AI算力拉動(dòng)，存儲(chǔ)行業(yè)誰能擁抱新拐點(diǎn)？

（圖片來源：攝圖網(wǎng)）

作者|葉子 來源|奇偶派(ID：jioupai)

提到固態(tài)硬盤，應(yīng)該許多人都有著對(duì)它的第一印象，那就是“貴”。

確實(shí)，在過去的幾年中，SSD固態(tài)硬盤的價(jià)格的確是高得離譜。這也讓很多用戶望而卻步，很多想要更換1TB固態(tài)硬盤的消費(fèi)者，最后都選擇了存儲(chǔ)量更小的固態(tài)硬件。

但在近兩年來，伴隨著全球經(jīng)濟(jì)的下行，存儲(chǔ)芯片的價(jià)格也進(jìn)入了非景氣周期。據(jù)外媒報(bào)道稱，價(jià)值1600億美元存儲(chǔ)芯片行業(yè)正在遭受有史以來最嚴(yán)重的挫敗：庫存芯片過剩，客戶減少訂單......

自然，硬盤的價(jià)格也受到了明顯的影響。無論是那些知名品牌的高端貨色，還是那些低端品牌的“三無”產(chǎn)品，價(jià)格上通通迎來了大跳水。

而在進(jìn)入2023年之后，存儲(chǔ)產(chǎn)品更是遇到了罕見的降價(jià)狂潮。采用國(guó)產(chǎn)長(zhǎng)江存儲(chǔ)TLC顆粒的固態(tài)硬盤，1TB容量的價(jià)格普遍降到了300元。而一線大品牌產(chǎn)品1TB容量的三星980，目前價(jià)格只有439元。

存儲(chǔ)市場(chǎng)價(jià)格崩盤的背后，是存儲(chǔ)行業(yè)與面板行業(yè)類似，存在明顯的行業(yè)周期和國(guó)產(chǎn)化替代兩大趨勢(shì)。

本文將通過研究，當(dāng)前AI的發(fā)展帶來的行業(yè)增量，存儲(chǔ)行業(yè)所處的周期發(fā)展點(diǎn)位，以及國(guó)內(nèi)外存儲(chǔ)企業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，來呈現(xiàn)當(dāng)前存儲(chǔ)行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r，分析當(dāng)前存儲(chǔ)行業(yè)是否觸底，預(yù)測(cè)行業(yè)何時(shí)將迎來投資價(jià)值等問題。

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AI帶來的存儲(chǔ)新增量

在ChatGPT快速發(fā)展的浪潮之下，算力缺口逐漸擴(kuò)大，而運(yùn)算規(guī)模的增長(zhǎng)，帶動(dòng)了對(duì)AI訓(xùn)練芯片單點(diǎn)算力提升的需求，也對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速度提出了更高的要求。

但現(xiàn)實(shí)的情況卻是算力的發(fā)展速度遠(yuǎn)超存儲(chǔ)的發(fā)展速度，在過去二十年中，處理器性能以每年大約55%的速度提升，內(nèi)存性能的提升速度每年只有10%左右。因此，目前的存儲(chǔ)速度嚴(yán)重滯后于處理器的計(jì)算速度。

資料來源：知乎@陳巍談芯，華西證券研究所

而在能耗方面，從處理單元外的存儲(chǔ)器提取所需的時(shí)間往往是運(yùn)算時(shí)間的成百上千倍，因此能效非常低。“存儲(chǔ)墻”成為加速學(xué)習(xí)時(shí)代下的一代挑戰(zhàn)，原因是數(shù)據(jù)在計(jì)算單元和存儲(chǔ)單元的頻繁移動(dòng)。

在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)架構(gòu)中，存儲(chǔ)與計(jì)算分離，存儲(chǔ)單元服務(wù)于計(jì)算單元，因此會(huì)考慮兩者優(yōu)先級(jí)。

如今由于海量數(shù)據(jù)和AI加速時(shí)代來臨，不得不考慮以最佳的配合方式為數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理服務(wù)，然而存儲(chǔ)墻、帶寬墻和功耗墻成為首要挑戰(zhàn)，雖然多核并行加速技術(shù)也能提升算力，但在后摩爾時(shí)代，存儲(chǔ)帶寬制約了計(jì)算系統(tǒng)的有效帶寬，芯片算力增長(zhǎng)步履維艱。

而此時(shí)，存算一體技術(shù)出現(xiàn)了，存算一體是在存儲(chǔ)器中嵌入計(jì)算能力，直接利用存儲(chǔ)器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理或計(jì)算，從而把數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與計(jì)算融合在同一個(gè)芯片的同一片區(qū)之中，便可以徹底消除馮諾依曼計(jì)算架構(gòu)瓶頸，特別適用于深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)這種大數(shù)據(jù)量大規(guī)模并行的應(yīng)用場(chǎng)景。

可以說，未來的算力會(huì)與存力相捆綁，AI服務(wù)器出貨量的增加，也都將成為存儲(chǔ)發(fā)展的增量空間。

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行業(yè)景氣度探底，存儲(chǔ)曙光將至？

而在AI服務(wù)器帶動(dòng)存算一體發(fā)展外，存儲(chǔ)行業(yè)自身也即將迎來景氣周期的反轉(zhuǎn)。

存儲(chǔ)器為全球半導(dǎo)體第二細(xì)分市場(chǎng)，歷史表現(xiàn)與全球半導(dǎo)體周期走勢(shì)一致，但波動(dòng)性大于整個(gè)行業(yè)。

從歷史上看，半導(dǎo)體以及存儲(chǔ)細(xì)分賽道呈現(xiàn)出趨同的周期性，但存儲(chǔ)板塊在一定程度上放大了行業(yè)整體波動(dòng)性。2000年以來，全球半導(dǎo)體行業(yè)已經(jīng)歷多輪周期，當(dāng)下我們正走在2021年以來的下行周期，并且周期底部漸行漸近。

資料來源：WSTS，國(guó)金證券研究所

而從具體的廠商來看，全球存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)被海外企業(yè)壟斷，在DRAM領(lǐng)域，三星、美光、SK海力士壟斷了近 95%的市場(chǎng)份額，行業(yè)集中度高，寡頭明顯。

而在三巨頭中，美光與海力士的存儲(chǔ)業(yè)務(wù)營(yíng)收占比超過95%，所以我們可以通過觀察這兩家公司，進(jìn)而觀察整個(gè)存儲(chǔ)行業(yè)。

其中，美光作為全球半導(dǎo)體行業(yè)龍頭中產(chǎn)品類型最為單一的企業(yè)，不同于其他半導(dǎo)體龍頭多品類布局的策略和豐富的產(chǎn)品譜系，美光專注存儲(chǔ)芯片這一細(xì)分市場(chǎng)持續(xù)發(fā)力，并通過持續(xù)的并購(gòu)活動(dòng)、技術(shù)創(chuàng)新以及產(chǎn)能調(diào)整鞏固其在存儲(chǔ)行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

2022年，美光來自DRAM和NAND的營(yíng)收額分別達(dá)到223.9億美元、78.1 億美元，占總營(yíng)收比重分別為72.8%、25.4%。

資料來源：美光財(cái)報(bào)，東吳證券研究所

回顧2011年以來的股價(jià)表現(xiàn)，美光一共經(jīng)歷了三輪周期：

2013年-2016上半年:

2013年，美光收購(gòu)了當(dāng)時(shí)全球第三大的DRAM制造商，有效縮短了與三星、SK海力士的市場(chǎng)份額差距，疊加存儲(chǔ)行業(yè)的景氣向上，公司于2014年末達(dá)到36.12美元/股的股價(jià)峰值。

此后，由于2015年P(guān)C需求不振以及與供給過多導(dǎo)致的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的價(jià)格戰(zhàn)，導(dǎo)致公司業(yè)績(jī)出現(xiàn)了大幅下滑，股票價(jià)格也持續(xù)下行至2016年初，每股價(jià)格跌至 10 美元左右。

2016年下半年-2019年：

通過完成對(duì)存儲(chǔ)芯片制造商Inotera的收購(gòu)、布局3D NAND新技術(shù)等手段，公司漸漸走出了2016年初的股價(jià)低谷，并迎來了半導(dǎo)體行業(yè)的又一波上行周期。

2017年，半導(dǎo)體行業(yè)表現(xiàn)出強(qiáng)勁的增長(zhǎng)水平，對(duì)DRAM和NAND的需求突增，內(nèi)存條、固態(tài)硬盤價(jià)格瘋漲，帶動(dòng)存儲(chǔ)行業(yè)的快速增長(zhǎng)，公司股價(jià)在 2018 年初達(dá)到峰值。

但此后，由于對(duì)DRAM和NAND領(lǐng)域的定價(jià)疲軟和不利的供求環(huán)境，導(dǎo)致公司股價(jià)在18年夏季開始回落。而行業(yè)的過熱，也又一次迎來了下行周期，半導(dǎo)體供應(yīng)過剩導(dǎo)致公司19財(cái)年收入下降23%，并使利潤(rùn)率回到了2017年的水平。

2020年-至今：

2020年新冠疫情造成全球供應(yīng)鏈影響，在年初股價(jià)暴跌后全年股價(jià)橫盤。而在2021 年，新冠的大流行帶來居家工作的新興需求，與”芯片荒“疊加，進(jìn)而引發(fā)半導(dǎo)體訂單激增，股價(jià)陡增至 93 美元。

但在2022年，半導(dǎo)體行業(yè)投入快速增加，同時(shí)受俄烏戰(zhàn)爭(zhēng)、供應(yīng)鏈形勢(shì)、經(jīng)濟(jì)下行、需求放緩等因素的影響，行業(yè)重新回到下行周期，股價(jià)再度下跌。

資料來源：東吳證券研究所

縱觀美光股價(jià)波動(dòng)，可以找到幾個(gè)特點(diǎn)：首先是周期性較為明顯，大約三年半完成一次周期輪動(dòng)。次之，受半導(dǎo)體行業(yè)影響極大，上行周期與下行周期十分明顯，鮮有橫盤情形。最后，在每一輪新周期下，都迎來了比上一輪周期更高的股價(jià)峰值，且股價(jià)重新達(dá)到上一輪峰值價(jià)格的時(shí)間在縮短。

而深究其原因，其實(shí)是行業(yè)供給與需求相互博弈的過程。

2011年，存儲(chǔ)市場(chǎng)增速先于資本開支增速迎來向上的拐點(diǎn)，2016年和2019年存儲(chǔ)市場(chǎng)增速與資本開支增速同時(shí)迎來向上拐點(diǎn)。也就是說，當(dāng)資本開支增速大幅度下滑時(shí)，市場(chǎng)往往已經(jīng)或者即將迎來拐點(diǎn)。

而美光已于2022年7月、12月削減資本開支，并宣布2023年將進(jìn)一步削減近40%的資本開支。而海力士，更是縮減50%。三星雖然表示并不會(huì)削減資本開支，但在產(chǎn)品的價(jià)格上卻一降再降，意在通過行業(yè)景氣度不佳之時(shí)進(jìn)行整合。

而在周期屬性顯著的行業(yè)中，縮減資本開支是下行結(jié)束前的信號(hào)，其可以有效改善供需錯(cuò)配關(guān)系，優(yōu)化行業(yè)格局和過剩產(chǎn)能，同時(shí)推動(dòng)行業(yè)從周期底部向上修復(fù)。

所以，可以確定的是，存儲(chǔ)行業(yè)巨頭的股價(jià)均已較長(zhǎng)時(shí)間跑輸市場(chǎng)，并且供給端正在快速下滑，伴隨著需求的復(fù)蘇，將有望迎來雙擊行情，帶動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的投資機(jī)會(huì)。

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兆易創(chuàng)新、長(zhǎng)江存儲(chǔ)

誰將成為國(guó)產(chǎn)存儲(chǔ)新旗手？

而在具體的公司方面，目前，全球存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)主要由三星、SK海力士、美光、鎧俠等幾家巨頭壟斷，其中三星是最大的生產(chǎn)商和領(lǐng)導(dǎo)者，其在DRAM和NAND閃存市場(chǎng)的份額均超過30%。

過去，在三大巨頭的牢牢把控下，我國(guó)在該領(lǐng)域中根本沒有任何議價(jià)權(quán)，內(nèi)存也成為“理財(cái)產(chǎn)品”的常客，價(jià)格經(jīng)常一漲再漲。此外，三星工廠不時(shí)的“起火”、“停電”，都表現(xiàn)出一副不愁產(chǎn)品銷路的嘴臉。

但近年來，在長(zhǎng)存、長(zhǎng)鑫等企業(yè)的努力之下，國(guó)產(chǎn)存儲(chǔ)也實(shí)現(xiàn)了從無到有的突破，打破了日韓廠商長(zhǎng)期壟斷市場(chǎng)的局面，同時(shí)，產(chǎn)業(yè)鏈上也出現(xiàn)了許多優(yōu)秀的公司，并在行業(yè)周期底部之時(shí)，被眾多投資者關(guān)注了起來。

當(dāng)前，兆易創(chuàng)新，主要立足NOR多產(chǎn)品線外拓布局，可能將迎來平臺(tái)化高速增長(zhǎng)期。

兆易創(chuàng)新成立于2005年4月，是一家立足于中國(guó)的全球化芯片設(shè)計(jì)公司，致力于各類存儲(chǔ)器、控制器及周邊產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研發(fā)、技術(shù)支持和銷售，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于移動(dòng)終端、消費(fèi)電子、個(gè)人電腦、辦公設(shè)備、汽車電子及工業(yè)控制設(shè)備等多個(gè)領(lǐng)域。

公司作為NOR Flash龍頭，正在積極拓展DRAM 市場(chǎng)。

據(jù)公司公告稱，已于2021年6月成功量產(chǎn)自有品牌19nm DRAM，未來將朝17nm演進(jìn)。

而在今年3月的公告中，兆易創(chuàng)新也表示，是有著與合肥長(zhǎng)鑫存儲(chǔ)發(fā)生采購(gòu)DRAM產(chǎn)品及代工業(yè)務(wù)的，并且2022年與長(zhǎng)鑫的實(shí)際采購(gòu)額達(dá)8.74億元（其中自研2.61億元，代銷6.13億元）較2021年的2億元金額實(shí)現(xiàn)了大幅增長(zhǎng)。

根據(jù)券商預(yù)測(cè)，2023上半年與長(zhǎng)鑫關(guān)聯(lián)交易金額將繼續(xù)增加至5.55億元，而未來有望借助NOR銷售渠道復(fù)用與客戶資源快速放量，帶動(dòng)市占率增加。

而在NOR與DRAM之外，公司也以存儲(chǔ)器件為切入點(diǎn)，積極進(jìn)行平臺(tái)化擴(kuò)張。

公司圍繞智能化時(shí)代數(shù)據(jù)的感、存、算、控、聯(lián)五個(gè)方面，涵蓋消費(fèi)、汽車、工業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域，以存儲(chǔ)器件為切入點(diǎn)，提供核心 IC 器件和相應(yīng)軟件一體化配套。具體來看：

公司積極布局存儲(chǔ)+MCU，有望成為未來又一增長(zhǎng)極。

兆易創(chuàng)新于2017年推出ARM內(nèi)核的32位MCU產(chǎn)品，成功打破國(guó)外在該領(lǐng)域的壟斷，而后持續(xù)發(fā)力中高端領(lǐng)域MCU產(chǎn)品。從制程上來看，已完成1.8um-40nm制程主流工藝覆蓋，可滿足下游大部分市場(chǎng)需求。

兆易創(chuàng)新GD32A503系列首款車規(guī)級(jí)MCU

資料來源：公司官網(wǎng)

而在NAND產(chǎn)品中，公司通過切入SLC NAND產(chǎn)品，布局利基市場(chǎng)。

SLC顆粒作為性能最穩(wěn)定的顆粒，且使用壽命遠(yuǎn)超普通顆粒，因此下游主要面向與工控、汽車、通信等對(duì)穩(wěn)定性、使用壽命有較高要求的公司。

而經(jīng)過多年的研發(fā)積累，兆易創(chuàng)新的工藝制程也從2018年的38nm逐步實(shí)現(xiàn)24nm量產(chǎn)，并開始進(jìn)行19nm的研發(fā)。目前，公司產(chǎn)品在下游工控、機(jī)頂盒、通訊、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用，同時(shí)，還在不斷針對(duì)車規(guī)市場(chǎng)進(jìn)行開拓布局和研發(fā)。

此外，兆易創(chuàng)新還保持著長(zhǎng)年的高研發(fā)投入，建立起了深厚的技術(shù)壁壘，也成為了未來成果轉(zhuǎn)化的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)與長(zhǎng)期盈利的保障。

資料來源：wind，國(guó)盛證券研究所

長(zhǎng)江存儲(chǔ)，則是目前大陸唯一的3D NAND閃存一體化廠商，被很多業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為是存儲(chǔ)界的“京東方”。

長(zhǎng)江存儲(chǔ)作為國(guó)內(nèi)唯一一家專注于3D NAND閃存設(shè)計(jì)制造一體化的IDM集成電路企業(yè)。經(jīng)過六年多創(chuàng)業(yè)過程，通過創(chuàng)新3D NAND新一代技術(shù)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)全球頂級(jí)存儲(chǔ)廠商的超越，也真正打破了日韓三巨頭對(duì)中國(guó)的存儲(chǔ)封鎖線。

長(zhǎng)江存儲(chǔ)的前身可以追溯到早在2006年湖北省政府和武漢市政府共同投資100億元成立的武漢新芯，并由中芯國(guó)際代管，但受到金融危機(jī)的影響，武漢新芯經(jīng)營(yíng)十分困難，而中芯國(guó)際也退出了對(duì)武漢新芯的投資。

但在2016年，武漢新芯在接收Spansion授權(quán)的3D NAND的基礎(chǔ)技術(shù)MirrorBit，具備研發(fā)3D NAND的基礎(chǔ)能力并啟動(dòng)項(xiàng)目后，紫光集團(tuán)、國(guó)家芯片大基金與湖北省政府和武漢市政府合資合作，在武漢新芯的基礎(chǔ)上成立了長(zhǎng)江存儲(chǔ)公司，并于當(dāng)年完成32層3D NAND 閃存測(cè)試芯片設(shè)計(jì)。

資料來源：長(zhǎng)江存儲(chǔ)官網(wǎng)，交大評(píng)論整理

在長(zhǎng)江存儲(chǔ)正式成立后，公司將主要精力投入到與中科院微電子所的合作上來，分別在2017年、2018年、2020年成功研發(fā)出32層、64層、128層的的3D NAND產(chǎn)品，并在2018年8月首次推出自研Xtacking技術(shù)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了閃存技術(shù)架構(gòu)的突破性創(chuàng)新。

而到了2021年之后，長(zhǎng)江存儲(chǔ)128層堆疊的TLC產(chǎn)品全面量產(chǎn)，并發(fā)布了搭載128層TLC顆粒的自有品牌致態(tài)最新系列TIPro7000，正式代表著長(zhǎng)江存儲(chǔ)128層TLC工藝良品率邁入量產(chǎn)等級(jí)。

此外，更是在2022年年底的閃存峰會(huì)上，正式發(fā)布了基于Xtacking 3.0技術(shù)的第四代TLC三維閃存X3-9070，成功突破200層數(shù)，達(dá)到了232層，這也標(biāo)志著長(zhǎng)江存儲(chǔ)在短短六年的時(shí)間中，便達(dá)到了世界領(lǐng)先水準(zhǔn)，更是得到了蘋果的認(rèn)證。

在技術(shù)突圍之外，長(zhǎng)江存儲(chǔ)的存在更加重要的意義則是，中國(guó)不再被日韓存儲(chǔ)巨頭”卡脖子“，而這也是全產(chǎn)業(yè)鏈的國(guó)產(chǎn)化的過程中邁出的重要一步。

展望未來，在產(chǎn)業(yè)鏈國(guó)產(chǎn)化的過程中必將遇到很多問題，也需要國(guó)家、企業(yè)投入更多的成本，但也只有前期投入，才能打出更多在國(guó)際市場(chǎng)上具有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品，讓更多更好的技術(shù)與產(chǎn)品服務(wù)廣大的消費(fèi)者。

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寫在最后

回看過去，在美聯(lián)儲(chǔ)持續(xù)加息和全球宏觀經(jīng)濟(jì)逆風(fēng)背景下，半導(dǎo)體行業(yè)去年經(jīng)歷了近10年來最嚴(yán)重的衰退，庫存處于歷史最高水平的存儲(chǔ)行業(yè)，迎來了行業(yè)的”至暗時(shí)刻“。

展望未來，在行業(yè)龍頭紛紛削減資本開支，減少供給后，存儲(chǔ)價(jià)格也即將到達(dá)谷底，隨著美聯(lián)儲(chǔ)加息預(yù)期減弱帶來的經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇預(yù)期，疊加AI服務(wù)器存算一體帶來的新需求，困境反轉(zhuǎn)就在面前。

而在存儲(chǔ)行業(yè)這輪周期波動(dòng)中，中國(guó)企業(yè)也悄悄站上了牌桌。

在自主可控的大背景之下，僅僅花費(fèi)六年時(shí)間，長(zhǎng)江存儲(chǔ)便打破了美日韓的存儲(chǔ)封鎖，成功躋身第一梯隊(duì)。2021年，長(zhǎng)江存儲(chǔ)在NAND領(lǐng)域的全球市占率已經(jīng)達(dá)到4%，2022年估算達(dá)到7%，已經(jīng)具備強(qiáng)大的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

而我也堅(jiān)信，在不久的將來，存儲(chǔ)行業(yè)將成為下一個(gè)面板行業(yè)，而長(zhǎng)存、長(zhǎng)鑫會(huì)成為他們故事里的“京東方”，彼時(shí)，三星也不再敢隨意“起火”、“停電”，中國(guó)消費(fèi)者也能用上更加優(yōu)質(zhì)和廉價(jià)的產(chǎn)品。

參考資料：

1.《從美光破凈看存儲(chǔ)行業(yè)投資機(jī)會(huì)》，東吳證券；

2.《從算力到存力：存儲(chǔ)芯片研究框架》，浙商證券；

3.《ChatGPT：存算一體，算力的下一極》，華西證券；

4.《“AI革命”存儲(chǔ)篇：算力拉動(dòng)，拐點(diǎn)提前》，國(guó)盛證券；

5.《2023年存儲(chǔ)板塊有望迎來拐點(diǎn)》，國(guó)金證券；

6.《揭秘長(zhǎng)江存儲(chǔ)：勇于挑戰(zhàn)權(quán)威，以創(chuàng)新重新定義技術(shù)架構(gòu)的后來居上者》，交大評(píng)論；

7.《突發(fā)！存儲(chǔ)芯片遭遇崩盤，企業(yè)或難幸免》，芯事件；

8.《存儲(chǔ)業(yè)的傳奇——長(zhǎng)江存儲(chǔ)》，知乎@彩虹糖；

編者按：本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號(hào)：奇偶派(ID：jioupai)，作者：葉子