存儲深度:大陸爲什麼「要」&「能」發展存儲晶片

存储深度:大陆为什么“要”&“能”发展存储芯片

來源:楊明輝電子(ID:gh_e6a65dbbbff9)

原標題:《【光大電子楊明輝團隊】存儲深度:大陸為什麼“要”&“能”發展存儲芯片 ——大陸發展存儲芯片的充要性及影響分析》

摘要

◆大陸為什麼要發展存儲芯片?

發展存儲芯片的必要性在於其大而重要。重要體現在存儲芯片是電子系統的糧倉,數據的載體,關乎數據的安全;大體現在其市場規模足夠大,約佔半導體總體市場的三分之一。以行軍打仗作比喻,發展存儲芯片可謂是兵馬未動糧草先行。

◆大陸為什麼能發展存儲芯片?

存儲芯片是一個技術、資本、人才密集型的產業,發展存儲芯片的充分性在於天時地利人和。天時:①品牌化程度低;②摩爾定律放緩;③重IP和製造。地利:①製造向國內轉移;②國家大力支持。人和:人才聚集下,①長江存儲、①合肥長鑫、③福建晉華三大存儲項目進展順利。天時地利人和,大陸存儲芯片發展進入加速階段,實現國產化指日可待。

◆大陸發展存儲芯片有什麼影響?

價格:存儲芯片的漲價由供不應求開始,是否持續還得看供需。存儲芯片需求是緩慢增長,而供給會突然增加,隨著國際大廠產能釋放以及大陸存儲項目穩步推進,存儲芯片價格下降或成必然趨勢。

安全:存儲芯片非常重要,但目前存儲芯片中NAND、DRAM大陸的自給率幾乎為零。隨著三大存儲項目穩步推進,大陸存儲芯片自給率將有望逐步提升,從而實現自主可控。

◆投資建議:

存儲芯片是半導體行業的風向標,全球存儲芯片行業景氣度高企。大陸三大存儲項目進展迅速,2018年有望成為大陸存儲產業發展元年。推薦國內存儲芯片設計龍頭兆易創新,首次覆蓋給予“買入”評級。推薦國內半導體制造設備龍頭北方華創,維持“買入”評級。

◆風險分析:

存儲芯片需求不及預期;行業競爭加劇,打響價格戰;國家政策支持力度降低;IP專利戰風險。

投資聚焦

研究背景

存儲芯片市場空間約佔半導體的三分之一,是半導體產業的風向標。2017年存儲芯片銷售額同比增長60%,是本輪半導體行業高景氣度的最大驅動力。存儲行業主要由三星、東芝、美光、海力士等國際大廠壟斷,中國大陸存儲芯片自給率幾乎為零。目前,國內大力發展存儲產業,三大存儲項目長江存儲、合肥長鑫、福建晉華正在緊張推進中,預計將於2018年下半年開始量產,2018年將成為大陸存儲產業發展元年。

我們區別於市場的觀點 / 創新之處

本報告創新性地從必要性、充分性以及影響三個角度分析了大陸發展存儲產業相關問題。

大陸為什麼要發展存儲芯片?

我們認為發展存儲芯片的必要性在於其大而重要。以行軍打仗作比喻,大陸發展存儲芯片可謂是兵馬未動糧草先行。

大陸為什麼能發展存儲芯片?

我們認為存儲芯片是一個技術、資本、人才密集型的產業,大陸發展存儲芯片的充分性在於天時地利人和。天時:①品牌化程度低;②摩爾定律放緩;③重IP和製造。地利:①製造向國內轉移;②國家大力支持。人和:人才聚集下,①長江存儲、①合肥長鑫、③福建晉華三大存儲項目進展順利。

大陸發展存儲芯片有什麼影響?

價格方面,我們認為雖然短期內大陸存儲產業的規模並不是很大,對全球競爭格局的影響有限,但隨著國際大廠產能釋放以及大陸存儲項目穩步推進,存儲芯片價格下降或成必然趨勢。安全方面,大陸存儲芯片自給率將有望逐步提升,從而實現自主可控。

投資觀點

存儲芯片是半導體行業的風向標,全球存儲芯片行業景氣度高企。大陸三大存儲項目進展迅速,2018年有望成為大陸存儲產業發展元年,推薦國內存儲芯片設計龍頭兆易創新,首次覆蓋給予“買入”評級。存儲廠建設對上游設備需求提升,推薦國內半導體制造設備龍頭北方華創,維持“買入”評級。

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正文

1、 大陸為什麼要發展存儲芯片?

1.1、 重要:電子系統的糧倉

一個基本的電子系統主要包括以下幾個部分:傳感器、處理器、存儲芯片和執行器。傳感器負責獲取數據,處理器負責處理數據,存儲芯片負責存儲數據,執行器負責執行處理器的結果。

我們通常對運行速度更快、能夠運行更大應用軟件的電子產品有著更多的偏好,而決定這些電子設備性能高低的核心部件除了我們所熟悉的處理器以外,存儲芯片提供的讀取速度能力也是重要影響因素之一。

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存儲芯片芯片可簡單分為閃存和內存,閃存包括NAND FLASH和NOR FLASH,內存主要為DRAM。為了更加方便的理解存儲芯片的作用,如果把執行一段完整的程序比喻成製造一個產品,那麼存儲芯片相當於倉庫,而處理器相當於加工車間。為了提高產品製造的速度,提升加工車間的效率是一個方法,也就是提高處理器的性能;還有一個方法就是縮短原材料從倉庫到加工車間的時間,設置一個臨時的小倉庫,堆放目前專門生產的產品的原材料,可以大大縮短製造時間。大倉庫相當於存儲芯片中的閃存,而小倉庫則相當於存儲芯片中的內存,對於電子產品的運行都不可或缺,因此它們在產品的應用範圍上有著很高的重合度。

內存不同於閃存,雖然它們都是處理器處理所需數據的載體,但是內存的作用是提供了一個處理當前所需要數據的空間,它的空間容量較閃存小,但讀取數據的速度更快,就像VIP通道一樣,它為當前最需處理的數據提供了快速的通道,使得處理器能夠快速獲取到這些數據並執行。

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同為閃存的NAND FLASH的NOR FLASH的區別主要在於應用領域不同,NAND FLASH主要應用於智能手機、SSD、SD卡等高端大容量產品,而NOR FLASH主要應用於功能機、MP3、USBkey、DVD等低端產品。此外,在汽車電子、智能機手機中TDDI、AMOLED中也會用到NOR FLASH。

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隨著各種應用程序的越來越複雜,各種新興場景的不斷落地應用,例如:人工智能、物聯網、大數據、5G等,需要存儲的數據也越來越龐大。目前,信息數據已經不僅僅是數字,而是一種資產,大數據的運用使得互聯網公司成為數據處理中心,互聯網公司之間的競爭是流量的競爭,得數據者得天下。例如騰訊依靠其吸引流量的王牌:微信,打造了一個完整的產業生態鏈,通過對大數據的分析處理,可以實現對億萬用戶的精準畫像,從而進行精準營銷。

1.2、 龐大:半導體行業的風向標

從全球半導體銷售額同比增速上看,全球半導體行業大致以4-6年為一個週期,景氣週期與宏觀經濟、下游應用需求以及自身產能庫存等因素密切相關。自2010年以來,存儲芯片逐漸成為半導體行業發展的主要驅動力。

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據WSTS數據,2017年世界半導體市場規模為4086.91億美元,同比增長20.6%,首破4000億美元大關,創七年以來(2010年為年增31.8%)的新高。

其中,集成電路產品市場銷售額為3401.89億美元,同比增長22.9%,大出業界意料之外,佔到全球半導體市場總值的83.2%的份額。存儲芯片電路(Memory)產品市場銷售額為1229.18億美元,同比增長60.1%,佔到全球半導體市場總值的30.1%,超越歷年佔比最大的邏輯電路(1014.13億美元),也印證了業界所謂的存儲芯片是集成電路產業的溫度計和風向標之說。

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1.3、 玩家:市場集中度高

存儲芯片整個市場中DRAM產品佔比約53%,NAND Flash產品佔比約42%,Nor Flash佔比僅有3%左右。DRAM根據下游需求不同主要分為:標準型(PC)、服務器(Server)、移動式(mobile)、繪圖用(Graphic)和消費電子類(Consumer)。NAND Flash根據下游需求不同主要分為:存儲卡/UFD、SSD、嵌入式存儲和其他。

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存儲芯片市場集中度高,無論是DRAM,還是Nand Flash、Nor Flash都呈現寡頭壟斷格局。

根據DRAMeXchange數據,DRAM市場主要三星、海力士、美光三家廠商佔據,三星市佔率約為48%,三星+海力士+美光的市佔率高達90%以上。

根據DRAMeXchange數據,NAND Flash市場的主要玩家有三星、東芝、閃迪、美光、海力士和英特爾,其中三星市佔率約為36%。

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NOR Flash經過近幾年版圖大洗牌,2016年賽普拉斯市佔率約25%,旺宏市場佔有率約24%,美光科技市佔率約18%,華邦電市佔率約17%,大陸廠商兆易創新居第五,佔有一席之地。2017年賽普拉斯和美光相繼宣佈逐步退出中低端Nor Flash市場,專注於自產自用、高毛利率的車載電子和工控用NOR Flash。

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1.4、 補充:存儲芯片與存儲控制器芯片是兩個芯片

本文主要重點研究存儲芯片,考慮到存儲芯片與存儲控制器芯片容易混淆,特在此對存儲控制器芯片作簡單介紹,以便讀者區分。

通常我們所說的存儲芯片主要是指存儲芯片,實際上存儲裡面的芯片還包括存儲控制器芯片。以SSD產品為例,SSD通常包括PCB(含供電電路)、存儲芯片NAND閃存、主控制芯片、接口等,還有一個並非必要但依然很重要的緩存芯片,即內存芯片。如果存儲芯片是倉庫,那麼存儲控制器芯片則是倉庫的鑰匙,掌管著糧倉的安全,存儲控制器芯片控制著處理器讀寫存儲芯片信息的速度,因此存儲控制器芯片包含了計算機的接口技術和存儲芯片的管理技術,在保護存儲芯片信息安全中有著舉足輕重的作用。

從成本上來說,存儲芯片NAND閃存大概能佔SSD硬盤物料成本的70%或更多。內存芯片不是SSD硬盤中必須的,這主要取決於主控類型,但是配備緩存可以大大提升SSD硬盤的性能,尤其是寫入性能。主控芯片的成本佔據SSD硬盤10-15%的比例,不是最貴的部件,但也是非常重要的。

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早期SSD存儲控制器芯片主要由閃存原廠生產,呈現英特爾、三星和美光三足鼎立格局。隨著獨立存儲控制器芯片廠商的發展,目前市場逐漸發展為全雄爭霸的局面,主要廠商有Marvell、慧榮、群聯、SandForce、Realtek等。國內SSD主控芯片領域近幾年湧現出了多家SSD主控廠商,比較知名的有江波龍、國科微、憶芯、華瀾微電子,還有偏重軍工、企業級市場的中勃、一方信息等公司,另外還有臺系廠商在大陸設立的子公司,比如群聯在合肥成立了兆芯電子,杭州聯芸科技也有臺資參與。

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2、 大陸為什麼能發展存儲芯片?

存儲芯片是一個技術、資本、人才密集型的產業,發展存儲芯片的充分性在於天時地利人和。天時:①品牌化程度低;②摩爾定律放緩;③重IP和製造。地利:①製造向國內轉移;②國家大力支持。人和:①長江存儲、①合肥長鑫、③福建晉華三大存儲項目進展順利。天時地利人和,大陸存儲芯片發展進入加速階段,實現國產化指日可待。

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2.1、 天時:存儲芯片自身屬性

2.1.1、 品牌化程度低

存儲芯片產品不同於大部分的消費類產品,而是具有典型的大宗商品屬性,差異化競爭較小,不同企業生產的產品技術指標基本相同,標準化程度較高,因此品牌化程度較弱,用戶粘性低。

我們以智能手機為例,用戶在選購智能手機時基本都會考慮處理器的品牌和型號是高通的還是聯發科的,但很少有人會考慮屏幕是LG的還是BOE的,而只是會考慮屏幕的大小和分辨率等參數。這一點存儲芯片和麵板是類似的,用戶一般只會考慮存儲芯片的容量,是64G還是128G,而很少會有人考慮存儲芯片是海力士產的還是東芝產的。因此,對於存儲芯片行業,只要技術參數上達到要求,不同品牌的產品可替代率很高,這也為後入者提供了彎道超車的可能。面板行業中BOE的成功也印證了這一點。

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2.1.2、 摩爾定律放緩

摩爾定律是指在集成電路價格不變的情況下,所容納的晶體管數量每18-24個月增加一倍,性能也因此增加一倍。但隨著集成電路製程工藝逐漸逼近物理極限,先進製程的芯片研發速度也逐漸放緩,摩爾定律面臨失效。

目前國際巨頭的先進製程已進入7納米的量產階段,Tech Insights預計到2020年將會達到5納米,不過這種尖端工藝的應用主要是集中在邏輯電路處理器芯片的製造上。

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存儲芯片的製程路線雖然與邏輯電路的路線不太一樣,但同樣面臨著摩爾定律趨近極限的瓶頸,甚至比邏輯電路來的更早一些。目前,存儲芯片製程發展到1x,1y,1z(20nm-10nm之間)階段很難再進一步縮小,因為隨著製程工藝的提高,在到達一定水平之後,存儲芯片的穩定性會下降,而一般認為10nm是臨界點。DRAM目前還在1x、1y水平,有望在2020年進入1z階段。NAND目前製程基本已經達到極限,另闢蹊徑從2D轉向3D發展。隨著摩爾定律放緩,使得國內的技術與國際大廠的差距有望逐漸縮小。3D NAND國際上目前通用的為64層,而國內長江存儲已經實現32層,差距只有一代。

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2.1.3、 重IP和製造

半導體產業經歷了從一體化IDM模式發展到了今天的設計-製造-封測代工模式,但是對於存儲芯片,目前主流的廠商還是一體化IDM模式,主要是由存儲芯片重IP和製造的特點決定的。

模擬芯片的難點在於設計,因為模擬芯片無法像數字芯片一樣通過仿真驗證設計,只能通過一次次的流片出成品測試結果,再反饋進行改進,因此模擬芯片的研發週期長,成本高,企業的經驗積累非常重要,主要廠商TI、ADI都有幾十年的歷史。

處理器的難點在於架構IP、生態系統和製造,每一塊集中度都非常高,架構主要有電腦端的X86和手機端的ARM,分別對應windows和Android系統,而處理器的製造也是半導體制造中最先進的。對於CPU和模擬芯片,進入門檻很高,後發者劣勢明顯。

存儲芯片的難點在於IP和製造,實際上,任何芯片設計都要突破IP的封鎖,存儲芯片的IP集中度要比處理器低一些,通過合作授權和自主研發相結合的方式獲得存儲芯片的IP難度略小一點。

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DRAM的IP方面,國內廠商由於起步較晚,因此專利的積累相對薄弱,不過由於DRAM領域發展已相對成熟,因此國際間的資本投入已經有所減少,這就給國內繼續提高資本投入實現國產替代提供了機會,國內廠商必須加快技術的迭代,儘快在更高的技術領域取得突破並奪取知識產權,才能獲得對下游廠商更強的議價能力,提高產品毛利率。

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NAND的IP方面,3D NAND堆疊技術是從2D平面技術升級而來,我國3D NAND堆疊技術與國際各大廠商的差距相對DRAM領域較小,原因是DRAM已經相對成熟,而3D NAND堆疊技術為近年來出現的新技術,因此我國的技術與世界領先技術差距不是太大。不過在IP儲備上,國內廠商依舊是處於弱勢,存儲芯片巨頭廠商仍然具有壓倒性的專利儲備優勢。

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結合上文提到的存儲芯片的品牌化程度較低,屬於標準化產品,對上層的生態系統依賴低;存儲芯片廠商的主要工作是在製造環節上,規模化優勢非常明顯;隨著摩爾定律放緩,國內外技術差距有所縮小,給了國內廠商追趕上的機會。

2.2、 地利:國內發展機遇

2.2.1、 製造向國內轉移

在半導體向國內轉移的趨勢下,國際大廠紛紛到大陸地區設廠或者增大國內建廠的規模。根據SEMI數據顯示,預計2017年至2020年間,全球投產的晶圓廠約62座,其中26座位於中國大陸,佔全球總數的42%。

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隨著大量晶圓廠在國內建成,將有利於推動國內製造業的發展,同時帶動設計、封測、材料、設備等整個產業鏈的發展,促進國內半導體產業生態的建立。而製造正是存儲芯片最重要的環節,因此製造向國內轉移,也將有利於促進國內存儲產業的發展。

2.2.2、 國家大力支持

2014年6月,國務院頒佈了《國家集成電路產業發展推進綱要》,提出設立國家集成電路產業基金(簡稱“大基金”),將半導體產業新技術研發提升至國家戰略高度。且明確提出,到2020年,集成電路產業與國際先進水平的差距逐步縮小,全行業銷售收入年均增速超過20%,企業可持續發展能力大幅增強;到2030年,集成電路產業鏈主要環節達到國際先進水平,一批企業進入國際第一梯隊,實現跨越發展。

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據集邦諮詢統計,截至2017年11月30日,大基金累計有效決策62個項目,涉及46家企業,累計有效承諾額1,063億元,實際出資794億元,分別佔首期總規模的77%和57%,投資範圍涵蓋IC產業上、下游。大基金在製造、設計、封測、設備材料等產業鏈各環節進行投資佈局全覆蓋,各環節承諾投資佔總投資的比重分別是63%、20%、10%、7%。

在國家集成電路產業投資基金之外,多個省市也相繼成立或準備成立集成電路產業投資基金,目前包括北京、上海、廣東等在內的十幾個省市已成立專門扶植半導體產業發展的地方政府性基金。根據國家集成電路產業基金的統計,截止 2017年6月,由“大基金”撬動的地方集成電路產業投資基金(包括籌建中)達5145億元。

目前大基金二期已經啟動,募集金額有望超過一期,一期規模為1387億元。大基金總經理丁文武透露,大基金將提高對設計業的投資比例,並將圍繞國家戰略和新興行業進行投資規劃,比如智能汽車、智能電網、人工智能、物聯網、5G等,並儘量對設備和材料給予支持,推動其加快發展。此外,我們預計大基金二期將重點關注存儲芯片、集成電路設計和化合物半導體等領域。

2.3、 人和:人才集聚下三大項目進展順利

在天時的條件下,摩爾定律放緩,大陸廠商技術逐漸追趕;在地利的條件下,國家大力支持存儲產業,資本不再成為瓶頸;而在人和方面,也就是人才方面,大陸項目也是取得可喜進展。

在天時地利人和的條件下,國內三大存儲項目長江存儲(NAND),合肥長鑫(DRAM),福建晉華(DRAM)進展順利,預計將於2018年下半年實現量產,2018年也將有望成為國產存儲芯片主流化發展元年。

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2.3.1、 長江存儲

長江存儲是由紫光集團與武漢新芯合作成立的國家存儲芯片基地項目,專注於12寸3D NAND閃存的研發與製造。

人和:紫光國芯全球執行副總裁暨長江存儲代行董事長為臺灣DRAM教父、前華亞科董事長高啟全。2017年4月,高啟全表示已齊聚500名研發人員在武漢投入3D NAND開發,也考慮研發20/18納米DRAM。2018年5月,前工信部電子信息司司長刁石京入職紫光集團,出任聯席總裁。在此之前,前電子信息司副司長彭紅兵已經出任大基金副總裁兼長江存儲監事會主席。

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項目進展:首期投入超過240億美元,預計未來還將追加300億美元。2017年9月長江存儲新建的國家存儲芯片基地項目(一期)一號生產及動力廠房實現提前封頂,2018年2月份進行廠內潔淨室裝修和空調、消防等系統安裝。2018年4月11日長江存儲正式啟動入廠裝機儀式,北方華創的設備已成功打入長江存儲產線。2018年5月,長江存儲從荷蘭阿斯麥(ASML)公司訂購的一臺光刻機已抵達武漢。這臺光刻機價值高達7200萬美元,約合人民幣4.6億元。未來兩年內,長江存儲的存儲芯片基地還將從全球各地進口近3萬噸精密儀器至武漢。

長江存儲2017年2月宣佈32層3D NAND Flash芯片順利通過測試,有望2018年底順利投產,預計2020年月產能將達30萬片。同時,長江存儲還在推進64層堆疊3D閃存,力爭2019年底實現規模量產,將與世界領先水平差距縮短到2年之內。

紫光還計劃在成都和南京投資兩條總產能50萬/月的12寸生產線,同時也在推進20/18nm的DRAM開發,DRAM進度慢於NAND FLASH,預計DRAM最快將於2020年量產。

2.3.2、 合肥長鑫

合肥長鑫存儲由兆易創新、中芯國際前CEO王寧國與合肥產投簽訂協議成立,項目預算金額為180億元人民幣。

人和:根據2018年4月在“國家集成電路重大專項走進安徽活動”中長鑫存儲技術有限公司董事長、睿力集成電路有限公司首席執行官王寧國的介紹,合肥存儲項目的實施主體之一的睿力集成於2016年7月13日成立,當時只有1個人,經過21個月630天之後,目前員工已達到1539人,相當於每一天有2.5個人報道,在不到兩年的時間裡這是一個非常快的成長。目前公司員工中,臺灣同胞有447位,中國大陸員工有1013人,佔比達三分之二。

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項目進展:

兆易創新負責研發19nm工藝製程的12英寸晶圓移動型DRAM,目標於2018年底前研發成功,實現產品良率不低於10%,預計2019年投產。屆時,合肥長鑫將成為中國第一家自主化大規模DRAM工廠,將是世界第四家突破20nm以下DRAM生產技術的公司。合肥長鑫2018年1月已經完成一廠廠房建設並開始設備安裝,有望年底推出19nm工程樣品。

公司當前技術水平距世界領先水平差距在5年左右。如果2021年公司能夠按進度實現17nm技術的研發,技術差距將會縮短到3年左右。

2.3.3、 福建晉華

福建晉華主要從事利基型DRAM的研發和生產工作,主要應用於消費電子產品領域,這些行業雖然已經進入存量博弈階段,但市場規模龐大。

人和:福建晉華的掌舵者陳正坤原是爾必達與臺灣力晶合資公司瑞晶的掌舵者,之後爾必達破產被美光併購後,他從日本半導體企業走入美國體系。晉華集成電路在人才團隊方面,採取海內外人才招聘與人才培訓相結合的方式。計劃2018年人才隊伍將達1200人,目前已招募人員800多人。由於晉江集成電路產業基礎較薄弱,晉江市以晉華項目為龍頭,構建“三園一區”產業發展空間載體,打造設計、製造、封裝測試、裝備與材料、終端應用的集成電路全產業鏈生態圈,其目標是到2025年可形成1000億產業規模。據悉,臺灣矽品、臺灣芝奇、美國空氣化工等20多個產業鏈項目已落地晉江,總投資近600億元,產業鏈生態圈正逐步形成。正在建設的臺灣矽品位於晉華集成電路對面,將以DRAM封測業務為主。

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項目進展:福建晉華的製造技術工作主要交由聯電進行,製程工藝由32納米切入,規劃產能為每月6萬片,預計2018年9月開始試產。公司目標最終推出20納米產品,規劃到2025年四期建成月產能24萬片。

3、 大陸發展存儲芯片有什麼影響?

3.1、 價格:降價或成必然趨勢

受益於下游智能手機、AI、數據中心、汽車、物聯網等多極應用的驅動,存儲芯片市場有望繼續保持高增長。美光預計2017年至2021年,DRAM需求複合年增長率將達20%,NAND位需求複合年增長率將達40-45%。

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存儲芯片的漲價由供不應求開始,是否持續還得看供需。需求是緩慢增長,而供給會突然增加,隨著國際大廠產能釋放以及大陸存儲項目穩步推進,存儲芯片價格下降或成必然趨勢。

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DRAM

需求端:下游智能手機運行內存不斷從1G到2G、3G、4G升級導致移動式DRAM需求快速增長,同時數據中心快速發展促進服務器內存需求增長。

供給端:DRAM主要掌握在三星、海力士、美光等幾家手中,呈現寡頭壟斷格局,三星市佔率約為45%。2016年Q3之前,DRAM價格一路走低,所有DRAM廠商都不敢貿然擴產。

價格:供不應求導致DRAM價格從2016年Q2/Q3開始一路飆升,DXI指數從6000點最高上漲到30000點。DXI指數是集邦諮詢於2013年創建反映主流DRAM價格的指數,目前仍維持在高位。從現貨價格上看,4G產品價格從2018Q1開始回落,但2G產品價格依舊堅挺。

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短期看,在大陸智能手機出貨疲弱的大環境影響下,移動式內存的需求有所下降。同時,DRAM三大廠2018年新增5-7%的產能將於下半年開出。需求減弱,供給增加,供需緊張關係得到緩解,移動式內存的價格有所下降。但隨著全球數據中心的發展,服務器內存需求仍然旺盛,我們預計2018年服務器內存價格仍然會延續漲價的走勢。根據韓國產業技術振興院預測,在不考慮大陸廠商的情況下,4Gb DARM價格將從2017年的4.71美元降到2018年的4.39元,降幅為6.8%。

長期看,隨著三大廠商產能釋放以及大陸合肥長鑫、福建晉華的DRAM項目穩步推進,產能開出後將較快地增加供給,而需求是緩慢增長,屆時供過於求或將引發價格戰導致DRAM價格大幅下降。根據韓國產業技術振興院預測,4Gb DARM價格到2019將大幅下降至3.53美元;由於受到大陸廠商的影響,估計韓國5年後減少的DRAM收入為67億美元。

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NAND Flash

需求端:下游智能手機閃存存不斷從16G到32G、64G、128G甚至256G升級導致嵌入式存儲快速需求增長,同時隨著SSD在PC中滲透率提升以及數據中心服務器數量增加導致SSD需求快速增長。

供給端:NAND主要廠商有三星、東芝、美光和海力士,三星同樣是產業龍頭,市佔率約為37%。2016和2017年為NAND Flash從2D到3D NAND製程轉化年,產能存在逐漸釋放的過程,供給緩慢增加。

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價格:供不應求導致NAND價格從2016年Q2/Q3開始一路飆升,最高漲幅超過50%。隨著供給端產能逐漸開出,NAND價格從2017H2至今已下降20%左右。

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短期看,智能手機銷售增速疲軟,2018年上半年NAND需求恐不如預期,隨著3D產能不斷開出,市況將轉變成供過於求,導致NAND Flash價格持續走跌的機率升高。根據韓國產業技術振興院預測,在不考慮大陸廠商的情況下,32Gb NAND價格將從2017年的2.8美元降到2018年的1.93元,降幅高達31%。

長期看,隨著國際大廠產能釋放以及大陸長江存儲的NAND項目產能開出後將較快地增加供給,而需求是緩慢增長,屆時供過於求或將引發價格戰導致NAND價格持續大幅下降。根據韓國產業技術振興院預測,32Gb NAND價格2020年將大幅下降至0.65美元;由於受到大陸廠商的影響,估計韓國5年後減少的NAND收入為11億美元。

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NOR Flash

需求端:雖然NOR FLASH市場份額較小,但是由於代碼可在芯片內執行,仍然常常用於存儲啟動代碼和設備驅動程序。隨著物聯網、智慧應用(智能家居、智慧城市、智能汽車)、無人機等廠商導入NOR Flash作為儲存裝置和微控制器搭配開發,同時智能手機搭載OLED面板需外掛NOR Flash來儲存程序代碼,NOR Flash需求持續增長。

供給端:一方面上游硅片原材料供不應求漲價;另一方面,巨頭美光及Cypress紛紛宣佈淡出,關停部分生產線等,產生供給缺口,導致價格上漲。

價格:2017年由於NOR Flash市場供不應求且價格大漲。2018Q1因智能手機生產鏈進入庫存調整階段,NOR Flash市場供需平衡,價格基本穩定,只有部份低容量NOR Flash市場因大陸產能開出而有降價現象。

短期看,2018Q2安卓陣營智能型手機開始進入零組件備貨旺季,隨著AMOLED面板市場滲透率提升,NOR Flash需求已見回升。英特爾在第八代Core處理器平臺中,將儲存BIOS的NOR Flash容量由64Mb/128Mb一舉拉高至256Mb,中高容量NOR Flash因此供貨吃緊。但是,2017年以來國際大廠都沒有大規模擴充產能動作,隨著市場需求由淡季進入旺季,缺貨問題再度浮上臺面,價格或將再次上漲。

長期看,高端NOR Flash隨著汽車智能化電動化發展需求旺盛,低端NOR Flash隨著物聯網IOT、智慧音箱、AMOLED等新應用的發展同樣需求旺盛。

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3.2、 安全:逐步實現自主可控

大陸產業鏈市佔率整體低下,國產化迫在眉睫。我國核心芯片如計算機系統中的CPUMPU、通用電子統中的FPGA/EPLD和DSP、通信裝備中的嵌入式MPU和DSP、存儲設備中的DRAM和Nand Flash、顯示及視頻系統中的Display Driver,國產芯片佔有率都幾乎為零。製造環節,雖然28nm以上的成熟工藝大陸已站穩腳跟,但是28nm及以下的先進工藝、化合物半導體等市佔率仍然很低。高端設備、材料、EDA工具、核心IP等市佔率同樣非常低。

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這種情況對於國家和企業而言都是非常不利的,不管是從國家安全還是電子產業的發展而言,全力推動半導體產業目前已經成為了全國上下的一致共識,整個行業的發展動力非常充足。

隨著三大存儲項目穩步推進,大陸存儲芯片自給率將有望逐步提升,從而實現自主可控。

4、 投資建議

4.1、 首次覆蓋兆易創新:國內存儲芯片設計龍頭

4.1.1、 高成長的存儲芯片設計稀缺標的

公司是國內存儲芯片設計領域的龍頭企業,經營模式為典型的fabless模式。公司主要產品包括存儲芯片和MCU,其中存儲芯片約佔營收的85%。

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股權結構方面,第一大股東為實際控制人朱一明,持股比例為13.58%;第二大股東為大基金,持股比例為11.0%。

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4.1.2、 營收淨利高速增長,NOR Flash漲價有望持續

公司業績始終保持快速增長,從2011年到2017年公司營業收入複合增長率達到35.92%,淨利潤複合增長率達到67.70%。2017年公司實現營業收入20.30億元,同比增長36.32%,實現淨利潤3.98億元,同比增長127.56%;2018年一季度公司實現營業收入5.42億元,同比增長19.71%,實現淨利潤0.90億元,同比增長28.65%。

公司2017年業績高速增長的主要原因為2016年四季度起NOR Flash市場供不應求,供給端美光、賽普拉斯宣佈退出低容量市場,專注汽車、工業和IOT高細分市場;需求端AMOLED屏幕需要帶一塊NOR Flash來做電學補償,AMOLED顯示屏的滲透率正在加速,尤其是蘋果的採用直接帶動了其需求。

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2018年下半年,隨著安卓手機進入備貨旺季,OLED面板市場滲透率進一步提升,另外汽車電子和物聯網對NOR Flash的需求也在加強,如今年各廠推車的新款車均搭載光達(LiDAR)及自動緊急煞車系統(AEB)、胎壓偵測器(TPMS)、道路偏移警示等ADAS系統,帶動車規NOR Flash需求急速升溫,NOR Flash漲價有望持續。

目前公司NOR Flash高容量256Mb產品已經實現量產,55nm和45nm技術的研發正在加速推進。公司在2016年全球NOR Flash市場排名第五位,市場佔有率達到7%。隨著美光和賽普拉斯逐漸退出中低端市場,我們預計2017年公司市場佔有率有望突破10%。

4.1.3、 研發投入持續加大,NAND/DARM打開廣闊新空間

公司在技術與人才方面壁壘顯著,2017年底研發人員達到253人,相比2016年底增長42.94%;主要管理技術團隊來自美國、加拿大、中國臺灣等先進產業地區,2017年研發費用支出1.67億元,同比增長63.31%,2011到2017年研發費用複合增速達到51.66%。技術研發核心人員來自清華、北大、復旦、中科院等國內微電子領域頂尖院校,截止2017年底,公司已申請718項專利,獲得261項專利,上述專利涵蓋NOR Flash、NAND Flash、MCU等芯片關鍵技術領域。

目前,公司NAND Flash產品容量最高可到32GB,自研38nm產品已實現量產,24nm研發推進順利。此外,公司2017年10月與合肥產投簽署共同開發DARM存儲芯片協議,項目預算約為180億元,雙方根據1:4的比例籌集。項目研發目標是在2018年年底前實現產品良率不低於10%。NAND Flash和DRAM作為主流存儲器,全球市場規模約為NOR Flash的20倍,目前國內嚴重依賴進口,未來國產替代空間巨大。

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4.1.4、 入股中芯國際形成虛擬IDM,併購思立微實現協同發展

對芯片設計企業來說,晶圓代工廠由於對資金和規模的要求較高,產能相對集中,製造工藝和設計的協同性需要較長時間的積累,同時工藝節點的配合直接決定了產品質量的好壞,往往設計企業與晶圓廠商的合作成為了其業務能否發展的重要壁壘。公司於2017年11月通過境外全資子公司芯枝佳易參與認購中芯國際發行配售股份,投資總額不超過7000萬美元,進一步加強戰略關係,形成虛擬IDM,同時有利於保證公司產能。

2018年7月,公司公告擬以發行股份及支付現金的方式收購上海思立微100%股權,同時擬採取非公開發行股份募集配套資金,用於支付本次交易現金對價、14nm工藝嵌入式異構AI推理信號處理器芯片研發項目、30MHz主動式超聲波CMEMS工藝及換能傳感器研發項目、智能化人機交互研發中心建設項目以及支付本次交易相關的中介費用。

思立微的產品以觸控芯片和指紋芯片等新一代智能移動終端傳感器SoC芯片為主。本次交易將一定程度上補足公司在傳感器、信號處理、算法和人機交互方面的研發技術,提升相關技術領域的產品化能力,在整體上形成完整的MCU+存儲+交互系統解決方案,為公司進一步快速發展注入動力。

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4.1.5、 盈利預測與投資評級

關鍵假設

1、存儲芯片行業保持高景氣度,數據中心、智能手機、AI、5G、汽車電子等下游創新應用推動行業持續發展。

2、NOR Flash:美光和賽普拉斯退出得中低端市場份額將由公司、旺宏和華邦電瓜分,公司市場佔有率逐漸提升。公司中高端NOR Flash產品研發順利。預計2018-2020年收入分別增長50%、40%、40%,毛利率分別為39%、39%、39%。

3、NAND Flash:從2017年起開始貢獻業績,基數較小。公司新產品研發進展順利,預計2018-2020年營收增速分別為120%、50%、40%,毛利率分別為33%、33%、33%。

4、MCU:受益於下游物聯網、汽車電子、工業控制等需求旺盛,公司不斷開發新產品實現進口替代,預計2018-2020年收入分別增長55%、55%、55%,毛利率分別為45%、45%、45%。

5、不考慮思立微合併報表。DRAM產品尚在研發中,暫不考慮DRAM產品銷售貢獻。

盈利預測

我們預計公司2018-2020年營業收入分別為33.28、48.16、68.54億元,對應同比增速為63.96%、44.71%、42.33%;公司2018-2020年毛利潤分別為12.56、18.19、25.97億元,對應毛利率分別為37.74%、37.77%、37.89%;公司2018-2020年歸母淨利潤分別為6.40、9.18、13.05億元,對應同比增速為61.16%、43.30%、42.17%。

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4.1.6、 投資評級

我們預計公司2018-2020年EPS為2.26、3.27、4.64元,當前股價對應PE為46、32、23倍。與同類公司相比,公司2018年估值低於平均水平。公司是國內存儲芯片設計龍頭,一直享有較高的估值溢價,自上市以來歷史平均估值高達89倍,同時考慮到公司未來三年複合增長率為50%,我們給予公司2018年1.2倍PEG估值,6個月目標價為135.6元,首次覆蓋,給予“買入”評級。

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4.1.7、 風險分析

併購思立微不成功風險:公司擬併購思立微交易審批事項尚未完成,最終能否實施成功存在不確定性,存在審批和終止風險。

收購整合不及預期風險:公司能否對思立微實施有效整合,以及能否充分發揮協同效應,均存在不確定性。

新產品研發不及預期風險:存儲芯片設計研發難度高、週期長,如果公司新產品研發進展不及預期,將對公司的業績產生負面影響。

4.2、 推薦北方華創:國內半導體制造設備龍頭

北方華創是由七星電子和北方微電子戰略重組而成,是半導體設備龍頭。公司主營業務包括半導體裝備、真空裝備、新能源鋰電裝備及精密元器件四大業務。

半導體設備進口替代,乘風而上。中國大陸地區是全球第三大半導體設備市場,但國內半導體設備自給率不足15%,進口替代空間巨大。公司半導體設備涉及集成電路、先進封裝、LED、MEMS、電力電子、平板顯示、光伏電池等半導體相關領域。目前,公司Etch、PVD、單片退火設備、立式爐、清洗機等在內的多項12英寸關鍵集成電路裝備實現了在國內龍頭代工企業和領軍存儲器企業的應用,8英寸設備也全面進駐國內主流代工廠和IDM企業。

外延收購美國Akrion公司,內生設立海外子公司。公司於2018年1月完成收購美國Akrion公司,形成涵蓋應用於集成電路、先進封裝、功率器件、微機電系統和半導體照明等泛半導體領域的8-12英寸批式和單片清洗機產品線。2018年4月,公司發佈公告擬在美國特拉華州成立全資子公司NAURA Research Inc.,辦公地點位於加州聖克拉拉,硅谷的所在地。如果進展順利,將有利於公司結合當前國際集成電路製造技術代的發展方向,開展關鍵技術研究和產品開發,為推動公司集成電路裝備產品的持續技術進步及提高當地客戶的服務能力發揮重要作用。

其他業務齊頭並進,穩定發展。公司的真空裝備、鋰電裝備以及精密元器件業務齊頭並進,穩定發展。真空裝備:光伏單晶爐為西安隆基提供了絕大部分產能供應。鋰電裝備:目前,公司已經為全國95%以上的鋰離子電池研究院所、生產企業提供了電池製造裝備。精密元器件:公司通過自主創新不斷開發新產品,以優異的性能獲得各界客戶的信賴,不斷實現進口替代。

盈利預測、估值與評級

在半導體行業高景氣度持續,產業向國內轉移,創新應用驅動行業發展,國產替代趨勢下,公司有望快速成長。我們維持公司2018-2020年EPS為0.62、0.92、1.40元的預測,維持6個月目標價為58.27元,維持“買入”評級。

風險提示:中美貿易摩擦進一步惡化風險,電子工藝裝備行業週期性風險,設備領域技術風險,市場競爭加劇風險。

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5、 風險分析

存儲芯片需求不及預期:如果半導體行業下游創新5G、物聯網、ARVR、AI、汽車電子、區塊鏈等應用發展不及預期,半導體行業景氣度或將下降,存儲芯片需求或將不及預期。

行業競爭加劇打響價格戰:從行業歷史發展來看,隨著存儲芯片製程轉換結束和產能釋放,存儲芯片廠商之間的競爭加劇,或將再次打響價格戰,將對國內存儲項目產生一定的影響。

國家政策支持力度減弱:存儲芯片行業是一個技術、資本、人才密集型的產業,國家政策在資本、人才方面給予了存儲芯片產業大力支持。如果後續支持力度減弱,或將影響國內存儲項目進程。

IP專利戰風險:存儲芯片行業屬於高科技行業,IP主要被國際大廠掌握。國內廠商在發展存儲芯片時需儘可能繞過國外IP,如果有所涉及,未來有可能引起IP專利戰。

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