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AI算力拉動,存儲行業(yè)迎來新拐點(diǎn)?

2023-04-24 14:07
奇偶派
關(guān)注

提到固態(tài)硬盤,應(yīng)該許多人都有著對它的第一印象,那就是“貴”。

確實(shí),在過去的幾年中,SSD固態(tài)硬盤的價(jià)格的確是高得離譜。這也讓很多用戶望而卻步,很多想要更換1TB固態(tài)硬盤的消費(fèi)者,最后都選擇了存儲量更小的固態(tài)硬件。

但在近兩年來,伴隨著全球經(jīng)濟(jì)的下行,存儲芯片的價(jià)格也進(jìn)入了非景氣周期。據(jù)外媒報(bào)道稱,價(jià)值1600億美元存儲芯片行業(yè)正在遭受有史以來最嚴(yán)重的挫。簬齑嫘酒^剩,客戶減少訂單......

自然,硬盤的價(jià)格也受到了明顯的影響。無論是那些知名品牌的高端貨色,還是那些低端品牌的“三無”產(chǎn)品,價(jià)格上通通迎來了大跳水。

而在進(jìn)入2023年之后,存儲產(chǎn)品更是遇到了罕見的降價(jià)狂潮。采用國產(chǎn)長江存儲TLC顆粒的固態(tài)硬盤,1TB容量的價(jià)格普遍降到了300元。而一線大品牌產(chǎn)品1TB容量的三星980,目前價(jià)格只有439元。

存儲市場價(jià)格崩盤的背后,是存儲行業(yè)與面板行業(yè)類似,存在明顯的行業(yè)周期和國產(chǎn)化替代兩大趨勢。

本文將通過研究,當(dāng)前AI的發(fā)展帶來的行業(yè)增量,存儲行業(yè)所處的周期發(fā)展點(diǎn)位,以及國內(nèi)外存儲企業(yè)發(fā)展?fàn)顩r,來呈現(xiàn)當(dāng)前存儲行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r,分析當(dāng)前存儲行業(yè)是否觸底,預(yù)測行業(yè)何時(shí)將迎來投資價(jià)值等問題。

1

AI帶來的存儲新增量

在ChatGPT快速發(fā)展的浪潮之下,算力缺口逐漸擴(kuò)大,而運(yùn)算規(guī)模的增長,帶動了對AI訓(xùn)練芯片單點(diǎn)算力提升的需求,也對數(shù)據(jù)傳輸速度提出了更高的要求。

但現(xiàn)實(shí)的情況卻是算力的發(fā)展速度遠(yuǎn)超存儲的發(fā)展速度,在過去二十年中,處理器性能以每年大約55%的速度提升,內(nèi)存性能的提升速度每年只有10%左右。因此,目前的存儲速度嚴(yán)重滯后于處理器的計(jì)算速度。

資料來源:知乎@陳巍談芯,華西證券研究所

而在能耗方面,從處理單元外的存儲器提取所需的時(shí)間往往是運(yùn)算時(shí)間的成百上千倍,因此能效非常低。“存儲墻”成為加速學(xué)習(xí)時(shí)代下的一代挑戰(zhàn),原因是數(shù)據(jù)在計(jì)算單元和存儲單元的頻繁移動。

在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)架構(gòu)中,存儲與計(jì)算分離,存儲單元服務(wù)于計(jì)算單元,因此會考慮兩者優(yōu)先級。

如今由于海量數(shù)據(jù)和AI加速時(shí)代來臨,不得不考慮以最佳的配合方式為數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理服務(wù),然而存儲墻、帶寬墻和功耗墻成為首要挑戰(zhàn),雖然多核并行加速技術(shù)也能提升算力,但在后摩爾時(shí)代,存儲帶寬制約了計(jì)算系統(tǒng)的有效帶寬,芯片算力增長步履維艱。

而此時(shí),存算一體技術(shù)出現(xiàn)了,存算一體是在存儲器中嵌入計(jì)算能力,直接利用存儲器進(jìn)行數(shù)據(jù)處理或計(jì)算,從而把數(shù)據(jù)存儲與計(jì)算融合在同一個(gè)芯片的同一片區(qū)之中,便可以徹底消除馮諾依曼計(jì)算架構(gòu)瓶頸,特別適用于深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)這種大數(shù)據(jù)量大規(guī)模并行的應(yīng)用場景。

可以說,未來的算力會與存力相捆綁,AI服務(wù)器出貨量的增加,也都將成為存儲發(fā)展的增量空間。

2

行業(yè)景氣度探底,存儲曙光將至? 

而在AI服務(wù)器帶動存算一體發(fā)展外,存儲行業(yè)自身也即將迎來景氣周期的反轉(zhuǎn)。

存儲器為全球半導(dǎo)體第二細(xì)分市場,歷史表現(xiàn)與全球半導(dǎo)體周期走勢一致,但波動性大于整個(gè)行業(yè)。

從歷史上看,半導(dǎo)體以及存儲細(xì)分賽道呈現(xiàn)出趨同的周期性,但存儲板塊在一定程度上放大了行業(yè)整體波動性。2000年以來,全球半導(dǎo)體行業(yè)已經(jīng)歷多輪周期,當(dāng)下我們正走在2021年以來的下行周期,并且周期底部漸行漸近。

資料來源:WSTS,國金證券研究所

而從具體的廠商來看,全球存儲芯片市場被海外企業(yè)壟斷,在DRAM領(lǐng)域,三星、美光、SK海力士壟斷了近 95%的市場份額,行業(yè)集中度高,寡頭明顯。

而在三巨頭中,美光與海力士的存儲業(yè)務(wù)營收占比超過95%,所以我們可以通過觀察這兩家公司,進(jìn)而觀察整個(gè)存儲行業(yè)。

其中,美光作為全球半導(dǎo)體行業(yè)龍頭中產(chǎn)品類型最為單一的企業(yè),不同于其他半導(dǎo)體龍頭多品類布局的策略和豐富的產(chǎn)品譜系,美光專注存儲芯片這一細(xì)分市場持續(xù)發(fā)力,并通過持續(xù)的并購活動、技術(shù)創(chuàng)新以及產(chǎn)能調(diào)整鞏固其在存儲行業(yè)的競爭優(yōu)勢。

2022年,美光來自DRAM和NAND的營收額分別達(dá)到223.9億美元、78.1 億美元,占總營收比重分別為72.8%、25.4%。

資料來源:美光財(cái)報(bào),東吳證券研究所

回顧2011年以來的股價(jià)表現(xiàn),美光一共經(jīng)歷了三輪周期:

2013年-2016上半年:

2013年,美光收購了當(dāng)時(shí)全球第三大的DRAM制造商,有效縮短了與三星、SK海力士的市場份額差距,疊加存儲行業(yè)的景氣向上,公司于2014年末達(dá)到36.12美元/股的股價(jià)峰值。

此后,由于2015年P(guān)C需求不振以及與供給過多導(dǎo)致的競爭對手的價(jià)格戰(zhàn),導(dǎo)致公司業(yè)績出現(xiàn)了大幅下滑,股票價(jià)格也持續(xù)下行至2016年初,每股價(jià)格跌至 10 美元左右。

2016年下半年-2019年:

通過完成對存儲芯片制造商Inotera的收購、布局3D NAND新技術(shù)等手段,公司漸漸走出了2016年初的股價(jià)低谷,并迎來了半導(dǎo)體行業(yè)的又一波上行周期。

2017年,半導(dǎo)體行業(yè)表現(xiàn)出強(qiáng)勁的增長水平,對DRAM和NAND的需求突增,內(nèi)存條、固態(tài)硬盤價(jià)格瘋漲,帶動存儲行業(yè)的快速增長,公司股價(jià)在 2018 年初達(dá)到峰值。

但此后,由于對DRAM和NAND領(lǐng)域的定價(jià)疲軟和不利的供求環(huán)境,導(dǎo)致公司股價(jià)在18年夏季開始回落。而行業(yè)的過熱,也又一次迎來了下行周期,半導(dǎo)體供應(yīng)過剩導(dǎo)致公司19財(cái)年收入下降23%,并使利潤率回到了2017年的水平。

2020年-至今:

2020年新冠疫情造成全球供應(yīng)鏈影響,在年初股價(jià)暴跌后全年股價(jià)橫盤。而在2021 年,新冠的大流行帶來居家工作的新興需求,與”芯片荒“疊加,進(jìn)而引發(fā)半導(dǎo)體訂單激增,股價(jià)陡增至 93 美元。

但在2022年,半導(dǎo)體行業(yè)投入快速增加,同時(shí)受俄烏戰(zhàn)爭、供應(yīng)鏈形勢、經(jīng)濟(jì)下行、需求放緩等因素的影響,行業(yè)重新回到下行周期,股價(jià)再度下跌。

資料來源:東吳證券研究所

縱觀美光股價(jià)波動,可以找到幾個(gè)特點(diǎn):首先是周期性較為明顯,大約三年半完成一次周期輪動。次之,受半導(dǎo)體行業(yè)影響極大,上行周期與下行周期十分明顯,鮮有橫盤情形。最后,在每一輪新周期下,都迎來了比上一輪周期更高的股價(jià)峰值,且股價(jià)重新達(dá)到上一輪峰值價(jià)格的時(shí)間在縮短。

而深究其原因,其實(shí)是行業(yè)供給與需求相互博弈的過程。

2011年,存儲市場增速先于資本開支增速迎來向上的拐點(diǎn),2016年和2019年存儲市場增速與資本開支增速同時(shí)迎來向上拐點(diǎn)。也就是說,當(dāng)資本開支增速大幅度下滑時(shí),市場往往已經(jīng)或者即將迎來拐點(diǎn)。

而美光已于2022年7月、12月削減資本開支,并宣布2023年將進(jìn)一步削減近40%的資本開支。而海力士,更是縮減50%。三星雖然表示并不會削減資本開支,但在產(chǎn)品的價(jià)格上卻一降再降,意在通過行業(yè)景氣度不佳之時(shí)進(jìn)行整合。

而在周期屬性顯著的行業(yè)中,縮減資本開支是下行結(jié)束前的信號,其可以有效改善供需錯(cuò)配關(guān)系,優(yōu)化行業(yè)格局和過剩產(chǎn)能,同時(shí)推動行業(yè)從周期底部向上修復(fù)。

所以,可以確定的是,存儲行業(yè)巨頭的股價(jià)均已較長時(shí)間跑輸市場,并且供給端正在快速下滑,伴隨著需求的復(fù)蘇,將有望迎來雙擊行情,帶動整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的投資機(jī)會。

3

兆易創(chuàng)新、長江存儲

誰將成為國產(chǎn)存儲新旗手?

而在具體的公司方面,目前,全球存儲芯片市場主要由三星、SK海力士、美光、鎧俠等幾家巨頭壟斷,其中三星是最大的生產(chǎn)商和領(lǐng)導(dǎo)者,其在DRAM和NAND閃存市場的份額均超過30%。

過去,在三大巨頭的牢牢把控下,我國在該領(lǐng)域中根本沒有任何議價(jià)權(quán),內(nèi)存也成為“理財(cái)產(chǎn)品”的常客,價(jià)格經(jīng)常一漲再漲。此外,三星工廠不時(shí)的“起火”、“停電”,都表現(xiàn)出一副不愁產(chǎn)品銷路的嘴臉。

但近年來,在長存、長鑫等企業(yè)的努力之下,國產(chǎn)存儲也實(shí)現(xiàn)了從無到有的突破,打破了日韓廠商長期壟斷市場的局面,同時(shí),產(chǎn)業(yè)鏈上也出現(xiàn)了許多優(yōu)秀的公司,并在行業(yè)周期底部之時(shí),被眾多投資者關(guān)注了起來。

當(dāng)前,兆易創(chuàng)新,主要立足NOR多產(chǎn)品線外拓布局,可能將迎來平臺化高速增長期。

兆易創(chuàng)新成立于2005年4月,是一家立足于中國的全球化芯片設(shè)計(jì)公司,致力于各類存儲器、控制器及周邊產(chǎn)品的設(shè)計(jì)研發(fā)、技術(shù)支持和銷售,產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于移動終端、消費(fèi)電子、個(gè)人電腦、辦公設(shè)備、汽車電子及工業(yè)控制設(shè)備等多個(gè)領(lǐng)域。

公司作為NOR Flash龍頭,正在積極拓展DRAM 市場。

據(jù)公司公告稱,已于2021年6月成功量產(chǎn)自有品牌19nm DRAM,未來將朝17nm演進(jìn)。

而在今年3月的公告中,兆易創(chuàng)新也表示,是有著與合肥長鑫存儲發(fā)生采購DRAM產(chǎn)品及代工業(yè)務(wù)的,并且2022年與長鑫的實(shí)際采購額達(dá)8.74億元(其中自研2.61億元,代銷6.13億元)較2021年的2億元金額實(shí)現(xiàn)了大幅增長。

根據(jù)券商預(yù)測,2023上半年與長鑫關(guān)聯(lián)交易金額將繼續(xù)增加至5.55億元,而未來有望借助NOR銷售渠道復(fù)用與客戶資源快速放量,帶動市占率增加。

而在NOR與DRAM之外,公司也以存儲器件為切入點(diǎn),積極進(jìn)行平臺化擴(kuò)張。

公司圍繞智能化時(shí)代數(shù)據(jù)的感、存、算、控、聯(lián)五個(gè)方面,涵蓋消費(fèi)、汽車、工業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域,以存儲器件為切入點(diǎn),提供核心 IC 器件和相應(yīng)軟件一體化配套。具體來看:

公司積極布局存儲+MCU,有望成為未來又一增長極。

兆易創(chuàng)新于2017年推出ARM內(nèi)核的32位MCU產(chǎn)品,成功打破國外在該領(lǐng)域的壟斷,而后持續(xù)發(fā)力中高端領(lǐng)域MCU產(chǎn)品。從制程上來看,已完成1.8um-40nm制程主流工藝覆蓋,可滿足下游大部分市場需求。

兆易創(chuàng)新GD32A503系列首款車規(guī)級MCU

資料來源:公司官網(wǎng)

而在NAND產(chǎn)品中,公司通過切入SLC NAND產(chǎn)品,布局利基市場。

SLC顆粒作為性能最穩(wěn)定的顆粒,且使用壽命遠(yuǎn)超普通顆粒,因此下游主要面向與工控、汽車、通信等對穩(wěn)定性、使用壽命有較高要求的公司。

而經(jīng)過多年的研發(fā)積累,兆易創(chuàng)新的工藝制程也從2018年的38nm逐步實(shí)現(xiàn)24nm量產(chǎn),并開始進(jìn)行19nm的研發(fā)。目前,公司產(chǎn)品在下游工控、機(jī)頂盒、通訊、可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用,同時(shí),還在不斷針對車規(guī)市場進(jìn)行開拓布局和研發(fā)。

此外,兆易創(chuàng)新還保持著長年的高研發(fā)投入,建立起了深厚的技術(shù)壁壘,也成為了未來成果轉(zhuǎn)化的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)與長期盈利的保障。

 

資料來源:wind,國盛證券研究所

長江存儲,則是目前大陸唯一的3D NAND閃存一體化廠商,被很多業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為是存儲界的“京東方”。

長江存儲作為國內(nèi)唯一一家專注于3D NAND閃存設(shè)計(jì)制造一體化的IDM集成電路企業(yè)。經(jīng)過六年多創(chuàng)業(yè)過程,通過創(chuàng)新3D NAND新一代技術(shù)架構(gòu),實(shí)現(xiàn)了對全球頂級存儲廠商的超越,也真正打破了日韓三巨頭對中國的存儲封鎖線。

長江存儲的前身可以追溯到早在2006年湖北省政府和武漢市政府共同投資100億元成立的武漢新芯,并由中芯國際代管,但受到金融危機(jī)的影響,武漢新芯經(jīng)營十分困難,而中芯國際也退出了對武漢新芯的投資。

但在2016年,武漢新芯在接收Spansion授權(quán)的3D NAND的基礎(chǔ)技術(shù)MirrorBit,具備研發(fā)3D NAND的基礎(chǔ)能力并啟動項(xiàng)目后,紫光集團(tuán)、國家芯片大基金與湖北省政府和武漢市政府合資合作,在武漢新芯的基礎(chǔ)上成立了長江存儲公司,并于當(dāng)年完成32層3D NAND 閃存測試芯片設(shè)計(jì)。

資料來源:長江存儲官網(wǎng),交大評論整理

在長江存儲正式成立后,公司將主要精力投入到與中科院微電子所的合作上來,分別在2017年、2018年、2020年成功研發(fā)出32層、64層、128層的的3D NAND產(chǎn)品,并在2018年8月首次推出自研Xtacking技術(shù)架構(gòu),實(shí)現(xiàn)了閃存技術(shù)架構(gòu)的突破性創(chuàng)新。

而到了2021年之后,長江存儲128層堆疊的TLC產(chǎn)品全面量產(chǎn),并發(fā)布了搭載128層TLC顆粒的自有品牌致態(tài)最新系列TIPro7000,正式代表著長江存儲128層TLC工藝良品率邁入量產(chǎn)等級。

此外,更是在2022年年底的閃存峰會上,正式發(fā)布了基于Xtacking 3.0技術(shù)的第四代TLC三維閃存X3-9070,成功突破200層數(shù),達(dá)到了232層,這也標(biāo)志著長江存儲在短短六年的時(shí)間中,便達(dá)到了世界領(lǐng)先水準(zhǔn),更是得到了蘋果的認(rèn)證。

在技術(shù)突圍之外,長江存儲的存在更加重要的意義則是,中國不再被日韓存儲巨頭”卡脖子“,而這也是全產(chǎn)業(yè)鏈的國產(chǎn)化的過程中邁出的重要一步。

展望未來,在產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化的過程中必將遇到很多問題,也需要國家、企業(yè)投入更多的成本,但也只有前期投入,才能打出更多在國際市場上具有競爭力的產(chǎn)品,讓更多更好的技術(shù)與產(chǎn)品服務(wù)廣大的消費(fèi)者。

寫在最后

回看過去,在美聯(lián)儲持續(xù)加息和全球宏觀經(jīng)濟(jì)逆風(fēng)背景下,半導(dǎo)體行業(yè)去年經(jīng)歷了近10年來最嚴(yán)重的衰退,庫存處于歷史最高水平的存儲行業(yè),迎來了行業(yè)的”至暗時(shí)刻“。

展望未來,在行業(yè)龍頭紛紛削減資本開支,減少供給后,存儲價(jià)格也即將到達(dá)谷底,隨著美聯(lián)儲加息預(yù)期減弱帶來的經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇預(yù)期,疊加AI服務(wù)器存算一體帶來的新需求,困境反轉(zhuǎn)就在面前。

而在存儲行業(yè)這輪周期波動中,中國企業(yè)也悄悄站上了牌桌。

在自主可控的大背景之下,僅僅花費(fèi)六年時(shí)間,長江存儲便打破了美日韓的存儲封鎖,成功躋身第一梯隊(duì)。2021年,長江存儲在NAND領(lǐng)域的全球市占率已經(jīng)達(dá)到4%,2022年估算達(dá)到7%,已經(jīng)具備強(qiáng)大的行業(yè)競爭力。

而我也堅(jiān)信,在不久的將來,存儲行業(yè)將成為下一個(gè)面板行業(yè),而長存、長鑫會成為他們故事里的“京東方”,彼時(shí),三星也不再敢隨意“起火”、“停電”,中國消費(fèi)者也能用上更加優(yōu)質(zhì)和廉價(jià)的產(chǎn)品。

       原文標(biāo)題 : AI算力拉動,存儲行業(yè)迎來新拐點(diǎn)?

聲明: 本文由入駐維科號的作者撰寫,觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表OFweek立場。如有侵權(quán)或其他問題,請聯(lián)系舉報(bào)。

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