深度報告 | 3D NAND FLASH浪潮襲來！

核心觀點

3D NAND FLASH浪潮襲來，行業周期性讓位成長性

1）傳統上存儲晶片行業周期性比較明顯，但未來將保持穩定獲利狀態。

主要原因：下游應用範圍拓寬；破產併購提高產業集中度；擴產難度提高。

2）3D高性能、低功耗、高密度等特徵更適應小體積、大容量的市場需求；SEMI預計全球晶圓廠最大成長動力來自3D NAND（包括3DXPoint）。

2015年倍增至36億美元，成長101%。

2016年將再增加50%，上揚56億美元以上。

三星領跑全球，技術差距有限，SSD和智慧型手機需求驅動市場增長

行業資本集中度高，技術壁壘高，量產難度大。

目前霸主三星能夠規模量產，東芝等企業最早今年下半年量產，國內的武漢新芯預計2018年量產，和三星技術差距在1~3年。

目前企業均在48層3D技術追趕三星。

預計2017年3D NAND供給量2.5億個。

智能機方面，蘋果256GB容量率先使用三星的3D快閃記憶體；SSD方面，3D SSD已占據半壁江山，滲透進了企業SSD和消費SSD，未來將成為主流。

預計2017年3D NAND 需求量2.81億顆，相比2015年1.1億顆的出貨量，市場空間廣闊。

預計2017年不存在3D NAND產能過剩問題，存儲晶片廠商能穩定獲利。

國家引導、資本助力，由進口依賴到自產自銷

我國55%的存儲器是進口的，若轉為自產自銷，存儲器晶片企業受益明顯。

據估計，2018年我國國內存儲器市場規模超過400億美元。

預計2017年我國3D NAND FLASH需求約8000萬個。

近2年來，隨著國家集成電路產業基金的成立和不斷投入，中國集成電路產業大事不斷。

武漢新芯和紫光國芯兩大存儲器項目都得到了大基金和地方配套基金的大力支持，中國存儲器產業的大發展即將到來！

3D NAND將全面替代2D NAND，關注產業鏈中材料和封測相關企業

我們認為兩者的關係短期看成本，長期看需求。

由於2D工藝最多只能滿足128GB的容量需求，3D擁有更好性能且能滿足256GB及更高容量，未來伴隨著智能機和SSD對更大容量的需求，3D終將全面替代2D。

但最近的若干年內，由於2D在128GB及以下容量的市場中成本優勢明顯，兩者將暫時維持共存狀態。

材料方面，關注選擇性蝕刻及薄膜沉積產品。

3D NAND的關鍵技術是極度複雜的刻蝕和薄膜工藝。

封測方面關注TSV技術。

TSV封裝技術將成為實現3D結構的關鍵。

推薦和關注標的：

我們關注兩條線。

一條是生產3D NAND FLASH的企業，包括紫光國芯（800億定增項目；收購力成25%股權，力成是3D NAND主要業者後段代工廠）、武漢新芯（240億美元國家存儲器項目，與Spanion合作3D市場）；一條是產業鏈中材料和封測相關企業，包括長電科技（國內封測龍頭）、華天科技（與武漢新芯簽訂戰略合作協議，崑山西鈦深耕TSV技術）、七星電子（北方微主營刻蝕機）、上海新陽（TSV先進封裝鍍銅液）、華天科技（武漢新芯戰略合作方）、深科技（收購沛頓科技）。

風險提示：3D NAND FLASH 量產速度不及預期，智能移動終端需求不及預期，3D SSD滲透率不及預期

報告全文

3D NAND FLASH驅動存儲晶片行業重大變局

2D到3D:從平房到樓房

存儲器是半導體三大支柱產業之一。

據IC Insights數據，2015年半導體存儲器市場總額達835億美元。

各類存儲器中，NAND Flash是一個亮點。

其廣泛應用於PC、手機、伺服器等各類電子產品，2015年營收達到267億美元,占半導體存儲器市場總額的32%。

目前的快閃記憶體多屬於Planar NAND平面快閃記憶體，也叫有2D NAND或者直接不提2D，而3D快閃記憶體，顧名思義，就是它是立體堆疊的，Intel之前用蓋樓為例介紹了3D NAND，普通NAND是平房，那麼3D NAND就是高樓大廈，建築面積一下子就多起來了，理論上可以無線堆疊。

3D NAND技術與現有的2D NAND（納米製程技術）截然不同，2D NAND是平面結構而3D NAND是立體結構，3D結構是以垂直半導體通道的方式排列，多層環繞式柵極(GAA)結構形成多電柵級存儲器單元電晶體，可以有效的降低堆棧間的干擾。

3D NAND快閃記憶體也不再是簡單的平面內存堆棧，這只是其中的一種，還有VC垂直通道、VG垂直柵極等兩種結構。

優勢明顯：適應小體積、大容量的市場需求

2D NAND工藝逼近物理極限，單位面積存儲容量難以繼續提高，且可靠性降低，2D NAND向3D NAND轉型是業界趨勢。

目前NAND FLASH的製造技術達到16~19納米工藝，已接近極限，進一步壓縮尺寸會帶來極高的成本且導致存儲位不再穩定可靠。

表格1. FLASH 原廠納米製程技術時程圖

2011	2012	2013	2014	2015	2016
等級	2xnm	2ynm	1xnm	1ynm	1znm	3D FLASH
三星	27nm	21nm	19nm/3D	16nm/3D	14nm	48層
東芝	24nm	19nm	19nm	15nm	15nm	48層
美光	25nm	20nm	20nm	18nm	16nm	32層
海力士	26nm	20nm	20nm	16nm	14nm	36/48層

資料來源：中國快閃記憶體市場網，華泰證券研究所

近年來，為了適應小體積、大容量等市場需求，NAND FLASH製造技術向3D技術發展。

3D NAND FLASH通過增加立體矽層的辦法，既提高單位面積存儲密度，又改善存儲單元性能。

3D NAND FLASH不僅能夠增加容量，也可以將成本控制在較低水平。

3D NAND比20納米級產品的容量密度高，讀寫速度快，耗電量節省，採用3D NAND Flash存儲器的固態硬碟(SSD)其電路板面積也較小。

根據中國快閃記憶體市場網估計，3D技術不僅使產品性能至少提升20%，而且功耗可以降低40%以上。

根據三星在SSD峰會所述，TLC V-NAND快閃記憶體相比傳統的平面快閃記憶體的密度提升了1倍。

目前3D NAND的堆棧層數不過32-48層，廠商們還在研發64層甚至更高層數的堆棧技術。

2016年開始3D NAND FLASH將逐步對NAND FLASH進行替代。

表格2. 目前主流3D NAND 晶片堆棧層數

3D NAND 晶片廠商	堆棧層數
三星	Gen1:24 Gen2:32 Gen3:48
東芝/閃迪	48
海力士	36;48
美光/Intel	32

資料來源：中國快閃記憶體市場網，華泰證券研究所

全球晶圓廠最大成長動力來自3D NAND

據SEMI數據，全球晶圓廠就支出成長率來看，最大成長動力來自3D NAND（包括3DXPoint）。

2014年支出為18億美元，到2015年倍增至36億美元，成長幅度高達101%。

2016年支出將再增加50%，上揚56億美元以上。

三星領跑，差距有限，存在彎道超越機會

規模量產難度大，目前僅三星能規模量產

NAND Flash領域霸主三星市占率穩定在31~35%左右，並擁有獨家3DNANDFlash堆疊技術。

三星在2013年8月宣布進入3D NAND量產，2014年第1季正式於西安工廠投產。

就目前3D NAND Flash原廠投產情況來看，2016年只有三星能夠實現48層3DNAND規模化量產。

三星3DNAND每月產能約在2萬~4萬片之間，約占三星總體NAND產能的9~18%。

表格3. 2015年Flash原廠廠能投產情況：僅三星能夠規模量產3D NAND

原廠	主要工廠	主流生產工藝	月產出量	計劃投產
三星	Fab 12/16	16nm	22億 GB	量產中
	中國西安廠	3D NAND		量產中
	平澤廠	10nm/3D NAND		2017年
東芝/閃迪	Fab 4	A19nm	25億 GB	量產中
	Fab 5	15nm		量產中
	Fab 5 二期	15nm/3D NAND		2015年
	Fab 2	3D NAND	2016年
美光	MTV	20nm	8億 GB	量產中
	IMFT/IMFS	16nm		量產中
	F10x	3D NAND	2016年
海力士	M11/M12	16nm	量產中
	M14	20nm DRAM/3D NAND		2016年
	計劃新建2座工廠

資料來源：中國快閃記憶體市場網，華泰證券研究所

48層：2D技術向3D技術最佳的成本效益切換點

3D技術若採用32層堆疊NAND Flash Die容量達128Gb，與主流2D 1y/1znm 128Gb相比缺乏成本競爭力。

隨著3D技術的發展，採用48層堆疊則可將NAND Flash Die容量提升至256Gb，突破2D NAND 128Gb容量，且較32層3D NAND更有成本和性能優勢，這也是Flash原廠在2016年擴大48層量產或加快導入步伐的主要原因，使得2D技術向3D技術切換點恰好擁有最佳的成本效益。

目前後進入3D領域的企業均積極在48層3D領域追趕三星。

東芝48層3D NAND今年才剛進入規模量產階段，美光、海力士預計要等到2016下半年才能夠投入生產。

英特爾將位於大連的邏輯晶片12寸廠改造為3D NAND Flash工廠，砸55億美元升級產能，致力發展相關技術，計劃今年下半年生產3D NAND和Xpoint。

國內的武漢新芯專注於NAND生產，與美企Spanion簽訂3D NAND 授權協議，目前成為240億美元國家存儲器基地投資計劃的受益者，預計2017年底就能取得48層3D NAND的驗證，2018年進行量產。

紫光國芯2015年11月發布800億定增公告，其中存儲器晶片製造項目採用定增資金600億（總投資932億）。

表格4. 3D NAND FLASH 廠商情況

3D NAND 晶片廠商	事件
三星	三星在3DNAND技術上領先，並2015年底為3D NAND量產新建西安工廠，投資總金額已超過50億美元，2016年將擴大48層3D NAND量產，並規劃在年底實現64層3D NAND量產，預計2016年底將產能進一步拉升至每月10萬片
	計劃將韓國華城Fab16的16nm 2D NAND改造成20nm 48層3D NAND產線，預計將在Q2改造完畢
東芝/閃迪	東芝/閃迪的3D技術採用48層，除了改建的Fab2將在2016年投產外，還投資買地建新3D NAND工廠。 在日本三重縣四日市市興建NAND Flash新工廠,最快2017年量產，目標把3D NAND Flash產能提高至現在2倍
海力士	3D NAND已於Q2出貨，下半年將積極增產，計劃從當前的每月2千片增至Q4每月2萬片
	海力士除了新建的M14工廠計劃量產3DNAND，也將投資新建工廠，預計2019年開始投入生產
	IDF峰會上，海力士展示了一款採用第二代36層3D NAND的企業級SSD，搶占企業級市場商機，現已通過了客戶測試認證，開始出貨
美光	新加坡合資工廠，今年第一季已經開始量產3D NAND flash，目前每月產量為3,000片，預料年內可拉升至每月4萬片。
	美光目前已將3D NAND的樣本送往客戶進行測試，新建的Fab10x工廠預計將在2016下半年開始投產新一代的3D NAND。
	美光在台北電腦展上正式發布兩款3D NAND SSD產品，Micron 1100 SATA與2100 PCIe NVMe，其中Micron 1100 SATA預計將在7月開始生產，而2100 PCIe NVMe將在今年夏季末開始生產。
	美光將在2016下半年推出一款消費類MX300系列SSD，採用的是美光3D TLC NAND和Marvell 88SS1074控制晶片，該系列SSD容量可望達到2TB。
Intel	和美光共同建立新加坡合資工廠，今年第一季已經開始量產3D NAND flash，目前每月產量為3,000片，預料年內可拉升至每月4萬片；
	英特爾宣布投資55億美元將原先邏輯晶片12寸廠65nm生產線的大連廠，改建為月產能3萬片的3D NAND Flash廠，預計2016年先投入15億美元，到2016第四季開始投片生產，月產能估計達1萬片。 盼量產3D NAND和Xpoint。 明年東芝和英特爾的3D NAND產能可能是三星西安廠的2~3倍，將威脅三星的霸者地位。
武漢新芯	已被Cypress購併的半導體設計公司Spansion，自10年前就致力發展名為mirror-bit的3DNAND技術。 武漢新芯憑藉著對Spansion技術的信心，在2014年啟動3DNAND計劃； 今年2月份，Spansion和武漢新芯(XMC)簽訂3DNAND授權協定。 由武漢新芯出資、Spansion提供電荷儲存式(Chargetrap)和浮閘(FloatingGate)的NANDIP。 公司預計2017年底就能取得48層3DNAND的驗證，2018年進行量產。
	3月28日，總投資240億美金 （約1600億元人民幣）的「光谷」存儲器基地項目在武漢市東湖高新區正式啟動 。 這一項目是湖北省自建國以來最大的單體投資項目，更成為國家發展集成電路產業的重大戰略部署。
紫光國芯	2015年11月，擬932億（其中定增投入600億）新建存儲類晶片工廠，工廠實施完成並完全達產後，預計可新增12萬片/月的存儲晶片生產產能
中芯國際	中芯在2014年9月宣布38nmNANDFlash記憶體工藝已就緒，雖不像武漢新芯在NANDFlash的成果和專注，此技術仍為後續開發更先進的2x/1xnm和3DNANDFlash記憶體的研發和量產奠定基礎。

資料來源：公司公告，CSIA，中國快閃記憶體市場網，華泰證券研究所

各廠商與三星技術差距僅1~3年，三星霸主地位受挑戰

三星3D NAND技術領先對手1~3年，各方增產之下，差距大幅縮小，明年3D NAND擴產大戰將更加白熱化，三星可能不會增建產線，以提高生產力為主，應對戰局。

其中與三星技術差距最小的是東芝公司。

據EETimes的報導，三星與東芝（Toshiba）之間尚有1年的技術差距，由於東芝3DNANDFlash目前仍處於樣品水準，而三星已進入量產階段。

樣品與量產之間的技術差距大約為1年。

東芝存儲器事業的副社長成毛康雄表示，將衝刺NAND Flash產量，目標在2018年度將NAND Flash產量擴增至2015年度的3倍水平(以容量換算)。

成毛康雄還指出，將強化3D NAND Flash的生產，目標在2017年度將3D產品占整體生產比重提高至5成，2018年度進一步提高至9成左右水平。

東芝打算與Western Digital在未來三年攜手，對3D NAND Flash投資1.5兆日元，相當於146億美元。

國內的武漢新芯在中科院微電子所等合作幫助下己經做成9層3D NAND的樣品，非常有信心在2018年實現48層的量產，這樣與三星之間也就差距在3年左右。

2015年5月，武漢新芯的3D NAND項目有了重要進展：第一片測試晶片通過存儲器電學驗證。

此後，武漢新芯在更高疊層的產品工藝研發上取得了溝道電流大幅提升、存儲單元性能和可靠性持續優化等更多突破性進步。

據OFweek報導，240億美金（約1600億元人民幣）的「光谷」存儲器基地2018年將實現3D NAND存儲器的首次量產，2020年形成月產能30萬片的生產規模，其中20萬片3D NAND Flash和10萬片DRAM，2030年預計達到每月產能100萬片。

由於資金壁壘和技術壁壘較大，潛在入侵者較少。

未來3D NAND FLASH競爭將集中在業內已有企業中。

由於霸主三星技術領先優勢不大，僅1~3年，而大部分業內企業均投入大量資金建設工廠和研發技術，因而未來三星霸主地位會受到挑戰。

表格5. 國際大廠2016年預計3D NAND 產能及比重

廠商	2016年NAND FLASH投片量	3D NAND FLASH 進度	3D NAND FLASH產出比重
三星	484.5萬	48	40.80%
海力士	249萬	36	3.30%
東芝/閃迪	588萬	48	5.40%
美光/英特爾	319.5萬	32	17.60%

資料來源：OFweek，華泰證券研究所

預計2017年3D NAND FLASH供給約650GB規模

基於上游Flash原廠更先進的1znm/3D NAND技術生產，中國快閃記憶體市場網China Flash Market預計2016年NAND Flash市場供應量將達到1200億GB當量，較2015年成長40%，2017年將超過1600億GB。

其中，3D NAND FLASH市場發展非常迅速。

以三星西安廠為例，根據Digital Times的報導，3D需求的增加超過了預期，例如三星西安廠的3D NAND FLASH從2014年月產1~2萬片，到2015年第3季已經上升到5萬片的水平，伴隨良率上升，目前遠超過當初每月預估值6萬~7萬片，2016年達到每月10萬片。

隨著未來多家廠商逐漸量產，3D NAND FLASH將逐漸成為NAND Flash主流。

市調機構IHS指出，全球NAND Flash市場上，2015年3D NAND比重約為4.5%，2016年則將快速提升到21%，到2017年則將達到40%，2018年3D NAND比重將達到50%，逐漸成為NAND Flash主流產品。

根據中國快閃記憶體市場網和IHS數據，我們預計2017年3D NAND FLASH約640億GB規模。

『

電腦SSD和智能移動終端驅動行業需求

3D NAND FLASH行業需求旺盛，智慧型手機和電腦SSD需求是最主要的兩大需求，目前3D NAND FLASH在SSD市場已占據半壁江山，在智慧型手機市場中剛起步，未來幾年市場空間廣闊。

同時我們預計2017年3D NAND FLASH市場不存在產能過剩問題，存儲晶片廠商能穩定獲利。

電腦SSD和智能移動終端需求是3D NAND 占比最大的需求

NAND FLASH用途廣泛，可用於SSD、SD卡、智能機、平板等。

其中電腦SSD和智能移動終端需求最大，兩者占產能分布的比例接近80%。

3D NAND FLASH最大的需求也是智能移動終端和電腦SSD需求。

智能移動終端需求：蘋果256GB容量率先使用3D NAND FLASH

在市場需求方面，在蘋果、三星引領旗艦智能型手機向128GB大容量發展的趨勢下，2016上半年Galaxy S7、華為Mate 8、小米5、vivo Xplay 5、OPPO R9 Plus等紛紛增加128GB容量選擇，從而推動32GB、64GB、128GB成為中高端智能型手機標配容量，下半年蘋果新iPhone將增加256GB大容量，且最低搭配容量從32GB起跳，中國快閃記憶體市場網預計新iPhone容量分配為256GB（10%）、128GB（50% ）、64GB（30%）、32GB（10%），將在7月份首批備貨1500萬台。

基於3D NAND性能和容量優勢，三星3D NAND產能將主要用於需求快速增長且利潤較高的SSD，以及生產256GB大容量UFS 2.0和快閃記憶體卡產品，而且三星48層V-NAND已經通過了蘋果認證，新iPhone搭載的256GB容量由三星獨家供應，預計Q3開始供貨。

未來隨著智能機的容量逐漸提升和3D NAND FLASH的逐漸量產，3D NAND FLASH 將以其性能和容量優勢獲得更高的智能機移動終端的市場占有率。

中國快閃記憶體市場網ChinaFlashMarket預計2016年手機市場內置存儲容量平均為26GB，2017年將增加至34.5GB，再加上平板、OTT盒子、電視等應用，預估2016年智能機移動終端大約消耗41%的產能，依然是NAND Flash應用最大的產品。

SSD需求：3D NAND FLASH 已擁有較高市場占有率

SSD市場快速增長，3D NAND占據用戶端SSD半壁江山

大數據時代，SSD需求量快速增長，3D NAND大容量和高性能特性可為SSD帶來更高的性能表現。

Gartner資料指出，2014年全球SSD市場規模為305億美元，2015年328億美元、2016年347億美元、2017年409億美元等，逐年增長。

Forward Insights創始人兼首席分析師Gregory Wong先生表示，今年3D NAND已幾乎占據用戶端SSD市場半壁江山。

據市場研究公司IHS預測，到2017年，SSD將占整個計算機存儲市場份額的三分之一以上，出貨量幾乎是2012年出貨量的七倍。

2012年固態硬碟出貨量3100萬塊，僅占全球計算機存儲解決方案市場份額的6%。

2017年全球固態硬碟出貨量將從2012年的3100萬塊增長到2.27億塊，在五年時間裡迫使傳統硬碟的市場份額從2012年的94%下降到只有64%。

固態硬碟在這段時間的爆炸式增長相當於大約每年48%的增長率並且將使固態硬碟成為傳統硬碟有前途的替代品。

根據TrendForce數據，SSD在2016年第一季度全球出貨量達到3077.7萬塊，同比飈升32.7％。

據韓國信息通訊技術振興中心（IITP）統計，SSD今年出貨量將成長16.9%，2020年出貨量有望從2015年的1.1億顆翻升至2.4億顆。

高容量，高性能，高可靠性：3D SSD 卓越的特性契合高性能數據存儲需求

SSD需求集中在消費類和數據中心市場需求，說到底是對高性能數據存儲的需求。

而就數據存儲而言，3D SSD優勢非常明顯。

以三星為例，三星電子面向OEM廠商而設計的新型SSD，包括PM1633、PM1725和PM953，均採用三星3 bit MLC V-NAND快閃記憶體晶片，具有高性能、高可靠性和高容量等特性。

3D NAND 滲透進了企業SSD和消費SSD

以三星為例。

三星2013年領先全球率先推出3D V-NAND後，目前仍然是唯一量產3D V-NAND業者。

據IHS iSuppli統計資料，如果以數量而言，2015年企業用SSD市場中的3D V-NAND占比達10%(約124萬顆)，在消費者用SSD市場中，3D V-NAND占比為3%(約233萬顆)，比之前的2%預估值高。

IHS iSuppli估計3D V-NAND在企業用SSD中的占比，將從2015年的10%，大幅上升至2016年的40%、2017年的71%，3D V-NAND將漸漸成為SSD中的主流。

在消費者用SSD的占比將從2016年的18%、2017年的36%，上升到2018年的60%，預計3D V-NAND將在3年後成為消費者用SSD中的潮流領導者。

3D NAND SSD 助力SSD 滲透率逐步超越 HDD

硬碟廠商西部數據、希捷發布的2016年Q1財報顯示兩家公司HDD硬碟出貨量均銳減20%，只有4310萬塊和3920萬塊，創歷史新低。

除了PC市場需求衰退因素，更重要的是2016年SSD價格累積下滑20%，需求持續爆發性增長正在吞噬硬碟的市場份額。

筆記本配置SSD已從2015年15%的比例提高到了現在的25%，零售市場240GB SSD與500GB HDD已同價，用戶將HDD更換成SSD數量也在大增，同時小容量64GB SSD用戶正在向120GB和240GB容量升級。

值得注意的是，2016年只有三星量產3D NAND TLC SSD產品，並且不對外銷售3D NAND 顆粒和Wafer晶圓，市場SSD品牌廠商只能選擇2D TLC Flash和部分3D MLC生產SSD。

但未來幾年內，伴隨著3D NAND FLASH 的量產，SSD廠商將選擇更多的3D 產品，屆時SSD滲透率會有較大的提高。

就目前的情況看，除三星外，美光、SK海力士等也均宣布將在2016年推出基於3D NAND的SSD，英特爾更是研發先進的3DXpoint技術，在2016年推出搭載3D Xpoint NAND的Optane系列SSD新品。

此外，國際控制晶片廠Marvell的88NV1120、88NV1140、88SS1074等SSD控制晶片均支持3D TLC NAND，台廠慧榮也推出了一款支持3D MLC NAND的SSD控制晶片SM2246EN，為非Flash原廠的SSD廠商提供SSD控制晶片支持，未來將有更多的3D SSD上市。

DRAMeXchange預期，隨著3D NAND Flash出貨比重開始攀升，SSD滲透率會有較大的提高。

以筆記本電腦為例， DRAMeXchange預估2015年的筆記本電腦SSD滲透率將突破30%大關，更可望在2017年超越50%。

預計2017年需求量達到2.81億個，產能能得到消化

今年蘋果首先推出使用3D NAND FLASH的256GB手機，3D智慧型手機市場占比約1.2%(蘋果智能機市場占比11.8%*256GB預計占比10%=1.18%)。

隨著人們對高容量手機的需求增長和量產後3D nand flash 成本的降低，3D NAND FLASH需求將上升。

根據IDC預計，2017年智慧型手機出貨量將達16.81億部。

假設未來三年3D NAND FLASH的手機出貨量占總出貨量的5%，10%，20%,按每部3D快閃記憶體手機配置一個3D NAND FLASH計算,則預計2017年3D NAND FLASH 的需求量約為1.68億個（16.81*10%=1.681）。

Forward Insights創始人兼首席分析師Gregory Wong先生表示，今年3D NAND已幾乎占據用戶端SSD市場半壁江山。

考慮到東芝、武漢新芯等公司加入3D NAND的生產，我們預計未來三年3D SSD 的市占率分別為55%，60%，65%。

IHS預測到2017年，SSD出貨量預計將達到1.89億顆。

以一個SSD配置一個3D NAND FLASH計算，我們預計2017年3D NAND FLASH在SSD方面的需求量為1.13億個（1.89*60%=1.134）。

總的來看，預計2017年3D NAND FLASH需求約為2.81億顆（1.681+1.134=2.815），和目前略多於1.1億顆的市場相比，需求空間廣闊。

另外前文我們根據中國快閃記憶體市場網和IHS數據，預計2017年3D NAND FLASH 640億GB規模。

由於3D NAND主要用於256GB或更高容量的智能機和SSD，所以2017年3D NAND FLASH的供給大約是2.5億顆（640÷256=2.5）。

市場需求2.81億個高於市場供給2.5億個，因而不存在3D NAND FLASH產能過剩問題，廠商能有穩定的獲利。

存儲晶片行業供需狀況穩定，過剩機率不大

傳統上存儲晶片市場周期性較為明顯

2015年因Flash原廠擴大1ynmTLC量產，以及受全球智慧型手機出貨量增長放緩，平板出貨下滑，PC需求持續不振等影響，中國快閃記憶體市場網ChinaFlashMarket數據，NANDFlash綜合價格指數累積跌幅高達35%，再加上DRAM價格持續下跌，存儲產業鏈廠商營收成長均受到了一定的衝擊。

而2016年第一季度市場需求復甦遲緩，NANDFlash價格依然持續跌勢，累積2個多月NANDFlash綜合價格指數跌幅達3.3%。

二季度以來，隨著上游Flash原廠3D技術量產不順以及產線轉換等影響，3D NAND產出相對有限，2D NAND產能供應減少。

在蘋果iPhone SE備貨、SSD強勁的需求帶動下，NAND Flash市場迎來首波漲價潮，NAND Flash綜合價格指數短時間內上漲4%，打破了常規的傳統淡季。

隨著旺季即將到來，為了滿足SSD需求的增長以及中高端手機對內嵌高容量的需求，Flash原廠對市場供應的Wafer數量減少且提高15%的價格，5月下旬市場NAND Flash價格再次上漲。

其中，快閃記憶體卡價格最先拉漲，eMMC/eMCP價格也已明顯止跌，市場更傳出4GB-16GB eMMC、4+4/8+4/8+8 eMCP等低容量喊漲等消息，似乎預警NAND Flash市場已提前進入緊張的供應狀態。

資金+技術兩大壁壘

3D NAND FLASH行業兩大壁壘：資金壁壘、技術壁壘。

這使得業內領先企業優勢明顯。

3D NAND FLASH 需要投入大量資金。

主要廠商建設廠房和設計生產均投入了大量資金。

資金雄厚的公司才能立於有利地位。

這使得資金不足的廠商進入比較困難。

表格6. 部分廠商3D NAND FLASH投資金額

廠商	投資事件及投資金額
三星	150億美元在韓國建廠，主要用於2D 10nm量產和3D技術的發展，預計2017年投入生產。
東芝/閃迪	3月17日東芝發布新聞稿稱，3年內投資3000億日元建廠，新的工廠主要用來生產與閃迪合作開發的3D NAND晶片（BiCS FLASH）。
武漢新芯	4月發布240億美元3D NAND FLASH投資計劃
紫光國芯	2015年11月定增800億，計劃定增投入存儲晶片600億，共投入932億人民幣

資料來源：公司公告，公司官網，華泰證券研究所

生產3D NAND FLASH需較高的技術。

相對於2D NAND對微縮技術的要求，3D NAND的關鍵技術是極度複雜的刻蝕和薄膜工藝。

另外，克服良率與成本也需要較好技術，如美光（Micron）與英特爾（Intel）陣營開發Cellon Peripheral Circuit技術試圖解決良率與成本問題。

表格7. 部分廠商3D NAND 晶片技術特徵

3D NAND 晶片廠商	技術特徵
三星	V-NAND/CTF
東芝/閃迪	BICS
美光	FG浮柵極
英特爾	PCM相變

資料來源：公司公告，華泰證券研究所

技術變革改變行業周期屬性

儘管存儲晶片市場呈現周期性波動，但我們認為，隨著3D NAND FLASH技術的發展，存儲晶片行業的周期性將讓位於成長性，在較長時間內進入相對供需穩定狀態，沒有產能大幅過剩的擔憂，相關企業將能夠保持相對穩定的盈利能力。

主要原因如下：

1）供給端看：

行業壁壘高，資金+技術構成了極高的壁壘。

行業內企業大量減少，少數企業占據了主導地位。

其一，存儲晶片行業不斷出現的破產、併購使得行業產能收縮，產業集中度也進一步提高。

2013年存儲晶片行業前五大廠商合計市場份額約為95%，中小型廠商基本被消滅。

各大廠商經歷過過去因行業產能過剩而造成的巨額虧損，從而擴產更為謹慎，不像過去中小型廠商為了搶占市場份額而往往率先擴產。

這樣存儲晶片產業就在較長一段時間內保持了較為穩定的狀態。

其二，存儲晶片行業擴產難度相比過去已經大大提高。

DRAM目前主流的製程為20nm~30nm，NAND也進入20nm以下製程的時代，進一步縮小製程所需的研發與建廠投資大大增加，新建廠房往往需要花費數十億美元。

所以，從整體上來看，存儲晶片廠商的擴產意願和擴產能力都不強。

2）需求端看，下游應用範圍大大擴展,智能移動終端和3D SSD需求旺盛。

智能移動終端興起一方面使得對存儲晶片的需求大大提高，抵消了近些年來PC銷量不振造成的影響，另一方面也平抑了原來因PC出貨周期而導致的存儲晶片需求周期。

3D固態硬碟需求逐漸增大，未來將逐漸取代HDD。

國家助力、資本協助：由進口依賴到自產自銷

國內存儲晶片情況：完全依賴於進口

缺「芯」是我國半導體行業的現狀。

根據海關總署統計，2013年，我國集成電路出口額為877億美元，進口額為2,313.40億美元，已超過原油成為我國第一大進口商品。

2014年中國集成電路進口2,176億美元，與石油一起位列最大宗進口商品。

巨大的供需缺口使我國集成電路企業面臨通過替代進口實現快速增長的良好機遇。

一直以來，中國的存儲晶片產業基本空白，幾乎100%依賴進口。

三星、美光、東芝、海力士等企業壟斷的存儲器市場高達800億美元，占據全球95%以上的市場份額。

而中國每年進口的存儲晶片就占55%的全球市場份額。

因此，政府為了達成半導體自產自銷的目標，扶植存儲器產業的意志很強烈。

另一方面，存儲器行業的成功依賴於決心，需要持續的投資以及忍受可能長時間的虧損，所以它不太適合於民營資本去博弈。

國家的支持對民營資本很重要。

存儲晶片市場未來幾年迅速擴大，若能達到自產自銷的目標，伴隨著中國晶片市場的規模擴大，國內存儲器廠商將獲利較大。

預計2017年中國3D NAND FLASH需求量約8000萬個

我們通過兩種方法估計中國2017年3D NAND FLASH需求量：

1）根據紫光國芯的公司公告，目前全世界記憶體市場需求的55%來自中國。

我們假設需求份額維持不變，則2017年國內記憶體市場規模大約是1.55億個（2.81*0.55=1.5455）。

假設3D NAND FLASH占比50%，則市場規模大約是7750萬個。

2）根據IDC預計，2017年中國智慧型手機出貨量將達4.6億部，占全球市場的27.36%。

根據我們之前的估計，2017年智慧型手機移動終端3D NAND FLASH 需求量約為1.68億個，則可以預計2017年智慧型手機市場上中國3D NAND FLASH 的需求量約為4600萬個（1.68*27.36%=0.46億）。

市場研究公司eMarketer預計2017年全球電腦用戶將達13.24億，其中4.057億用戶來自中國市場，占比30.64%。

我們預估中國3D SSD需求量占全球比重大致等於中國電腦用戶占全球比重，約為31%。

根據我們之前的估計，2017年3D SSD需求量約為1.13億個，則可以預計2017年SSD市場上，中國3D NAND FLASH 的需求量約為3500萬個（1.13*31%=0.35億）。

由此估計，中國市場2017年3D NAND FLASH需求量大約是8100萬（0.46+0.35=0.81）

根據以上兩種方法，我們預估2017年中國3D NAND FLASH需求量約8000萬個。

國家引導，資本協助，紫光國芯和武漢新芯加快存儲器建設

在國家的引導下，資本對存儲器領域投資較大。

紫光國芯和武漢新芯作為存儲晶片領域重要企業，其中武漢新芯專注於存儲器領域，尤其注重3D NAND FLASH 技術的追趕。

2015年11月，紫光國芯發布800億定增預案，定增資金主要用於存儲器建設。

預計可新增120,000片/月的存儲晶片生產產能。

2016年5月，紫光集團董事長趙偉國在中國大數據產業峰會暨中國電子商務創新發展峰會表示，從今年開始，紫光集團要投資300億美元，主攻記憶體晶片製造，這將會是中國大陸最大的儲存項目。

2016年國家集成電路產業投資基金股份有限公司、湖北省集成電路產業投資基金股份有限公司、國開發展基金有限公司、湖北省科技投資集團有限公司共同出資240億美元，在武漢新芯集成電路製造有限公司的基礎上組建一家存儲器公司，整個存儲器基地的規劃和建設則由武漢新芯主導。

240億美元的資金將在5年內投資完成，前期主要生產3D NAND產品，預計到2020年形成月產能30萬片的生產規模（包括20萬片3D NAND以及10萬片DRAM），到2030年形成每月100萬片的產能。

表格8. 紫光國芯800億定增資金使用計劃

序號	項目	投資總額（萬元）	擬投入募集資金凈額（萬元）
1	存儲晶片工廠	9,324,264.63	6,000,000.00
2	收購台灣力成25%股權	379,080.00	379,000.00
3	對晶片產業鏈上下游的公司的收購	1,621,000.00	1,621,000.00
合計		11,324,344.63	8,000,000.00

資料來源：公司公告，華泰證券研究所

3D NAND FLASH 產業鏈：關注封測和材料相關企業

3D NAND 將全面替代 2D NAND

2D nand 由於已到物理極限，主流工藝最多只能滿足128GB的容量需求。

未來伴隨著智能機和SSD對更大容量的需求，具有更好性能且能滿足256GB及更高容量的3D NAND FLASH將逐漸替代2D NAND FLASH。

但由於3D NAND FLASH 技術要求高，量產難度大，成本比較大。

32層堆疊NANDFlashDie容量達128Gb，與主流2D1y/1znm128Gb相比缺乏成本競爭力。

未來若干年，在3D NAND FLASH未大規模量產之前，2D nand 和3D nand 處於共存狀態——2D 由於成本優勢，滿足容量128GB及更低容量的需求，3D由於性能和容量優勢，滿足256GB甚至更高容量的需求。

由於2D工藝最多只能滿足128GB的容量需求，3D更好性能且能滿足256GB及更高容量，未來伴隨著智能機和SSD對更大容量的需求，3D終將全面替代2D。

但最近的若干年內，兩者將維持短暫的共存狀態，這主要是因為在128GB及以下容量的市場中，2D成本優勢明顯。

3D NAND FLASH產業鏈：關注材料和封測相關企業

材料：關注選擇性蝕刻及薄膜沉積產品

根據應用材料集團的預計，3D NAND成長趨勢確立，預期2018年產能將跨過百萬片，2015年占比僅15%，預計2018年占比大幅提升至85%。

屆時，晶圓加工行業迎來發展契機。

我們重點推薦關注生產選擇性蝕刻及薄膜沉積產品的企業。

因為相對於2D NAND對微縮技術的要求，3D NAND的關鍵技術是極度複雜的刻蝕和薄膜工藝。

由2D進入3D時代後，材料及結構的變化表現在市場上就是為市場帶來更多選擇性蝕刻及薄膜沉積產品的商機。

封測：TSV（矽通孔）封裝技術將成為實現3D結構的關鍵

TSV技術是透過以垂直導通來整合晶圓堆棧的方式，讓3D封裝遵循摩爾定律演進，采多層化的設計概念，讓堆棧晶片的電力互相連接，從而使2D平面晶片配置技術演進至3D堆棧技術，在邏輯領域和內存領域等均有應用。

以TSV技術製造晶片，可將耗電量減少至傳統技術的一半以上，晶片體積也能縮小約35%。

TSV可使封裝尺寸微縮到10立方毫米(mm3)以下。

在相同晶片面積且不增加功耗的前提下，TSV技術能製作出更多輸入/輸出(I/O)接腳，進而提供更高的頻寬。

因此當3D NAND Flash遇到微縮瓶頸後，NAND Flash TSV技術將成解方，持續帶領NAND Flash朝向TB等級超微型封裝(Tera-bytes Flash TSV Ultra-thin Package)的目標演進。

三星、海力士、東芝等存儲晶片重要廠商在大力研發TSV技術。

預計在由進口依賴到自產自銷的進程中，國內的武漢新芯和紫光國芯的3D NAND FLASH 可能更傾向於國內的TSV公司，建議積極關注。

表格9. 重要廠商TSV技術研發進程

序號	公司	時間	事件
1	聯電、爾必達、力成	2010年6月	宣布聯手開發TSV 3D IC技術，採用爾必達的TSV開發DRAM技術，再結合聯電的先進邏輯技術優勢，以及力成的封裝技術，提供邏輯加上內存的3D IC完整解決方案，計劃於2012年開始量產
2	三星電子	2010年12月	首次開發出真正能商用化的產品：3D-TSV技術開發出8GB DDR3 DRAM模塊
3	南亞科	2011年1月	與工研院合作開發，將TSV 3D IC技術導入現有和未來的DRAM內存製程技術和產品中
4	海力士	2013年12月	發表全球首款TSV存儲器晶片，執行速度達到每秒128GB，較GDDR5晶片快上四倍，而耗電量僅1.2伏特，省電率達40%。
5	東芝	2015年8月	研發全球首款TSV技術16-Die堆疊的NAND，實現I/O數據速率超過1Gbps，核心電路1.8V，I/O電路1.2V，讀寫和I/O數據傳輸的功耗可以降低大約50%

資料來源：中國快閃記憶體市場網新聞整理，華泰證券研究所

3D NAND FLASH浪潮下受益投資標的推薦

我們認為主要有兩類企業最具投資機會。

一類是資金雄厚、技術落後不大且有產業基金支持的投資於3D NAND FLASH的企業，包括紫光國芯（800億定增項目）和武漢新芯（240億美元國家存儲器項目核心企業，國內唯一一家專注於存儲器晶片行業的企業）；另一類受益於3D NAND FLASH企業發展的企業，特別是封測和材料相關的企業，比如紫光國芯（收購封測企業台灣力成25%股權，力成是東芝／Sandisk、美光／英特爾兩陣營的四家業者主要後段代工廠），長電科技（國內封測龍頭）、深科技（收購沛頓科技，切入存儲晶片封裝測試業務）七星電子（收購的北方微電子的主營產品包括刻蝕機）、上海新陽（TSV先進封裝鍍銅液）等。

表格10. 推薦標的及標的相關亮點

項目	核心亮點
紫光國芯	1）800億定增項目其中600億投資於存儲器晶片項目，合計932億投資於存儲器晶片項目； 2）入股力成、南茂，切入封測領域。 其中台灣力成是東芝／Sandisk、美光／英特爾四家業者主要後段代工廠。 未來伴隨著四家企業3D NAND FLASH的放量，紫光國芯將受益於力成業績的提升。
長電科技	收購星科金朋，成為國內封測龍頭
深科技	1）收購沛頓科技，切入存儲晶片封裝測試業務 2）中國電子集團的核心企業之一，是全球EMS領導者，在計算機存儲、固態存儲、自動化裝備和智能製造等方面業績突出
七星電子	收購的北方微電子的主營產品包括刻蝕機
上海新陽	公司的產品TSV先進封裝鍍銅液是TSV工藝中關鍵原材料，大約占到生產成本的30%，作為上游「賣水人」，是紫光國芯定增的最大受益者。
關注相關公司亮點
武漢新芯	1）十年專注於存儲器領域，技術先進， 2018年量產3D NAND FLASH。 2）240億美元國家存儲器項目的核心企業。 預計到2020年形成月產能30萬片的生產規模，到2030年建成每月100萬片的產能。
華天科技	因地制宜，高中低端封測布局深遠。 攜手武漢新芯，直接受益於存儲器戰略開展。 華天科技控股子公司崑山華天是少數可以提供成熟可量產的TSV工藝本土封測廠商。
深科技	1）收購沛頓科技，切入存儲晶片封裝測試業務 2）中國電子集團的核心企業之一，是全球EMS領導者，在計算機存儲、固態存儲、自動化裝備和智能製造等方面業績突出

資料來源：華泰證券研究所

風險提示：

3D NAND FLASH 量產速度不及預期，智能移動終端需求不及預期，3D SSD滲透率不及預期

研究員簡介

張騄 電子行業首席

電子行業首席分析師。

2007-2010年 南京大學電子系碩士，2010-2015年 申銀萬國 子行業首席分析師。

2012年《新財富》最佳賣方分析師電子行業第四名，2012年《證券市場周刊》水晶球最佳分析師電子行業第四名，2012年 《中國證券報》金牛分析師TMT行業第二名，2013年《中國證券報》金牛分析師電子行業第三名。

從業以來，曾經推薦環旭電子、德賽電池、安潔科技、長盈精密、欣旺達、長信科技、京東方A、水晶光電、歌爾聲學、共達電聲、歐菲光、茂碩電源等公司股票，推薦後取得良好股價表現。

歡迎關注華泰證券研究所官方微信平台！

（更多精彩財經資訊，)