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全面深度研究存储行业前瞻供求关系与景气
- 2021-07-21 04:56 -

  目前市场对于存储行业景气判断的分歧,主要体现在下半年数据中心及服务器的需求能否继续延续,以及消费电子的需求如期重回增长。本文通过分析存储行业产业链现状以及对存储价格未来演化的趋势判断,对存储三大应用领域(PC、智能手机、服务器)进行前瞻性的展望,并探寻半导体行业相关的潜在投资机会。预判未来存储行业进入上行周期后受益的相关环节。

  从行业属性来看,存储行业与面板行业有诸多相似之处:譬如成本高昂的设备与研发、供求敏感的标准化产品、链条庞大的周期特性等。但是在市场规模、标准化、资本投入、技术门槛等方面,存储比显示面板有过之而不及;将是半导体国产化的过程中不可或缺的一环。当前存储晶圆厂仍处于早期投入阶段,但是相关的产业链环节已有上市公司,并且进入规模量产,未来在供应链条上有望陆续出现高增长的优秀企业。

  存储是集成电路占比最大的品类(约 32%),其中 DRAM 和 NAND 是最重要的细分产品(合计占比约 95%)。2019 年全球存储芯片市场规模约 1118 亿美元,占集成电路市场份额约 32%;其中约 95%由 DRAM 和 NAND Flash 构成,2019 年两者市场规模分别为 625 亿美元与 460 亿美元。DRAM(动态随机记忆体)也称内存,是一种易失性存储器,通电时资料存在,电源关闭则资料立刻流失,主要用于处理器芯片的数据暂存;Nand Flash(又称闪存)是非易失性存储器,电源关闭数据仍然可以保留,通常应用在大容量外部存储。

  存储行业景气度优先反应终端需求变化,是有效前瞻指标。存储芯片具备大宗商品特征,其价格是行业景气度的重要指标。存储价格长期虽遵循摩尔定律逐步下降,而短期则基于供求关系呈现周期性波动(通常 3-4 年为一循环);存储芯片与处理器芯片相比标准化程度与成本要求更高,因而买方市场特征更为显著。

  DRAM 竞争格局优于 NAND,但下半年供求稳定性或弱于 NAND Flash。DRAM的行业份额:三星(44%)、海力士(29%)、美光(22%),CR3 约 95%;NAND的行业份额:三星(39%)、铠侠(19%)、西部数据(14%)、美光(13%)、英特尔(9%)、海力士(9%),CR6 高达 99%。DRAM 的技术路径主要以微缩制程来提高存储密度(DRAM 需要制作电容器,较难堆叠芯片层数,因此只能以减少电路间距来提高性能和效率),技术的迭代效应非常明显(专利持续积累,行业的技术壁垒持续升高)。

  如何解读存储价格:合约价反应大厂预期,现货价反应渠道供求关系。存储价格主要分为合约价和现货价两种。合约价格(Contract Price)是指大型 OEM(如手机与 PC 企业、内存条与硬盘品牌等)和通路代理商向存储原厂(三星、海力士、美光等)订货的价格,通常每月更新两次,反应的是大型 OEM 和原厂对于后市价格的一致预期。现货价格(Spot Price)是无法进行大宗交易的模组厂家、零部件厂家交易的价格,每个工作日持续进行交易;即时反映市场供需变化。合约价格结算与现货价格的存储半导体,当前的规模占比大约是 9:1。

  NAND 价格进入上升通道,DRAM 价格呈现反弹迹象。供求系边际改善,20H2存储价格或将持续攀升。我们以主力产品观察行业价格趋势,DDR4-8Gb 多用于PC 和手机,DDR4-32GB Registered-DIMM 多用于服务器。TLC Flash 多用于消费级电子产品,而 TLC SSD 多用于企业级产品。可以观察到 NAND 整体价格已于19Q3 开始趋势向上,而 DRAM 价格也在 19Q4 开始企稳,服务器 DRAM 触底上行。我们判断,2020H2 服务器拉货动能或因云厂商 IDC 建设放缓而减弱。

  过度供给率是行业景气度重要的预判指标。商品属性的存储对于供求关系及预期极度敏感,微小的供求错配也可能导致价格大幅波动。观察历史数据,存储厂商的经营利润率与行业过度供给率高度相关。当过度供给率中枢上移时,经营利润率恶化,反之亦然。同时我们发现,行业景气反转通常会先出现位元出货环比反弹,然后 ASP 逐步回升,因此可以通过行业过度供给率来判断存储价格的走势。

  量先于价反应行业周期,20H1 或已进入上行周期。前次行业周期起点为 2Q16,当时海力士与美光的 DRAM/NAND 营收环比同时转正,是周期反转的重要迹象。存储原厂在 2019 年采取减产消化了库存水位,市场供需改善,两家公司的营收在3Q19 再次环比增长,20H1 呈现上行周期的价量信号。同比增长主因是同时产能优先满足数据中心、企业级等领域,对消费类市场控制出货,叠加“疫情”导致的恐慌性涨价。

  服务器需求强劲推动 20Q1 存储市场重回增长,同比增长 4%。20Q1 全球存储市场销售额约为 280 亿美元,环比持平,同比增长 4%,终结了连续 5 个季度下滑。其中,三星营业利润环比增长 15%,SK 海力士净利润扭亏为盈,西部数据、铠侠也结束了连续亏损。然终端需求或受到短期压制延后释放,行业上行周期节奏可能缓于历史水平。

  分产品来看,20Q1 内存行业在价涨量缩下营收环比下滑 4%,20Q2 或迎量价齐升。20Q1 库存水位已经显著下降,ASP 环比低个位数增长。然而各国隔离政策导致物流受阻,位元出货环比呈现个位数下滑。20Q1 整体行业营收环比下滑 4%。疫情影响或将部分递延至第二季,叠加服务器相关产品的涨价,预计 20Q2 内存整体产值将季增超过两成;。

  20Q1 闪存市场同比增长 8.3%达 136 亿美元,20Q2 环比或持续增长。20Q1 位元出货量环比大致持平,加上 ASP 中个位数增长,带动整体产业营收季成长 8.3%。20Q1 欧美市场进行预防性备货,居家办公和远程教育等应用增加也推动 PC、服务器等的需求增长,企业级 SSD 仍供不应求。此外,各供应商库存水位回复正常也带动主要产品合约价上涨。

  今年服务器和 PC 需求提前至 20H1 释放,而消费电子下半年旺季有望勉力持平。相关终端需求仅仅是递延,存储行业在下半年仍有望迎来上行周期。我们结合调研机构数据测算,下半年原厂的营收与获利能力有望维持增长,但增幅或低于疫情之前的预期。

  产品价格趋势:内存将逐季向上,闪存上半年涨势优于下半年。上半年服务器存储价格持续攀升,我们判断 2Q20 供应链仍将呈现供给缺口,预计 DRAM/NANDASP 分别环比提升 10%/2%;20H2 旺季效应或小于往年,内存与闪存市场过度供给率在 20Q3/20Q4 分别达到-1%/-2%及 2%/6%,缺口稍低于此前判断。

  2019 年全球存储厂商资本开支下滑 12%,降幅为十年之最。存储行业在 2018 年陆续释放新建产能,叠加手机需求放缓,剩余产能陆续积累,2019 年存储价格下跌 3 成以上。厂商基于供求关系纷纷推迟扩产计划,据彭博数据,2019 年全球存储厂商资本开支增速同比下滑 12%。

  今年供给端扩张仍然谨慎,预计原厂将维持产能利用率超 9 成水平。在主要厂商限制产能利用率与暂停扩张之下,存储芯片供需逐渐恢复平衡;与此同时,图像传感器用量仍持续增长,三星与 SK 海力士将部分成熟制程的 DRAM 产线转换为CIS 产线,吸收部分 DRAM 产能。我们基于下半年的终端设备需求与存储库存状况判断,存储厂商可恢复超 9 成以上的产能利用率,剩余的闲置产能也 2021 年的产能扩张与升级提供缓冲。

  2020 年 DRAM 投片量预计同比增长 11%,位元供给增长主要由制程升级驱动。DRAM 价格自 2019 年底开始企稳,但主要厂商的投片量尚未显著扩张,预计今年整体 DRAM 投片产能仅个位数增长,行业的资本支出也将持续下降。三大DRAM 原厂的产能概况及预估如下:

  三星:计划将 Line13 DRAM 产能逐步转换至 CIS,而平泽二厂新产能投产及平泽一厂扩建,整体产能预计在 20 年底提高 3.5 万片/月。由于 1Z 制程的比重提高,弹性有所提升,全年整体投片量产能预计同比增长 13%。

  海力士:计划将 M10 DRAM 产能转至 CIS,同时增加 M14 的产出,以及小幅提高无锡厂的产能。全年投片量产能预计持平,主要由 1Y 纳米制程比重提升来增加位元供给。

  美光:投片量产能预计全年个位数上涨,公司 2020 年资本支出将着重在 1Z(1)制程的量产,目前正值 OEM 积极验证阶段,预计下半年将实际量产。

  另一方面,制程升级成为产能增长的主要驱动,TrendForce 预测,1Y 与 1Z nm 制程在 2020 年末的出货占比将分别达到 35%与 10%(在存储行业,X 通常代表高个位数,Y 代表中个位数,Z 代表低个位数)。

  2020 年 NAND 投片量预计增长 3%,密度提升驱动位元供给增长。由于 3D NAND设计能提高闪存存储密度,降低单位成本,预计 2020 年底 5 大原厂的 3D NAND出货量占比将达 80%;其中 92/96 层与 110+层占比分别为 49%与 21%。目前仅有三星预计在 2020 年微幅扩产,海力士、美光、英特尔并未公布在 2020 年的产能,但 96 层以上与 QLC 等提升存储密度的工艺,比重预计将持续提升。

  2020 年闪存产品逐步进入 110+层,为确保产能厂商供给扩产仍然保守。由于主要闪存厂对于新建产线+层产品主要来自于原有制程的升级。由于 2020H2 的终端需求仍不明朗,大厂制程升级相对谨慎。

  存储制造分为四个主要环节,分别是存储芯片(颗粒)、控制器芯片、封装测试以及模组/产品。存储颗粒提供容量空间,而主控芯片则负责调度多颗闪存芯片间的协同工作。模组厂商向原厂购买存储晶圆颗粒,由封测厂代工封装,再将芯片与周边元器件打在印刷电路板(表面贴合,SMT),完成内存或闪存模组。不同环节的行业格局与需求来源有所差异。

  存储封测商的月营收观察:稼动回升,Q2 营收或创新高,20H2 需求有待观察。根据 IC Insights 统计,2019 年全球封测行业营收预计为 1900 亿人民币,其中前十厂商占比约 80.5%,份额环比下降 0.7pppts。其中排名第五的力成科技(中国台湾)是以存储产品为主要业务,金士顿、东芝、美光都是重要股东,公司的营收趋势能作为行业需求的前瞻指标。

  因存储产品于 4 月后逐步进入旺季,拉货动能续强,力成在 5 月份营收同比增加28%,创同期新高;20Q2 营收预计环比增长约 4%-5%。公司表示,系统级封装(SiP)、Flash 或 DRAM 封测短期内尚未有大客户砍单;下半年仍需观察疫情发展状况,但在人工智能、5G 通讯、智慧驾驶、高速运算等技术带动下,全年营收仍将持续增长。除此之外,南茂同样是专注于存储封装的厂商,DRAM 和 NANDFlash 营收占比约 5 成。5 月合计营收受疫情影响,降至年初迄今低点,但仍同比增长 5%。公司预期 20Q2 营收或环比下降,稼动率落在 76%-79%之间。展望下半年,公司指出存储行业以 DRAM 和 NOR Flash 动能较强,NAND Flash 需视手机需求而定。

  存储模组厂业绩变化优先反应市场需求:20H1 营收同比持续攀升,20H2 仍具有旺季效应。存储模组厂的核心竞争力除了品牌与产品能力,更包括了对供应链的把控(周转效率)与市场供求的判断(赚取差价)。由于存储市价波动频繁,单日的价格变化都会造成订单营收、来料成本、在途库存的价值与利润产生巨大影响,因此模组厂的业绩最能反应终端市场需求的边际变化。

  主要存储模组厂商 5 月同比增长达 16%,下半年展望乐观,金士顿独占鳌头。因全球内存和闪存零售模组龙头金士顿未上市,我们采用威刚、创见等模组厂商的月度营收进行观察。今年以来台湾模组厂商月度营收持续攀升,5 月合计营收同比增长达 16%,且表示下半年仍具有旺季效应。虽然欧、美及东南亚国家尚未解封,但 5 月客户备货动能转佳,包括 DRAM 模块、SSD 及外接式硬盘等产品。

  2020 年全球 DRAM/NAND 需求增长约 14%/15%。人工智能等场景的算力需求增长、数据中心补库存和硬件迭代的背景下,服务器存储芯片有望成为整体存储市场复苏的重要支撑。结合 TrendForce 预测,我们判断 2020 年全球 DRAM/NAND需求增长约 14%/15%,若疫情在三季度无法好转,则增速或降低约 5ppts。

  智能手机预计出货量同比下滑 13%。全球智能机 20Q1 出货量 2.6 亿部,同比下滑 15%;20Q2 供应链复工状况改善,但海外销售渠道受到严重冲击。我们判断四个季度同比增长分别为:-15%、-30%、-5%、-5%,全年预计销量达到约 11.8 亿只,下滑约 13%,其中 5G 手机渗透率约 16%。

  手机容量规格提升,预计全年内存/闪存位元需求增长-4%/16%。智能手机占整体手机出货量 70%以上,容量规格也远大于功能机,本文以智能手机需求进行分析。我们判断 20 年全球智能手机存储规格提升(智能手机 DRAM/NAND 单机容量CAGR 约为 25%/31%),预计全年智能手机内存/闪存位元需求将增长-4%/16%。

  一季度 PC 供不应求,二季度恢复正常;下半年或旺季不旺,预计全年出货量下滑 7%。20Q1 防疫措施影响 PC 供应链,20Q2 随着复工复产与海外远程办公教育等兴起,供求同步回升。我们判断四个季度同比增长分别为:-10%、-10%、-5%、-5%,全年 PC 出货量将达 2.46 亿台,同比下降 7%。相关 DRAM/NAND 需求增长-3%/8%。叠加多款新型 PC 处理器上市,存储容量将随之升级,预估全年 PC的内存/闪存位元需求增长-3%/8%,总量达到约 2,201/143,014 百万 GB。

  云计算厂商资本开支回暖,疫情推动需求扩容,20H1 服务器供不应求。从 19 年三季度开始,数据中心持续加大采购,2019 年底相关存储开始普涨;20Q1 服务器供应链急单备货,企业级固态硬盘涨价幅度扩大,而三星、英特尔的企业级 SSD,以及美光的 DRAM 甚至发生缺货。随着欧美国家逐渐解封,数据中心和服务器客户将从三季度逐步缩减拉货力道。值得注意的是,三方 IDC 的需求相比互联网巨头自建数据中心更为稳健。

  服务器规格提升驱动相关内存/闪存位元需求全年增长 38%/29%。英特尔在投资者会议上表示,下半年企业端服务器需求预计环比减弱,部分服务器 ODM 厂商也表示下半年企业采购缩减或影响需求;我们判断全球服务器出货量四个季度分别同比增长:10%、15%、10%、5%,全年将增长 9.7%,达到 1,320 万台。虽然20H2 服务器增长或将放缓,但英特尔 Ice Lake 处理器预计于下半年推出,6 通道升级为 8 通道将驱动存储规格升级,服务器全年 DRAM/NAND 位元需求增长38%/29%,达到 5,431/35,603 百万 GB。

  Xbox Series X 和 PS5 年底上市,带动 20H2 游戏存储提升。PS4 与 Xbox One 两款游戏主机皆上市 2013 年,生命周期销量在 2019 年底分别突破了 1 亿与 5 千万部。随着迈入生命周期尾声,Sony 与 Microsoft 二大游戏机厂商都发布了 PS5 与Xbox Series X 的产品计划,预计在 2020 年 Q4 上市。从产品的规格来看,IM体育已经接近高阶笔记本水平,主机出货超 2 千万部/年,对于存储需求将是可观增量。

  三大原厂 20Q2 展望乐观,二季度环比或持续增长。20Q2 市场需求的重心仍在平板、笔电及企业级 SSD,三大原厂皆判断远程教学与办公将稳健带动二季度服务器与 PC 需求,对冲智能机的需求下滑。美光 FY20Q3(2020.03-2020.05)业绩营收 54 亿美元,超过指引上限(指引为 52-52 亿美元),QoQ+13.4%,YoY+13.6%。Non-GAAP 净利润为 9.41 亿美元,QoQ+82%,YoY-21.5%。公司对下季度指引乐观,预计营收为 57.5 亿美元-62.5 亿美元,QoQ+10%,YoY+23%。

  三大原厂 20H2 展望谨慎偏乐观,然需注意服务器拉货动能衰减与智能机回暖不及预期。三大原厂的库存回升到 2019H1 的水平。其中,SK 海力士 20Q1 季度库存环比增长 2%,美光 CY20Q2 财报显示库存金额环比持续增长。然公司预计数据中心市场前景依然保持稳健,预判 2020 年内存位元需求同比增长超 15%,闪存位元需求同比增长 30%左右。与此同时,20H2 仍存在服务器拉货动能衰减及智能机需求回暖不及预期的风险,存储价格涨势或低于此前预期。

  20H2 终端市场需求或逐步明朗,存储产业链业绩或有超预期改善。虽然从产业链各环节对下半年需求判断具有分歧,但跟据我们对供需缺口的分析,20H2 过度供给率预测有显著下滑,其中 DRAM 过度供给率有望转负,而 NAND 过度供给率维持在低个位数,存储价格有望获得支撑;iPhone12 延迟至 20Q4 发行以及新款游戏机的年末发行,或推动终端需求超预期增长,封测组装厂商或受益得以受益;而存储模组厂商或直接受益旺季的涨价效应。

  海力士和美光作为主营内存的存储厂商跟随估值呈周期性波动。美光 PB 跟随存储价格呈 3-4 年周期变化,在 2Q19 末达到了 PB 估值低位 1.0x,对比前两次上行周期估值顶点 3.6x(3Q14)与 3.0x(4Q17),同期海力士达到 2.3x 与 2.0x,目前美光与海力士 PB 估值都接近 1.4x,处于周期低位,主要是因疫情蔓延带动市场整体下挫。目前 DXI 指数(DRAM 综合价格指数)从 2019 年底以来也持续走高,目前估值相对周期高位仍有较大的提升空间,未来随着存储价格回升,行业估值中枢有望逐步上移。

  内存接口芯片是 5G 时代高速连接的保障,增速或超服务器。内存接口芯片是 CPU与内存之间进行数据传输的核心部件,其主要作用是提升高速内存数据访问的速度及稳定性。随着 5G 应用的多元化,服务器对于流量传输速度提有更高的要求,高端服务器或需要 4 个以上的 CPU,服务器搭载的内存模组持续增加;同时内存模组数量也在攀升,高端 CPU 内存卡槽数量甚至可搭配 48 个 DIMM(内存条)。

  云需求叠加国产化驱动澜起科技 20Q1 营收同比增长 22%。全球仅有的三家(澜起、IDT、Rambus)在服务器领域提供内存接口解决方案的芯片公司,科创板上市的澜起科技是其中份额最大的一家;澜起也是唯一在 DDR3 和 DDR4 得到Intel 认证、全球首家量产 DDR4 寄存时钟驱动器芯片的公司。澜起科技的内存接口芯片具有完全自主知识产权,打破了国外厂商的长期技术垄断,有望成为国内信息安全关键企业。

  主控芯片影响 SSD 的运算速度,国内厂商逐步崛起。存储的主控芯片如同手机的SOC,直接影响到 SSD 的性能。目前高端固态硬盘控制器芯片的领导公司是美国的美满科技(Marvell),主要面向工业领域和企业级系统;而消费类控制器芯片则由中国台湾的慧荣(SMI)和群联(Phison)等厂商主导,其中慧荣的市场份额更是高达 30%。当今国内 SSD 主控品牌正在快速崛起中,目前已有华澜微、得一微电子、联芸科技等厂商。

  数据中心带来 20Q1 业绩强劲,头部厂商持续加码 5G 终端应用领域。Marvellde存储相关芯片在 20Q1 营收 2.59 亿美元,同比下滑 7%,环比下滑 13%,预计第二财季会有所反弹。慧荣 20Q1 营收 1.33 亿美元,环比下滑 13%,同比增长 40%;公司表示 PC 需求热度可延续至第三季度,数据中心的存储需求在 7 月底之后仍具高度不确定性。群联 20Q1 合并营收 128.6 亿元新台币,同比增长 38%,主要系5G 相关应用需求强劲,包含边缘运算、高清图像处理、高阶电竞、云端服务等产品。

  业绩展望:20H1 产业链库存提升,H2 供求大致平衡,外部风险仍存。三大原厂库存回到历史高位,备货下半年旺季需求,因此风险在于手机 Q4 销量,以及数据中心的服务器用量。我们判断龙头厂商的估值中枢仍会维持稳健,但产品结构将会分化。以服务器为例,三方 IDC 将优于互联网龙头的自建需求,高阶服务器与部件比例或将缩小;SSD 控制芯片的美满电子 Q1 业绩同比下滑,而慧荣与联群20Q1 同比增长近 40%。

  投资建议:从产品价格趋势与封测模组的营收来判断,存储行业已进入上行周期,虽然终端市场下半年的旺季效应或不如以往,但整体供求将大致恢复平衡,进而推动存储价格缓涨。

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