AI算力拉動，存儲行業(yè)誰能擁抱新拐點？

（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)該許多人都有著對它的第一印象，那就是“貴”。

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

但在近兩年來，伴隨著全球經(jīng)濟的下行，存儲芯片的價格也進入了非景氣周期。據(jù)外媒報道稱，價值1600億美元存儲芯片行業(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，價格上通通迎來了大跳水。

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

存儲市場價格崩盤的背后，是存儲行業(yè)與面板行業(yè)類似，存在明顯的行業(yè)周期和國產(chǎn)化替代兩大趨勢。

本文將通過研究，當(dāng)前AI的發(fā)展帶來的行業(yè)增量，存儲行業(yè)所處的周期發(fā)展點位，以及國內(nèi)外存儲企業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，來呈現(xiàn)當(dāng)前存儲行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r，分析當(dāng)前存儲行業(yè)是否觸底，預(yù)測行業(yè)何時將迎來投資價值等問題。

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AI帶來的存儲新增量

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

但現(xiàn)實的情況卻是算力的發(fā)展速度遠(yuǎn)超存儲的發(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，目前的存儲速度嚴(yán)重滯后于處理器的計算速度。

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器提取所需的時間往往是運算時間的成百上千倍，因此能效非常低。“存儲墻”成為加速學(xué)習(xí)時代下的一代挑戰(zhàn)，原因是數(shù)據(jù)在計算單元和存儲單元的頻繁移動。

在傳統(tǒng)計算機架構(gòu)中，存儲與計算分離，存儲單元服務(wù)于計算單元，因此會考慮兩者優(yōu)先級。

如今由于海量數(shù)據(jù)和AI加速時代來臨，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，但在后摩爾時代，存儲帶寬制約了計算系統(tǒng)的有效帶寬，芯片算力增長步履維艱。

而此時，存算一體技術(shù)出現(xiàn)了，存算一體是在存儲器中嵌入計算能力，直接利用存儲器進行數(shù)據(jù)處理或計算，從而把數(shù)據(jù)存儲與計算融合在同一個芯片的同一片區(qū)之中，便可以徹底消除馮諾依曼計算架構(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)用場景。

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

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行業(yè)景氣度探底，存儲曙光將至？

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

存儲器為全球半導(dǎo)體第二細(xì)分市場，歷史表現(xiàn)與全球半導(dǎo)體周期走勢一致，但波動性大于整個行業(yè)。

從歷史上看，半導(dǎo)體以及存儲細(xì)分賽道呈現(xiàn)出趨同的周期性，但存儲板塊在一定程度上放大了行業(yè)整體波動性。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，國金證券研究所

而從具體的廠商來看，全球存儲芯片市場被海外企業(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業(yè)務(wù)營收占比超過95%，所以我們可以通過觀察這兩家公司，進而觀察整個存儲行業(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，美光專注存儲芯片這一細(xì)分市場持續(xù)發(fā)力，并通過持續(xù)的并購活動、技術(shù)創(chuàng)新以及產(chǎn)能調(diào)整鞏固其在存儲行業(yè)的競爭優(yōu)勢。

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

資料來源：美光財報，東吳證券研究所

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

2013年-2016上半年:

2013年，美光收購了當(dāng)時全球第三大的DRAM制造商，有效縮短了與三星、SK海力士的市場份額差距，疊加存儲行業(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)致的競爭對手的價格戰(zhàn)，導(dǎo)致公司業(yè)績出現(xiàn)了大幅下滑，股票價格也持續(xù)下行至2016年初，每股價格跌至 10 美元左右。

2016年下半年-2019年：

通過完成對存儲芯片制造商Inotera的收購、布局3D NAND新技術(shù)等手段，公司漸漸走出了2016年初的股價低谷，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)出強勁的增長水平，對DRAM和NAND的需求突增，內(nèi)存條、固態(tài)硬盤價格瘋漲，帶動存儲行業(yè)的快速增長，公司股價在 2018 年初達(dá)到峰值。

但此后，由于對DRAM和NAND領(lǐng)域的定價疲軟和不利的供求環(huán)境，導(dǎo)致公司股價在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財年收入下降23%，并使利潤率回到了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，在年初股價暴跌后全年股價橫盤。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，進而引發(fā)半導(dǎo)體訂單激增，股價陡增至 93 美元。

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

資料來源：東吳證券研究所

縱觀美光股價波動，可以找到幾個特點：首先是周期性較為明顯，大約三年半完成一次周期輪動。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峰值，且股價重新達(dá)到上一輪峰值價格的時間在縮短。

而深究其原因，其實是行業(yè)供給與需求相互博弈的過程。

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

而美光已于2022年7月、12月削減資本開支，并宣布2023年將進一步削減近40%的資本開支。而海力士，更是縮減50%。三星雖然表示并不會削減資本開支，但在產(chǎn)品的價格上卻一降再降，意在通過行業(yè)景氣度不佳之時進行整合。

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，其可以有效改善供需錯配關(guān)系，優(yōu)化行業(yè)格局和過剩產(chǎn)能，同時推動行業(yè)從周期底部向上修復(fù)。

所以，可以確定的是，存儲行業(yè)巨頭的股價均已較長時間跑輸市場，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，帶動整個產(chǎn)業(yè)鏈的投資機會。

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兆易創(chuàng)新、長江存儲

誰將成為國產(chǎn)存儲新旗手？

而在具體的公司方面，目前，全球存儲芯片市場主要由三星、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閃存市場的份額均超過30%。

過去，在三大巨頭的牢牢把控下，我國在該領(lǐng)域中根本沒有任何議價權(quán)，內(nèi)存也成為“理財產(chǎn)品”的?？停瑑r格經(jīng)常一漲再漲。此外，三星工廠不時的“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，在長存、長鑫等企業(yè)的努力之下，國產(chǎn)存儲也實現(xiàn)了從無到有的突破，打破了日韓廠商長期壟斷市場的局面，同時，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，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，可能將迎來平臺化高速增長期。

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

公司作為NOR Flash龍頭，正在積極拓展DRAM 市場。

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。

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

根據(jù)券商預(yù)測，2023上半年與長鑫關(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，帶動市占率增加。

而在NOR與DRAM之外，公司也以存儲器件為切入點，積極進行平臺化擴張。

公司圍繞智能化時代數(shù)據(jù)的感、存、算、控、聯(lián)五個方面，涵蓋消費、汽車、工業(yè)等多個領(lǐng)域，以存儲器件為切入點，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+MCU，有望成為未來又一增長極。

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需求。

兆易創(chuàng)新GD32A503系列首款車規(guī)級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。

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逐步實現(xiàn)24nm量產(chǎn)，并開始進行19nm的研發(fā)。目前，公司產(chǎn)品在下游工控、機頂盒、通訊、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用，同時，還在不斷針對車規(guī)市場進行開拓布局和研發(fā)。

此外，兆易創(chuàng)新還保持著長年的高研發(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)化的堅實基礎(chǔ)與長期盈利的保障。

資料來源：wind，國盛證券研究所

長江存儲，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)為是存儲界的“京東方”。

長江存儲作為國內(nèi)唯一一家專注于3D NAND閃存設(shè)計制造一體化的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)，實現(xiàn)了對全球頂級存儲廠商的超越，也真正打破了日韓三巨頭對中國的存儲封鎖線。

長江存儲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，并由中芯國際代管，但受到金融危機的影響，武漢新芯經(jīng)營十分困難，而中芯國際也退出了對武漢新芯的投資。

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)能力并啟動項目后，紫光集團、國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)上成立了長江存儲公司，并于當(dāng)年完成32層3D NAND 閃存測試芯片設(shè)計。

資料來源：長江存儲官網(wǎng)，交大評論整理

在長江存儲正式成立后，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，長江存儲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，正式代表著長江存儲128層TLC工藝良品率邁入量產(chǎn)等級。

此外，更是在2022年年底的閃存峰會上，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)志著長江存儲在短短六年的時間中，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，長江存儲的存在更加重要的意義則是，中國不再被日韓存儲巨頭”卡脖子“，而這也是全產(chǎn)業(yè)鏈的國產(chǎn)化的過程中邁出的重要一步。

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

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寫在最后

回看過去，在美聯(lián)儲持續(xù)加息和全球宏觀經(jīng)濟逆風(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行業(yè)，迎來了行業(yè)的”至暗時刻“。

展望未來，在行業(yè)龍頭紛紛削減資本開支，減少供給后，存儲價格也即將到達(dá)谷底，隨著美聯(lián)儲加息預(yù)期減弱帶來的經(jīng)濟復(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。

而在存儲行業(yè)這輪周期波動中，中國企業(yè)也悄悄站上了牌桌。

在自主可控的大背景之下，僅僅花費六年時間，長江存儲便打破了美日韓的存儲封鎖，成功躋身第一梯隊。2021年，長江存儲在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)具備強大的行業(yè)競爭力。

而我也堅信，在不久的將來，存儲行業(yè)將成為下一個面板行業(yè)，而長存、長鑫會成為他們故事里的“京東方”，彼時，三星也不再敢隨意“起火”、“停電”，中國消費者也能用上更加優(yōu)質(zhì)和廉價的產(chǎn)品。

參考資料：

1.《從美光破凈看存儲行業(yè)投資機會》，東吳證券；

2.《從算力到存力：存儲芯片研究框架》，浙商證券；

3.《ChatGPT：存算一體，算力的下一極》，華西證券；

4.《“AI革命”存儲篇：算力拉動，拐點提前》，國盛證券；

5.《2023年存儲板塊有望迎來拐點》，國金證券；

6.《揭秘長江存儲：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》，交大評論；

7.《突發(fā)！存儲芯片遭遇崩盤，企業(yè)或難幸免》，芯事件；

8.《存儲業(yè)的傳奇——長江存儲》，知乎@彩虹糖；

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