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存储芯片竞争格局分析报告

正文目录

1、哪里有数据，哪里就需要存储！

6

1.1、DRAM、NANDFLASH、NORFLASH是三大主流存储器6

1.2、存储产业链：

IDM模式占据主导，生产制造能力很重要7

2、基于自主可控的需求才是政策强推的根本原因8

2.1、存储关乎安全，自主可控势在必行8

2.1.1、存储是信息安全的根基，自主可控方能保障安全8

2.1.2、存储芯片依赖于进口，国产替代需求空间大9

2.2、存储芯片四大特性导致国产化任务艰巨，国内单一企业力量难以攻克10

2.2.1、技术差距大10

2.2.2、行业集中度高11

2.2.3、周期性强12

2.2.4、资金投入大14

2.3、存储芯片突围，国家重点支持，直面主战场15

2.3.1、抓技术15

2.3.2、拼规模17

2.4、攻克存储芯片进行时，建议中国政府持续加大政策支持18

2.4.1、国家意志下，国内多方力量已着手攻克存储芯片18

2.4.2、发展策略19

3、NANDFLASH：

前景广阔，3DNANDFLASH有望实现中国弯道超车19

3.1、移动应用和SSD是NANDFLASH需求最大两大领域19

3.2、SSD替代HHD是长久趋势，可引爆NANDFLASH市场需求20

3.2.1、SSD性能优越，替代HHD是长久趋势20

3.2.2、HHD仍是主流存储介质，SSD替代将引爆NANDFLASH市场需求24

3.3、移动存储配置多样，“容量提升+价格下降”推动NANDFLASH需求量继续增加27

3.3.1、移动终端的存储配置多式多样，NANDFLASH决定了终端存储容量27

3.3.2、容量提升+价格下降，移动终端NANDFLASH需求量继续增加28

3.4、NANDFLASH开展新一轮的扩产，3DNANDFLASH有望实现中国弯道超车29

3.4.1、从2D到3DNANDFLASH全面转型，3DNANDFLASH成为趋势29

3.4.2、3DNANDFLASH时代，中国厂商弯道超车机会来临31

4、DRAM：

市场需求稳中有升，中国厂商参与有望打破格局32

4.1、移动端和企业端应用需求将进一步提升，总体需求稳中有升32

4.1.1、移动端和企业端应用需求量将进一步提升32

4.1.2、新市场尚未打开，短期DRAM需求稳中有升34

4.2、中国厂商参与有望打破DRAM格局35

5、投资策略及相关公司分析37

5.1、投资策略37

5.2、主要公司37

5.2.1、深科技：

收购沛顿科技，占据存储封测制高点37

5.2.2、紫光国芯：

国家存储意志的先头兵38

5.2.3、兆易创新：

NORFlash领导者38

图表目录

图表1：

存储芯片发展路线图6

图表2：

存储芯片工艺技术路线图6

图表3：

2014年DRAM、NANDFLASH、NORFLASH产值在存储芯片的占比7

图表4：

Samsung、SKHynix、Micron等巨头均采用IDM模式8

图表5：

仅2015年第一季度发生多起信息存储安全事件9

图表6：

存储介质和存储控制芯片是存储信息安全的关键9

图表7：

我国存储芯片与国外制造工艺对比，差距非常巨大10

图表8：

2014Q4NANDFLASH厂商结构11

图表9：

2015Q2DRAM厂商结构11

图表10：

2008到2014年，存储市场厂商集中度进一步提升12

图表11：

4-5家竞争格局+扩产/减产，导致存储产业巨幅波动性13

图表12：

Samsung、SKHynix、Micron、Toshiba、Sandisk新一轮扩产计划13

图表13：

2015年存储占半导体产业的支出为最高，达38%14

图表14：

2015年存储厂商资本支出明显上升14

图表15：

半导体存储技术美国专利演变态势16

图表16：

主流存储器技术美国专利领先申请人的情况16

图表17：

仅2015年第一季度发生多起信息存储安全事件17

图表18：

2014年NANDFLASH下游应用情况20

图表19：

HHD（机械硬盘）21

图表20：

SSD（固态硬盘）21

图表21：

SSD性能远优越于HHD22

图表22：

短期SSD价格高企，普及应用难度较大，长期在技术效应和规模效应下价格降快速下降22

图表23：

2012-2015年SSD价格下降了一半23

图表24：

华为FusionServerRH8100V3机架服务器采用SSD24

图表25：

SSD助力数据中心高性能、低功耗24

图表26：

2010年之后WDC和Seagate的收入均开始下滑25

图表27：

1976-2014年机械硬盘出货情况，2010年出现拐点开始下滑，而SSD在2010之后5年复合增速69.3%25

图表28：

2014-2017年，笔记本电脑SSD渗透率持续提高25

图表29：

NANDFLASH在SSD里面的应用26

图表30：

预计2022年全球SSD市场规模或达2295亿美元,年均增长复合率40.7%27

图表31：

智能手机中各种Memory的集成形式，以及eMMC的主要构成28

图表32：

苹果和三星历代旗舰手机的最大ROM不断提升28

图表33：

近2年eMMC市场平均价格下降了一半，随着eMMC价格下降，将会导入更多新的终端应用产品29

图表34：

3D解决了NANDFLASH产品的极限困境29

图表35：

存储厂商开始全面向3DNAND转型30

图表36：

各大存储厂商扩产3DNANDFLASH情况30

图表37：

2014年DRAM下游应用结构32

图表38：

移动和企业市场的比例将增加33

图表39：

电脑用的DRAM（DDR）性能不断提升33

图表40：

手机/平板用的DRAM（LPDDR）性能不断提升33

图表41：

2005-2015年DRAM全球市场规模34

图表42：

2015Q3单季度DRAM市场情况35

图表43：

存储产业整合不断，DRAM厂商数量大幅减少，形成了三足鼎立的寡头垄断局面36

图表44：

DRAM的投资占其销售额的比重不断下降，投资趋于疲软36

存储与数据相伴而生，哪里有数据，哪里就会需要存储芯片。

而且随着大数据、物联网等新兴产业的发展，存储产业与信息安全等息息相关。

全球存储芯片总产值约800亿美元，其中DRAM市场457亿美元，NANDFLASH市场产值306亿美元，NORFLASH市场产值33亿美元，存储芯片市场空间巨大。

存储关乎安全，基于自主可控的需求才是政策强推的根本原因。

近年来，信息存储安全事件频发，信息存储安全一旦受到威胁，将危害到党政军、石油、化工、核能、金融等所有行业的发展，是国家安全整体战略的重要环节。

而目前我国储芯片空白，几乎100%依赖进口，信息安全形势严峻。

因此，我国必须强力推动存储芯片国产化的发展。

存储芯片具有技术差距大、行业集中度高、周期性强、资金投入大四大特性，国产化任务艰巨，国内单一企业力量难以攻克，国家意志正强力推进存储芯片国产化。

目前，紫光600亿元投入存储芯片工厂，未来将投资300亿美元主攻存储器芯片制造；武汉新芯240亿美元打造存储器基地；福建晋华集成电路与联电合作开发32纳米制程的利基型DRAM，投资370亿元发展存储芯片；合肥投资460亿元建设DRAM工厂。

可以看到，在国家意志下，国内多方力量已经着手推进存储芯片国产化。

我们也建议中国政府从技术合作、人才支持、系统整合、产业链配套等多角度全方位持续地加大对存储芯片的支持力度。

NANDFLASH前景广阔，3DNANDFLASH有望实现中国弯道超车。

SSD替代HHD是长久趋势，可引爆NANDFLASH市场需求。

目前，NANDFLASH正从2D到3D全面转型，而从2D走到3D，需要新的技术领域加入，给中国厂商留下了突破的时间与空间。

中国厂商若能整合跨领域人才和技术，3DNANDFLASH将成为中国存储芯片弯道超车切入点。

DRAM市场需求稳中有升，中国厂商参与有望打破格局。

移动端和企业端应用进一步提升DRAM需求量，DRAM市场整体需求呈现稳中有升的态势。

目前，DRAM市场以Samsung、SKHynix、Micron为主，未来几年中国厂商持续推进DRAM项目有望打破市场格局。

驱动因素、关键假设及主要预测：

1、存储产业关乎国家半导体产业发展，关乎国家信息存储安全，国产化刻不容缓。

存储芯片产值占半导体的22%，与微处理芯片并称为芯片行业皇冠上的明珠。

目前，存储芯片主要被三星、英特尔、东芝等国外大厂垄断，国内几乎全部依赖进口，而存储芯片作为存储信息介质设备，是信息安全的基石，随着国家经济实力不断提升，存储芯片国产化刻不容缓。

2、国内市场广阔，存储新技术层出不穷，3DNANDFLASH给予中国厂商发展新机遇。

2015年大陆DRAM采购规模估计为120亿美元、NANDFlash采购规模为66.7亿美元，各占全球DRAM和NAND供货量的21.6%和29.1%，这些存储芯片国内仍旧空白，几乎100%依赖进口。

一旦国产厂商能够生产制造性能优越的存储芯片，政府将引导众多厂商将会纷纷采购国产存储存储芯片，其国产替代空间巨大。

传统SRAM、ROM、DRAM、NANDFLASH存储技术主要掌握在Samsung、Micron、Sandisk、Toshiba等厂商手里，但FRAM、MRAM、PRAM、RRAM等新兴存储技术仍处于起步阶段，各家仍在同一起跑线上。

中国厂商在新存储技术布

局较好，以RRAM（阻变存储器）为例，截至2014年10月30日，在RRAM领域，全球申请人共提交了4168件专利申请，其中，中国申请人提交的专利申请量为410件，位居第四位。

中国厂商有望迎来发展机遇。

SSD替代HHD是长久趋势，可引爆NANDFLASH市场需求。

目前，NANDFLASH正从2D到3D全面转型，而从2D走到3D，需要新的技术领域加入，给中国厂商留下了突破的时间与空间。

中国厂商若能整合跨领域人才和技术，3DNANDFLASH将成为中国存储芯片弯道超车切入点。

市场认为，存储产业波动性巨大，成长性较弱，且寡头垄断，中国厂商很难有所突破。

其实在大数据时代下，HHD响应时效遭遇虚拟化难题和随机存取挑战，SSD替代HHD是长久趋势，而目前SSD出货存储量远远低于HHD出货存储量，这将打开NANDFLASH的市场空间，未来成长无忧。

当前存储产业是寡头垄断竞争的市场，但FRAM、MRAM、PRAM、RRAM等替代存储技术的发展，加上国内市场需求大、中国政府的发展决心，中国厂商将迎来发展机遇。

1、哪里有数据，哪里就需要存储！

1.1、DRAM、NANDFLASH、NORFLASH是三大主流存储器

存储器（Memory）与中央处理器（CPU）、数字信号处理器（DSP）和可编程逻辑阵列器件（FPGA）并称四大高端通用芯片，是计算机系统的两大核心部件之一，是电子信息领域的重大战略性支柱产品。

存储器作为四大通用芯片之一，发展存储芯片产业的意义不言而喻。

对电子产品来说，它就像粮食一样不可或缺。

它与数据相伴而生，哪里有数据，哪里就会需要存储芯片。

而且随着大数据、物联网等新兴产业的发展，存储产业与信息安全等息息相关。

按照存储介质的不同，存储芯片可以分为三大类：

RAM（randomaccessmemory，随机存储器）、ROM（readonlymemory，只读存储器）、固态硬盘等；采用磁能存储的软盘、硬盘、磁带等；以及采用光学存储的CD、DVD等。

按存储器在计算机系统中所起的作用，可分为主存储器、辅助存储器、高速缓冲存储器、控制存储器等。

图表1：

存储芯片发展路线图

图表2：

存储芯片工艺技术路线图

2014年，全球存储芯片总产值约800亿美元，其中DRAM市场457亿美元，NANDFLASH市场产值306亿美元，NORFLASH市场产值33亿美元。

图表3：

2014年DRAM、NANDFLASH、NORFLASH产值在存储芯片的占比

1.2、存储产业链：

IDM模式占据主导，生产制造能力很重要

存储芯片的产业链与普通半导体产业链相同，分为上游芯片设计、中游芯片制造、下游的芯片封测，再到终端产品的芯片应用。

与众多半导体产品的Fabless+Foundry+OSAT的垂直分工模式不同，存储芯片更多采用IDM模式，采用IDM模式的产值占比存储芯片总产值90%以上。

在国际存储器市场中，从三星、美光、东芝和海力士等产业巨头由“剩者”变“胜者”、台湾存储器业者从“产业”变“惨业”的经验教训来看，存储器通常是IDM模式，或者是制造和设计紧密合作的模拟IDM等产业模式，纯粹的存储代工或者游离的存储设计都难以成为最后的胜者。

图表4：

Samsung、SKHynix、Micron等巨头均采用IDM模式

IDM模式主导着存储芯片产业，究其原因，存储芯片技术标准化程度高，各家厂商生产的产品容量、封装形式都遵循标准的接口，性能也无太大差别，在同质化竞争情况下，存储厂商通过提升制造工艺，提供制造产能，利用规模优势降低成本，从而赢得市场，因此生产制造是存储厂商的核心能力。

随着存储芯片生产制造工艺的复杂度不断提升，其制造工厂的投资额度也将大幅提升，对存储厂商的资金实力、管理能力要求更加苛刻，而Fabless+Foundry+OSAT的垂直分工模式可以降低存储厂商的投资风险，这种垂直分工模式的比重有望提高。

目前，一些存储厂商与封装厂商成立合资公司，或者通过战略合作形成类似IDM模式来发展存储芯片，实际就像垂直分工模式迈进了一步。

2、基于自主可控的需求才是政策强推的根本原因

2.1、存储关乎安全，自主可控势在必行

2.1.1、存储是信息安全的根基，自主可控方能保障安全

社会信息化程度越高，产生的信息数据越多，信息安全的问题就越突出。

多年以来，信息安全行业主要的着眼点在信息传输保护和攻击防御方面，产生了防火墙、VPN、IPS、UTM等众多网络安全设备，但忽视了信息安全的重要领域——信息存储安全。

信息存储安全在信息储存的过程和信息生命周期内，保障信息的真实性、机密性、完整性、可用性、可靠性、不可抵赖性等特性，是信息安全的主要基础之一。

相比信息传输安全，信息存储安全一旦受到威胁，会导致当前和过往的信息均被泄漏，造成的危害更大，关系到党政军、石油、化工、核能、金

融、交通、制造、物流、电商、水利等所有行业的发展，是我国国家安全整体战略的重要环节。

仅在2015年第一季度，就发生了多起信息存储安全事件，形势严峻。

图表5：

仅2015年第一季度发生多起信息存储安全事件

要解决我国信息存储安全问题，必须实现存储设备的自主可控。

所有存储设备都可以简化为两个部分：

存储控制芯片和存储介质。

存储介质是最基础的环节，它是信息的载体，其重要性不言而喻。

存储控制芯片控制信息的存入和读出，是信息存储安全的“咽喉”。

保证存储控制芯片的安全性，就给整个存储设备装上了“防盗门”。

目前所发现的存储安全事件，绝大部分都和存储控制芯片的后门相关，存储控制芯片做到自主可控，是信息存储安全产品的关键技术。

图表6：

存储介质和存储控制芯片是存储信息安全的关键

2.1.2、存储芯片依赖于进口，国产替代需求空间大

我国笔记本、智能手机出货量均居全球首位，华为、联想等厂商崛起，以及阿里巴巴、腾讯、XX互联网厂商带动数据中心爆发，国产厂商对存储需求量巨大。

2015年大陆DRAM采购规模估计为120亿美元、NANDFlash采购规模为66.7亿美元，各占全球DRAM和NAND供货量的21.6%和29.1%。

这些存储芯片国内仍旧空白，几乎100%依赖进口。

存储芯片作为国家存储信息安全关键抓手之一，一旦国产厂商能够生产制造性能优越的存储芯片，政府将引导众多厂商将会纷纷采购国产存储存储芯片，其国产替代空间巨大。

2.2、存储芯片四大特性导致国产化任务艰巨，国内单一企业力量难以攻克

2.2.1、技术差距大

存储芯片的制造工艺非常复杂，其中3DNAND闪存的制造更为困难。

目前，全球各家存储厂商对3DNAND的制造工艺都十分保密。

一般来讲，3DNAND产品都是采用一体成形制造法，在第一层NAND薄膜生长后，使用光罩及刻蚀，随后连续成长8层薄膜及刻蚀之后，最后便只需一道光罩，总计需要27张光罩，该方法在2007年由东芝提出。

目前，三星的TACT、VSAT，东芝的P-BiCS和3DVG，都属于一体成形3D内存技术。

国内的NANDFLASH、DRAM制造技术基本缺失。

紫光集团此前从未涉及存储芯片领域，单纯通过资本投资，在没有强有力的Memory厂商收购或者合作的情况下，很难将存储芯片项目顺利地开展。

武汉新芯的主要技术来自与Spansion的合作，其3DNAND堆栈可能只有8层，而国际主流堆栈是32-48层，三星的技术可达64层，与之相差甚远。

福建晋华集成电路的DRAM技术源于与联电的合作，合肥的DRAM技术源于与兆基科技的合作，想获取先进的核心工艺也非常困难。

此外，知识产权（IP）是芯片行业竞争的利器。

目前，存储芯片专利几乎都被国际巨头垄断，无论是武汉新芯，还是福建晋华，其技术均是依托技术授权合作。

如果中国存储厂商在未来几年的大力投入下取得相应的成就，随之而来不可避免的就是IP战。

图表7：

我国存储芯片与国外制造工艺对比，差距非常巨大

2.2.2、行业集中度高

存储行业市场集中度高。

以DRAM市场为例，1970年代起步时候大约40-50家，1990年代末还有14家，到2004年只剩下5家实力较为突出，而如今全球仅3家就占据市场90%的份额，已经成了Samsung、SKHynix、Micron寡头垄断的竞争格局。

图表8：

2014Q4NANDFLASH厂商结构

图表9：

2015Q2DRAM厂商结构

图表10：

2008到2014年，存储市场厂商集中度进一步提升

在这种垄断竞争下，国内很难有厂商能够从小崛起，特别是在以规模取胜的存储产业中，要想从全球它们口中分一杯羹，难度极大。

2.2.3、周期性强

存储产品的技术标准化程度高，生产制造能力成为存储厂商的核心竞争力。

现阶段全球存储器产业维持4-5家寡占的平衡竞局，它们很难协调运作，各厂台面下投资动作暗潮汹涌，只要有一家扩产或者减产都对全球存储芯片的供需局面造成影响。

当行业处于景气高涨的时候，它们手里有充裕资金进行下一轮产能扩充或者工艺升级，其中任何一家存储大厂进行扩产的时候，其它家存储厂商如果不扩产其市场份额将被挤压，产品也将会被对手新一代产品所替换，因此不扩产只能等死，扩产或许能够挣得一线生机，从而形成恶性扩产的现象，导致产能过剩，行业萧条将来临。

当行业处于景气萧条的时候，各大厂商开始压缩产能，行业供需关系反转，价格上升，景气度开始上扬。

图表11：

4-5家竞争格局+扩产/减产，导致存储产业巨幅波动性

当前，Samsung、SKHynix、Micron、Toshiba、Sandisk等大厂正在进行新的一轮产能扩充，建厂计划如火如荼，PC、智能手机之后短期内尚未有大规模消耗存储芯片的终端产品出现，根据存储产业周期特性，存储产业平衡状态有可能在未来3-4年内被打破。

图表12：

Samsung、SKHynix、Micron、Toshiba、Sandisk新一轮扩产计划

2.2.4、资金投入大

参考国际存储芯片大厂的资本支出，根据调研机构SemiconductorIntelligence数据，在2015年各半导体公司的资本支出预算中，Samsung资本支出预算151亿美元（这里不考虑Samsung在其它领域的投资），同比增长13%；SKHynix资本支出51亿美元，同比增长12%；Micron资产支出38亿美元，同比增长186%；其它存储厂商资本支出20亿美元，同比增长43%。

2015年，存储行业是整体半导体资本支出最高的领域，占比达到38%。

图表13：

2015年存储占半导体产业的支出为最高，达38%

图表14：

2015年存储厂商资本支出明显上升

面对上述四大存储特性，国内厂商在没有任何技术优势的情况下，很难凭借单一企业的力量实现存储芯片的突破。

2.3、存储芯片突围，国家重点支持，直面主战场

存储器和CPU一样，是芯片领域的战略制高点，是芯片产业皇冠上的明珠，所以一定是正面主战场，靠游击战是不行的。

主流存储器，不管是DRAM还是NAND，拼的都是先进工艺和规模，美、韩、日之前都是走的这条路。

20世纪初期，我国台湾地区借8英寸过渡到12英寸晶圆厂的世代交替的历史时期，通过加速投资存储芯片（5年内投资300亿美元以上，拥有20条12英寸晶圆生产线，大大超出同期三星的投资），期待以拥有全球最多的12英寸晶圆厂来取胜，然而最终以失败告终。

台湾在存储器领域的失败自然有其多方面原因，其中重要原因就在于台湾存储芯片Foundry的模式，其核心技术来源于欧美的授权，所以只能做落后产品和利基型市场，这种核心技术受制于人，光靠规模取胜是行不通的。

因此，我国要做存储器产业，一要抓住核心技术，既要引进尖端人才，又要外延快速获取；二要做好长期大规模投入、大规模亏损的心理准备，冷板凳需要做十年，才有机会迎来上场进球的机会。

这两者都不能落下。

2.3.1、抓技术

半导体存储科技发展日益蓬勃，除了相关技术外，存储器专利也成为了它们竞争的利器。

根据iRunway的统计，多年来半导体存储器行业一直在传统的存储技术（SRAM、ROM、DRAM、NANDFLASH）上有大量的专利布局，近15年来，存储厂商开始侧重对FRAM、MRAM、PRAM、RRAM等替代存储技术进行商业性布局。

从专利申请厂商来看，Micron、Samsung、Toshiba、Sandisk等大厂掌握了众多核心专利。

从美国的半导体存储基础专利申请情况来看，Sandisk、Micron、Intel拥有最多的基础专利，其中Micron、Samsung、Toshiba、IBM和Intel这5家公司拥有的基础专利占总量的25%左右。

基于对存储技术的垄断，存储厂商之间经常发生专利诉讼，自1993年以来，半导体存储器技术涉诉专利激增，Sandisk、ConversantIP、TI、兰巴斯和高智公司涉及的诉讼专利数量最多。

而今，存储器行业已经形成了寡头垄断的竞争局面，既有的专利将对新进入者构成重大门槛。

图表15：

半导体存储技术美国专利演变态势

图表16：

主流存储器技术美国专利领先申请人的情况

面对存储芯片技术的市场现状，中国厂商要想掌握存储核心技术，外延合作和自主研发两条腿都必不可少。

在外延合作上面，传统存储技术（SRAM、ROM、DRAM、NANDFLASH）已经非常成熟，关键技术掌握在Micron、Samsung、Toshiba、Sandisk等厂商手里，中国厂商必须瞄准这些企业，与它们合作。

例如紫光集团收购西部数据15%股份（西部数据又190亿美金收购闪迪），江波龙与Marvell战略合作，武岳峰资本参与并购美国DRAM大厂ISSI。

在自主研发上面，FRAM、MRAM、PRAM、RRAM等新兴存储技术仍处于起步阶段，各家仍在同一起跑线上。

值得一提的是，根据国家知识产权局专利局统计，截至2014年10月30日，在RRAM（阻变存储器）领域，全球申请人共提交了4168件专利申请，其中，美国、日本、韩国的申请人提交的专利申请量位居前三位，分别为1519件、1091件、720件，中国申请人提交的专利申请量为410件，位居第四位。

我们认为，新技术开发关键在于人，中国厂商需要引进经验丰富的人才，例如紫光集团拟引进台湾DRAM教父高启全。

图表17：

仅2015年第一季度发生多起信息存储安全事件

2.3.2、拼规模

存储芯片设计技术相对简单，产品形态标准化程度高，且易于扩大市场份额，存储芯片厂商都是在掌握核心技术基础上凭借规模取胜。