人工智能技术发展方兴未艾,推动大算力时代拉开序幕。但一个行业共识是,目前我国算力性能超过存储能力,产生的数据难以被完全存储并转化为价值。
根据相关规划,到2025年,我国存储总量要超过1800EB。而到2023年6月底,全国存力总规模为超过1080EB。这意味着,中间还有超700EB的巨大存储缺口亟待补充。
巨大的缺口意味着巨大的增长潜力。作为半导体行业中最大细分市场之一,存储芯片在经历近两年的低迷后,在2023年第四季度出现复苏迹象,2024年一季度延续回暖的势头。这种复苏势头的背后,很难说不是AI的推动。
“以人工智能为主的新兴领域推动存储市场需求持续向好,存储行业价格自2023年三季度起至今一直处于上升通道,公司销售收入规模、毛利率增长延续良好态势,净利润水平较去年同期大幅提升。”一家A股内存芯片公司对21世纪经济报道记者表示。
记者注意到,仅从A股存储器板块2023年年报和2024年一季报来看,业绩已经呈现明显向好趋势,多家公司提及服务器市场需求上升的推动。
此外,随着算力需求越发提升,市场对数据存储的容量、效率、流动性和安全性等方面也提出了更高的要求,这推动着新型存储芯片技术的创新,给产业链带来新的机遇。
目前为投资者熟知的存储产业链,即指半导体存储器产业链,上游主要包括硅片、光刻胶、电子特种气体等原材料和设备供应商;中游半导体存储器,存储芯片是其核心组成部分;下游主要应用于消费电子、信息通信、汽车电子、工业电子、服务器、物联网设备等领域。
存储芯片进一步细分为两种,分别是易失性存储器和非易失性存储器,易失性存储器主要包含静态随机存取存储器(SRAM)和动态随机存取存储器(DRAM);非易失性存储器主要包含可编程只读存储器(PROM)、闪存存储器(Flash)、可擦可编程只读存储器(EPROM/EEPROM)等。其中Flash和DRAM存储器是主流存储产品,合计市场份额约达99%。
而在FLASH存储器技术中,常见的两种类型是NOR Flash和NAND Flash,前者市场规模相对较小且竞争日趋激烈,国际存储器龙头纷纷退出中低端NOR Flash市场,产能或让位于高毛利的高容量NOR Flash,或转向DRAM和NAND Flash业务。
因此,更准确地说,DRAM和NAND Flash占据了当前存储器芯片市场的主要份额。
在DRAM领域,目前全球存储器产业处于高度垄断,主要的DRAM厂商包括韩国的三星电子、SK海力士和美国的美光科技,占据全球90%以上的市场份额,排名其后的多为中国台湾地区的企业。NAND FLASH市场情况与之类似,2023年,三星和SK海力士共占据49.5%的市场份额,铠侠占比21.6%,美光占比10.3%。
众所周知,由于下游需求整体不振,存储芯片市场已经低迷了两年之久,一众巨头和A股存储产业链业绩均未能幸免。但2023年下半年以大模型为代表的人工智能技术迅猛发展后,全球存储芯片市场面临前所未有的供应紧张局面,尤其是对高性能存储的需求暴涨。
那么,AI端侧对存储需求的增长到底如何直观感受?
根据国泰君安的一份最新研报,从需求侧看,DRAM晶圆需求主要集中在服务器、移动市场、PC三部分,其中服务器占比36.71%,移动占比37.67%,PC占比11.95%。NAND需求主要集中在手持设备,企业级SSD,PC SSD三部分,其中手持设备占比32.17%,企业级SSD占比18.45%,PC SSD占比24.82%。
其中,AI增长对服务器存储需求增量较大,以GB200 NVL72为例——单台GB200 NVL72(HBM+LPDDR5x)消耗晶圆片数为15.21片。以手机为例,若内存由8GB增加至16GB,DRAM晶圆新增消耗量约3643.26千片,若闪存容量由256GB增加至512GB,NAND晶圆新增消耗量约4033.61千片。
据测算,到2025年AI对于存储晶圆的消耗(包括服务器,手机,PC存储容量增加)相较于2023年年末,DRAM与NAND市场的需求增量分别为20.63%、22.25%。
在这样的背景下,从2023年四季度开始,SK海力士率先迎来盈利。今年一季度,美光、三星等厂商也实现扭亏为盈。
兆易创新(603986.SH)第一大营收产品为存储器,具体包括NOR Flash、SLC Nand Flash和DRAM。2023年,由于终端市场需求疲弱,公司业绩下滑明显,今年一季度业绩才有所恢复。佰维存储(688525.SH)、江波龙(301308.SZ)、普冉股份(688766.SH)等存储器厂商均表现出相同的业绩走势。
其中一家公司负责人在接受21世纪经济报道记者采访时表示,“公司今年一季度有不错的表现,就二季度来看,上游厂商也有一些合约价格的上行,我们的产品价格基本上是随行就市的情况。”
华邦电子主要致力于中小容量的DRAM产品以及Flash产品,公司相关负责人接受21世纪经济报道记者采访时说道:“从去年Q3末、Q4初到现在,市场需求方面无论是手机、PC、服务器,还是电视这些大众的消费类电子产品,需求相对于去年在某种程度上展现出了恢复态势。”
不过需要指出的是,本轮存储周期的拐点并非单一来自下游市场复苏,而更多是上述原厂削减资本开支,减少晶圆产能等多重措施,使得存储市场供需逐渐回归平衡。
对于未来的推动力,前述A股公司受访人士表示,“在AI的驱动下,会带动存储规格的提升,例如服务器需要更多高性能、高容量、高传输速率的产品,这将带动整体存储行业技术迭代。”
“消费电子产品的销量正常情况是持续增长的,同时每个产品所需的容量也会不可逆地持续增加,相信2024年乃至以后,存储领域的原动力会一直存在,同时AI也会带动新一波的增长。”华邦电子相关负责人补充道。
兆易创新也在年报中谈道,就AI而言,除在云端算力的爆发式需求外,其端侧的应用也将快速发展和普及。在手机和PC需求企稳的背景下,叠加AI大趋势,预计2024年存储市场将恢复增长。