和高可靠性赢得客户,满足不断发展变化 的市场需求,是公司业务可持续成长的保障和动能来源。 通过专利布局构筑知识产权护城河。公司在建立技术优势并取得良好业绩回报 的同时,持续在知识产权创造、运用、保护、管理等多方面提升创新管理能力。截 至 2023 年底,公司拥有 982 项授权专利,其中 2023 年新增 60 项授权专利。此 外,公司还拥有 151 项商标,49 项集成电路布图,46 项软件著作权,以及 12 项 非软件的版权登记。2023 年,公司荣登国家知识产权局公布的 “ 2023 年度国家 知识产权示范企业”名单。
2、 产品:国产 NOR + MCU 双龙头
公司产品线包括存储器、微控制器和传感器产品等,广泛应用于手持移动终端、 消费类电子产品、个人电脑及周边、网络、电信设备、医疗设备、办公设备、汽车 电子及工业控制设备等领域。
2.1、 存储器:NOR + SLC Nand + 利基型 DRAM 多元化布局
2.1.1、 NOR Flash 全球第二
公司是全球排名第二的 NOR Flash 公司,可提供多达 16 种容量选择(覆盖 512Kb 到 2Gb)、四种不同电压范围以及多达 20 种不同的封装选项,可满足客 户不同应用领域对容量、电压以及封装形式的需求。公司推出的 GD25UF 系列 1.2V 低电压超低功耗 SPI NOR Flash 产品,在针对智能可穿戴设备、健康监测、 物联网设备或其它单电池供电的应用中,能显著降低运行功耗,有效延长设备的续 航时间,可以满足主控新工艺演进趋势的低电压、低功耗要求。
2.1.2、 Nand Flash 持续突破
公司 NAND Flash 在消费电子、工业、通讯、汽车电子等领域已经实现了全 品类的产品覆盖,出货量在 2023 年实现同比大幅度增长。公司新一代 24nm 工 艺制程的 NAND Flash 存储器产品 GD5F1GM7 获得 2023 年度中国 IC 设计成 就奖之“年度最佳存储器”。 公司车规级 GD25/55 SPI NOR Flash 和 GD5F SPI NAND Flash 已广泛运用 在如智能座舱、智能驾驶、智能网联、新能源电动车大小三电系统等,并且全球累 计出货量已超过 1 亿颗,为车载应用的国产化提供丰富多样的选择。公司车规级 SPI NOR Flash 在汽车底盘悬架系统等安全性要求较高的场景中稳定运行,标志着 公司车规级 SPI NOR Flash 的可靠性得到了进一步验证。
2.1.3、 利基型 DRAM 产品不断丰富
DRAM 按照产品分类分为 DDR/ LPDDR/ GDDR。 DDR 主要应用在个人计算 机、服务器上。LPDDR 为低功耗 DDR,主要应用于移动端电子产品,包括穿戴类 产品、智能手机等;GDDR 指的是 Graphics DDR,主要应用于图像处理领域。公 司已经具备 DDR3 和 DDR4 两条产品线多个产品型号。DDR3L 产品能提供 1Gb/ 2Gb/ 4Gb 容量,目前已基本覆盖网通、TV 等应用领域及主流客户群;DDR4 产 品能提供 4Gb 容量,为市场提供不同类型、不同容量的产品选择。公司不断丰富 自研 DRAM 产品组合,提高产品市场竞争力。 利基型 DDR3L:更低功耗,为经典 DDR 应用提供更优越的产品选择。兆易创 新利基型 DDR3L 兼容 1.5V/1.35V 电压供电,读写速率为 1866Mbps,最高可达 2133Mbps,满足主流应用需求。兆易创新拥有多款利基型 DDR3L 产品, 能提供 1Gb/2Gb/4Gb 容量, x8/x16 数据接口,适应 0 ~ 95℃/ -40 ~ 95℃/ -40 ~ 105℃ 不同 温度范围的应用场景。 利基型 DDR4:更高数据速率、更大存储容量。兆易创新利基型 DDR4 采用 1.2V 低电压供电,读写速率为 2666Mbps,最高可达 3200Mbps, 是机顶盒、电视、 监控、网络通信、智慧家庭、车载影音系统等诸多领域的理想之选。兆易创新拥有 多款利基型 DDR4 产品,能提供 4Gb/8Gb 容量, x8/x16 数据接口,适应 0 ~ 95℃ /-40 ~ 95℃ / -40 ~ 105℃不同温度范围的应用场景。公司的 DDR4 8Gb 产品已经量 产出货,主要应用于 TV、工业、安防等领域。 LPDDR4X:更低功耗,更高速率、更大存储容量。随着家庭娱乐、车载影音、 智慧家庭、网络通信等多种消费类电子应用技术迭代,对于数据存储要求越来越高。 兆易创新推出了 LPDDR4X,为终端客户提供更高能效、更低能耗的存储产品,不 断优化用户体验。兆易创新推出的 LPDDR4X 产品,电压兼容 1.8V/1.1V/0.6V,读 写速率可高达 4266Mbps,容量覆盖 2GB/3GB/4GB,工作温度-25°C 至 85°C,位 宽 X32,能为移动模块、IoT、8K IPTV、智慧家庭、车载影音系统等提供合适的存 储产品。LPDDR4 有望在 2025 年下半年开始贡献收入。
2.2、 MCU:国产 32 位 MCU 龙头企业
MCU(微控制单元)又称单片机,是将 CPU(中央处理器)的频率与规格进 行适当缩减,并将内存、计数器、USB、A/D 转换、DMA 等周边接口,甚至包括 TFT、LCD、LED 驱动电路等集成在单一芯片上形成的芯片级计算机。MCU 广泛 应用于消费电子、工业控制、汽车电子等领域,例如智能可穿戴设备、电机与电池 管理、传感器信号处理、家电控制、计算机网络和通信等领域。 根据位宽不同,MCU 可分为 4 位、8 位、16 位、32 位和 64 位,其中 8 位和 32 位 MCU 占据市场主流。8 位 MCU 通常用于低成本、低功耗和简单控制的应用 场景,如传感器和小型家电。32 位 MCU 适用于需要处理复杂数据和高性能计算的 应用,如汽车控制系统、通信设备和嵌入式计算机等。国内 MCU 市场中,8 位 MCU 占比 51.2%;32 位 MCU 占比为 44.2%,且随着智能化需求的提升,其市场份额有 望进一步扩大。

国内排名第一的 32 位 Arm®通用型 MCU 供应商。 公司 GD32 MCU 产 品已成功量产 51 个产品系列、超过 600 款 MCU 产品,实现对高性能、主流性、 入门级、低功耗、无线、车规、专用产品的全面覆盖。公司产品内核覆盖 ARM® Cortex®-M3、M4、M23、M33 及 M7,全球首推并量产基于 RISC-V 内核的 32 位 通用 MCU 产品。新品方面,公司推出国内首款基于 Arm® Cortex®-M7 内核的 GD32H 系列超高性能微控制器;量产供货基于 RISC-V 内核的全新双频双模无线 MCU GD32VW553 系列产品,适用于智能家电、智慧家居、工业互联网、通信网 关等无线连接场景。在工艺制程上,目前公司 MCU 产品覆盖 110nm、55nm、40nm、 22nm 工艺制程,在行业处于领先地位。
与国创中心共建 GD32 MCU 联合实验室。结合公司在 MCU 芯片设计领域 的技术积累及多元化供应链体系,与国创中心对上游家电芯片的需求理解及方案优 势,打造家电核心算法和方案升级、建立家电芯片测试标准体系、促进实验室成果 的商业转化、共同推进家电产业智能化发展。伴随着 MCU 产品的不断完善,有 望进一步满足广阔的家电市场需求,改善当前家电国产芯片自给率低的现状。 车规 MCU 放量破亿,本土替代加速。兆易创新依托 NOR Flash 技术积累,自 2019 年切入车规存储领域,实现从后装到前装市场的跨越式渗透。GD32A503 系列 加速市场导入,高性能 GD32A490 系列以高频、大存储容量及高集成度瞄准智能座 舱、车身控制等核心场景。相比国际大厂,兆易创新在成本控制上更具优势,产品 性价比高。在当前地缘政治环境下,兆易创新作为国内企业在供应链安全、本地化 服务等方面更具竞争力。公司与国内外主流车厂及 Tier1 供应商密切合作,并在 2023 年度实现较好的出货量同比增长,车规级闪存产品累计出货量已超 1 亿颗。 MCU 静待周期复苏。MCU 产品 2023 年需求保持低位,行业竞争加剧,产 品价格持续下降。从收入水平看,2023 上半年 MCU 营收出现大幅下降,下半年 降幅逐渐收窄,在第四季度环比第三季度已经呈现企稳迹象。至 2023 年底,公司 MCU 产品累计出货已超过 15 亿颗。公司围绕 MCU 布局的 PMU 产品,继续 提升研发能力,积极开拓消费、工业、网通等市场。
2.3、 传感器:触控和指纹识别产品应用广泛
公司传感器业务目前在 LCD 触控、电容指纹、光学指纹市场有广泛的应用。 公司触控芯片包含自容和互容两大品类,涵盖手机、平板及智能家居等人机交互领 域,年出货近亿颗,在通用型平板市占率达 80%左右。指纹产品多年来已在多款旗 舰、高、中阶智能手机商用前置/后置/侧边电容和光学方案,成为市场主流方案商。 在传感器产品上,手机市场是 2023 年率先回暖的细分市场,公司传感器产品与市 场同步,实现了出货量同比较好增长,市占率在 2023 年有所上升;指纹传感器中 国排名第二。
3、 行业:AI 端云共振,存储需求高增
3.1、 半导体:开启新一轮上行周期,国产替代进程持续推进
3.1.1、 全球半导体行业 24 年销售额恢复增长
根据 SIA 数据,前一轮的半导体周期为上行周期 2019 年 6 月- 2022 年 1 月, 下行周期 2022 年 2 月- 2023 年 4 月。2023 年度全球半导体销售额为 5268 亿美元, 同比下降 8.2%。2024 年全球半导体销售额达到 6276 亿美元,同比增长 19.1%。 其中,2024 年第四季度销售额为 1709 亿美元,同比增长 17.1%,环比增长 3.0%。 存储芯片销售额达到 1651 亿美元,同比增长 78.9%,其中 DRAM 产品的销售额 同比增长了 82.6%。全球半导体行业在经历阶段性调整后,逐步回暖,开启新一轮 上行周期。
全球 12 英寸晶圆厂 25 年大幅加大资本开支。根据 SEMI 数据,2019 - 2021 年,全球 12 英寸晶圆厂快速扩产,2020/ 2021 年设备开支同比增长 17%/ 41% ; 2022 - 2023 年,12 英寸晶圆厂扩产速度放缓,2022/ 2023 年设备开支同比增长 7%/ 4% 。2024 年,预计全球 12 英寸晶圆厂保持温和的扩产节奏,设备支出将达到 993 亿美元(yoy+4%);2025 年,AI 推动先进逻辑和 HBM 需求激增,晶圆厂将加大 资本开支,设备支出将达到 1232 亿美元(yoy+24%),首次超过 1000 亿美元; 2026 年,设备支出将达到 1362 亿美元(yoy+11%);2027 年,设备支出将达到 1408 亿美元(yoy+3%)。
3.1.2、 中国大陆 2023 年半导体销售额全球第一,晶圆厂资本开支保持高位
中国大陆占全球半导体市场份额 29%。根据 SEMI 的数据,2023 年,按区域 划分的全球半导体市场中,中国大陆、美洲、欧洲的市场份额位居前三。其中,中 国大陆在全球半导体市场中的份额达到 29%,美洲的市场份额为 25%,欧洲的市 场份额为 10%。中国大陆季度半导体销售额保持增长趋势。2023 Q1 - 2024 Q3,中 国大陆的季度半导体销售额分别为 337.3/ 358.7/ 387.8/ 434.4/ 430.3/ 442.6/ 467.5 亿 美元,整体保持增长趋势。
中国大陆成熟制程持续扩产。根据 TrendForce 数据,2024 - 2025 年,中国大 陆代工厂持续扩产,将成为全球成熟制程扩产的主要增长动力。到 2025 年底,全 球前十大晶圆代工厂中,中国大陆代工厂的成熟制程产能将占 25% 以上,其中 28/ 22 nm 节点的新增产能贡献最大。中国大陆晶圆厂资本开支保持高位。根据 SEMI 数据,2025 - 2027 年,中国大陆 12 英寸晶圆厂设备开支合计将超过 1000 亿美元, 其中2025年450 亿美元。以中芯国际为代表的代工厂已进入14 nm工艺制程节点, 并朝着更为先进的工艺节点迈进,逐渐拉近与国际制造巨头的技术差距;以长江存 储、长鑫存储为代表的 IDM 存储厂持续进行产能扩张,资本开支维持高位。
3.1.3、 美国产业政策不断加码,HBM 进口受阻
美国产业政策不断加码。美国在科技领域持续加大对中国高科技出口管制,通 过“实体清单”等手段,从技术、设备、人才、资本多方面限制中国半导体的发展。 2022 年 10 月,BIS 公布出口新规,主要针对超算、高算力芯片的限制,包括 14/16 nm 及以下制程的逻辑芯片、18nm 以下制程的 DRAM 存储芯片、128 层及以上 的 NAND 闪存芯片;以及已经列入实体清单的企业限制升级。新规限制国内先进 制程的扩产;影响拥有美籍研发人员的设备及零部件厂商研发先进制程产品;限制 AI 芯片流片。2022 年 12 月,BIS 发布对“实体清单”的增补和修订以及未经核实 的清单(UVL)中删除相应名单的情况,将包括长江存储、寒武纪、上海微电子等 在内的 36 家中国芯片公司和科研机构列入“实体清单”。BIS 分别于 2023 年 10 月 和 2024 年 4 月发布了更新规则。 2024 年 12 月 2 日,BIS 修订《出口管理条例》,将 136 家中国相关实体列入 “实体清单”,涵盖半导体设备公司、晶圆制造和封测厂、投资公司等。新增半导 体设备管制。新增实体清单企业中,半导体设备公司超 100 家,包括北方华创、盛 美上海、中科飞测、华峰测控、华海清科、芯源微等国内主流设备公司,覆盖刻蚀、 沉积、光刻、离子注入、退火、量测、清洗等 24 种半导体制造工艺环节。新增软 件管制。对用于开发或生产先进节点集成电路的 EDA 工具的新规定,包括某些提 高先进设备生产效率的软件(包括 AMHS) ;不允许提供新的 EDA 工具(包括 TCAD),以避免生产成熟工艺的设备用以生产先进工艺。现有 EDA 工具“断更”: 即使此前购买的 EDA 工具,也可能因无法续约授权密钥而被迫停用。新增 HBM 出口管制。修订 HBM 管控的技术参数,不再依赖技术节点(18nm 以下制程), 当 IC 的内存单元面积< 0.0019μm² 或内存带宽密度 > 0.288 Gb/mm² /s 时, DRAM IC 符合先进制程 IC 的定义。HBM 生产商主要有韩国的 SK 海力士、三星 和美国的美光,所有在售的 HBM 产品均受限。
3.2、 存储器:市场空间超 1600 亿美元,25 年或量价齐升
3.2.1、 全球市场空间超 1600 亿美元
存储芯片是全球芯片市场比重最大的产品之一,可分为易失性和非易失性两类。 易失性存储分为动态随机存储(DRAM)和静态随机存储(SRAM)。DRAM 具备集成度高、低功耗、低成本、体积小等显著优势,用于智能手机及服务器内存。 DRAM 是当前市场中最为重要的系统内存,在计算系统中占据核心位置,广泛应 用于服务器、移动设备、PC、消费电子等领域。因极高的技术和资金壁垒,DRAM 领域市场处于高度集中甚至垄断态势。 闪存芯片主要分为 NOR Flash 和 NAND Flash 两种。1、NOR Flash :目前 主流工艺制程为 55nm ,主要用于存储代码及部分数据,是手机、PC、DVD、TV、 USB Key、机顶盒、物联网设备等代码闪存应用领域的首选。NOR Flash 分为串行 和并行,串行结构相对简单、成本更低,随着工艺的进步,串行闪存已经能满足一 般系统对速度及数据读写的要求,逐步成为主要系统方案商的首选。2、NAND Flash :可以实现大容量存储、高写入和擦除速度、相当擦写次数,多应用于大容 量数据存储,例如智能手机、平板电脑、U 盘、固态硬盘等领域。

存储器芯片产品的标准化程度较高,差异化竞争较小,因此技术升级是存储器 芯片公司间竞争的主要策略,工艺制程升级是技术升级的重要方向之一。存储芯片 的工艺制程技术水平越高,存储单元面积越小,存储芯片面积越小,同样尺寸下的 晶圆所生产的芯片数量越多,因此能够有效地降低芯片的单位成本,提升产品的竞 争优势。AI 市场对存储芯片的性能、容量、读写速度、体积、功耗等方面提出了 更高的需求。 随着全球 AI 市场的快速发展,AI 大模型等新兴场景的涌现,对存储需求的增 长提供了强劲动力。2024 年全球存储器市场规模超过 1600 亿美元,市场空间广阔。
2023 年存储器市场份额,DRAM 和 NAND 合计占比 95%。存储器芯片市场 由 DRAM、NAND、NOR、EEPROM 等细分市场组成,其中 DRAM 和 NAND Flash 占据了存储器市场的主要份额。根据 YOLE 数据,2023 年全球 DRAM 市 场规模约占整个存储市场的 54%(约 521 亿美元),NAND Flash 市场规模约占 整个存储市场的 41% (约 393 亿美元), NOR Flash 市场规模约占整个存储市 场的 2.5%(约 24 亿美元),其他存储芯片(EPROM、SRAM 等)合计占比为 2.3% (约 21.7 亿美元)。
3.2.2、 存储芯片价格企稳回升
2025年1月DRAM和NAND Flash合约价止跌。根据DRAMexchange的数据, DRAM:DDR4 ( 8Gb (1Gx8), 2133Mbps ) 合约价维持 1.35 美元;NAND Flash ( 128Gb 16Gx8 MLC ) 合约价上涨 4.6%,由 24 年 12 月的 2.08 美元涨至 25 年 1 月 的 2.18 美元。2025 年 3 月 DRAM 和 NAND Flash 现货价均上涨。DRAM:DDR4 ( 16Gb (1Gx16), 3200Mbps ) 现货价上涨 6.2%,由 25 年 1 月底的 3.33 美元涨至 3 月初的 3.53 美元;NAND Flash(64Gb 8Gx8 MLC)现货价上涨 1.8%,由 25 年 1 月底 的 4.368 美元涨至 3 月初的 4.446 美元,反映终端需求边际改善。
3.2.3、 HBM 持续迭代
传统芯片架构面临“存储墙”“功耗墙”和“算力墙”等瓶颈,难以满足人工 智能应用对低时延、高能效和高可扩展性的需求。为解决这些问题,存算一体技术 应运而生,其核心理念是将计算单元尽可能靠近存储单元,通过减少数据搬运来提 升计算效率和能效比。根据存储与计算单元的集成程度,广义的存算一体技术可分 为三类:近存计算、存内处理和存内计算。其中,近存计算是目前较为成熟的技术 路径,通过将计算逻辑芯片与存储器封装在一起,缩短内存与处理单元之间的路径, 从而实现高 I/O 密度、高内存带宽以及低访问开销。
HBM 适用于人工智能和数据中心。高带宽内存(HBM)是近存计算技术的典 型代表,是一种基于 3D 堆叠封装的 DRAM(动态随机存取存储器)技术,可显著 提升内存带宽并降低访问延迟,满足 GPU、HPC、AI 推理/训练过程中大规模并行 计算对高带宽、低功耗、大容量和低延迟内存的需求。HBM 核心技术包括 3D TSV 堆叠和 2.5D/3D 异构集成。3D TSV 堆叠:通过硅通孔(TSV)工艺,将 4-8 层 DRAM Die 垂直堆叠,并与底层逻辑控制芯片(Base Die)互联,形成高密度存储单元, TSV 提供短距离互连通道,减少传统 PCB 布线中的信号衰减和延迟;2.5D/3D 异 构集成:HBM 堆栈通过硅中介层(Interposer)与 GPU/CPU 芯片封装在同一基板 上,实现超短距离互连(毫米级)。中介层支持高密度互连(>1000 I/O/mm² ), 带宽可达 1.5TB/s 以上(HBM3 标准)。带宽与能效优势:相比 GDDR6,HBM3 单堆栈带宽提升至 819GB/s,功耗降低 30%-50%,通过宽总线并行访问,HBM 可 减少内存控制器与核心计算单元间的数据搬运开销,提升系统能效比。
HBM 架构设计方面,堆叠结构:4-8 个 DRAM Die 通过 TSV 垂直堆叠,共享 地址/数据通道,由 Base Die 统一调度;互联层级:HBM 堆栈与 GPU/CPU 通过硅 中介层实现微凸块(Microbump)连接,互联密度较传统封装提升 10 倍以上;系 统集成:在 AI 加速卡(如 NVIDIA H100)中,多组 HBM 堆栈围绕 GPU 芯片布局, 形成“计算-存储”一体化封装,缩短数据路径至毫米级。
HBM 由三大存储原厂垄断。HBM 的供应商主要包括 SK 海力士、三星、美光 三大原厂。由于人工智能(AI)/机器学习(ML)的高需求,三星、SK 海力士和 美光三大存储原厂竞相开发 HBM 技术。根据 Trendforce 数据,2023 年全球 HBM 市场,SK 海力士市占率为 53% ,三星市占率为 38% ,美光市占率为 9% 。HBM 持续迭代。HBM 由 SK 海力士和 AMD 于 2013 年共同研发推出,HBM2 于 2016 年推出,HBM2E 于 2020 年推出,HBM3 于 2022 年推出,HBM3E 于 2024 年推出。 SK 海力士的 HBM3E 提供的最大容量为 36GB,最大 I/O 速率≥9.6 Gbps,最高带 宽≥1.23TB / s,在容量和带宽方面比 HBM3 提升 1.4 倍。TechInsights 预计,2025 - 2026 年即将推出的 HBM4 和 2027 - 2028 年即将推出的 HBM4E 均为 16 层堆叠 架构,内存容量为 48GB(每个芯片 3GB)/ 64GB (每个芯片 4GB),最高带宽 ≥ 1.6TB/s 。
3.2.4、 2025 年存储厂商设备资本开支显著增长
AI 模型训练对大数据集的管理需求增加,以及 AI 手机/PC DRAM、NAND 容 量提升,推动云侧和端侧 AI 存储支出快速增加,存储厂商资本开支方向由传统应 用领域向 AI 应用领域转移。根据 SEMI 数据,NAND 设备销售额预计在 2024 年 保持相对稳定增长 1.5% 至 93.5 亿美元,2025 年增长 55.5%至 146 亿美元。在 HBM 需求激增的驱动下,预计 2024、2025 年 DRAM 设备销售额分别增长 24.1%、 12.3%。
3.3、 云侧:算力升级推高 DRAM 需求
AI 基础设施市场高速增长。AI 基础设施是 AI 产业的基础,为 AI 模型的训练 和推理提供计算能力和存储空间。根据 IDC 的数据,全球人工智能基础设施市场 处于高速增长中,预计到 2028 年,AI 基础设施支出将超过 1000 亿美元。2024 H1, 用于 AI 计算和存储硬件基础设施支出同比增长 37%,达到 318 亿美元。2028 年,AI 基础设施支出预计将达到 1070 亿美元,其中服务器占市场总支出的 75%,加速 服务器占总支出的 56%。 云侧算力高增,DRAM 需求量显著增加。AI 基础设施包括服务器和存储硬件。 服务器:2024 H1 占 AI 基础设施支出的 89%,同比增长 37% 。其中,部署在云环 境和共享环境中的 AI 基础设施占总服务器支出的 65%,增长主要由超大规模云服 务提供商和数字服务提供商推动。存储:AI 应用场景需要处理大量的数据和复杂 的计算任务,GPU 对 DRAM 的需求量显著增加。DRAM 的容量和带宽直接影响到 计算效率和性能。例如,在 AI 训练中,模型参数、中间结果和梯度信息都需要存 储在 DRAM 中。2024 H1 存储支出同比增长 36%,其中 56%的支出来自云部署。
四大云厂商持续扩大资本开支。受 AI 基础设施建设的驱动,2024 年亚马逊、 谷歌、微软、Meta 等四大云厂商资本开支合计超过 2300 亿美元,云厂商资本开支 逐季攀升。2024Q4 四大云厂商资本开支合计超过 700 亿美元,创历史新高。
2025 年 HBM 出货量同比增长 70%。随着 AI 的兴起,尤其在机器学习和深度 学习等数据密集型应用中,数据中心和 AI 处理器需要使用高带宽内存(HBM) 处理低延迟大量数据,HBM 需求高增。根据 TechInsights 数据,2025 年,HBM 出 货量预计将同比增长 70%。美光预测,2024 年,HBM 的总潜在市场(TAM)为 160 亿美元,到 2028 年将增长四倍,2030 年将超过 1000 亿美元
3.4、 端侧:AI 硬件迭代加速 NOR 扩容
终端厂商密集布局 AI 硬件生态。三星、苹果、华为等头部厂商加速端侧大模 型部署,推动 AI 手机、AI PC 的迭代发展,并向可穿戴、智能车、XR 等领域延伸。 2024 年第四季度,安卓手机厂商密集发布旗舰 AI 手机新品(华为 Mate 70 系列、 小米 15 系列、荣耀 Magic7 系列等),强化实时翻译、图像生成等本地 AI 功能, 倒逼存储硬件升级。

AI 手机/PC 市场高速增长。IDC 预测,2028 年 GenAI 智能手机出货量达 9.12 亿部(占比 70%),2023-2028 年 CAGR 达 78.4%。Canalys 预测,2025 年 AI PC 出货超 1.5 亿台(占比 40%),2028 年达 2.05 亿台,2024-2028 年 CAGR 达 44%。
硬件高端化推动存储需求。1、ASP 持续上涨:Counterpoint 预测智能手机 ASP 从 2024 年 365 美元增至 2025 年 385 美元,Canalys 预测 AI PC 溢价达 10%-15%, 高端机型占比提升直接拉动大容量 NOR Flash 需求。2、算力与存储协同升级:AI 对 SoC 的 CPU/NPU/GPU 性能提出更高要求,驱动 NOR Flash 向高带宽、低延迟 方向迭代,以满足代码存储与快速启动需求。
AI 终端开拓新应用场景,NOR 市场需求高增。NOR Flash 广泛应用于智能手 机、可穿戴和物联网等领域。TWS 耳机:头部品牌(如苹果 AirPods Pro)支持主 动降噪、空间音频等功能,中低端机型搭载 AI 语音助手,NOR Flash 容量扩容。 AMOLED 屏幕:驱动 IC 外挂 NOR Flash 用于亮度补偿与状态记忆,2K/120Hz 高 刷屏标配 16Mb 以上容量。TDDI 触控芯片:触控编码数据存储需求推动 NOR Flash 扩容,适配折叠屏、压感交互等创新功能。AI PC:BIOS 代码量增长驱动 NOR Flash 容量升级,微软 Copilot+等本地 AI 工具进一步刺激需求。AI 眼镜/XR 设备:轻量 化 AI 交互依赖低功耗存储方案,单机 NOR Flash 用量可达 64-128Mb,2025 年或 成关键增长点。
4、 竞争格局:三大战略布局锚定利基市场
4.1、 定制化存储:差异化竞争突围
兆易创新拟与青耘智凌、青耘智帆、青耘智阔共同出资 2700 万元成立控股子 公司北京青耘科技有限公司,其中兆易创新出资 2100 万元,持股 77.78%。该子公 司聚焦定制化存储解决方案,旨在满足 IoT、智能终端等场景的非标准化接口存储 需求。 兆易创新布局的 3D 堆叠技术,类似华邦 CUBE 方案。CUBE 与 HBM 都是采 用 2.5D/ 3D 的 die-to-die 封装(Chiplet)技术,将存储单元与主控芯片集成,通过 缩短信息传递路径来提升数据传输效率,实现近存计算。CUBE 方案具有高带宽、 高经济效益的优势。CUBE 与 22/ 28 nm 的 SoC 芯片集成,带宽等效 HBM2。相 比传统 DRAM,CUBE 无需 PCB 走线,进一步节省面积、降低功耗,具有较高的 性价比。CUBE 适用于端侧 AI。CUBE 方案带宽与 HBM 相当,但其容量较小(1-8GB)。 CUBE 可根据不同端侧设备的特殊存储需求,定制存储接口形式、封装形式等内容, 适配端侧算力 SoC 产品的差异性。CUBE 方案适用于低功耗、高带宽以及中低容 量内存需求的场景,例如可穿戴设备、边缘服务器设备、监控设备、ADAS 及协 作机器人等。
4.2、 NOR 全球突围:端侧 AI 推动下市占率或提升
国际存储大厂减产 NOR Flash。由于 NOR Flash 市场规模较小竞争日趋激烈 以及 DRAM、NAND Flash 需求爆发,国际大厂(美光、赛普拉斯)逐步退出中低 端 NOR 市场,转向高毛利 DRAM/ NAND。 端侧 AI 推动下公司市占率有望进一步提升。端侧 AI 正重塑消费电子硬件架 构,NOR Flash 凭借低功耗、快速启动、高可靠性特性,成为智能终端升级的核心 受益者。短期看,AI 手机/PC 放量将直接拉动市场规模;长期看,XR、AI 眼镜等 新兴场景有望打开第二增长曲线,预计中国厂商市场份额持续提升。公司 NOR Flash 产品份额全球第二,产品可广泛应用于消费电子、智能穿戴等终端领域,并 且在工业、汽车等市场持续突破,公司未来市占率有望进一步提升。
4.3、 产能绑定:长鑫存储代工DRAM 保障供应链安全
战略协同:公司专注利基型 DRAM,深度绑定国内 DRAM 晶圆厂龙头长鑫存 储。兆易创新创始人朱一明曾任职长鑫存储管理层,双方管理层深度互信形成战略 默契。长鑫存储是国内稀缺的 DRAM 存储产品 IDM 企业,其基于双方战略合作 关系,开放部分产能为兆易创新利基型 DRAM 业务提供代工服务。 产能合作:根据兆易创新公告,2025 年上半年预计从长鑫采购代工 DRAM 产品 5.89 亿元,2024 年实际采购 9.22 亿元(未经审计),合作规模持续扩大。 Counterpoint 预计,2024 年全球 DRAM 市场,长鑫存储占总产能的 13%、出货量 的 6% 和销售额的 3.7%。到 2025 年,长鑫存储产能预计将增长到与全球第三大 DRAM 制造商美光相当的水平。兆易创新通过“设计+制造”垂直整合,突破海外 供应链限制,提升利基型 DRAM 国产化率。
(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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