Memory存儲器產業鏈,看這篇文章就夠了

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▲全球存儲器市場拆分(2017 年,按產品分)

▲DRAM 市場份額(1Q18)

▲DRAM 存儲器技術路線圖

  • 三星技術明顯領先,目前已有較高的1Xnm 製程收入占比,並積極推進1Ynm 製程轉入進度。

    平澤廠計劃於2019 年開始量產10nm LPDDR 5 晶片。

  • 鎂光方面,原瑞晶部分已於今年二季度實現到1Xnm 的全部轉換,並計劃於明年轉向1Znm,而原華亞科部分仍在向1Xnm 製程的轉換當中。

  • SK 海力士已於2017 年開始向M14 廠一期產線及無錫廠開始導入1Xnm 製程,但由於技術壁壘較高,2018 上半年良率不達預期,LPDDR4 產能仍然有限。

  • 合肥長鑫將從19nm(1X)製程切入市場,我們預計2020 年可開始大規模量產產品。

    到2019 年底,公司產能將達到2 萬片/月。

    大概落後三星2-3 年。

▲NAND 市場份額(1Q18)

▲NAND 存儲器技術路線圖(3D NAND)

由於平面微縮極限的到來,NAND 存儲器轉向3D 結構發展。

堆疊層數增多不僅增大容量,更因為絕緣材料及空間結構變化解放了TLC 技術的可靠性和壽命問題,使QLC

成為可能。

這一演進,大大降低了單位GB 成本。

3D NAND 方面,目前64 層產品已經在各大境外廠商中普及,全球3D NAND 的出貨量占比已經達到1/4 有餘。

今年7 月三星96 層TLC V-NAND 開始量產,在競爭中領先將於今年更晚時間量產96 層3D NAND 的東芝/西數和鎂光。

我國長江存儲(YMTC)自主研發的32 層3D-NAND 產品將於年底量產出貨,其今年剛發布了Xtacking 技術,將幫助NAND 存儲器實現與DDR4 內存I/O 速度,及更大的堆疊密度,並將用於明年量產的64 層3D-NAND 產品中。

大體來看,技術相媲美的上落後全球大廠3年左右的時間。

▲NOR Flash 市場份額(2017)

▲主要晶片廠商技術推進表

Memory 產業由IDM 廠商主導

Memory市場中,三星、SK海力士、美光等無一例外都是IDM廠商,都有自己的晶圓製造廠與封測廠,產業布局相當完善,而且整個Memory產業中幾乎沒有獨立的Fabless廠商。

究其原因,主要是由於企業地域分布以及技術因素造成的:一方面,Memory行業中韓國廠商占據很大的比例,而韓國企業往往都偏好形成垂直整合的全產業鏈布局。

美國美光在產業鏈開放程度上就明顯高於韓國兩大廠商。

另一方面,Memory產業的特點是拼製造工藝、拼產能,這樣才能把成本降下來,最終贏得市場,所以生產製造能力是Memory廠商的核心競爭力,廠商往往嚴格把控,Memory製造環節外包的情形很少。

IDM主導的模式使得產業鏈其他廠商在很長一段時間內難以受惠於Memory產業的發展。

以韓國為例,目前三星與SK海力士合計約占全球存儲器市場65%,且大部分產能都在韓國,但韓國封測廠的規模普遍都比較小,前四大廠商合計營收僅占全球市場的2%~3%。

產業鏈的前半段與產業鏈的後端

產業鏈的前半段:全球主要存儲器廠商主要採取設計、製造、封測一體的IDM,原因在於存儲器行業的技術競爭激烈且規模效應強,要依靠大產能來降成本,獲取更多盈利。

且IDM 模式能更好的實施設計與製造的溝通,在效率上優於Fabless+Foundry 分工,尤其是在技術演進的過渡時期優勢明顯。

走「虛擬IDM 的模式」也似乎可行,Fabless 鎖定代工產能,二者展開深度合作,例如兆易創新。

再看產業鏈的後半段:目前,雖有存儲廠商外包封測業務,但80%以上的封裝測試仍由IDM 進行。

存儲顆粒不能在整機中直接使用,模組的生產也是必要環節。

DRAM 模組方面,Kingston 占據了絕對統治地位;NAND 方面,三星在快閃記憶體顆粒上的優勢得以延續,市占率領先。

此外,快閃記憶體盤還離不開控制器的輔助,第三方廠商如群聯、慧榮、Marvell 都有著穩固的市場地位,我國的江波龍也有一定份額。

DRAM廠商數量已經大幅減少



DRAM產業幾乎每8至10年一次大循環,最終一定有大型的存儲器廠退出,如1980年代的TI及IBM等退出,1990年代的東芝、日立及NEC退出。

近幾年來,DRAM產業的整合更是加速進行,曾分別位列全球第二、第三大DRAM廠的奇夢達(Qimonda)、爾必達(Elpida)先後破產,DRAM廠商數量迅速減少(爾必達後來被美光收購)。

發展至今,DRAM行業僅剩為數不多的3~4家企業,已經形成「三足鼎立」之勢:三星是DRAM市場龍頭,市場份額約為46%;同為韓國存儲器雙雄之一的SK海力士也是實力強勁,DRAM全球份額接近27%;美光自收購爾必達後,產能大增,後又與台灣華亞科結盟,進一步擴充產能,市場份額已經接近23%,大有穩坐第三、趕超第二之勢。

目前三大廠商合計份額接近96%,其他中小型廠商大多轉型代工或集中精力於部分利基型存儲器市場。



▲Memory廠商的合作與外包策略


▲全球主要Memory封測企業概況

Memory 存儲器主要企業介紹:

三星電子(Samsung Electronics)是全球最大的存儲器製造與銷售廠商。

2017 年DRAM產品全球市占率 44%,NAND 全球市占率39%。

主要業務包括移動通信+消費電子業務(2017 收入占比63%),DRAM(2017 年收入占比15%),NAND(2017 年收入占比9%)。

受益於自2Q16 起存儲器市場前所未有景氣周期的推動,公司凈利潤2017/2018 年實現60%/32%增長,1Q18 公司營業利潤率達到26%的歷史高位。

存儲技術路線方面,三星1y 產品從1H18 開始量產,目前正在進行客戶驗證。

目前1x產能占比達到50%,公司預計,到2018 年底1x 以及1y 合計產能占比將達到70%。

此外三星西安廠二期將於2020 年開始量產。

根據市場一致預期,三星2019/2020 年凈利潤同比增速為-2%/5%。

SK 海力士 (SK Hynix)主要業務包括DRAM(2017 年收入占比76%),NAND(2017年收入占比22%)的製造與銷售。

受益於DRAM 及NAND 價格的上漲以及數據中心等需求增加,公司2017/2018 年兩年收入分別增長75%/41%,公司營業利潤率從4Q16開始轉正,在2Q18 達到歷史高位54%左右。

在DRAM 方面,公司預計2018 年下半年1xnm 將成為主流節點,計劃1ynm 產品年內出貨。

NAND 方面,目前64 層3D NAND已大量出貨,還將推出96 層3D NAND。

受行業下行周期影響,根據市場一致預期,公司2019/2020 年凈利潤分別同比下降7%/1%。

鎂光(Micron) 是全球第3 大存儲器廠商,2017 年DRAM 全球市占率23%,NAND 全球市占率11%。

是全球主要業務包括DRAM(2017 年收入占比73%)NAND(2017收入占比26%)的製造與銷售。

受益於DRAM、NAND 價格的上漲以及數據中心等需求增加,公司2017/2018 年兩年收入分別增長84%/33%,營業利潤率從1Q17 開始轉正,在2Q18 達到49%的歷史高位。

在DRAM 方面,公司預計2018 年下半年1xnm將成為主流節點,計劃1ynm 產品年內出貨;NAND 方面,目前64 層3D NAND 已大量出貨,公司還將推出96 層3D NAND。

根據市場一致預期,公司2019/2020 年凈利潤同比下降13%/11%。

紫光集團(紫光存儲南京+紫光存儲成都+長江存儲NAND)

紫光集團在存儲方面的布局分別為:在南京及成都的半導體產業基地各一座,以及武漢的長江存儲。

南京半導體產業基地主要生產DRAM 以及NAND,成都基地和長江存儲將專注於3D NAND 生產。

南京半導體產業基地:紫光南京半導體產業基地項目由紫光集團投資建設,主要產品為3D NAND Flash、DRAM 存儲晶片等。

項目一期投資約105 億美元,月產晶片10 萬片,總投資額為300 億美元,3 期規劃。

南京廠已於2017 年推出DDR3 產品,但量產環節仍主要在台灣力晶進行。

成都半導體產業基地:2018 年10 月12 日,紫光成都存儲器製造基地項目開工,主要產品為3D NAND 存儲器,並將開展存儲器晶片及模塊、解決方案等關聯產品的開發製造,銷售等,總投資額240 億美元。

項目全部建成後月產能為30 萬片。

長江存儲:長江存儲由紫光集團,國家集成電路產業投資基金,湖北地方集成電路基金,湖北科投聯合投資240 億美元,於2016 年7 月正式成立。

2016 年12 月,以長江存儲為主體的國家存儲器基地正式開工建設,將建設3 座全球單座面積最大的3D NAND FlashFAB 潔凈廠房、1 座總部研發大樓和其他若干配套建築。

其核心生產廠房和設備每平方米的投資強度超過3 萬美元。

公司表示計劃項目一期2018 年建成投產,實現零的突破,成功進入市場;2019 年實現正毛利;2020 貢獻月產能10 萬片,2023 年年產值達1000 億人民幣。

長江存儲(YMTC)是中國目前投資額最大的NAND 快閃記憶體製造商。

自2014 年起進行3D NAND 研發,2015 年9 層測試晶片驗證成功,2016 年32層測試晶片設計完成,2017 年第1 代32 層晶片設計完成。

公司表示計劃項目一期2018 年建成投產,實現零的突破,成功進入市場;2019 年實現正毛利;2020貢獻月產能10 萬片,2023 年年產值達1000 億人民幣。

公司自2014 年起進行3D NAND研發,目前進展順利:

2015 年9 層測試晶片驗證成功,2016 年32 層測試晶片設計完成,2017 年第1 代32 層晶片設計完成。

今年研發成果豐富:第2 代64 層晶片設計完成,同時32 層晶片達到企業級標準,64 層晶片試片成功。

合肥長鑫(Hefei Innotron)1Q18 已完成設備安裝,一期計劃產能為125kwpm,三期全部滿產產能為375kwpm。

第一階段做基於19nm 平台的8GB LPDDR4 產品,主要應用為智慧型手機,目前已開始投產,預計年底良率可達10%,明年底良率可達80%左右,實現大規模量產。

根據我們的測算,合肥長鑫一期滿產後,基於現階段每片晶圓可切割的容量數以及mobile DRAM 的單價,在良率以及產能利用率100%的情況下,每年產值可達到66 億左右美金。

但我們認為,由於初期良率較低、產能處在爬坡狀態、折舊攤銷等固定成本高昂,另外,加入廠商相較海外大廠存在技術上的差距,每單位容量平均的可變成本也會相應增加。

因此初期運營廠商會承受很大虧損的壓力。

兆易創新:公司是國內領先的存儲器設計公司,主營業務包括存儲業務(NOR 以及SLCNAND)和非存儲業務(MCU),2017 年NOR Flash 營收占比為65.6%,公司在NOR 市場上排名第五,國內獨家供應。

在鎂光和Cypress 逐漸退出競爭後,公司有望躋身世界前三,並受益於智慧型手機中TDDI 及AMOLED 的滲透繼續成長。

2017 年9 月,公司宣布與中芯國際達成戰略合作協議,中芯國際將作為公司主要存儲產品的晶圓代工廠,至2018 年底合同採購金額為12 億元。

NOR 以及SLC NAND 主要在中芯國際北京晶圓廠代工,其中NOR 2017 年主要使用65nm 工藝,2018 年將大批量導入至55nm,並逐步推進至45nm。

SLC NAND 2017 年使用38nm,2018 年將會推進至24nm。

2017 年11 月29 日,公司以每股10.65 港元認購中芯國際發行股份。

認購成功後,公司持有約1.02%的股份,成為中芯國際第5 大股東。

我們認為戰略入股中芯國際後,能夠為公司帶來有保障的產能供應。

公司表示目前已實現512Mb 高容量產品量產,同時也加大推進產品向55nm 平台導入。

但我們認為2018 年NOR Flash 產品中中低容量仍占據大部分,我們了解到中低容量NORFlash 今年以來受到產能擴張影響,主要來自於國內非上市企業(在武漢新芯流片),價格及盈利能力都承受壓力,而中高容量價格則相對較為堅挺。

另一方面,公司進入中高容量市場後,能否成功從海外大廠中搶走份額也頗具壓力。

SLC NAND 方面,公司基於38nm 產品已穩定量產,目前在積極推進24nm 的研發工作。

雖然SLC NAND 相較NOR Flash 價格較為穩定,但SLC NAND 是公司從3Q17 起生產的新產品,因此技術及製程的研發尚需要一段時間。

旺宏1H19 起將會開始量產基於19nm 平台的產品,我們認為海外大廠積極的技術及產品升級將對公司產品的市場推廣帶來一定壓力。

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