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)。

　　這也就是我們如今所用DRAM的技術原型。

　　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、價格低使得技術是行業(yè)核心驅動力，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，在技術驅動下，存儲器容量不斷呈指數(shù)級增長。

　　技術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大規(guī)模集成電·(LSI)。

　　為攻破技術壁壘，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)省的電氣技術實驗室(EIL)、日本工業(yè)技術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的技術難關。

　　日本VLSI攻關項目的官產(chǎn)學一體模式

　　為期四年的VLSI攻關項目成績斐然，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束。存儲器市場的迅速增長，快速增高了對技術、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、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。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的技術難關。

　　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，一直是適用于內存最好的介質。

　　在過去的十年里，智能機和便攜設備的發(fā)展驅動外存介質不斷地更新迭代，而在外存介質洗牌的過程中，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，存儲器的需求結構正快速向著多樣化轉變：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變?yōu)橹悄軝C需求和服務器需求齊頭并進。

　　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”的驅動將轉變?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年服務器平均內存裝載量已達到145GB，預計到2021年標準型服務器的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器的高速增長也將帶動服務器領域對DRAM需求的增長。

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

　　全球服務器出貨量增長穩(wěn)定

　　因此，國泰君安電子團隊認為，δ來云服務和大數(shù)據(jù)等應用帶來的服務器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%，其中服務器應用連續(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。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市場供需關系會更加復雜，但規(guī)模總體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)勢下馬太效應愈演愈烈。

　　三星?光、海力士三巨頭已經(jīng)在DRAM領域形成了“高市占率高營業(yè)額研發(fā)投入大技術領先搶占市場”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)到技術引進再到兼?zhèn)涫召彛捌呶濉逼陂g我國集成電·技術“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DRAM設計空白，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)濟結構升級的重點發(fā)展方向，關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、設計、制造和測試領域都積累了許多的技術和經(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)結構轉型。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)歷了從美國轉移至日本、日本轉移至臺灣、韓國之后向中國大?的遷移。

　　世界范Χ內的三次半導體產(chǎn)業(yè)轉移

　　產(chǎn)業(yè)轉移的趨勢離不開產(chǎn)能的轉移和需求的轉移。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內進行不斷調整和轉移的重要原因。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)能和需求都在轉向中國的半導體產(chǎn)業(yè)轉移大背景下，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)基金對相關企業(yè)以財務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，預計總規(guī)模達1500~2000億元，同時對設計業(yè)的投資比例正在逐步提高。

　　從結果上來看，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攻關、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系正越來越緊密。技術引進+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。