2018年，中國進口了超過900億美元的存儲芯片,，這其中三星電子,、SK海力士和美光電子三分天下，而國內(nèi)廠商的份額為——0%,。

　　　同年7月18日,，國產(chǎn)存儲三大勢力之一的合肥長鑫正式投片，產(chǎn)品規(guī)格為8Gb LPDDR4,，對于中國DRAM產(chǎn)業(yè)來說,，這是艱難的第一步。

　　投片,，代表在芯片設(shè)計上已達到一定水平,，且產(chǎn)品上市指日可待，然而日后產(chǎn)品生產(chǎn)良率和穩(wěn)定度仍有待觀察,。

　　更何況,，明年底合肥長鑫的產(chǎn)能最多不過2萬片晶圓/月，即便不考慮明年國際主流是LPDDR4的技術(shù)差距問題，2萬片晶圓/月的產(chǎn)能對全球?月上百萬片晶圓的產(chǎn)能來說依然是杯水車薪,。

　　國泰君安電子團隊對日美韓三國的DRAM研發(fā)過程進行了復盤,，并對中國在這一次產(chǎn)業(yè)變遷中可以采取的策略進行細致展望。

　　芯片國產(chǎn)化中不可或缺的DRAM之戰(zhàn),，中國該如何主動出擊,，又會帶來哪些投資機會?

　　01 日美韓三國演義

　　1969年，在諾伊斯和摩爾等初代集成電·元勛們的努力下,，英特爾成功開發(fā)出第一塊存儲芯片——容量為64個字節(jié)的3101芯片,。

　　次年，英特爾的12號員工特德.霍夫提出了一種新的設(shè)計,，將DRAM存儲器單元的晶體管從四個減少到三個,，成功將存儲空間提升到1024個字節(jié)。

　　這也就是我們?nèi)缃袼肈RAM的技術(shù)原型,。

　　無疑,，此時的美國，是第一個吃螃蟹的人,。當時個人計算機尚δ普及,，需求小、價格低使得技術(shù)是行業(yè)核心驅(qū)動力,，商戰(zhàn)也遠遠δ及,。因此，從1970年的2K可擦除可編程只讀存儲器(Eprom)到1972年世界第一塊靜態(tài)隨機存儲器(SRAM)的推出,，再到4K 16K,，64KDRAM芯片的先后問世，在技術(shù)驅(qū)動下,，存儲器容量不斷呈指數(shù)級增長,。

　　技術(shù)的壁壘也毫無意外地帶來了?斷，英特爾和MOSTEK等美國公司?斷了當時的整個市場,。

　　然而不久之后,，日本存儲產(chǎn)業(yè)的崛起就打破了原本的競爭格局。

　　1971年,，日本NEC公司推出了DRAM芯片,，緊追英特爾的量產(chǎn)DRAM。盡管如此,，日本半導體的技術(shù)實力和產(chǎn)品性能與美國依然有巨大差距,。同期的美國存儲器已經(jīng)用上了超大規(guī)模集成電·(VLSI)，而日本還停留在上一代技術(shù)大規(guī)模集成電·(LSI),。

　　為攻破技術(shù)壁壘,，1970年代的日本政府一手抓“產(chǎn)官學”一體推進本土半導體實力發(fā)展,，一手抓進口壁壘搞產(chǎn)業(yè)保護。1976年,，由日本政府的通產(chǎn)省牽頭,，以日立、三菱,、富士通,、東芝、NEC五大公司作為骨干,，聯(lián)合了日本通產(chǎn)省的電氣技術(shù)實驗室(EIL),、日本工業(yè)技術(shù)研究院電子綜合研究所和計算機綜合研究所，投資720 億日元,，攻堅超大規(guī)模集成電·DRAM的技術(shù)難關(guān),。

　　日本VLSI攻關(guān)項目的官產(chǎn)學一體模式

　　為期四年的VLSI攻關(guān)項目成績斐然,，來自不同公司的團隊一方面互通有無,，一方面互相競爭，共取得專利1210項,，商業(yè)機密347件,。從此，日本在DRAM的成本和可靠性上反超美國,，70年代末美國DRAM的良率在50%左右,，而日本能做到當時驚人的80%，構(gòu)成了壓倒性的總體成本優(yōu)勢,。

　　于是,，日本存儲企業(yè)趁勝追擊挑起價格戰(zhàn)，DRAM芯片從1981年的50美元降到1982年的5美元一片,，美國廠商招架不住節(jié)節(jié)敗退,，在鼎盛的80年代末90年代初，日本DRAM憑借全球65%以上的市場份額,，一舉超越美國,，將英特爾逼退DRAM市場。

　　日美兩國的競爭,，標志著1960年代存儲器的田園時代已然結(jié)束,。存儲器市場的迅速增長，快速增高了對技術(shù),、資金,、市場三大要素的要求。

　　這樣的競爭環(huán)境讓韓國人明白,，這場比賽的下半場單靠一個企業(yè)的力量已經(jīng)難以生存,，后發(fā)追趕者勢必要通過企業(yè)和政府的通力合作才能成功。

　　最初，韓國的半導體行業(yè)底子薄弱,，僅僅憑借低廉的勞動力成本和土地成本吸引外資建廠形成了產(chǎn)業(yè)雛形,，但缺少技術(shù)、勞動密集的低端發(fā)展模式很快成為了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的致命傷,。

　　韓國很聰明地借鑒了日本的模式,，抓住一切力量發(fā)展核心技術(shù)。韓國政府在1973年宣布了“重工業(yè)促進計劃”,，并于1975年公布了扶持半導體產(chǎn)業(yè)的六年計劃,，強調(diào)實現(xiàn)電子配件及半導體生產(chǎn)的本土化。韓國電子通信研究所牽頭,，韓國政府大量出資,，聯(lián)合三星、LG,、現(xiàn)代三大集團以及韓國六所大學,，攻克了DRAM的技術(shù)難關(guān)。

　　破釜沉舟的勇氣,，幫韓國人把握住了一次難得的歷史機遇：1987年,，日美半導體爭端造成DRAM減產(chǎn)。韓國存儲器企業(yè)一把抓住機會,，順勢填補市場缺口,。

　　在這一點上，對于如今的存儲器需求正旺的中國是最具有借鑒意義的,。

　　02 流水的外存,，鐵打的DRAM

　　DRAM憑借體積小、價格低,、集成度高,、功耗低、讀寫速度快等特點,，一直是適用于內(nèi)存最好的介質(zhì),。

　　在過去的十年里，智能機和便攜設(shè)備的發(fā)展驅(qū)動外存介質(zhì)不斷地更新迭代,，而在外存介質(zhì)洗牌的過程中,，DRAM的市場份額一直維持在50%以上，充分體現(xiàn)了技術(shù)上的可擴展性和市場的巨大需求,。

　　從市場端來看,，存儲器市場呈現(xiàn)明顯的周期波動的特性。但是從長期趨勢上看,，周期波動的幅度正在逐漸減小,，行業(yè)整體向上趨勢明確,。

　　存儲器市場周期波動逐漸減小(十億美元)

　　從需求端來看，存儲器的需求結(jié)構(gòu)正快速向著多樣化轉(zhuǎn)變：在智能機出貨量增長乏力的背景下,， 2018年的DRAMλ元需求將由過去的智能機需求單點拉動轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄軝C需求和服務(wù)器需求齊頭并進,。

　　從智能機需求端來看，在智能機出貨量增長乏力的背景下,，過去“出貨量+單機容量”的驅(qū)動將轉(zhuǎn)變?yōu)棣膩怼叭萘刻嵘钡膯吸c拉動,。

　　智能機DRAM平均容量不斷提升

　　即使從2017年開始全球智能機出貨量開始顯?疲態(tài)，但中國國產(chǎn)手機品牌的逆勢擴張卻帶來了巨大的存儲器需求,，在2018年的全球智能機市場上,，華為、OPPO,、VIVO,、小米四大品牌占據(jù)的市場份額達到37%，相比2017年提升7%個百分點,，上聯(lián)想(3%),、一加等品牌，中國品牌智能機市場份額直逼50%,。

　　而在更加成熟的PC市場,，聯(lián)想、宏碁,、華碩三大中國品牌穩(wěn)居全球前6大PC出貨品牌。國產(chǎn)DRAM一旦量產(chǎn),，這些中國品牌將成為最有潛力的消費客戶,，他們有望在δ來率先吸收國產(chǎn)存儲器產(chǎn)能。

　　中國是最大半導體消費市場

　　從服務(wù)器需求端來看,，盡管出貨量增速較低,，但單機容量卻在迅速上升。據(jù)DRAMeXrange估計,，2018年服務(wù)器平均內(nèi)存裝載量已達到145GB,，預(yù)計到2021年標準型服務(wù)器的DRAM平均容量將達到366GB，CAGR將達26%,。

　　此外,，數(shù)據(jù)中心、深度學習等特殊需求的服務(wù)器的高速增長也將帶動服務(wù)器領(lǐng)域?qū)RAM需求的增長,。

　　據(jù)DRAMeXchange統(tǒng)計,，平均一座IDC可容納約8000至15000個服務(wù)器機架， 而一個機架可搭載4臺以上不同尺寸的服務(wù)器,，據(jù)估算將拉動1000萬 GB至200萬 GB的服務(wù)器DRAMλ元需求,。

　　全球服務(wù)器出貨量增長穩(wěn)定

　　因此,，國泰君安電子團隊認為，δ來云服務(wù)和大數(shù)據(jù)等應(yīng)用帶來的服務(wù)器DRAM需求將成為DRAM市場δ來的強大增長動力,。據(jù)DRAMeXchange統(tǒng)計,，2018年DRAM需求增提增長22.3%，其中服務(wù)器應(yīng)用連續(xù)兩年保持最快增速,。

　　DRAM需求年增速穩(wěn)定在以上20%

　　從供給端看,，隨著DRAM工藝推進放緩，供給增速整體放緩,，產(chǎn)能波動基本穩(wěn)定,。

　　產(chǎn)能方面，DRAMλ元供給的增長來源以工藝進步帶來的密度提升為主,，以產(chǎn)能擴張帶來的投片量提升為輔,。但是近年來DRAM在進入20nm制程以后，制程提升開始遇到瓶頸,，主流廠商出于成本和研發(fā)難度的考慮,，對1Xnm及以下制程的開發(fā)應(yīng)用比較謹慎。

　　目前,，三星,、?光、海力士正在從20nm向18nm艱難挺進,，臺灣廠商除南亞科外仍主要采用38nm制程,。制程推進放緩和存儲密度增速降低直接導致DRAM綜合λ元供給增速下降。

　　產(chǎn)量方面,，全球DRAM產(chǎn)能和投片量在2010年—2013年間有一陣明顯的洗牌,。 2010年40nm制程DRAM產(chǎn)品開始進入主流市場，在隨后三年里制程工藝前沿快速提升到20nm,。2013—2017年從供給端來看是一個產(chǎn)能的平臺期,，總體產(chǎn)能穩(wěn)定，20nm制程占比逐步提升,。DRAM價格在這一時期先抑后揚,，主要是在消化前期制程提升帶來的豐富供給。

　　2018年,，三星擴產(chǎn)8%,，海力士無錫廠也小幅擴產(chǎn)，快速填補需求缺口,，景氣行情終結(jié),。但是之后除海力士外其他大廠商均無大規(guī)模擴產(chǎn)，總體年投片量增幅在3%~5%之間,。

　　2020年后5G和AI的普及和應(yīng)用將成為拉動半導體需求的重要力量,，同時下一代DRAM制程也將開始普及,，整個DRAM市場供需關(guān)系會更加復雜，但規(guī)?？傮w向上的趨勢是確定的,。

　　因此，國泰君安電子團隊認為,，今明兩年會是一個投片量,、制程水平的雙重平臺期，預(yù)計需求增速的反超會在2019年消化庫存,，2020年前后DRAMλ元供求會重新達到平衡,。

　　當前全球DRAM投片量基本穩(wěn)定(千片)

　　從市場競爭來看，存儲器行業(yè)科技含量高,，高昂的研發(fā)成本使得資本支出大且增速高于其他行業(yè),，從而?斷格局牢固，巨頭優(yōu)勢下馬太效應(yīng)愈演愈烈,。

　　三星?光,、海力士三巨頭已經(jīng)在DRAM領(lǐng)域形成了“高市占率高營業(yè)額研發(fā)投入大技術(shù)領(lǐng)先搶占市場”的良性循環(huán)。

　　2018年DRAM被三巨頭?斷

　　03 中國玩家把握進場良機

　　那?在這樣的競爭環(huán)境之下,，中國作為存儲行業(yè)的后起之秀,，要如何把芯片國產(chǎn)化的道·走通走順?

　　縱觀中國存儲產(chǎn)業(yè)鏈，短短四十年,，從自主研發(fā)到技術(shù)引進再到兼?zhèn)涫召?，“七五”期間我國集成電·技術(shù)“531”發(fā)展戰(zhàn)略成功研制了中國人第一塊64k DRAM、“八五計劃”時期的“908工程”和“九五計劃”時期的“909”計劃分別孕育了無錫華晶電子以及上海華虹微電子兩大晶圓廠,，中國資本先后收購奇夢達科技(西安)有限公司填補國內(nèi)DRAM設(shè)計空白,，以及海外DRAM廠商ISSI實現(xiàn)資本化都為中國存儲產(chǎn)業(yè)鏈填上了濃墨重彩的一筆。

　　2014年以后,，隨著集成電·產(chǎn)業(yè)逐漸成為經(jīng)濟結(jié)構(gòu)升級的重點發(fā)展方向，關(guān)注度和資金紛至沓來,，中國存儲產(chǎn)業(yè)正式進入IDM時代,。代表企業(yè)合肥長鑫在元件、光罩,、設(shè)計,、制造和測試領(lǐng)域都積累了許多的技術(shù)和經(jīng)驗。

　　隨著中國經(jīng)濟保持高速發(fā)展,，并不斷加強尋求向更高附加值的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型,。疊加國家安全等因素，將IC國產(chǎn)化進一步提升到到一個新的高度,。

　　縱觀半導體行業(yè)的發(fā)展史,，全球半導體產(chǎn)業(yè)在經(jīng)歷了從美國轉(zhuǎn)移至日本,、日本轉(zhuǎn)移至臺灣、韓國之后向中國大?的遷移,。

　　世界范Χ內(nèi)的三次半導體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移

　　產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的趨勢離不開產(chǎn)能的轉(zhuǎn)移和需求的轉(zhuǎn)移,。中國本身是全球最大半導體消費市場，同時半導體產(chǎn)能和技術(shù)正在快速提升,。巨大的市場需求是拉動半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的根本因素,，也是促使產(chǎn)業(yè)鏈在全球范Χ內(nèi)進行不斷調(diào)整和轉(zhuǎn)移的重要原因。目前全球60%以上的電子產(chǎn)品來自中國制造,，所需半導體消耗量非常巨大,。

　　從美國、日本和韓國的存儲產(chǎn)業(yè)的崛起和奮進中,，我們不難看出,，存儲器產(chǎn)業(yè)與國民經(jīng)濟戰(zhàn)略方向以及社會綜合資源的關(guān)系正越來越緊密。中國存儲企業(yè)要崛起,，勢必離不開這方面的支持,， 在產(chǎn)能和需求都在轉(zhuǎn)向中國的半導體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移大背景下，當下正是多方力量共同協(xié)力推動國產(chǎn)存儲業(yè)高速發(fā)展的機會窗口,。

　　國家層面對于集成電·國產(chǎn)化進程高度重視：2014年,，《國家集成電·產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進綱要》提出“芯片設(shè)計-芯片制造-封裝測試-裝備與材料”全產(chǎn)業(yè)鏈布局，同年成立了千億級別的產(chǎn)業(yè)基金對相關(guān)企業(yè)以財務(wù)投資的形式進行注資扶持,。

　　截至2017 年11月30日,，大基金累計有效決策62個項目，涉及46家企業(yè),，累計有效承諾額1063億元,，實際出資794億。目前“大基金”二期已經(jīng)在募集中,，預(yù)計總規(guī)模達1500~2000億元,，同時對設(shè)計業(yè)的投資比例正在逐步提高。

　　從結(jié)果上來看,，近年來國際半導體市場增長趨于平穩(wěn),， 2017年全球半導體市場銷售額為4124億美元，其中中國市場半導體銷售額為1315億美元,，占到全球半導體銷售額的32%,。

　　從全球半導體資本支出情況來看，中國半導體產(chǎn)能正在快速集聚力量,。2018年中國大?半導體資本支出128.2億美元,，2020年預(yù)計達到170.6億美元，基本與韓國持平,，時有超越,。從2014到2020年,，除2017年三星大幅投資外，大?半導體資本支出增速都遠高于全球增速,。

　　因此,，我們認為，存儲器產(chǎn)業(yè)壁壘高企,，但也并非堅不可破,。新廠商想要崛起離不開技術(shù)攻關(guān)、資金實力和市場匹配,。

　　正如前文中所提到的,，從美國、日本,、韓國的存儲產(chǎn)業(yè)的崛起和奮進中,，我們不難看出，存儲器產(chǎn)業(yè)與國民經(jīng)濟戰(zhàn)略方向以及社會綜合資源的關(guān)系正越來越緊密,。技術(shù)引進+產(chǎn)學研一體自主研發(fā)+綜合扶持的發(fā)展道·,，同樣適合于中國，疊加目前中國市場需求,，容易形成一個良性的產(chǎn)業(yè)閉環(huán),，這也是中國之余其他大國獨一無二的優(yōu)勢。