1、 1 / 47 行业研究|信息技术|半导体与半导体生产设备 证券研究报告 半导体与半导体生产设半导体与半导体生产设 备行业研究报告备行业研究报告 2020 年 03 月 12 日 存储器价格迎上升周期，存储器价格迎上升周期，本土企业本土企业获得获得良机良机 存储器行业报告存储器行业报告 Table_Summary 报告要点：报告要点： NOR Flash 曾历十年低迷，新应用催生新增长曾历十年低迷，新应用催生新增长 NOR Flash 曾在功能手机时代风靡一时，但其市场空间随着功能手机 的消失逐渐萎缩。近年来随着物联网的发展，在可穿戴设备、手机屏 幕、汽车电子等下游新型应用的推动下，NOR F
2、lash 市场规模开始逐 步扩大，市场空间将超过 30 亿美元。本土厂商兆易创新是该领域的本土厂商兆易创新是该领域的 龙头公司之一，龙头公司之一，随着美光和随着美光和 Cypress 在局部领域的退出，国产在局部领域的退出，国产 NOR Flash 有望进一步增加市场份额，成为有望进一步增加市场份额，成为自主性最高的存储芯片。自主性最高的存储芯片。 DRAM 市场竞争激烈，本土企业有望破局市场竞争激烈，本土企业有望破局 DRAM 广泛应用于服务器、手机领域的运行内存，市场规模在 600 亿 美元以上，是市场空间最大的存储器芯片。DRAM 市场目前被三星、 美光、海力士三家企业垄断了 95%的市
3、场份额。目前本土企业北京君目前本土企业北京君 正收购的矽成具有正收购的矽成具有 DRAM 的设计能力，市场份额排名第的设计能力，市场份额排名第 7，未来发展，未来发展 可期；合肥长鑫已量产可期；合肥长鑫已量产 19nm 产品，产品，未来未来产能逐步扩张有望打破国外产能逐步扩张有望打破国外 企业的垄断现状。企业的垄断现状。 NAND Flash 巨头领先市场，国产厂商开始崛起巨头领先市场，国产厂商开始崛起 NAND Flash 广泛应用于各类大容量存储设备，如 U 盘、SSD 硬盘、 手机存储等。主要份额由三星、西数、铠侠等 6 家企业垄断，市场规 模在 500 亿美元左右。目前 NAND Fl
4、ash 的发展方向是 3D 堆叠，国 外先进企业均已纷纷开发出 100 层以上堆叠的 NAND Flash。国产厂国产厂 商长江存储已于商长江存储已于 2019 年量产年量产 64 层层 NAND Flash，并宣布跳过，并宣布跳过 96 层层 直接研发直接研发 128 层产品，与国外先进企业的层产品，与国外先进企业的差距越来越小差距越来越小，已成为存储，已成为存储 国产自主化的中坚力量国产自主化的中坚力量。 投资建议投资建议： 半导体存储产品价格经过过去两年的下跌，目前已迎来上涨周期，涨 价趋势有望贯穿 2020 年全年。建议关注国内相关上市企业：建议关注国内相关上市企业：澜起科澜起科 技、
5、技、兆易创新、北京君正、聚辰股份。兆易创新、北京君正、聚辰股份。 风险提示风险提示： 若因疫情导致需求不振或国外扩产进度超过预期、国外厂商对国内厂 商进行打压，存在价格上涨周期结束时间超过预期风险；并购、研发 进度不及预期风险；限售解禁股减持风险；竞品替代风险。 推荐推荐|首次首次 过去一年市场行情 资料来源：Wind 相关研究报告 报告作者 分析师 毛正 执业证书编号 S0020520020001 电话 -1872 邮箱 联系人 刘堃 电话 邮箱 附表：重点公司盈利预测附表：重点公司盈利预测 公司代码公司代码 公司名称公司名称 投资评级投资评
6、级 昨收盘昨收盘 （元）（元） 总市值总市值 （百万元）（百万元） EPS PE 2018A 2019E 2020E 2018A 2019E 2020E 688008 澜起科技 买入 82.30 92983.68 0.87 0.83 1.15 127.23 100.56 72.31 603986 兆易创新 增持 293.42 94197.73 1.42 1.94 3.25 237.41 154.78 92.31 300223 北京君正 增持 105.00 21139.39 0.07 0.28 0.36 1557.86 377.54 293.74 688123 聚辰股份 增持 72.00 870
7、0.61 0.84 79 1.00 114.72 91.99 72.53 资料来源：Wind，国元证券研究中心 -17% 10% 37% 64% 91% 3/116/109/912/93/9 半导体与半导体生产设备沪深300 请务必阅读正文之后的免责条款部分 2 / 47 目 录 1.存储器：半导体行业最大分支 . 6 1.1 存储器坐拥千亿美元市场，是半导体行业的最大分支 . 6 1.2 存储器的分类 . 7 2.NOR Flash 曾历十年低迷，新应用催生新增长 . 9 2.1 功能手机淡出视野，NOR Flash 经历十年低迷 . 10 2.2 新应用带来新发展，NOR Flash 市场
8、空间重拾增势 . 11 2.2.1 物联网是 NOR Flash 发展的核心推动力 . 11 2.2.2 TWS 耳机带来 3 亿美元新增市场 . 13 2.2.3 大规模 OLED 应用助力 NOR Flash 市场 . 14 2.2.4 TDDI 成为 NOR Flash 的回归的又一驱动力 . 15 2.2.5 通过 AEC-Q100 认证，新增百亿市场空间 . 17 2.2.6 结论：数十年市场空间下行已成历史，新应用将要激发新增长 . 18 2.3 国际大厂逐步退出，兆易创新市占率跃居第三 . 19 3.寡头垄断 DRAM 市场，本土企业有望破局 . 21 3.1 DRAM 简介：市
9、场规模最大的存储器 . 21 3.1.1 服务器 2019 年短期低迷，2020 年将重拾增势 . 23 3.1.2 手机：出货量有望回升，运行内存变大亦成趋势 . 24 3.2 DRAM 市场竞争激烈，三大巨头垄断 95% . 26 3.3 DRAM 发展展望：制程工艺逐步推进，供需不平迎涨价周期 . 29 4.NAND Flash 巨头领先市场，国产厂商开始崛起 . 31 4.1 NAND Flash 是大容量存储的首选方案 . 31 4.2 竞争格局：国际厂商领先全球，本土存储奋起直追 . 34 4.3 发展展望：3D 堆叠技术成主流方向，价格景气厂家纷纷扩产 . 35 5.国内重点公司
10、介绍 . 38 5.1 紫光集团 . 38 5.2 澜起科技 . 39 5.3 兆易创新 . 40 5.4 北京君正 . 42 5.5 聚辰股份 . 44 6投资建议 . 46 7. 风险提示 . 46 图表目录 图 1：2019 年半导体行业规模 . 6 图 2：半导体行业规模变化（亿美元） . 6 图 3：存储器分类 . 7 图 4：全球存储器市场分布 . 8 图 5：NAND Flash 的结构特点 . 9 mNqPoOrNqNpRoMoPrOyRsR9P9RbRtRrRsQmMiNmMmPeRqRoQ9PmNpPuOnPsQwMpNrN 请务必阅读正文之后的免责条款部分 3 / 47
11、图 6：NOR Flash 的结构特点 . 10 图 7：功能手机内存示意 . 10 图 8：智能手机内存示意 . 10 图 9：NOR Flash 市场规模（亿美元） . 11 图 10：物联网模块内存方案 . 12 图 11：兆易创新 Flash Memory 出货量 . 12 图 12：TWS 耳机出货量 . 13 图 13：AirPods 2 采用 128MB NOR Flash . 14 图 14：漫步者 TWS5 采用兆易创新 64MB NOR Flash. 14 图 15：示例：De-Mura 前 . 15 图 16：示例：De-Mura 后 . 15 图 17：TDDI 历年出
12、货量及预测（亿） . 16 图 18：一种 TDDI 的结构示意图 . 16 图 19：某 ADAS 子系统示意图. 17 图 20：车载应用系统框图 . 18 图 21：NOR Flash 市场空间预测 . 19 图 22：各厂商 NOR Flash 季度营收数据（百万美元） . 19 图 23：NOR Flash 市场季度营收份额变化 . 20 图 24：应用于服务器的 RDIMM 内存模组. 21 图 25：某手机主板使用的 6GB 内存芯片 . 21 图 26：DRAM 下游应用占比 . 22 图 27：DRAM 市场规模（亿美元） . 23 图 28：Intel DCG 季度营收 .
13、 23 图 29：未来 5 年全球服务器出货量预测（百万） . 24 图 30：各代 iPhone 内存对比 . 25 图 31：安卓手机内存变化 . 26 图 32：DRAM 厂家名单 . 27 图 33：2019 年 DRAM 市场格局 . 28 图 34：DRAM 制程市占率 . 29 图 35：DDR3 4Gb 内存颗粒价格（美元/颗） . 30 图 36：DDR4 8Gb 内存颗粒价格趋势 （美元/颗） . 30 图 37：NAND 应用领域：固态硬盘（SSD） . 31 图 38：eMCP 与 eMMC 结构关系 . 32 图 39：NAND Flash 下游产品占比 . 32 图
14、 40：NAND Flash 市场规模 . 33 图 41：全球数据圈规模与增长 . 33 图 42：NAND Flash 产业链 . 34 图 43：2019 年 NAND Flash 原厂颗粒市场格局 . 34 图 44：SLC/MLC/TCL/QLC 示意 . 35 图 45：不同 NAND Flash 制程的变化与预测 . 36 图 46：NAND Flash 价格（美元） ：32Gb MLC 现货平均价（美元/颗） . 37 图 47：澜起科技内存接口芯片数据 . 39 请务必阅读正文之后的免责条款部分 4 / 47 图 48：内存接口芯片市场格局 . 39 图 49：兆易创新营收数
15、据 . 40 图 50：兆易创新营收结构 . 40 图 51：北京君正营收数据 . 42 图 52：矽成营收数据（亿元） . 42 图 53：聚辰股份营收数据 . 44 图 54：聚辰股份营收结构 . 44 表 1：报告常见英文缩写及含义 . 5 表 2：主要存储器类型介绍 . 8 表 3：主要 NAND Flash 厂商制程变化及预测 . 36 表 4：澜起科技营收拆分预测（亿元） . 40 表 5：兆易创新营收拆分（亿元） . 41 表 6：北京君正各项业务盈利预测（亿元） . 43 表 7：聚辰股份业绩拆分预测（亿元） . 45 请务必阅读正文之后的免责条款部分 5 / 47 表表 1：
16、报告常见英文缩写及含义：报告常见英文缩写及含义 英文缩写英文缩写 含义含义 ROM 只读存储器，一种掉电非易失存储器 EEPROM 电可擦除只读存储器，ROM 的一种 Flash 存储器的一种类型，掉电后数据可继续保存在存储器上 NOR Flash 代码型闪存芯片，主要非易失闪存技术之一 NAND Flash 数据型闪存芯片，主要非易失闪存技术之一 RAM 随机存取存储器，是直接与 CPU 交换数据的内部存储器 DRAM 动态随机存取存储器，RAM 的一种 SRAM 静态随即存取存储器，RAM 的一种 AMOLED 显示技术的一种 TDDI 触控与显示驱动器集成 TFT 薄膜晶体管，一般用来驱
17、动显示面板不同的像素 TWS True Wireless Stereo 的缩写，意为真正的无线立体声 ADAS 汽车高级辅助驾驶系统 DDR 双倍速率同步动态随机存储器，DRAM 的一种 LPDDR 低功耗 DDR GDDR Graphics DDR，常用于图像处理 CAPEX 资本开支 SSD 固态硬盘 eMMC 嵌入式存储的一种，结构是 NAND Flash+主控芯片 eMCP 嵌入式存储的一种，结构是 eMMC+LPDDR UFS 嵌入式存储的一种，结构是 NAND Flash+主控芯片 资料来源：国元证券研究中心 请务必阅读正文之后的免责条款部分 6 / 47 1.存储器存储器：半导体
18、行业最大分支：半导体行业最大分支 1.1 存储器坐拥千亿美元市场，是半导体行业的最大分支存储器坐拥千亿美元市场，是半导体行业的最大分支 半导体行业分为集成电路、光电器件、分立器件、传感器等子行业，集成电路又分 为逻辑、模拟和存储等细分行业。在半导体行业中，最重要的方向莫过于存储器。 其应用领域广泛，几乎所有常见的电子设备都需要使用存储器。根据 WSTS 2019 年 11 月估计数据，2019 年全球半导体行业的整体规模在 4000 亿美元以上，存储 器的市场规模超过 1000 亿，是半导体中规模最大的子行业，占比超过 1/4。 图图 1：2019 年半导体行业规模年半导体行业规模 资料来源：
19、WSTS 2019.11, 国元证券研究中心 图图 2：半导体行业规模变化：半导体行业规模变化（亿美元）（亿美元） 资料来源：WSTS, 国元证券研究中心 26% 26% 16% 13% 10% 6% 3% Memory Logic Micro Analog Optoelectronics Discrete Semiconductors Sensors -40% -20% 0% 20% 40% 60% 80% 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 非存储器半导体存储器非存储器半导体增速存储器增速 请务必阅读正文之后的免责条款部分
20、7 / 47 由上图图可见，存储器作为半导体的子行业，其周期变化基本和半导体行业周期变 化一致，但存储器的波动性更强。因此，当半导体行业处于景气周期时，存储行业 的盈利能力更强；反之，当半导体行业不景气时，存储行业的情况则更不理想。以 2019 年为例，由于下游需求放缓，半导体行业规模整体同比下降约 13%，但存储 行业的市场空间下降高达 33%。 从历史数据看，2019 年存储行业的下降速度处于近 20 年来最快的水平，主要原因 在于供需错配导致的价格下降。但 2019 年的低谷也给未来的增长奠定基础，由于 服务器需求稳步上升、5G 时代引领物联网到来等因素影响，未来半导体行业将迎 来复苏，
21、而存储器作为弹性更大的行业，未来 2-3 年将迎来一段稳定的增长期。 1.2 存储器的分类存储器的分类 人类存储数据的需求可谓历史悠久， 存储器的形态历年来也发生了翻天覆地的变化： 早期的软盘现早已不见踪影，光学存储的 DVD/CD 也渐行渐远，越来越多的电脑已 不再配备光驱，传统的电脑硬盘使用的磁盘作为大量数据存储的首选方案现也已受 到 SSD 的威胁。 图图 3：存储器分类：存储器分类 资料来源：国元证券研究中心 众多形态的存储方式按照其原理可大致分为光学存储、半导体存储和磁性存储。半 导体存储是存储领域的应用领域最广、市场规模最大的存储器件： 按照停电后数据是否可继续保存在器件内，半导体
22、存储器可分为掉电易失和掉 电非易失器件； 易失存储器在过去的几十年里没有特别大的变化，依然是以静态随机存取存储 器（SRAM） 、动态随机存取存储器（DRAM）为主； 非易失存储器从早期的不可擦除 PROM，到后来的光可擦除 EPROM、电可擦 除 EEPROM，到现在的主流的 Flash，技术在不断的更新、进步。现在 RAM 领域还出现了铁电存储器 （FRAM） 、 相变存储器 （PRAM） 、 磁存储器 （MRAM） 请务必阅读正文之后的免责条款部分 8 / 47 和阻变存储器（RRAM）等非易失静态存储器，因此市场认为掉电易失器件就 是 RAM，这种观点是不准确的。 众多半导体存储器中，
23、市场规模最大的是 DRAM 和 NAND Flash，市场规模均在数 百亿美元，其中 DRAM 2018 年的市场规模已达到 1000 亿美元。除此之外，存储 芯片市场空间较大的还有 NOR Flash，其市场规模曾一度随着功能手机的消亡而逐 渐降低，但近年来随着新兴市场的崛起，NOR Flash 的市场空间也已逐渐恢复。 图图 4：全球存储器市场分布：全球存储器市场分布 资料来源：前瞻经济学人，国元证券研究中心 本报告讲主要针对以下三种类型存储器进行展开讨论。 表表 2：主要存储器类型介绍主要存储器类型介绍 存储芯片类型存储芯片类型 作用作用 市场领先的参与者市场领先的参与者 国内主要参与者
24、国内主要参与者 市场规模市场规模 市场特点市场特点 NOR Flash 代码型闪存 存储器， 常用 于系统启动 代码的存储 华邦、旺宏、兆易 创新、 Cypress、 美 光 兆易创新 25 亿-30 亿美元 市场规模曾随智能手机 消亡而逐渐萎缩，但目 前已随着新兴应用的崛 起而开始复苏 DRAM 用于和处理 器直接通讯， 主要应用于 手机、 个人计 算机、 服务器 的内存 三星、SK 海力士、 美光、南亚、华邦 合肥长鑫、福建 晋华、 紫光集团、 北京矽成（仅设 计） 600 亿 -1000 亿 美元 市场规模最大的半导体 存储器，市场规模随价 格波动而周期性波动 DAND Flash 主要
25、存储器 三星、 铠侠、 西数、 美光、SK 海力士、 英特尔 长江存储 400 亿 -600 亿 美元 市场规模仅次于 DRAM， 市场规模随价格波动而 周期性波动 资料来源：国元证券研究中心 53% 42% 3% 2% DRAM NAND Flash NOR Flash 其他 请务必阅读正文之后的免责条款部分 9 / 47 2.NOR Flash 曾历十年低迷，新应用催生新增长曾历十年低迷，新应用催生新增长 NOR Flash 应用领域却极其广泛应用领域却极其广泛， 几乎所有需要存储系统运行数据的电子设备都需几乎所有需要存储系统运行数据的电子设备都需 要使用要使用 NOR Flash。 当电
26、子设备启动时， 需要从存储芯片内读取系统信息并运行 （如 计算机主板上的 BIOS） ，该存储芯片需要满足可执行运行程序且掉电后存储的数据 不丢失。RAM 掉电后数据会丢失，而 NAND Flash 无法执行程序，NOR Flash 是是 应用应用最最广泛的、掉电后数据不丢失的、可实现位读取的存储芯片类型。广泛的、掉电后数据不丢失的、可实现位读取的存储芯片类型。 NOR Flash 曾在功能手机时代风靡一时，但其市场空间随着功能手机的消失逐渐萎 缩。近年来随着物联网的发展，NOR Flash 市场规模开始逐步扩大。以以 TWS 耳机耳机 为代表的可穿戴设备、手机屏幕显示的为代表的可穿戴设备、手
27、机屏幕显示的 AMOLED 和和 TDDI 技术，以及功能越来越技术，以及功能越来越 强大的车载电子等领域，是强大的车载电子等领域，是 NOR Flash 市场空间获得重新增长的主要动力。市场空间获得重新增长的主要动力。 Nor Flash 的广泛应用，主要得益于其可芯片内执行（的广泛应用，主要得益于其可芯片内执行（XIP）的特点。）的特点。为帮助投资 者理解何谓“芯片内执行” ，我们绘制了以下示意图。如下图所示，Flash 均使用浮 栅场效应管作为基本单元来存储数据。 在控制栅极 （Word Line 与场效应管连接处） 未施加电压时，源极和漏极之间导通则数据为 1，中断则为 0。 图图 5
28、：NAND Flash 的结构特点的结构特点 资料来源：国元证券研究中心绘制 NAND Flash 的连接方式为串联，若要读取黄色 Word Line（字线）的数据，需对 其他所有 Word Line 进行增加电压，加压后漏极和源极处于导通状态。未增加电压 的 Word Line 上的场效应管的数据就可以测量 Bit Line (位线)的通断来确定该位置 上数据为 0 或为 1。值得注意的是，NAND Flash 读取数据时，整条 Word Line 上 的所有数据都同时读出，不能单独获取某一 Bit（位）的数据，无法实现位读取（即 Random Access） 。因此因此 NAND Flas
29、h 读取数据的最小单位是页（即读取数据的最小单位是页（即 Word Line 上的所有数据） ，上的所有数据） ，无法直接运行程序，无法直接运行程序，所有数据必须先读取到所有数据必须先读取到 RAM 上后才可运行。上后才可运行。 请务必阅读正文之后的免责条款部分 10 / 47 NOR Flash 的连接方式为串联，读取数据不需对 Word Line 进行加压，直接测量对 应的 Bit Line 和 Source Line 之间的通断即可获取该存储单元的数据。不仅实现了不仅实现了 位读取，还大大提高了数据读取的速度。实现位读取，程序便可在位读取，还大大提高了数据读取的速度。实现位读取，程序便可
30、在 NOR Flash 上上 运行，即所谓的芯片内执行（运行，即所谓的芯片内执行（XIP） 。） 。 图图 6：NOR Flash 的结构特点的结构特点 资料来源：国元证券研究中心绘制 2.1 功能手机淡出视野，功能手机淡出视野，NOR Flash 经历十年低迷经历十年低迷 相对于 NAND Flash，NOR Flash 写入和擦除速度较慢，但读取速度要快很多。功能手 机功能简单，存储芯片只需要存储少量用户信息及系统代码，写入和擦除的需求较少， 主要需求在于内存数据的读取。 此外， 由于功能手机对存储空间要求不高， NAND Flash 的高密度存储优势难以显现，所以 NOR Flash 凭借其特定的优势在功能手机时代红极凭借其特定的优势在功能手机时代红极 一时。一时。 图图 7：功能手机内存示意：功能手机内存示意 图图 8：智能手机内存示意：智能手机内存示意 资料来源：国元证券研究中心绘制 资料来源：国元
sgpjbg002
工作日 8:30 - 17:30
会员动态：
报告分类
新质生产力
ChatGPT
新能源汽车
大模型
Sora
机器人
微短剧
芯片
薪酬
白皮书
低空经济
数据要素
创新药
人工智能
AI产业
信息科技
互联网
消费经济
汽车交通
电商零售
传媒娱乐
医药健康
投资金融
能源环境
地产开发
传统产业
全球化
其它
扫码登录
手机快捷登录
账号登录
