2017年我國半導體存儲器帶動硅產量增長、2018年全球DRAM市占率【圖】

半導體存儲器 2018-04-26 06:14

2017年開啟全球半導體第四次硅含量提升周期，物聯網、AI、智能駕駛與5G四大核心創新應用將驅動數據量指數式增長，進而驅使全球存儲器需求大爆發，第四次硅含量提升周期內，存儲器芯片將成為推動半導體集成電路芯片行業上行的主要抓手

全球存儲器產值與全球硅含量（億美元）

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相關報告：智研咨詢發布的《2017-2023年中國半導體存儲器市場供需預測及投資戰略研究報告》

全球半導體集成電路芯片大格局變遷，2017年存儲器芯片全球銷售額占比有望超越邏輯芯片，成為第一。2017年存儲器芯片產值預計超過1000億美元，增長幅度將超過30%，從近期2017年存儲器芯片將會取代傳統半導體集成電路領域份額占比最高的邏輯芯片，成為全球銷售額占比最高的半導體集成電路芯片。

2017年起存儲器芯片有望成為占比第一

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2017年存儲器領域的資本開支（CAPEX）占比比例將近40%，超過晶圓代工，躍升為半導體集成電路資本開支第一大細分領域。2017年，存儲器芯片占比全球半導體資本開支第一大細分領域，占比比例將近40%，其中NAND/NOR占比24%，DRAM占比接近16%；晶圓代工占比比例28%，僅次于存儲器芯片領域的資本開支；MCU和MPU占比比例為14%，邏輯電路芯片占比比例為9%；模擬電路以及MEMS/ASIC等占比比例9%。

跟據報告，因為DRAM、NAND、NOR等存儲器芯片供求緊張，刺激眾多存儲器芯片和晶圓代工產商進行產能擴張和制程設備的研發升級，2017年全球半導體集成電路領域的資本開支（CAPEX）進行上修，從700多億美金提升到800多億美金，同比增速從10%提升到20%。其中存儲器芯片的資本開支將超過320億美金，同比增長40.5%以上。FLASH資本開支預計超過190億美金，同比增速超過33%，DRAM資本開支預計超過130億美金，同比增速超過53%。

2017年半導體領域資本開支占比情況

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結合歷史數據，我們可以發現DRAM產業在歷史上具有強周期性特點，在2017年存儲器超級景氣周期帶動下，DRAM市場增速達到1994年以來新高74%。同時統計三星、海力士、美光等廠商營收，DRAM季度營收連續自16Q2起連續七個季度環比增長，自16Q4起連續五個季度同比增長（增速分別為27%、68%、79%、86%、65%）。預計2017年產值全年增長74.3%至720億美元。

我們認為供給端“硅片剪刀差”鉗制產能和需求端“第四次硅含量提升周期”雙重驅動下，未來數年DRAM市場有望由周期向持續景氣轉變，IDC、云計算催生數據中心大量建設，消費終端內存穩定增長，車載存儲迎來爆發將成為DRAM市場成長的主要推動力。

近年來DRAM季度營收

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1993-2017DRAM市場成長情況

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尤其是以服務器及PC搭載的DDR4需求大增、現貨價大漲，以4GBDDR4模組合約價來看，2017年第3季平均價格僅13美元，但2017年第4季價格已大漲至30.5美元，累計漲幅超過1.3倍！從16H2以來漲勢延續18月之久！遠超以往上漲周期不超過12個月的慣性。

根據統計，2017年12月DRAM現貨價格變動幅度較小，部分品種出現小幅降價，進而向下游傳導內存模組降價，我們認為主要是由于進入淡季所致。

IDC與云計算的興起驅動服務器數量與搭載內存容量持續上升，因此服務器內存自2015年起超越標準型內存位居第二，2018年占比有望提升至28%。并且目前看不到明顯天花板，大數據、AI、智能駕駛、5G等創新應用將驅動數據指數級增長，相應的數據中心數量與性能需求也將持續高速增長。因此，服務器內存有望成為DRAM產業成長主要驅動力，預計今明兩年增長率將達到37%/26%，明年占比有望提升至接近30%；

標準型內存與繪圖用內存的占比分別為19%、6%，主要與PC性能要求、顯卡性能正相關。目前PC出貨量與性能要求較為穩定，不過2018年受益“吃雞”等大型終端游戲興起和GPU應用于深度學習（主要是AI和挖礦兩個領域），對內存和顯存要求提升，網吧、個人用戶、挖礦組織大量升級內存、更換高級顯卡，因此標準型內存下滑趨勢減緩、繪圖用內存仍保持9%的增速成長。

不同內存產品份額比重

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不同內存產品增速情況

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目前DRAM發展主要表現為“DDR4占比提升成為主流”和“由4G提升至8G”兩大趨勢。隨著市場需求轉變以及20nm制程工藝逐漸成熟，DDR4的占比逐漸提升至58%。2015年由于Intel平臺支持度問題，開始鼓勵服務器級內存轉向DDR4，而個人電腦/筆記本電腦由新平臺Skylake開始采用DDR4，在2016年第二季起放量，成為主流解決方案。

DRAM規格占比

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DRAM主流由4GB跨入8GB

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DRAM市場整體仍呈現“三星、海力士、美光占據90%以上份額，臺灣廠商走利基路線”的局面。三星、海力士、美光三家份額約為46%、

DRAM季度營收（百萬美元）

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全球DRAM市占率變動情況

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我們結合各家定期報告與集邦咨詢等研究機構統計數據，認為目前全球DRAM月產能在112-117萬片之間（12寸）。其中三星月產能410-420萬片；海力士投片部分從21nm為主轉到18m，投片年成長預計在三大廠里最高，月產能接近300萬片；而美光由于制程稍落后，月產能在335-340萬片左右。

DRAM產能情況（Kwpm，12”）

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DRAM、NAND、其他邏輯芯片和測試級對硅片需求在未來數年根據PPP-GDP指數小幅增長來測算，出現較大缺口也仍然是確定性事件。我們根據各家產能測算下來，當前全球DRAM月產能在115-120萬片（12寸），NAND月產能約為150萬片。不考慮良率損失，目前兩者在12寸硅片供應中占比接近48%-50%！而同時我們也要看到，邏輯芯片、其他&測試級所需硅片在130、115萬片左右。

全球硅片產能缺口

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300mm硅片分品類需求情況

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DRAM用300mm硅片需求（千片）

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NAND用300mm硅片需求（千片）

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數據中心對服務器的需求成為整體服務器市場出貨成長的關鍵。根據對Google、Amazon、微軟、Facebook與中國BAT七家巨頭IDC服務器裝機量統計，近年來增速維持在23%-35%之間，其中2017年僅這七家服務器裝載量有望超過840萬臺。且2020年前，七大巨頭仍有超過十座數據中心正在進行規劃新建。近兩年來數據中心的服務器需求預計在2020年前將繼續維持每年二至三成的年增率。

IDC服務器裝機量增長趨勢（千臺）

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七大公司數據中心統計

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根據統計，平均一座數據中心可容納約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，據估算將會消耗約10MnGB至20MnGB的服務器用內存。

根據統計，目前服務器&工作站出貨量保持穩定增長，2017年有望達到1690萬。Intel新平臺升級與虛擬化驅動服務器搭載內存容量快速提升，2016-2017間提升60GB至190GB！

服務器&工作站出貨量（百萬）

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服務器平均搭載內存容量

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目前服務器以雙路服務器為主，虛擬化計算環境催生大量內存需求，四路及以上高端方案也開始快速增長。目前中低端雙路服務器內存方案為16GBx8，高端服務器由32GBx12向32GBx24甚至64GBx32演進！2018年十月AmazonAWS更是推出目前最大的EC2，包括4TB的DDR4內存、IntelXeionE78880v3處理器，主要面向運行內存中數據庫(例如SAPHANA)、大數據處理引擎(例如ApacheSpark或Presto)、高性能計算(HPC)應用程序以及高性能數據庫。

中端兩路服務器和高端四路服務器配置

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大數據分析與云端運算需求持續增加的情況下，高效能運算需求激增，服務器仰賴內建存儲器來提供更有效率的運算工作已成為趨勢。再加上未來人工智能運算必將更依靠服務器內建存儲器，來達到提升運算效能的情況下，先進存儲器的發展一直是存儲器公司重要的工作項目之一。例如，美光就在近期正式推出當前市場上容量最高、速度最快的服務器等級專用存儲器模組，每個存儲器模組的容量高達128GBDDR4-4266LRDIMM，采用8GBDRAM顆粒，以TSV矽穿孔制程進行4Hi堆疊，并由20納米制程所制造。

從最近幾年龍頭手機廠商機型來看，存儲器在智能手機尤其是安卓機型BOM中占比持續提升（iPhoneX這種重大創新機型需特殊考慮）。以三星S系列為例，S7標配為4G+32G，S8配置為4/6GB+64/128GB，存儲器BOM占比由11.5%提升至13.6%。

以安卓系統為例，自推出以來系統、APP、游戲占用內存（注：不是占用存儲空間）持續提升，均有數倍增長。我們對微信等常見APP占用內存進行統計，從2.3版本到6.5版本內存占用由30MB提升至227MB，提升了六倍以上！而目前以微信、微博、淘寶等為代表的基礎性APP占用內存也普遍來到300-400MB。因此以日常后臺運行4-5個最基礎APP來看，占用內存就能夠達到1.2-1.5GB。

同時系統本身也是內存一大占用項！隨著系統功能的不斷完善，當初Android1.0原生系統僅占用100MB內存，到目前Android7.0、8.0版本，開機之后系統就已經占用1.5-2GB內存，提升了15-20倍！如果仍維持3GB的低配內存，顯然已經不能滿足系統的需求。

不同版本微信占用內存

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常見APP占用內存

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分辨率與屏幕尺寸提升、攝像頭升級也加大對內存需求！不同于PC有獨立顯存，手機SoC芯片中CPU和GPU使用的內存是在同一個物理內存顆粒上，僅僅在邏輯上給GPU劃分獨立內存空間。因此手機分辨率越高，圖像數據越大，運算量的提升也就越大，因此對內存的需求也就越大。以2K分辨率與1080p為例進行對比，2K的分辨率2560×1440相比1080P1920×1080多了77%的像素數量，運算量的提升也差不多為這個比例。手機屏幕的分辨率逐漸升高意味著內存的占用空間同步提升。

根據統計，近年來智能手機平均搭載內存持續提升。其中集邦認為2018年平均內存將保持穩定增長16%至3.3GB，而IDC統計口徑下17Q3智能手機平均內存就已經達到3.6GB，其中以4GB占比最高。

智能手機平均內存