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半导体行业:国金证券-半导体行业研究:存储器结构性分道篇~重内存-210914

研报作者:郑弼禹,赵晋 来自:国金证券 时间:2021-09-14 11:55:47
  • 股票名称
    半导体行业
  • 股票代码
  • 研报类型
    (PDF)
  • 发布者
    jo***ng
  • 研报出处
    国金证券
  • 研报页数
    23 页
  • 推荐评级
    买入
  • 研报大小
    1,771 KB
研究报告内容

市场数据(人民币) 市场优化平均市盈率18.90 国金半导体指数6989 沪深300指数4992 上证指数3715 深证成指14706 中小板综指14077 相关报告 1.《半导体行业中期策略报告-全球半导体通 膨下的机会及风险》,2021.7.6 2.《半导体设备Q1大增51%,订单饱满供 不应求-半导体行业点评》,2021.6.8 3.《台湾地区疫情影响点评-台疫情加剧产能 紧张,大陆封测企业或将受...》,2021.6.7 4.《车用半导体深度报告-自驾电动车带动的 十倍半导体增值》,2021.3.9 5.《化合物半导体行业深度报告-砷化镓本土 闭环,碳化硅等待“奇点时...》,2021.2.28 郑弼禹分析师SAC执业编号:S1130520010001 zhengbiyu@gjzq.com.cn 邵广雨联系人 shaoguangyu@gjzq.com.cn 赵晋分析师SAC执业编号:S1130520080004 zhaojin1@gjzq.com.cn 存储器结构性分道篇-重内存 投资建议 虽然我们保守预期2022年全球内存DRAM市场将衰退10-15个点, DRAM合约价格将下跌30-35个点,直接影响DRAM大厂的营业利润率在 这次下行周期至少超过15个点,但我们认为这是布局优质公司的机会。

归 因于摩尔定律趋缓,新设备如EUV单价提升拉高资本开支及折旧费用,加 上人工智能服务器系统对于HBM高频宽内存需求的增加,服务器CPU的加 速叠代更新到5/3nm及/20A制程工艺及从8到12通道内存模组的规格改 变,DDR5/DDR6及L3/L5自驾车的陆续上路,中/低容量特殊利基型 DRAM需求超过供给,这些趋势的改变将让DRAM位元密度需求增长加速 (从过去五年18%的bit growth,到未来10年的20-21% bit growth),加上 长期价格的稳定来反映高资本开支,我们预期DRAM内存产业进入未来10 年的黄金时代,10年内存营收复合增长率将达21-22%,这类似于我们看到 先进逻辑制程工艺产品的长期价格上涨通膨趋势,但10年逻辑芯片及晶圆 代工营收复合增长率达10-15%,明显低于内存器营收复合增长率。

行业点评 DRAM内存进入黄金时代-需求篇:1.首次全面使用EUV光刻1-alpha DRAM;2.人工智能服务器系统拉动HBM高频宽内存需求;3.服务器用 DDR5明年问世,核心数带动内存通道数增加,7nm/4nm/20-18Angstrom CPU也将搭配HBM; 4. L3/L5自驾车对存储器需求;5.中/低容量特殊利基 型DRAM需求超过供给。

EUV扩大产业进入障碍-供给篇:因为设备越来越贵,EUV光刻机设备取 得困难,加上良率延迟问题,DDR5比DDR4多消耗30-50%产能,我们预 期未来10年的DRAM位元容量产能复合增长率将从过去5年的20%,降低 到17%。

未来10年全球DRAM行业应该是长期处于供给不足的状态,估计 短期供过于求的下行周期将有2-3次,少于2010-2020年的4次。

库存篇:因为新冠病毒疫情扩大的影响,渠道模组商及系统厂商愿意多背负 库存,所以全球内存/闪存大厂的存储器库存被成功的转移到存储器渠道模 组商及终端系统厂商手中,虽然未来几个季度因需求减弱,存储器大厂的库 存会逐渐攀升,但存储器大厂,渠道商,系统商的高库存将成为新常态。

重点关注组合:镁光(美国政府重点奖励公司及不使用高折旧EUV光刻机来 生产下个世代的1-alpha,1-beta DRAM),兆易创新(合肥长鑫给予保障利润 及产能的支援),澜起科技(未来几个世代的服务器核心数暴增带动内存通道 数持续增加,服务器用DDR5内存模组明年问世,L3/L5自驾车对内存接口 芯片需求增加),北京君正(长周期/高规格车用DRAM产品龙头,未来将 受惠于自驾车对存储器芯片容量的大幅提升)。

风险提示 新冠肺炎Delta, Delta plus变种病毒肆虐,中美技术竞争白热化,笔电/ Chromebook/平板/TV/游戏机/大尺寸手机强力需求可能无法持续到 2022年,全球半导体库存可能不降反增,估值偏高风险。

5415 5797 6178 6560 6941 7323 7704 20 09 14 20 12 14 21 03 14 21 06 14 国金行业沪深300 2021年09月14日 创新技术与企业服务研究中心 半导体行业研究 买入(维持评级) ) 行业深度研究 证券研究报告 行业深度研究 内容目录 一、DRAM内存产业进入黄金时代-需求篇...................................................4 二、EUV光刻机扩大产业进入障碍-供给篇.................................................12 三、短期库存转移-库存篇..........................................................................13 四、现货及合约价预期-价格篇...................................................................14 五、择优-投资建议及估值篇.......................................................................16 六、风险提示...............................................................................................21 图表目录 图表1:内存应用分类10亿GB .....................................................................4 图表2:逻辑及内存芯片制造所需EUV光刻机数量测算.................................5 图表3:人工智能云端推理及训练芯片在不同定点,浮点,精度,峰值比较...5 图表4:英伟达DGXCPU及A100 GPU內存器DDR/HBM使用位元容量.....6 图表5:英特尔AIGPUPonte Vecchio及AI服务器架构................................6 图表6:GDDR5和HBM的规格比较..............................................................7 图表7:DDR4, DDR5, HBM2 DRAM的比较..................................................7 图表8:新世代x86服务器CPU规格比较表..................................................8 图表9:Intel 7nm服务器处理器Sapphire Rapids ..........................................9 图表10:Intel 4nm服务器处理器Granite Rapids ..........................................9 图表11:美国出租车及自用车自驾平台芯片及视觉系统比较..........................9 图表12:国内出租车及自用车自驾平台芯片及视觉系统比较........................10 图表13:全球L3-L5自驾车销量及占比预测................................................10 图表14:各DRAM内存器应用占比变化......................................................11 图表15:全球DDR2/DDR3512Mb-2Gb中低容量特殊利基型DRAM产出..11 图表16:全球特殊型DRAM合约价格更新...................................................12 图表17:DRAM厂资本开支,年产能,每片晶圆DRAM容量变化预测...............13 图表18:全球存储器厂商资本开支同比变化.................................................13 图表19:存储器制造商及渠道模组商平均库存月数季度变化........................14 图表20:计算机及服务器系统厂商平均库存月数季度变化............................14 图表21:DRAM合约价格预测,1Q21-4Q22...............................................15 图表22:DRAM/NAND现货及合约价格预测....................................................15 图表23:存储器行业营业利润率,同比增长,库存月数季度比较.................16 图表24:全球内存DRAM及逻辑芯片市场同比增长率比较..........................16 图表25:全球及国内存储器大厂及相关公司估值比较表一(韩国公司股价单位 为千元) ......................................................................................................17 图表26:全球及国内存储器大厂及相关公司估值比较表二............................17 行业深度研究 图表27:镁光合理股价区间预测..................................................................18 图表28:兆易创新合理股价区间预测...........................................................19 图表29:澜起合理股价区间预测..................................................................20 图表30:北京君正合理股价区间预测...........................................................21 行业深度研究 一、DRAM内存产业进入黄金时代-需求篇 虽然国内5G智能手机改朝换代在2021年底将近尾声(超过90%以上渗 透率),全球5G智能手机渗透率在2021年底已超过五成,这将造成明年高阶 智能手机品牌商在已开发国家很难卖,启动价格战或降规格可期。

加上明年全 球疫情在疫苗大量施打后将逐步趋缓,我们认为在家六机(笔电,平板电脑, Chromebook, LCD/AMOLEDTV,游戏机,大尺寸手机)及大尺寸面板供应链 的需求也将明显衰退,这两个风险将影响2022年电脑,高阶5G手机内存 DRAM,闪存NAND,8“大尺寸驱动,8/12“电源管理芯片,及12” 7/5nm先进 制程工艺在家六机CPU, GPU, WiFi, ABF载板及5G芯片晶圆代工及封测需求。

所以我们估计2022年全球半导体市场增长将趋缓,尤其是手机芯片销售同比 增长将明显趋缓,电脑芯片销售甚至不排除衰退,这样多少会影响明年DRAM 内存及NAND闪存的位元增长需求及短期价格走势。

但就长期全球DRAM内存存储器市场而言,归因于摩尔定律趋缓,新设备 如EUV单价提升拉高资本开支及折旧费用,加上人工智能服务器系统对于 HBM高频宽内存需求的增加,服务器CPU的加速叠代更新到5/3nm及/20A制 程工艺及从8到12通道内存模组的规格改变,从支援DDR4到速度更快的 DDR5/DDR6,L4/L5自驾车的陆续上路,中/低容量特殊利基型DRAM需求 超供给,这些趋势的改变将让DRAM位元密度需求增长加速(从过去五年 18%的bit growth,到未来10年的20-21% bit growth)及传输速度增长加速, 而20-21%位元需求增长加上长期价格的稳定来反映高资本开支及折旧费用, 摩尔定律微缩的趋缓,我们因此预期DRAM内存产业进入未来10年的黄金时 代,10年内存营收复合增长率将达21-22%,这类似于我们看到先进逻辑制程 工艺产品的长期价格上涨通膨趋势,但10年逻辑芯片及晶圆代工营收复合增 长率达10-15%,明显低于内存器营收复合增长率。

图表1:内存应用分类10亿GB 来源:TrendForce,国金证券研究所-半导体研究 1.首次全面使用EUV光刻1-alpha DRAM:从2021年开始三大内存器 制造公司三星,海力士,及镁光将陆续量产1-alpha DRAM (10-12nm), 除了镁光仍坚持使用193nm ArF浸润式光刻机制造1-alpha DRAM外, 三星及海力士都将首次全面采用13.5nm EUV光刻机来制造1-alpha DRAM,一般来说EUV 1-alpha DRAM传输速度在DDR4规格可至少 提升到4266MT/s,在DDR5可至少提升到4800MT/s。

而1alpha的微 缩制程工艺,可比1z制程工艺多生产25%的DRAM芯片,但因为1- alpha DRAM需要大约5-6 EUV层,而每月处理10万的每个EUV 1- alpha DRAM层就需要1.5-2台EUV光刻机,那5-6 EUV层就需要8- 12台EUV机台,以每台EUV售价1.5亿美元来测算(远高于每台 193nm ArF浸润式光刻机的6000万美元),每个月10万片1-alpha DRAM的产能就要额外投资15亿美元的EUV光刻机台,EUV光刻机 资本开支及折旧费用的拉高,会让少数能供应先进1-alpha,1-beta,然 后1-gamma DRAM的厂商其制造成本逐年提升,未来价格结构性上涨 可期。

0 50 100 150 2018201920202021202220232024202520262027202820292030 PC电脑 DRAMServer服务器 DRAM Smartphone手机 DRAMGraphics DRAM Consumer DRAMAutomobile车用DRAM 行业深度研究 图表2:逻辑及内存芯片制造所需EUV光刻机数量测算 来源:ASML,国金证券研究所-半导体研究 2.人工智能服务器系统拉动HBM高频宽内存需求:这几年因为Nvidia英 伟达的GPU大量被使用在人工智能的云端辨识系统,从每台服务器加 两片高速运算GPU卡,4片到8片GPU卡都有,让Nvidia在数据中 心芯片市场的份额从2018-2019年的不到10%,到2021年的超过 25%,全球人工智能服务器占比也逐年提升至2021年近10%,英伟达 最新的7nm芯片A100,芯片面积虽然高达826mm2,最大耗电量达 400W, 但其在浮点半精度,单精度,双精度稀疏及理论峰值运算都明 显优于同业,为了让A100的DGX人工智能服务器系统发挥效能,除 了要配备512GB-2TBDDR4-3200 MT/s DRAM给AMDCPU用外, 还要另外配备320-640GBHBM (高频宽内存)给AIGPU使用,我们相 信英特尔明年上半年要推出的Ponte Vecchio x4再搭配2颗Sapphire Rapids CPU的人工智能服务器系统,也需要庞大的DDR5 DRAM及 HBMDRAM。

所以全球AI服务器(使用GPU,ASIC来做人工智能定 点,浮点运算)出货占比的提升,对HBM内存需求同比增长有明显的 拉动作用,占比逐年提升可期,我们保守假设到2030年全球至少有 20%服务器具备AIGPU/ASIC的人工智能运算功能,人工智能服务器 AIGPU/ASIC用的HBM(高频宽存储器)位元密度占整体服务器存储 器位元量占比将从现在的5-10%,提升到2030年的15-20%,这样 将占全球DRAM内存器需求,从2021年的2-3%,增加到2030年的 6-8%。

图表3:人工智能云端推理及训练芯片在不同定点,浮点,精度,峰值比较 思元220思元100思元270- S4 思元290昇腾910 Radeon Instinct MI50 Tesla T4 V100 GPUA100 GPU 供应商寒武纪寒武纪寒武纪寒武纪海思超威英伟达英伟达英伟达 应用边缘运算云端推理 云端推理 训练 云端训练 云端训练推理 云端 云端推理 训练 云端推理训练 云端推理训练 制程工艺 TSMC 16nm, 94.8mm2 TSMC 16nm, 326.5mm2 TSMC 16nm, 369.6mm 2 TSMC 7nm TSMC 7nm+ EUV, 456mm2 TSMC 7nm TSMC 12nm TSMC 210 亿晶体管 12nm CoWoS, 815mm2 TSMC 540 亿晶体管 7nm CoWoS, 826mm2 定点INT81/4 精度理论峰值 8 TOPS 32 TOPS 128TOPS 512 TOPS 512TOPS 53 TOPS 130TOPS 60 TOPS 625 TOPS 定点INT81/4 精度稀疏模式 32 TOPS 128TOPS 512TOPS 1248 TOPS 定点INT16半 精度理论峰值 4 TOPS 64TOPS 行业深度研究 定点INT16半 精度稀疏模式 16 TOPS 256TOPS 浮点FP16半精 度理论峰值 16 TFLOPS 256TFLOP S 256TFLOP S 26.5 TFLOPS 65TFLOP S 125 TFLOPS 310 TFLOPS 浮点FP16半精 度稀疏模式 64 TFLOPS 1024TFLO PS 1024TFLOPS 620 TFLOPS 浮点FP32单精 度理论峰值 13.3 TFLOPS 8.1TFLO PS 16 TFLOPS 160 TFLOPS 浮点FP32单精 度稀疏模式 320 TFLOPS 浮点FP64双精 度理论峰值 不支援不支援不支援 6.6 TFLOPS 8 TFLOPS 20 TFLOPS 最大耗电量8.25W 75W/110W 70W 300W 310W 300W 70W 300W 400W 来源:寒武纪招股说明书及问询函回复,海思,超威,英伟达,国金证券研究所-半导体研究 图表4:英伟达DGXCPU及A100 GPU內存器DDR/HBM使用位元容量 来源:Nvidia,国金证券研究所-半导体研究 图表5:英特尔AIGPUPonte Vecchio及AI服务器架构 来源:Intel,国金证券研究所-半导体研究 行业深度研究 图表6:GDDR5和HBM的规格比较 图表7:DDR4, DDR5, HBM2 DRAM的比较 来源:EETimes,国金证券研究所-半导体研究 来源:Synopsys,国金证券研究所-半导体研究 3.服务器CPU的加速叠代更新到5/3nm及/20A制程工艺及从8到12通 道内存模组的规格改变:归因于英特尔Intel及超威AMD在x86服务器 CPU的设计规格及制程工艺竞争加剧,加上ARM服务器CPU的步步 紧逼,我们相信服务器CPU的加速叠代更新,将造成服务器DRAM产 业未来10年的营收增长率高于过去的15-20%拉高近一倍到30%,服 务器DRAM位元容量需求占比将从现在的34-35%,提升到2030年的 50-55%占比或600-650亿GB位元,我们的测算主要是建立在下面四 个假设基础: 人工智能服务器GPU/ASIC大量使用HBMDRAM高频宽内存: 之前提到的使用HBM的人工智能服务器GPU/ASIC的占比从现在 的10%,增加到2030年的至少20%。

人工智能服务器AI GPU/ASIC用的HBM(高频宽存储器)位元密度占整体服务器存 储器位元量占比将从现在的5-10%,提升到2030年的15-20%, 这样将占全球DRAM内存器需求,从2021年的2-3%,增加到 2030年的6-8%。

服务器用DDR5明年问世:在英特尔加速日会议,公司宣布2022 年将于一季度投片量产首度支援4800 MT/s DDR5的7nm服务器 CPUSapphire Rapids,而AMD明年将推出的EUV 5nm服务器 Zen 4 CPUGenoa,也将支援5200MT/s的DDR5,我们认为 DDR5将比DDR4芯片面积及价格提升30-50%,意思就是消耗掉 更多的内存DRAM芯片产能。

根据目前产业链讯息,我们测算支 援DDR5 DRAM的Sapphire Rapids及Genoa CPU将占2022年 服务器CPU 30%的出货占比,这对整体服务器内存价格提升有 10-15%的贡献。

核心数带动内存通道数增加:英特尔为了加速追赶AMD的设计及 台积电的制程工艺节点,预计于2023年投片量产推出超过100个 CPU核心的4nm服务器CPUGranite Rapids CPU,而为了让 100多核心的Granite Rapids及96核心的Genoa能够加速运算 及存取资料,我们认为两者都将加码内存模组通道数达50%,从 之前的8通道,转成12通道,这样会让每颗服务器CPU,搭配近 3 Terabyte TB的内存位元容量(128GB x 12 x 2 = 3TB),而让双 插槽CPU服务器(2 CPU sockets server),搭配近6 Terabyte TB 的内存位元容量,这对2023年整体服务器内存位元增长率就有15 个点的贡献。

我们不排除到了Intel 3nm,20A埃米Angstrom, AMDZen 53nm Turin CPU时代,我们将看到18-24服务器内存器 模组通道数,这对内存位元容量长期增长有帮助,也对服务器内存 模组接口芯片大厂澜起,Renesas/IDT, Rambus有利。

7nm/4nm/20-18Angstrom CPU将搭配HBM:虽然人工智能的 GPU/ASIC率先采用HBM高频宽内存,但我们认为Intel及 AMD为了增加CPU跟内存器传输的频宽,也将整合高价HBM在 ABF大载板中,我们相信Intel预计在2022年推出的7nm CPU 行业深度研究 Sapphire Rapids将开始对外连接4颗HBM,而于2023年推出的 4nm CPUGranite Rapids,或者是AMD在同年要推出的3nm Turin CPU,都将整合至少4颗16/24GB的HBM (64-96GB)在 每个CPUABF大载板上(双插槽CPU服务器,则需要128- 192GBHBM),虽然这容量远低于配备320-640GB给4x/8x AI GPU使用的HBM,但要是2024年之后所有的服务器双插槽 CPU都搭配128-192GB的HBM,估计这将占到全球DRAM内存 器需求7-10%的位元容量份额,及全球服务器DRAM内存器需求近 20%的位元容量。

图表8:新世代x86服务器CPU规格比较表 Intel AMD Product name Ice Lake Sapphire Rapids Granite Rapids Milan Genoa 平台Whitley Eagle Stream Eagle Stream Zen 3 Zen 4 制程节点10nm+ Intel 7nm Intel 4nm EUV 7nm EUV 5nm EUV Poly pitch栅极间距54nm N.A. N.A.56nm 48nm 金属间距MP 36nm N.A. N.A.36nm 28nm 核心数32-40 cores 56-80 cores 120 cores 8x864 cores 12x896 cores 线程数64-80 Threads 112-160 Threads 240 Threads 128 Threads 192 Threads 核心芯片面积550-600mm2 372mm2 x 4 chiplets: 1488mm2 74mm2x8 chiplets: 592mm2 69mm2 x 12chiplets: 828mm2 I/O芯片 GF 14nm 416mm2 TSMC 6nm 263mm2 量产时点2Q212Q222Q232Q212Q22 存储器通道数8x DDR 4-3.2Ghz 8x DDR 512x DDR 58x DDR 4-3.2Ghz 12x DDR 5-5.2Ghz DRAM密度/CPU 128GBx8x2=2TB 128GBx8x2=2T B 128GBx12x2=3TB 128GBx8x2=2TB 128GBx12x2=3TB PCIEGen 4/564x PCIEG480x PCIEG5 PCIE 5.0128x PCIE 4128x PCIE 5 DDRDDR 43200MT/s DDR 5 4800MT/s DDR 5 DDR 43200MT/s DDR 55200MT/s TDP 250-270W 270-350W 280W 320W Socket LGA 4189 LGA 4677 LGA 4677 LGA 4094 LGA 6096 来源:国金证券研究所整理-半导体研究 行业深度研究 图表9:Intel 7nm服务器处理器Sapphire Rapids 图表10:Intel 4nm服务器处理器Granite Rapids 来源:Intel,国金证券研究所-半导体研究 来源:Intel,国金证券研究所-半导体研究 4. L3/L5自驾车对存储器的需求:不同于每台智能服务器动辄需要配备 320-640GBHBM (高频宽内存)给4-8颗AIGPU使用,4-6 Terabyte DDR4/DDR5 DRAM给双插槽服务器CPU存取,以后还需要128-192 GBHBMDRAM给双插槽服务器CPU使用,2021年每台车大约只需 要3.5-4.0 GBDRAM用在车载影音娱乐系统,ADAS驾驶辅助系统, 但Tesla自從推出Model S/X以来,DRAM规格导入当时频宽最高的 8GBGDDR5,而Model 3, Model Y更进一步导入14GBDRAM,我们相 信新的Model SPlaid及新的加长里程车款,至少从20GBDRAM起跳。

而我们之前在国金半导体团队于2021年3月9日出版的“自驾电动车 带动的10倍半导体增值“深度报告中预测,L3-L5自驾车渗透率逐年 提升并将于2035年的超过30%,我们测算每部L3-L5自驾车将配备2- 4颗CPU及GPU/ASIC,这将大幅拉动车载内存器的位元容量复合增 长率为整体内存增长的两倍达40%左右,估计将拉升车载内存位元容量 占比从2021年的1.7%,到2030年的6-7%,每车内存器位元容量将 从2021年的3.5-4.0 GBDRAM,增加到2030年的50-55GBDRAM。

图表11:美国出租车及自用车自驾平台芯片及视觉系统比较 Waymo One Tesla NVIDIAGMCruise Mobileye/Intel SAE级数L4-L5 L3-L4 FSDL2-L4 FSDL4-L5 L4-L5 主攻市场公交,出租车自用自用,公交,出租车公交,出租车自用,出租车 AI芯片 2-4x Nvidia GPU,谷歌 张量处理器, FPGA Dual ASIC (12 ARM A72 cores,4 NPU cores),260mm2, 144 Tera OPS AGXOrin 170亿晶体 管,200 Tera OPS, tsmc 7nm 2-4x Nvidia GPU, FPGA EyeQ5, tsmc 7nm,24 Tera OPS; EyeQ6 tsmc 7nm,67 Tera OPS CPU 2-4x Intel或ARM CPU 2-4x Intel x86 2-4x ARMHercules CPU 2-4x Intel或ARMCPU 2-4x Intel 10nm Tremont 视觉传感器 5x光达,4x雷达,1x 360度摄像头,8x摄像头 8x摄像头,12超音 波感测器,1x雷达 依照客户选择 5x Velodyne VLP 16光 达,16x摄像头,21x毫 米波雷达 激光雷达,自研(2025), 雷达,摄像头 AI+视觉软硬件成本 超过20万美元1-2万美元3-6万美元超过15万美元 1-2万-5000 (2025)美元 驾驶区域凤凰城1000万英里Global 10亿英里不明超过200万英里Global 3亿英里 量产时点201920192022-202320192023 来源:各公司公告,国金证券研究所-半导体研究 行业深度研究 图表12:国内出租车及自用车自驾平台芯片及视觉系统比较 地平线Horizon Robotics Black Sesame黑芝麻百度/Apollo Go AutoX SAE级数L3-L4 L3-L4 L4-L5 L4-L5 主攻市场自用自用公交,出租车公交,出租车 AI芯片 征程5/6, tsmc 7nm, 96/400 Tera OPS 4x A1000 tsmc 16nm, 280 Tera OPS Nvidia GPU, Xilinx FPGA, Infineon MCU 2-4x Nvidia GPU, FPGA CPU 4x ARMCortex A538x ARMCPUIntel CPU 2-4x Intel或ARMCPU 视觉传感器 激光雷达,毫米波雷达, 摄像头 激光雷达,毫米波雷达, 摄像头 5摄像头,12超音波 感测器,毫米波雷达, 光达 5x激光雷达,毫米波雷达,摄像头 AI+视觉软硬件成本1万美元上下1万美元上下超过10万美元超过10万美元 客户及合作伙伴 SK中国, SKHynix,长 安,上汽,一汽,理想,奇 瑞,长城,奥迪,大陆集 团,广汽 比亚迪,蔚来,芯动能, 上汽, SK中国,招商局 吉利,威马,一汽红旗, 大众,丰田,福特 阿里巴巴,东风,上汽,比亚迪, FCA, 奇瑞,长城,滴滴出行,高德,大众出行 驾驶区域不明不明 长沙,北京,超过200 万公里,300 L4,45张 执照 加州,上海(100),深圳(25),武汉 量产时点2022-20232021-202220192020 来源:各公司公告,国金证券研究所-半导体研究 图表13:全球L3-L5自驾车销量及占比预测 来源:国金证券研究所-半导体研究 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% - 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 20 15 20 16 20 17 20 18 20 19 20 20 20 21 E 20 22 E 20 23 E 20 24 E 20 25 E 20 26 E 20 27 E 20 28 E 20 29 E 20 30 E 20 31 E 20 32 E 20 33 E 20 34 E 20 35 E 全球L3-5自驾车销量(mn)全球L3-5自动驾驶车占比(%) 行业深度研究 图表14:各DRAM内存器应用占比变化 来源:国金证券研究所-半导体研究 5.中、低容量特殊利基型DRAM需求超过供给:归因于数位电视,机上 盒,Wi-Fi 5/6,安防,路由器, Modem, AIOT,白色家电,工业IPC对小容 量DRAM内存的需求稳定增长,加上海力士(产能转CMOS感测器) 明显退出中/低容量特殊利基型DRAM供应链,而南亚,力积电在全球 12“ 3x/4x/5x/6x nm存储器成熟制程产能不增反减(全球中/低容 量特殊利基型DRAM产出在1H21年同比衰退16%,主要系力积电将 30%存储器产能转逻辑晶圆代工),中国大陆的合肥长鑫又主攻19/ 17nm低功耗手机大容量用DRAM,综合这些原因,DDR2512Mb/ 1Gb, DDR31,2Gb DRAM等中/低容量特殊利基型DRAM需求超过 供给,价格直到三季度仍环比增长10-20%,同比增长超过一倍,即使 明年价格因数位电视,机上盒短期需求转弱而调整超过30%,但长期供 给减弱会持续让中/低容量特殊利基型DRAM长期价格相对稳定。

图表15:全球DDR2/DDR3512Mb-2Gb中低容量特殊利基型DRAM产出 bn Gb units 1Q202Q203Q204Q201Q212Q21 Samsung 0.2350.2420.2490.2650.2450.220 SKHynix 0.1010.1000.0960.0870.0140.002 Micron 0.1930.1980.2020.2100.2000.190 Winbond 0.1210.1220.1210.1210.1300.129 PSC力积电0.0800.0710.0700.0630.0560.048 Nanya Tech 0.2420.2090.1820.1720.1850.186 Total 0.9710.9410.9210.9180.8310.774 % shares份额 Samsung 24% 26% 27% 29% 30% 28% SKHynix 10% 11% 10% 10% 2% 0% Micron 20% 21% 22% 23% 24% 24% Winbond 12% 13% 13% 13% 16% 17% PSC力积电8% 8% 8% 7% 7% 6% Nanya Tech 25% 22% 20% 19% 22% 24% Y/Y同比 Samsung -30% -19% 17% 18% 5% -9% SKHynix -52% -52% -47% -30% -86% -98% Micron 8% 1% 1% 9% 4% -4% Winbond 13% 3% -2% -5% 8% 6% 30% 32% 33% 34% 35% 38% 41% 43% 45% 48% 50% 52% 54% 42% 41% 40% 40% 39% 37% 35% 33% 32% 30% 29% 27% 26% 1% 1% 1% 2% 2% 2% 3% 3% 3% 4% 5% 5% 6% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% PC电脑DRAMServer服务器DRAM Smartphone手机DRAMGraphics DRAM Consumer DRAMAutomobile车用DRAM 行业深度研究 PSC力积电-24% -36% -21% -26% -30% -33% Nanya Tech -9% -27% -30% -29% -23% -11% Total -19% -22% -14% -8% -14% -18% 来源:TrendForce,国金证券研究所-半导体研究 图表16:全球特殊型DRAM合约价格更新 来源:TrendForce,国金证券研究所-半导体研究 二、EUV光刻机扩大产业进入障碍-供给篇 之前我们认为从2021年开始三大内存器制造公司三星,海力士,及镁光 将陆续量产1-alpha DRAM (10-12nm),除了镁光仍坚持使用193nm ArF浸润 式光刻机制造1-alpha DRAM外,三星及海力士都将首次全面采用13.5nm EUV光刻机来制造1-alpha DRAM,一般来说EUV 1-alpha DRAM传输速度在 DDR4规格可至少提升到4266MT/s,在DDR5可至少提升到4800MT/s。

而 1alpha的微缩制程工艺,可比1z制程工艺多生产25%的DRAM芯片,但因 为1-alpha DRAM需要大约5-6 EUV层,而每月处理10万的每个EUV 1- alpha DRAM层就需要1.5-2台EUV光刻机,那5-6 EUV层就需要8-12台 EUV机台,以每台EUV售价1.5亿美元来测算(远高于每台193nm ArF浸润 式光刻机的6000万美元),每个月10万片1-alpha DRAM的产能就要额外投 资15亿美元的EUV光刻机台,EUV光刻机资本开支的拉高,会让少数能供应 先进1-alpha,1-beta,以及1-gamma DRAM的厂商其资本开支逐年提升,再 加上要做到10-12nm的1-alpha,8-10nm的1-beta,还有8nm以下的1- gamma及1-delta,都会因为摩尔定律趋缓,EUV光刻机设备取得困难(目前不 但交期达21个月,还要跟晶圆代工厂抢设备),加上良率问题而越加困难而延 迟,DDR5比DDR4多消耗30-50%产能,我们因此预期未来10年的DRAM 位元容量产能复合增长率将从过去5年的20%,降低到17%,明显低于未来 10年需求复合增长率的20-21%。

以下是我们的几个要持续更新的测算基础假 设: 未来10年全球DRAM厂的资本开支将有13%的复合增长率; 因为半导体设备越来越贵,每10亿美元DRAM厂的资本开支所能换 来的DRAM晶圆产能将逐年减少8-9%; 未来10年全球DRAM晶圆厂年产能将以6-7%的复合增长率增加; DDR5 DRAM逐季,逐年比重提升,每颗DDR5芯片将比DDR4 DRAM的制造多消耗30-50%的产能,意思就是未来10年,全球 DRAM晶圆厂需要投入比过去10年更多的资本开支,才能维持6- 7%的产能复合增长率; 未来每年每片晶圆仍然像过去一样有10%的位元产能增长,但因为加 了EUV光刻机,未来10年资本开支的复合增长率将高于过去10年 的复合增长率近2个点; 行业深度研究 未来10年全球DRAM行业应该是长期处于供给不足的状态,估计短 期供过于求的下行周期将有2-3次,少于过去十年于2010-2020年 的4次。

图表17:DRAM厂资本开支,年产能,每片晶圆DRAM容量变化预测 2018201920202021202220232024202520262027202820292030 资本开支US$bn 24.6 19.1 19.0 28.3 26.0 29.9 35.0 40.0 45.0 50.0 55.0 60.0 65.0 000晶圆/每10亿美元capex 3.6 6.2 7.1 5.0 6.4 5.8 4.9 4.3 4.2 4.1 3.9 3.6 2.7 DRAM晶圆厂年产能mn 15.0 15.6 16.5 17.6 18.6 19.9 21.3 22.7 24.0 25.5 27.1 28.8 30.6 DRAM晶圆产能同比增长% 11.6% 4.1% 5.7% 6.6% 6.0% 7.0% 7.0% 6.5% 6.0% 6.0% 6.5% 6.0% 6.5% GBDRAM/晶圆 927 1,060 1,148 1,262 1,389 1,528 1,680 1,840 2,015 2,206 2,405 2,621 2,844 年度位元增长/晶圆 14% 8% 10% 10% 10% 10% 10% 10% 10% 9% 9% 9% 每年DRAM位元供给bn GB 13.916.518.922.225.830.435.841.748.556.265.375.487.2 年度位元产能增长 19% 14% 17% 17% 18% 18% 17% 16% 16% 16% 16% 16% 来源:TrendForce,国金证券研究所-半导体研究 图表18:全球存储器厂商资本开支同比变化 来源:国金证券研究所-半导体研究 三、短期库存转移-库存篇 根据我们国金证券研究所收集的数据资料显示,全球内存/闪存大厂的库 存月数在2021年二季度为2.9个月,低于上季度的3.1个月及低于去年同期的 4.0个月,并明显低于过去五年平均的3.4个月。

但另一方面,主要存储器模组 厂商库存却从去年同期的3.8个月,提升到一季度的3.9个月,一直到二季度 增为4.2个月,并明显高于过去五年平均的3.2个月。

而主要计算机,服务器 厂商二季度的库存月数也比上季度,去年同期,过去五年平均高了0.4个月。

这表示因为新冠病毒疫情扩大的影响,渠道模组商及系统厂商都愿意多背负比 过去平均水准更高的库存月数,所以全球内存/闪存大厂的存储器库存被成功 的转移到存储器渠道模组商及终端系统厂商手中,但因为最近DDR48Gb DRAM内存现货价已经于三季度开始环比下跌,合约价将于四季度开始环比向 下调整,NAND闪存现货及合约价格也将于四季度开始环比下跌,存储器渠道 模组商及终端系统厂商将承受手中存储器库存跌价损失的风险,减少进货或放 些库存到现货市场,都会让全球内存/闪存大厂的库存月数从二季度的2.9个 月逐季攀升,但我们认为在配合美国及中国半导体产业链安全的政策考量,存 储器大厂将在未来10年把平均库存拉到3.5-4.0个月(高于过去五年平均的 3.4个月),存储器渠道模组商将库存维持在3.5-3.8个月(高于过去五年平 -60% -40% -20% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 140% Memory Capex y/y 行业深度研究 均的3.2个月),系统厂商将库存维持在2.0-2.5个月(高于过去五年平均的 1.7个月),这些举动都将成为新常态。

图表19:存储器制造商及渠道模组商平均库存月数季度变化 来源:各公司公告,国金证券研究所-半导体研究 图表20:计算机及服务器系统厂商平均库存月数季度变化 来源:各公司公告,国金证券研究所-半导体研究 四、现货及合约价预期-价格篇 虽然DDR44Gb现货价从今年高点下滑已经超过20个点,且跌破3美元, 我们仍然预期未来2-3个季度将跌破2美元,合计下跌超过50个点,这样将带 动合约价从高点的2.7美元,在未来的2-3个季度下修超过30个点,直接影响 DRAM大厂三星,海力士,镁光的营业利润率至少超过15个点。

但因为我们认为三星,海力士相继采用昂贵的EUV光刻机来制造成本相对 较高的1-alpha DRAM,人工智能服务器系统拉动HBM高频宽内存需求,芯片 面积大及成本高的DDR5的即将面世,核心数增加带动内存通道数增加, 7nm/4nm/20A/18Angstrom CPU也将增配HBM,及L3/L5自驾车的陆续上路, 这些趋势的改变将让DRAM位元密度需求增长加速(从过去五年18%的bit growth,到未来10年的20-21% bit growth)。

但从另一方面来看,未来10年位 元密度产能复合增长率却因为EUV光刻机设备取得困难,摩尔定律趋缓,半导 体设备变贵,DDR5消耗更多产能而从过去5年的20%复合增长率趋缓到17%, 所以DRAM内存长期的供需差将维持在3-4个点。

我们因此认为未来10年全球DRAM行业应该是长期处于供给不足的状态, 估计短期供过于求的下行周期将有2-3次,少于过去十年于2010-2020年的4 次。

而这次DRAM价格及获利率的下跌趋势,也应该会比2015及2019年 (这两年合约价格从高点下调超过80个点,营业利润率下调超过30个点)的 - 1 2 3 4 5 6 3 Q 14 4 Q 14 1 Q 15 2 Q 15 3 Q 15 4 Q 15 1 Q 16 2 Q 16 3 Q 16 4 Q 16 1 Q 17 2 Q 17 3 Q 17 4 Q 17 1 Q 18 2 Q 18 3 Q 18 4 Q 18 1 Q 19 2 Q 19 3 Q 19 4 Q 19 1 Q 20 2 Q 20 3 Q 20 4 Q 20 1 Q 21 2 Q 21 DRAM/3DNAND库存月数DRAM/3DNAND模组厂库存月数 - 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 整体加权平均 行业深度研究 下行周期来的缓和。

结论是我们的预测比TrendForce的预测更为乐观, Trendforce最新预测这次的DRAM合约价格调整下跌将持续到2022年下半年, 两个季度环比持续下滑0-5%,但我们预期DRAM现货价格在2022年三季度 将环比持平,四季度现货价格率先环比弹升。

图表21:DRAM合约价格预测,1Q21-4Q22 来源:TrendForce Sep 2021,国金证券研究所-半导体研究 图表22:DRAM/NAND现货及合约价格预测 1Q212Q213Q21E 4Q21E 1Q22E 2Q22E 3Q22E 4Q22E DDR4 DRAM 4Gb spot 2.383.313.102.502.001.751.752.01 DDR4 DRAM 4Gb contract 1.812.402.522.331.981.681.681.85 DDR 4 DRAM 8Gb spot 4.565.054.794.003.503.003.003.50 DDR 4 DRAM 8Gb contract 3.684.434.804.704.003.403.403.74 DDR3 DRAM 2Gb contract 1.261.922.322.321.971.671.671.76 DDR3 DRAM 1Gb contract 1.211.651.881.881.601.361.361.42 DDR2 DRAM 512Mb contract 0.951.371.531.531.301.111.111.16 MLCNAND 128Gb spot 5.786.236.776.095.484.944.945.43 MLCNAND 128Gb contract 4.204.564.804.504.053.653.654.01 SLC 8Gb contract 3.133.283.453.403.062.752.753.03 Q/Q (%) DDR4 DRAM 4Gb spot 44% 39% -6% -19% -20% -13% 0% 15% DDR4 DRAM 4Gb contract 13% 33% 5% -8% -15% -15% 0% 10% DDR 4 DRAM 8Gb spot 31% 11% -5% -17% -13% -14% 0% 17% DDR 4 DRAM 8Gb contract 8% 21% 8% -2% -15% -15% 0% 10% DDR3 DRAM 2Gb contract 25% 52% 20% 0% -15% -15% 0% 5% DDR3 DRAM 1Gb contract 23% 36% 14% 0% -15% -15% 0% 5% DDR2 DRAM 512Mb contrac 29% 45% 12% 0% -15% -15% 0% 5% MLCNAND 128Gb spot 3% 8% 9% -10% -10% -10% 0% 10% NAND 128Gb contract 0% 9% 5% -6% -10% -10% 0% 10% SLC 8Gb contract 3% 5% 5% -1% -10% -10% 0% 10% Y/Y (%) DDR4 DRAM 4Gb spot 27% 96% 96% 51% -16% -47% -44% -20% DDR4 DRAM 4Gb contract 3% 28% 50% 46% 9% -30% -33% -21% DDR 4 DRAM 8Gb spot 20% 41% 46% 15% -23% -41% -37% -13% DDR 4 DRAM 8Gb contract 3% 18% 38% 39% 9% -23% -29% -21% DDR3 DRAM 2Gb contract 137% 129% 56% -13% -28% -24% DDR3 DRAM 1Gb contract 101% 90% 32% -18% -28% -24% DDR2 DRAM 512Mb contrac 116% 108% 37% -19% -28% -24% MLCNAND 128Gb spot -5% 11% 22% 8% -5% -21% -27% -11% NAND 128Gb contract -9% -3% 10% 7% -4% -20% -24% -11% SLC 8Gb contract -5% -1% 13% 11% -2% -16% -20% -11% 行业深度研究 来源:国金证券研究所-半导体研究 图表23:存储器行业营业利润率,同比增长,库存月数季度比较 来源:各公司公告,国金证券研究所-半导体研究 五、择优-投资建议及估值篇 归因于我们预测2022年下行周期合约价格将下跌30-35个点,但位元容 量需求增长仍达18-20%,我们因此预期2022年全球内存DRAM市场将衰退 10-15个点,但这明显优于2019年近35个点的同比营收衰退。

且就长期全球 DRAM内存存储器市场而言,归因于摩尔定律趋缓,新设备如EUV单价提升 拉高资本开支及折旧费用,加上人工智能服务器系统对于HBM高频宽内存需 求的增加,服务器CPU的加速叠代更新到5/3nm及/20A制程工艺及从8到 12通道内存模组的规格改变,从支援DDR4到速度更快的DDR5/DDR6, L3/L5自驾车的陆续上路,中/低容量特殊利基型DRAM需求超供给,这些趋 势的改变将让DRAM位元密度需求增长加速(从过去五年18%的bit growth, 到未来10年的20-21% bit growth)及传输速度增长加速,而20-21%位元需 求增长加上长期价格的稳定来反映高资本开支及折旧费用,摩尔定律微缩的趋 缓,我们因此预期DRAM内存产业进入未来10年的黄金时代,10年内存营收 复合增长率将达21-22%,这类似于我们看到先进逻辑制程工艺产品的长期价 格上涨通膨趋势,但10年逻辑芯片及晶圆代工营收复合增长率达10-15%,明 显低于内存器营收复合增长率。

图表24:全球内存DRAM及逻辑芯片市场同比增长率比较 - 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 -60% -40% -20% 0% 20% 40% 60% 80% 存储芯片产业平均营业利润率(%)同比增长(%) DRAM/3DNAND库存月数 -60% -40% -20% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 全球内存DRAM市场全球逻辑芯片市场 行业深度研究 来源:国金证券研究所-半导体研究 重点关注组合:虽然我们保守预期2022年全球内存DRAM市场将衰退 10-15个点,DRAM合约价格将下跌30-35个点,直接影响DRAM大 厂的营业利润率至少超过15个点,但我们认为利用未来几个季度的下 行周期,是用来布局未来10年21-22%复合营收增长率行业及投资优质 公司的机会。

我们推荐镁光是因为其是美国政府产业链安全报告重点奖 励公司及公司目前仍不使用高折旧EUV光刻机来生产下个世代的1- alpha,1-beta DRAM;我们推荐兆易创新是因为合肥长鑫给予保障利润 及未来DRAM产能的支援;我们推荐澜起是因为未来几个世代的服务 器核心数暴增带动内存通道数持续增加,服务器用DDR5内存模组明年 问世,L3/L5自驾车对内存接口芯片需求;我们推荐北京君正是因为公 司其周期长的高规格车用DRAM产品,未来将受惠于自驾车对存储器 芯片容量的大幅提升。

图表25:全球及国内存储器大厂及相关公司估值比较表一(韩国公司股价单位为千元) 设备 股价 市值 EPS(元) EPS同比增长率 (%) CAGRP/E( x) AVGPEG (元) US$bn 2021E 2022E 2023E 2021E 2022E 2023E (%) 2021E 2022E 2023EP/E (x) (x) 005930 KS三星 75.3388.56.07.17.956% 19% 11% 28% 131110110.4 000660 KS海力士105.062.313.519.218.795% 42% -3% 45% 85660.1 MU镁光 73.583.06.811.712.3187% 72% 5% 88% 116680.1 603986 CH兆易创新159.916.52.63.44.426% 32% 30% 29% 624736491.7 300223 CH北京君正146.510.61.62.32.8925% 37% 25% 329% 896552690.2 688008 CH澜起科技58.210.20.81.31.8 -15% 53% 43% 27% 704632501.8 2408 TT南亚科66.87.57.47.58.7197% 2% 16% 72% 99890.1 2337 TT旺宏 40.12.74.65.25.162% 12% 0% 25% 98880.3 2344 TT华邦 30.14.33.23.63.5879% 11% -1% 296% 98990.0 来源:Wind,国金证券研究所-半导体研究 图表26:全球及国内存储器大厂及相关公司估值比较表二 公司 P/B (x) AVGROE (%) AVGP/BP/S (x) AVG 2021E 2022E 2023E (x) 2021E 2022E 2023E (%) vs. ROE 2021E 2022E 2023E (x) 三星 1.7 1.5 1.4 1.5 14% 15% 14% 14% 1.1 1.6 1.5 1.4 1.5 海力士 1.2 1.0 0.9 1.1 16% 19% 16% 17% 0.6 1.7 1.4 1.3 1.4 镁光 1.9 1.5 1.4 1.6 18% 24% 23% 21% 0.7 3.0 2.3 2.1 2.5 兆易创新 9.4 7.8 6.4 7.9 15% 17% 18% 16% 4.8 13.0 9.8 7.7 10.2 北京君正 8.1 7.3 6.6 7.3 9% 11% 13% 11% 6.7 14.2 11.2 9.1 11.5 澜起科技 8.1 6.7 5.8 6.9 12% 15% 18% 15% 4.7 32.8 21.3 15.4 23.2 南亚科 1.2 1.0 0.9 1.0 13% 12% 12% 12% 0.9 2.3 2.1 1.8 2.1 旺宏 1.7 1.5 1.3 1.5 20% 19% 17% 19% 0.8 1.5 1.4 1.3 1.4 华邦 1.6 1.4 1.2 1.4 17% 17% 14% 16% 0.9 1.2 1.1 0.9 1.1 来源:Wind,国金证券研究所-半导体研究 1.镁光:虽然韩国三星,海力士在DRAM内存市场全球份额,先进制程技 术还是优于镁光,但我们看好镁光未来五年的营收增长,获利表现优于同 业,我们将此归因于: 美国政府重点奖励公司:美国白宫250页产业链安全报告建议美国国 会通过法案,以500亿美元奖励美国本土半导体生产与制造,设立美 国国家半导体技术中心,美国国家先进封装制造计划,我们认为受惠 最大的两家纯美国公司就是做逻辑芯片设计及先进制造的英特尔,及 做存储器芯片设计及先进制造的镁光,我们估计未来三年,镁光总计 可以拿到近100亿美元的奖励来投入产能及研发。

在1-alpha及1-beta不使用高折旧EUV光刻机:韩国三星及海力士 从2021年开始,已经大力投资EUV光刻机来生产1-alpha及研发1- 行业深度研究 beta,所以我们相信这两家公司未来五年的资本开支/营收比将比过 去几年增加3-5个点,并造成其折旧费用占营业成本比过去五年增加至 少3个点以上,但镁光要等到生产1-gamma才会用到EUV,这是因 为过去镁光的芯片面积比较大,即使使用较便宜的193nm ArF浸润式 光刻机,2021年二季度还是可以透过多层次性曝光微缩30-40%到10- 12nm的1-alpha及进一步微缩10-20%到8-10nm的1-beta,所以我 们估计镁光在未来4-5年,可以比韩厂少3-4个点的折旧成本(折旧费 用占营业成本比例)。

图表27:镁光合理股价区间预测 来源:国金证券研究所-半导体研究 2.兆易创新:我们看好兆易创新自有品牌DRAM的长期成长性,市场空间 大、竞争格局好、及合肥长鑫25%的产能保障。

合肥长鑫支援兆易DRAM产能及成本:目前兆易创新的DRAM业务主 要与长鑫展开合作,分为两个部分:1)兆易帮长鑫销售标准型DRAM, 兆易毛利率在3%左右,21年预计销售体量在15-20亿元;2)兆易自 研利基型DRAM由长鑫代工,此前兆易募资43亿元,总投资近50亿 元专项用于研发1Xnm级(19nm、17nm)工艺制程下的DRAM技术, 包括DDR3、LPDDR3、DDR4、LPDDR4系列DRAM芯片。

已于 2021年6月推出首款自有品牌4Gb DDR4产品——GDQ2BFAA系列, 采用长鑫19nm制程产线,现已量产,并预计21年底推出17nm DDR3, 兆易将加速DRAM产品线布局。

利基型DRAM有市场空间大,产能足,制程优,及成本优势:利基型 DRAM市场空间大、竞争格局好。

当前AIOT设备、5G基站、汽车电 子等带动全球利基DRAM需求旺盛,供给端由于三星、SK海力士等存 储大厂冲刺CIS产能,陆续将DRAM工艺转换至CIS产能,带动利基 型DRAM价格上涨。

TrendForce数据显示,1Q21利基DRAM价格上 涨10%-20%,且2021年报价将逐季提升5%-10%。

我们预计21年全 年利基型DRAM价格有望上涨超50%,但随着长鑫存储等其他厂商产 能的填补,预计22、23年价格将有所回落,预计到2023年利基型 DRAM市场规模可达184.56亿美元。

当前主要利基DRAM厂商为台湾 华邦电与南亚科等,产品制程在20nm,兆易相比其有制程优势,从而 带来成本优势,我们预计兆易毛利率在20-30%,长鑫的代工价格是订 在要以兆易能有20-30%毛利率为前提。

长鑫给予兆易25%产能保障:目前中国主要的DRAM制造厂商为福建 晋华、合肥长鑫、紫光南京,其中紫光南京的量产环节仍主要在台湾力 晶进行,福建晋华由于受到美国实体清单制裁,关键技术受到限制,致 37 19 33 65 56 76 100 106 114 14 9 16 32 31 31 56 59 64 - 20 40 60 80 100 120 2015201620172018201920202021E 2022E 2023E 镁光高价镁光低价 行业深度研究 使DRAM研发停滞,因此合肥长鑫为短期内中国DRAM产业国产替代 唯一的希望。

长鑫产品定位于大宗标准型DRAM产品,目前已量产 19nm的DDR4/LPDDR4/LPDDR4X等,良率在70-75%,未来2-3年 内将推进低功耗高速率LPDDR5 DRAM产品开发。

截至2020年底, 长鑫19nm产能为4万片/月,17nm预计21年底量产,产能将提升至 8.5万片/月,预计22年产能可打满至12万片/月。

长鑫二期12寸厂房 也已奠基,将用于1y nm以下工艺节点(14-16nm工艺),远期共规划 三期建设三座12寸DRAM晶圆厂,预计三期满产后产能可达36万片/ 月。

兆易创新目前推出的DDR4使用长鑫19nm产线,未来17nm DDR3也将由长鑫代工,根据产业链调研,预计长鑫将给予兆易25%的 产能保障,那么凭借多年在利基型存储领域的客户积累以及国产替代机 会,兆易有望快速打开利基型DRAM市场,我们预计21-25年兆易自 研DRAM贡献收入分别为3/10/25/40/50亿元,净利润贡献分别为 0.33/1.20/3.25/5.60/7.50亿元。

图表28:兆易创新合理股价区间预测 来源:国金证券研究所-半导体研究 3.澜起科技:虽然不是存储器设计或制造公司,但占澜起超过90%营收的 DDR4内存接口加9颗数据缓冲芯片, DDR5的内存接口加10颗数据缓冲 芯片,串行检测,温度传感,电源管理芯片全都是用在服务器的DRAM 内存模组,所以跟DRAM存储器需求,尤其是增长最快的服务器DRAM 存储器需求,价格,技术演进周期息息相关。

除了这两年营收获利低于预 期外,我们看好澜起未来五年的营收增长,获利表现优于同业,我们将此 归因于服务器CPU改朝换代加速带动DRAM内存位元容量,内存通道, 内存模组,内存接口芯片数量倍增,及加速推动高单价的DDR5存储器及 接口芯片上市,最后就是L3-L5自驾车的2-4x CPU,2-4x AIGPU/ASIC 架构,也将带动车用DRAM内存位元容量,内存通道,内存模组,内存 接口芯片需求。

核心数带动内存通道数增加:英特尔为了加速追赶AMD的设计及台积 电的制程工艺节点,预计于2023年投片量产推出超过100个CPU核 心的4nm服务器CPUGranite Rapids CPU,而为了让100多核心的 Granite Rapids及96核心的Genoa能够加速运算及存取资料,我们认 为两者都将加码内存模组通道数达50%,从之前的8通道,转成12通 道(这是2020年6内存通道CPU的两倍),这样会让每颗服务器CPU, 搭配近3 Terabyte TB的内存位元容量(128GB x 12 x 2 = 3TB),而让 双插槽CPU服务器(2 CPU sockets server),搭配近6 Terabyte TB 的内存位元容量,这对2023年整体服务器内存位元增长率就有15个点 的贡献。

我们不排除到了Intel 3nm,20A埃米Angstrom,AMDZen 53nm Turin CPU时代,我们将看到18-24服务器内存器模组通道数, 34 60 79 112 218 184 234 292 5 23 31 29 105 83 105 132 - 50 100 150 200 250 300 350 2015201620172018201920202021E 2022E 2023E 兆易创新高价兆易创新低价 行业深度研究 这对服务器内存模组接口芯片大厂澜起有数倍增长的动能。

服务器用DDR5明年问世:在英特尔加速日会议,公司宣布2022年将 于一季度投片量产首度支援4800 MT/s DDR5的7nm服务器CPU Sapphire Rapids,而AMD明年将推出的EUV 5nm服务器Zen 4 CPU Genoa,也将支援5200MT/s的DDR5,我们认为DDR5 DRAM及 DDR5内存接口芯片将比DDR4 DRAM及DDR4内存接口芯片面积及 价格提升30-50%,意思就是消耗掉更多的内存DRAM芯片及内存接口 芯片产能。

根据目前产业链讯息,我们测算支援DDR5 DRAM的 Sapphire Rapids及Genoa CPU将占2022年服务器CPU 30%的出货 占比,这对整体服务器内存及内存接口芯片价格提升有10-15%的贡献。

L3/L5自驾车对内存接口芯片的需求:我们之前在国金半导体团队于 2021年3月9日出版的“自驾电动车带动的10倍半导体增值“深度报 告中预测,L3-L5自驾车渗透率逐年提升并将于2035年的超过30%, 我们测算每部L3-L5自驾车将有类似服务器架构配备的2-4颗CPU及 2-4颗AIGPU/ASIC,测算将带动车用DRAM内存位元容量,内存通 道,内存模组,内存接口芯片需求。

图表29:澜起合理股价区间预测 来源:国金证券研究所-半导体研究 4.北京君正:我们看好北京君正作为全球第二、国内第一大车用存储芯片厂 商的市场地位,得益于汽车电动化与智能化带来的车用存储器需求量的指 数级增长以及国产替代进程,我们看好君正未来五年的营收增长,主要基 于以下三点: 电动,自驾车用存储芯片数量和容量的需求提升:数量上,新能源车相 比传统汽车芯片需要量至少提升50%;容量上,当前L1/2级别辅助驾 驶汽车单车存储容量需求在64Gb~256GB,随着自动驾驶级别的提升 对车用存储器的需求量将呈指数级增长,到L4/5级别自动驾驶汽车单 车存储容量需求将提升至2Tb以上,整体单车价值量由40美元提升至 超200美元。

目前全球车用存储器市场规模约40亿美元,预计到 2025年市场规模将达83亿美元。

北京君正作为仅次于镁光的全球第二 大车用存储芯片厂商将充分受益于行业高景气,在不考虑产能限制的情 况下,5年收入复合增速有望超过30%。

车用存储器认证周期长、规格要求高、不易受景气周期影响:车用芯片 对可靠性、安全性要求高,导致车规级芯片研发和验证周期至少3-5年, 且车规级芯片规格标准远高于消费级,体现为承温范围更广、使用寿命 更长。

高规格要求更高的报酬以及更为稳定供货周期,通常一款芯片进 入车企供应链后一般拥有5-10年的供货周期,且芯片价格较为稳定, 不易受景气周期的影响。

因此,即使三星、海力士、华邦与南亚科等主 流存储器厂商多年来不断向车规存储方向导入,但仍难以撼动镁光与北 97 127 121 160 200 25 66 56 75 93 - 50 100 150 200 250 201920202021E 2022E 2023E 澜起高价澜起低价 行业深度研究 京君正/ISSI在汽车存储领域的行业地位,我们看好北京君正/ISSI与 全球各大主流Tier1以及整车厂长期稳定的合作关系,以及公司在车用 存储领域深耕多年,产品覆盖DRAM、SRAM和Flash的全品类的优势。

国产替代机会,全球市占率有望提升至20%-30%:当前全球汽车存储 芯片市场中,镁光第一,占比约45%,ISSI第二,占比约15%。

其中, ISSI收入90%以上来自海外,随着ISSI并入君正之后,公司将加快国 内汽车市场的导入,凭借庞大的中国市场以及国产替代机会,我们认为 公司有望将市占率提升至20%-30%。

图表30:北京君正合理股价区间预测 来源:国金证券研究所-半导体研究 六、风险提示 Delta, Delta plus变种病毒肆虐:虽然全球各国陆续施打各种新冠肺炎疫 苗超过30%,但印度Delta, Delta plus变种病毒肆虐,让打过疫苗的人依 然确诊,要达到全球免疫似乎遥遥无期,全球新冠肺炎疫情无法明显改善 而影响各种半导体逻辑及存储器芯片需求。

中美技术竞争白热化:到目前为止,拜登政府对中国科技行业的技术竞争 及封锁似乎没有明显改善,若是中美关系持续恶化,可能会影响2022- 2023年全球半导体的需求,或将更多国内存储器公司放入实体清单。

笔电,Chromebook,平板电脑,LCDTV,游戏机,大尺寸面板手机需求 可能反转?因疫情扩大而造成2020-2021年笔电,Chromebook,平板 电脑,LCDTV,游戏机,大尺寸面板手机等消费性电子产品换机需求暴增, 但我们认为2021年四季度开始,可能无以为继而减少全球及国内晶圆代 工,封测,存储器,及相关逻辑芯片需求。

库存反增可能加速价格下跌:二季度全球存储器库存月数虽然下降,但我 们已经看到渠道模组商及系统制造商库存逐季提升,全球存储器芯片库存 月数可能在未来几个季度不降反升,加速存储器芯片库存下跌。

估值偏高:全球及国内半导体公司普遍估值偏高,下跌风险加大。

52 40 36 32 96 142 173 207 243 12 17 17 16 18 68 70 84 99 - 50 100 150 200 250 300 2015201620172018201920202021E 2022E 2023E 北京君正高价北京君正低价 行业深度研究 公司投资评级的说明: 买入:预期未来6-12个月内上涨幅度在15%以上; 增持:预期未来6-12个月内上涨幅度在5%-15%; 中性:预期未来6-12个月内变动幅度在-5%-5%; 减持:预期未来6-12个月内下跌幅度在5%以上。

行业投资评级的说明: 买入:预期未来3-6个月内该行业上涨幅度超过大盘在15%以上; 增持:预期未来3-6个月内该行业上涨幅度超过大盘在5%-15%; 中性:预期未来3-6个月内该行业变动幅度相对大盘在-5%-5%; 减持:预期未来3-6个月内该行业下跌幅度超过大盘在5%以上。

行业深度研究 特别声明: 国金证券股份有限公司经中国证券监督管理委员会批准,已具备证券投资咨询业务资格。

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且本报告中 的资料、意见、预测均反映报告初次公开发布时的判断,在不作事先通知的情况下,可能会随时调整。

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本报告反映编写分析员的不同设想、见解及分析方法,故本报告所载观点可能与其他类似研究报告的观点及市 场实际情况不一致,且收件人亦不会因为收到本报告而成为国金证券的客户。

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