半导体存储器指以半导体为存储介质的电子信息系统存储设备,用来存放程序和数据,主要包括 Flash 和 DRAM。
Flash存储器Flash指闪存,是一种非易失性半导体存储器。
DRAM指Dynamic Random Access Memory 的英文缩写,中文名称为动态随机存取存储器,是一种半导体存储器。
半导体存储器可分为易失性存储器和非易失性存储器。半导体存储器分类方式多种多样,常见的分类按信息的可保存类型可分为易失性存储器和非易失性存储器。
易失性存储器又可分为静态随机存储器(SRAM)和动态随机存储器(DRAM);
非易失性存储器主要包括掩膜型只读存储器(MROM)、可编程只读存储器(PROM/EPROM/EEPROM)、快闪存储器 (Flash),快闪存储器的主流产品为 NOR Flash 和 NAND Flash。
1、半导体存储器总体市场规模
受市场供需关系错配的影响,全球存储市场呈现出较为明显的周期性。2016年至 2018 年,全球存储市场规模从 768 亿美元增长至1,580 亿美元。2019 年受全球贸易摩擦及下游需求放缓影响,存储芯片产品价格出现大幅下滑,市场规模相应下滑至 1,064 亿美元。2020 年以来,随着 PC、手机等下游需求快速回暖叠加供应链产能紧张,存储芯片行业相应快速增长,2021 年市场规模达到 1,538 亿美元,同比增长 30.9%。
进入 2022 年,受相关宏观不利因素影响以及国际地缘政治冲突、全球通胀高企,全球各主要国家经济增长乏力,特别是居民消费意愿持续低迷,整体消费市场萎靡不振。全球集成电路行业也因此受到不利影响,存储芯片市场明显下挫,2022 年全球存储市场规模为 1,298 亿美元,较 2021 年的1,538 亿美元,下降比例为 15.6%;2023 年全球存储市场规模预计将继续下降至896 亿美元,下降比例为 31.0%,到达行业周期低点。
2023 年四季度起,手机、个人电脑等终端应用景气复苏,同时伴随着上游厂商供给削减、库存压力释放,叠加 AI 算力、物联网、智能汽车、工业机器人等下游应用领域的不断拓展,技术持续更新迭代,大宗存储产品合约价进入上行通道。
根据 WSTS 预测,2024 年全球半导体市场规模有望达到 5,884 亿美元,同比增长 13.1%,其中存储器细分市场规模将上涨到 1,298 亿美元,同比增加44.9%,涨幅位居半导体细分领域之首。在前述多重因素推动下,存储市场已经走出下行周期,呈现复苏迹象。
2、半导体存储器行业发展趋势
(1)半导体存储器行业在波动中增长
2022 年以来,在宏观经济环境持续走弱的影响下,半导体行业下游终端需求不振,全球半导体存储市场陷入下行周期。根据 WSTS 数据,2022 年全球存储市场规模为 1,297.7 亿美元,较 2021 年的 1,538.4 亿美元,下降比例为 15.6%。
2023 年全球存储市场规模下降至 896.0 亿美元,较 2022 年下降比例为 31.0%。但随着经济复苏,下游应用领域不断拓展,技术持续更新迭代,WSTS 预测存储市场将在 2024 年迎来大幅反弹,2024 年存储市场规模约为 1,298 亿美元,同比预计增长超过 40%。虽然行业短期内面临较大的下行压力,但从中长期来看,半导体存储器行业是全球集成电路产业规模最大的分支,下一代信息技术与存储器技术发展密不可分。
物联网、大数据、人工智能、智能车联网等新一代信息技术既是数据的需求者,也是数据的产生者。根据 IDC 发布的报告预测,全球数据总量将从 2018 年的 33ZB 增长至 2025 年的 181ZB。面临数据的爆发式增长,市场需要更多的存储器承载海量的数据。据全球知名市场研究机构 Yole 发布的报告显示,得益于数据中心、云计算和 5G 等行业的持续增长以及全球半导体供应链的逐步恢复,半导体存储器市场有望迎来复苏,存储器总体市场空间将在 2027 年增长至 2,630亿美元。
总体而言,随着下游应用场景的不断拓展,终端应用存储容量需求的持续提升,半导体存储器行业呈现出在波动中增长的显著特点。
(2)下游需求多点开花,AI 推动半导体存储器市场规模持续扩容
存储器产业链下游涵盖智能手机、平板电脑、计算机、网络通信设备、可穿戴设备、物联网硬件、安防监控、工业控制、汽车电子等行业以及个人移动存储等多个领域,其中多个细分市场需求爆发式增长,从而带动整个存储器行业的持续扩容。
AI 技术对全球半导体存储行业产生了深远影响,带动了市场需求升级与技术创新。AI 在多个领域的大规模应用,催生了对高性能、低延迟存储解决方案的巨大需求,AI 促使半导体存储行业与上下游产业链紧密合作,进行跨领域技术创新,以满足数据爆炸式增长下的存储与处理需求。展望未来,随着 AI 技术的进一步成熟与普及,不仅推动了半导体存储市场规模的持续扩容,同时,将引导半导体存储行业向高性能、大容量、智能化的方向持续演进。
(3)国内半导体存储器厂商迎来发展机遇
目前,国产 DRAM 和 NAND Flash 芯片市场份额低于 5%,发展前景较大。在中国“互联网+”、大力发展新一代信息技术和不断加强先进制造业发展的战略指引下,国内信息化、数字化、智能化进程加快,用户侧的 AI、短视频、直播、游戏、社交网络等应用和制造侧的工业智能化逐渐普及,刺激存储芯片的市场需求快速增长。2014 年以来,中国成为全球最大的消费电子市场,并开始扮演全球消费电子行业驱动引擎的角色。
此外,5G、物联网、数据中心等新一代信息技术在中国大规模开发及应用,也催生了我国对半导体存储器的强劲需求。以长江存储和合肥长鑫为代表的本土存储晶圆原厂依托中国市场广阔需求,市场份额逐步增长。随着国内存储器产业链的逐步发展和完善,以佰维存储为代表的存储器研发封测一体化厂商也迎来了发展机遇。
3、半导体存储器行业的利润水平及变动趋势
存储产品价格跟随核心原材料存储晶圆价格变动,存在一定的周期性。受上游存储原厂库存管理情况、资本开支情况、技术发展阶段、下游应用领域对存储需求变化情况等多重因素影响,行业利润水平一般在存储价格上升期间相对较高,在存储产品价格下降期间,行业利润水平会有所下降。
4、半导体存储器行业竞争格局
全球半导体存储器市场被海外企业高度垄断,我国虽然是全球最主要的存储芯片消费市场,但由于产业起步较晚,国内厂商市场占有率仍相对较低。
(1)NAND Flash 市场竞争格局
NAND Flash 全球市场高度集中,根据 TrendForce 的数据统计,2023 年第四季度三星、铠侠、SK 海力士、西部数据、美光五家公司占据了 95.4%的市场份额。此外,SK 海力士收购英特尔 NAND Flash 业务已于 2021 年获得主要市场监管当局批准,全球 NAND Flash 市场将进一步集中。
(2)DRAM 市场竞争格局
DRAM 全球市场相较于 NAND Flash 更为集中,根据 TrendForce 数据,三星、SK 海力士和美光三大厂商 2023 年第四季度垄断了全球 96.5%的市场份额。
5、半导体存储器与上下游之间关联性及影响
(1)与上游行业的关联性及影响
存储原厂作为供应存储晶圆的上游厂商,处于上游垄断地位。数据存储是半导体存储器的核心功能,存储晶圆的设计及制造标准化程度较高,存储器的功能特性须通过存储介质应用技术及芯片封测等产业链后端环节实现。存储晶圆的生产制造具有投资规模大、技术水平高、投资回报周期长等特点,经过几十年的发展,目前只有三星、SK 海力士、美光、西部数据和铠侠等少数具备技术优势和资本实力的存储原厂采用 IDM 模式经营,呈现寡头垄断的特征。
此外,上游存储原厂在产品技术研发、产能扩张等方面长期处于相对平衡、有序的竞合关系,处于行业中下游的企业需要保持与上游存储原厂的战略协同关系。因此,上游存储晶圆领域整体呈现卖方市场特征,买方议价空间相对较小。
(2)与下游行业的关联性及其影响
中游无晶圆制造的存储器厂商面向下游细分客户的客制化需求,进行介质晶圆特性研究与选型、主控芯片选型与定制、固件开发、封装设计与制造、芯片测试、提供后端的技术支持等,将标准化存储晶圆转化为“千端千面”的存储器产品。
存储器存在极为广泛的应用场景和市场需求,存储器产业链下游涵盖智能手机、平板电脑、计算机、网络通信设备、可穿戴设备、物联网硬件、安防监控、工业控制、汽车电子等行业以及个人移动存储等多个领域。下游行业的需求增长推动存储产业持续发展。