存储行业报告：把握行业周期反转机会，存储产业链国产替代空间大（附下载）
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（精选报告来源：报告研究所）
1. 存储芯片具有强周期属性
1.1 存储芯片周期性强，且其周期波动大于半导体整体
复盘全球半导体产业周期，2000 年以来半导体产业经历了6轮周期。结合半导体行业销售额规模和增速来看，从 2000 年起，半导体产业共经历了 6 轮周期，每轮周期约4年左右，上行周期通常为 2-3 年，下行周期通常为 1-1.5 年。2019 年，受需求不振及存储器价格大幅下跌影响，全球半导体行业进入下行周期。2019Q3 见底后，5G、新能源车等领域爆发驱动半导体需求增长，至 2021Q3 行业景气度持续上行，并形成全球范围内的“缺芯潮”。2021Q3后，半导体下游需求出现结构性分化，消费电子增速放缓。2022Q2 以来受疫情影响，经济增速放缓，全球半导体行业进入下行周期。随着新一轮来自人工智能、数字经济和智能汽车的创新催化，全球半导体销售额增速在 2023Q2 出现拐点，我们判断全球半导体产业进入新一轮向上周期。
存储芯片呈现较强的周期性，且其周期波动大于半导体及其他细分市场。存储芯片作为半导体市场标准化程度最高的产品，同类产品可替代性强，受行业景气度供需关系影响较大，加上当前存储行业已形成垄断格局，头部厂商在产能规划和产品定价方面步调相对一致，因此行业周期性更强。根据半导体行业及其细分市场的销售额增速来看，存储和半导体市场的周期性趋同，但存储的行业周期波动大于其他半导体细分市场，弹性更强。在半导体行业处于下行周期时，存储市场往往会受到更高的冲击，而相应地若处于从低谷持续回暖的上行周期，存储市场也会受益更多。
存储通常 3-4 年一个周期，上行期与下行期均约 2 年。2012 年至今，存储主要经历了三轮周期：第一轮周期（2012-2015 年）：2012 年，在移动互联网的普及推动下，智能手机加速渗透，4G 网络带来的换机潮在提升全球手机销量的同时，也提高了手机的单机存储容量，存储芯片需求增长，存储行业开启上行周期。2014 年，三大厂商大幅扩产导致供大于求，存储行业景气度下行。第二轮周期（2016-2019 年）：2016 年，互联网云厂商加大资本开支叠加比特币市场繁荣，驱动服务器出货量快速增长；2017 年，手机、服务器销量跨上历史高点，但DRAM厂商将部分产能转移至 3D NAND，供需错配下 DRAM 颗粒缺货严重，价格呈上升趋势，存储行业景气度持续上行。2018 年，存储大厂开始扩产增加供给，同时手机、服务器需求逐渐疲软，存储价格滑落，行业进入下行区间。第三轮周期（2020-2023 年）：2020 年疫情带动 PC、平板电脑、服务器需求上升，同时5G催生终端容量增长，但全球疫情又使得存储厂商产能供应不足，存储价格一路向上，于2022年一季度价格见顶。2021 年末随着厂商新一轮产能投产，全球经济低迷导致下游消费需求疲软，存储价格持续下跌，2022 年供需差距拉大导致存储底部周期拉长。
1.2 供需关系是存储周期的研究核心
通过建立存储的周期性研究框架，我们发现供需关系是存储周期的研究核心。大厂资本开支降低，下游消费需求增长，供不应求，库存开始下降，价格上升，行业进入上行周期；大厂资本开支增加，下游需求下降，供过于求，库存开始增长，价格下降，行业进入下行周期。在周期判断过程中，大厂资本开支、产能规划可以作为周期前瞻指标，行业库存和存储价格可以作为节奏指标。
2. 存储进入新一轮上行周期，把握行业反转机会
2.1 供给端：库存水位趋于正常，资本支出聚焦高端存储
美光和海力士资本开支目前已处低位，三星资本开支也有下降预期。通过复盘三大存储原厂在前三轮（2012-2015 年，2016-2019 年，2020-2023 年）存储周期中的资本开支表现，我们可以发现，在每一轮存储上行周期启动的时候，三大存储原厂的资本开支或在低点或已经经历缩减。同时可以看到三大存储原厂中，美光与海力士资本开支基本与存储周期同频，三星资本支出相对较高，在最近一轮的下行周期中，仍保持着高位运行（逆周期投资）。目前，美光和海力士的资本开支再次来到了低位，并且三星的资本开支也有下降预期，从资本开支趋势来看，符合上行周期启动特征。
2024 年资本开支整体预计高于 2023 年，且主要为支持 HBM、DDR5 等高端存储产品，所以存储芯片整体量产增长有限。从 2022 年年初开始，受需求放缓、库存高企、价格竞争加剧等影响，存储芯片进入下行周期，多家存储厂商减产以降低库存，并节约资本开支。铠侠、海力士、美光自 2022 年 Q4 开始减产，2022 年 9 月铠侠宣布旗下位于日本的两座NAND闪存工厂从 10 月开始晶圆产量将减少约 30%；2022 年 11 月美光也宣布将所有DRAM和NAND晶圆产量减少约 20%（相较 FY2022Q4），12 月下旬美光还宣布将2023 年资本开支减少到70-75亿美元，减少近 40%。西部数据也自 2023 年 1 月起开始减产，三星也在2023 年4 月宣布加入减产行列，并不再采取“逆周期投资”。随着上游厂商减产、智能手机新产品发布和以ChatGPT为代表的新一代人工智能快速发展，存储行业供需格局得到明显改善。根据多家存储大厂发布的生产指引，存储厂商 2024 年资本开支整体预计高于 2023 年，但存储厂商在HBM、DDR5等高端存储产品的扩产趋势明确，且 HBM 和现有 DDR 产品相比，HBM尺寸更大、需要底部缓冲芯片，这进一步限制了非 HBM 存储产品的产量，所以 2024 年存储芯片整体量产增长有限。
存储行业库存水位趋于正常化，存储周期见底信号明确。随着三大存储原厂持续降低资本开支、减产调节库存，以控制市场过剩的供应总量，海外存储芯片库存水位正趋于正常化。根据 Bloomberg 数据，海力士存货较前期的高位水平有所回落，三星、美光库存增速放缓，美光也在此前 FY24Q1 财报中披露，PC、手机、汽车、工业等终端市场中的存储库存已经处在或者接近正常水位，数据中心的存储库存表现正在改善，预计到2024 年上半年接近正常水位。同时，国内存储行业也出现明显周期见底信号。以兆易创新、北京君正为首的存储芯片厂和以澜起科技、聚辰股份为首的接口芯片/配套芯片厂库存自 23Q2 起开始下降，而模组厂23Q3也有明显库存增长，模组厂通过增加库存来赚取未来价差，也可以证明是存储行业见底信号。综上，我们认为在存储库存水位趋向正常情况下，存储周期见底信号也更加明确。
2.2 需求端：下游市场复苏+AI 需求提振
2.2.1 智能手机、PC 和服务器是存储的三大应用市场
存储下游主要应用市场是智能手机、PC 和服务器。根据华经产业研究院的数据，DRAM下游应用主要分布在智能手机、PC 和服务器市场，2020 年分别占比36%、12%、30%；NANDFlash 以应用于手机市场的嵌入式存储产品、PC SSD、以及企业级SSD 产品为主，2020年分别占比 37%、28%、18%。考虑到半导体存储市场中，DRAM 和NAND Flash 占据95%以上份额，所以智能手机、PC 和服务器成为存储终端需求的重要驱动力。
2.2.2 下游市场复苏叠加 AI 浪潮驱动，提振存储需求
新品发布叠加 AI 新生态推动智能手机迎来换机潮，预计2024 年智能手机市场持续回暖。根据 Wind 数据，2023Q3 全球智能手机出货量达到 3.03 亿部，环比增长14.1%，同比增长0.3%，这也是 8 个季度以来，全球智能手机出货量首次出现同比增长，智能手机市场呈现触底反弹趋势。随着多屏、折叠等高端新机型发布提速，以及 AI 大模型落地手机端，预计2024年全球智能手机市场复苏将持续。根据 Counterpoint 发布的《生成式 AI 智能手机出货量和洞察》报告预测，2024 年将是 GenA（I 生成式 AI）智能手机的关键一年，出货量将超过1 亿部，同时Canalys预计 2024 年全球智能手机出货量将继续增长，并以健康的趋势同比增长4%。
由于智能手机渗透率增速放缓，单机容量提升成为智能手机存储需求增长的主要推动力。伴随移动互联网发展，更多应用软件在智能手机上运行，为保证手机流畅运转，对手机内存需求也从 4BG 不断增加，直至 8GB 乃至更高。此外，相机、应用处理器和显示器的进步刺激手机对视频、图像等多媒体应用的存储需求增长，根据 Counterpoint 数据，全球智能手机NAND闪存平均容量在 2020 年首次突破 100GB 大关。随着 AI 技术的不断突破，AI 落地智能手机也成为未来智能手机的一个重要方向。自 2023 年下半年起，诸多手机厂商就以积极的态度拥抱AI，并先后推出了包括蓝心大模型、灵犀端云融合大模型、安第斯大模型、魔法大模型等产品，涵盖 70 亿至千亿的不同参数规模。而 AI 大模型在智能手机的应用，也对内存容量提出了更高的要求。需要运行图像生成 AI 的终端侧，约需 12GB 内存，而具备数字AI 助手功能的设备，约需 20GB 内存。随着智能手机用户换机周期的拉长和手机高端化的发展趋势，用户在购买时必将会更注重手机存储配置，因此单机容量提升将成为智能手机存储需求增长的主要推动力。
PC 去库存见效，叠加 AI PC 刺激，预计 PC 市场逐步复苏，存储需求有望提高。疫情期间居家办公、网课学习等需求大幅预支了市场 PC 需求，渠道库存较多，从2022 年开始全球PC 出货量明显下降，PC 市场在连续 8 个季度下滑后，于 2023 年第四季度恢复增长，可见PC市场经过大幅调整后已经触底。随着 AI 浪潮来袭，预计 2024 年AI 将拓展更多边缘侧应用，包括 AI PC 等终端装置。同时，AI PC 有望带动 PC 平均搭载容量提升。从现有Microsoft 针对AI PC 的规格要求来看，DRAM 基本需求为 16GB 起跳，长期来看，后续伴随消费者的换机潮，AI PC 将有机会带动 PC DRAM 的位元需求年增长。根据 Canalys 预计，随着厂商去库存接近尾声，需求逐渐恢复，叠加 AI PC 的推动，2024 年 PC 总出货量将达到2.67 亿台，较2023年增长 8%，存储需求有望持续提高。
在汽车自动驾驶的驱动下，汽车有望成为增长最快的存储应用市场之一。自动驾驶汽车需要处理海量数据，这类汽车预计平均每天会产生 20TB 的数据。再加上车载信息娱乐和ADAS中都需要使用的人工智能（如手势识别、自然语言处理、计算机视觉、目标检测和识别），还有高清显示屏、自适应巡航控制、语音助手和其他数字化座舱功能，汽车需要在瞬间整合并分析这些数据，因此对内存和计算的需求也呈指数级增长。根据Yole 预测，2021-2027年汽车存储市场将从 43 亿美元增加至 125 亿美元，对应年复合增速为20%。尽管汽车存储市场占存储市场不到 5%，但其增速远超行业平均增速，有望成为增长最快的存储应用市场之一。
大模型从单模态走向多模态，给数据存储带来容量和性能挑战。随着大模型的发展，大模型已经从传统模型的单模态走向多模态，包含文本、图片、音频、视频等信息，这种变化带来了指数级的数据增长，数据集规模从纯文本的 TB 级别增长至PB 级别，并且对数据存储也提出更高的要求。海量数据尤其 PB 级的数据，需要更大的存储容量，同时在训练过程中这些数据写得少、读得多，还需要更高的吞吐量，以及对的延迟、性能有更高的要求。
AI 服务器出货量快速增长，正在抵消通用服务器迭代的延迟，驱动服务器市场长期需求增长。根据 Statista 数据，2023 年全球服务器出货量为 1381.4 万台，同比上涨1.49%，较前几年增速明显放缓，主要是因为超大规模企业和企业市场在 2023 年持续谨慎支出和延长服务器生命周期。随着人工智能的加速发展，AI 服务器的需求迎来快速上升，成为撬动服务器市场的新增长点。根据 Trend Force 的数据，2023 年 AI 服务器需求增长速度预计达38.4%，预计出货量为 1183 千台，2024 年至 2026 年预计仍能保持 25%以上的速率增长。
在高性能 GPU 需求推动下，HBM 目前已经成为 AI 服务器的搭载标配。AI 大模型的兴起催生了海量算力需求，而数据处理量和传输速率大幅提升使得AI 服务器对芯片内存容量和传输带宽提出更高要求。HBM 具备高带宽、高容量、低延时和低功耗优势，目前已逐步成为AI 服务器中 GPU 的搭载标配。英伟达推出的多款用于 AI 训练的芯片A100、H100和H200，都采用了 HBM 显存。其中，A100 和 H100 芯片搭载了 40GB 的HBM2e 和80GB的HBM3显存，最新的 H200 芯片搭载了速率更快、容量更高的 HBM3e。AMD 的MI300 系列也都采用了HBM3 技术，MI300A 的容量与前一代相同为 128GB，而更高端的MI300X则将容量提升至192GB，增长了 50%，相当于 H100 容量的 2.4 倍。
HBM 供应紧张，订单量持续攀升，2024 年 HBM 营收预期同比大幅增长。HBM相较DDR5同制程与同容量（例如 24Gb 对比 24Gb）尺寸大 35%-45%；良率（包含TSV封装良率）则比起 DDR5 低约 20%-30%；生产周期（包含 TSV）较 DDR5 多1.5-2 个月，整体从投片到产出与封装完成需要两个季度以上。因此，急需取得充足供货的买家需要更早锁定订单，据TrendForce 表示，大部分针对 2024 年度的订单已经全部递交给供应商，除非有验证无法通过的情况，否则这些订单均无法取消。截至 2024 年年底，整体 DRAM 产业规划生产HBMTSV的产能约为 250K/m，占总 DRAM 产能（约 1,800K/m）约 14%，供给位元年成长约260%。此外，2023年 HBM 营收占 DRAM 营收产业约 8.4%，预期至 2024 年底HBM营收占比将扩大至20.1%，对应 2024 年 HBM 营收较 2023 年预期同比增长 288%，增长显著。
单机搭载容量提升或成为 2024 年存储市场需求增长的主要驱动力。存储需求增长体现在设备出货增长和单机容量增长，受益于端侧 AI 应用落地以及AI 服务器需求增长，根据TrendForce 数据，2024 年智能手机、服务器、PC 出货量均有个位数百分比提升，但DRAM和NAND单机搭载容量提升或成为存储市场需求增长的主要驱动力。根据美光测算，一台AI 服务器DRAM 使用量是普通服务器 8 倍，NAND 使用量是普通服务器3 倍，而随着智能手机渗透率提升、AI PC 和 AI 手机陆续推出，DRAM 和 NAND 的单机容量也有双位数以上的增长。
2.3 价格上涨趋势明确，存储进入新一轮上行周期
DRAM Wafer 价格自 2023 年 9 月开始触底反弹，上涨趋势明显。受下游需求疲软影响，DRAM Wafer 价格自上轮高点（21 年 7 月）下行已持续两年多，自2022 年四季度起，全球存储芯片大厂三星、海力士、美光、西部数据、铠侠等纷纷减产去库存以应对市场疲软趋势。经过 2023Q2-Q3 磨底后，DRAM Wafer 现货平均价基本在 9 月触底，2023 年四季度价格开始持续反弹。以 DDR416Gb(1Gx16)和 DDR48Gb(1Gx8)为例，自 2023 年9 月12 日现货均价低点至2024 年 2 月 26 日分别上涨 31.16%、30.79%，上涨趋势明显。
NAND Flash 在供给有限且需求大幅增加情况下，晶圆、模组价格均持续提升。随着存储原厂大幅减产控制供给，买方出于对供应将显著减少的预期心理，采购态度转趋积极，由三星引领的减产提价策略初见成效，NAND Flash Wafer 价格自 2023 年三季度开始触底反弹。然而2023 年下半年除了受传统旺季带动，中国手机品牌又扩大生产目标，短时间需求涌入，推动NAND Flash 合约价格上涨。上游 NAND Flash 晶圆价格被拉高后，由于下游模组厂手中库存低于正常季节水准，引发终端抢货，消费性 SSD、存储卡、手机相关零部件如eMMC、eMCP也随之走扬。
DRAM、NAND Flash 产品合约价涨幅乐观， 2024 年第一季度涨势延续。由于供应端企业扩大减产力度，且 PC、手机和服务器等需求恢复，DRAM 和NAND Flash 产品合约价在第四季度全面上涨。根据 Trend Force：PCDRAM 方面，由于 DDR4 及 DDR5 售价均尚未达到原厂目标，加上买方仍可接受第一季续涨，故预估整体 PCDRAM 合约价季涨幅约 10-15%，其中DDR5 涨幅会略高于DDR4。Server DRAM 方面，原厂持续收敛 DDR4 供给量，同时为提高获利能力而大幅提高DDR5产出，故预估 Server DRAM 合约价季涨幅扩大至 10-15%。Mobile DRAM 方面，由于合约价格仍在历史相对低点，买方更倾向持续建立安全且相对低价的库存水位，因此不断放大购货需求，故第一季度 Mobile DRAM需求不减，预估MobileDRAM 合约价季涨幅约 18-23%。NAND Flash 方面，为避免缺货，买方持续扩大 NAND Flash 产品采购以建立安全库存水位，而供应商为减少亏损，对推高价格势在必行，故预估第一季NAND Flash 合约价季涨幅约15-20%。同时因为 NAND Flash 原厂为减少亏损而急拉价格涨幅，短期内涨幅过高，所以仍需依靠 Enterprise SSD 拉货保证后续价格上涨。
2024 年存储行业进入新一轮上行周期，并且存储涨价趋势或将持续更久。随着存储行业库存水位趋于正常化，三大存储原厂资本支出聚焦高端存储，存储芯片整体量产增长有限，以及存储下游手机、PC 等传统市场需求复苏、AI 带来的服务器需求催化，存储供需格局得到明显改善，存储价格自 2023 年 9 月份以来出现明显上涨趋势，且涨价趋势已经持续2个季度，我们判断存储行业已经筑底，2024 年存储行业进入新一轮上行周期。同时，考虑到三大存储原厂营业利润率距离历史高点还有较大上升空间，我们认为原厂仍有涨价意愿，以及存储价格在每轮上行周期至少持续 6-8 个季度上涨，本轮上行周期存储价格仅上涨了2 个季度，我们判断存储涨价趋势或将持续更久。
存储厂商股价周期性波动明显，行业存在大幅反弹空间。存储市场作为一个高度垄断市场，决定了产能去化容易和高自主定价权特性，而这两种特性又决定了存储产品在周期波动中会有明显价格变动，价格波动带来存储厂商的业绩波动，从而反映到存储厂商股价随行业周期波动的涨跌变动。复盘存储行业的近三轮周期，三轮周期中，上行阶段海外存储厂商均表现出较大涨幅，平均涨幅在 175%-282%之间（剔除第一轮周期中南亚科6648%的极值影响和第二轮周期中三星 7449%和旺宏 2786%的极值影响）。三轮周期中，下行阶段的平均跌幅在50%-60%左右。截至 2024 年 3 月 28 日，第三轮下行周期的结束低点（以2023 年12 月31 日股价计算）至当日股价平均涨幅为 81%，远小于三轮周期中上行阶段的平均涨幅，未来随着存储价格持续涨价带来的营业利润率改善，存储厂商有望迎来业绩与估值的戴维斯双击，行业存在较大的反弹空间。
从业绩增速上看，模组厂业绩向上拐点较原厂领先 1-2 个季度。模组集成环节处于原厂下游，较原厂更早感受到终端需求的变化，愿意在上行周期背负更多库存，在下行周期提前砍单。虽然晶圆价格或先于模组价格筑底，但原厂营收增速仍需模组厂商以及OEM客户相应库存回归正常后才会回暖，故存储原厂业绩表现拐点略滞后于模组厂商。据Wind 数据，以海力士、美光、华邦电和旺宏为例，模组厂商营收增速转正时点较原厂领先约1-2 个季度，周期中待需求复苏拉动价格反弹，开启上行周期后，模组厂商将率先受益于周期反转。
3. 长期：存储产业链国产替代空间大
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