AI存儲(chǔ)：HBM抓著英偉達(dá)的命門(mén)
存儲(chǔ)行業(yè)在經(jīng)歷近2年的下滑后，價(jià)格端又迎來(lái)了上漲。存儲(chǔ)本身具有周期性，供需變化直接影響存儲(chǔ)芯片的價(jià)格走向。而本輪不同的是，在AIGC等新應(yīng)用的推動(dòng)下，存儲(chǔ)行業(yè)有望迎來(lái)“周期+成長(zhǎng)”的共振。參考過(guò)往DDR3和DDR4的價(jià)格變化，可以看出明顯的周期性，大約都是3-4年為一個(gè)周期。而本輪隨著存儲(chǔ)價(jià)格下滑，各大廠商在2022年下半年陸續(xù)開(kāi)始削減資本開(kāi)支和調(diào)整產(chǎn)能結(jié)構(gòu)。供需格局的改變，導(dǎo)致存儲(chǔ)價(jià)格在2023年觸底。疊加AI等新應(yīng)用的出現(xiàn)，存儲(chǔ)行業(yè)再次開(kāi)啟了上行周期。
本輪存儲(chǔ)行業(yè)的上行周期：“周期+成長(zhǎng)”的共振①傳統(tǒng)周期：手機(jī)和PC在存儲(chǔ)行業(yè)中貢獻(xiàn)了將近一半的收入。隨著兩大下游領(lǐng)域觸底回暖，給存儲(chǔ)行業(yè)帶來(lái)了周期性的回升；②AI新成長(zhǎng)：ChatGPT等AI應(yīng)用激發(fā)了AI服務(wù)器的需求增長(zhǎng)，存儲(chǔ)升級(jí)也是其中重要一環(huán)。AI PC和AI phone的終端創(chuàng)新，也帶來(lái)了存儲(chǔ)的新需求。傳統(tǒng)周期只是給市場(chǎng)帶來(lái)了觸底回暖的預(yù)期，而AI能帶來(lái)更高的展望。當(dāng)前AI 服務(wù)器對(duì)HBM存儲(chǔ)的需求，已經(jīng)產(chǎn)生了規(guī)�；氖杖塍w量和業(yè)績(jī)表現(xiàn)。海豚君通過(guò)拆解測(cè)算，預(yù)期AI服務(wù)器有望給存儲(chǔ)行業(yè)帶來(lái)100億美元以上的HBM需求空間，這給存儲(chǔ)市場(chǎng)注入了成長(zhǎng)性看點(diǎn)。此外，AI PC和AI phone也有望加速存儲(chǔ)產(chǎn)品的迭代升級(jí)。當(dāng)前存儲(chǔ)行業(yè)，仍主要以三星、海力士和美光三家廠商為主。特別在DRAM市場(chǎng)中，三家廠商合計(jì)占有95%的市場(chǎng)份額。HBM的需求提升，給三家廠商帶來(lái)了市場(chǎng)空間的擴(kuò)大，但市場(chǎng)份額還有所差別。海力士憑借在HBM3的率先攻破，當(dāng)前占據(jù)領(lǐng)先的份額優(yōu)勢(shì)。雖然英偉達(dá)在本輪AI浪潮中領(lǐng)跑，但也被HBM抓著命門(mén)。當(dāng)前HBM受限于產(chǎn)能不足，市場(chǎng)上供不應(yīng)求，有望繼續(xù)提價(jià)。在存儲(chǔ)產(chǎn)品價(jià)格頻頻上漲的情況下，三家存儲(chǔ)廠商的業(yè)績(jī)有望繼續(xù)向好。而其中率先成功擴(kuò)產(chǎn)的廠商，將享受更強(qiáng)的alpha。海豚君將在下篇中對(duì)個(gè)股進(jìn)行估值測(cè)算，并對(duì)新增的100億美元會(huì)給具體公司帶來(lái)多大的業(yè)績(jī)彈性進(jìn)行分析。
以下是詳細(xì)分析
一、存儲(chǔ)芯片：“周期+成長(zhǎng)”的共振
存儲(chǔ)芯片，又稱(chēng)半導(dǎo)體存儲(chǔ)，其中包括DRAM、Flash、SRAM、PROM等。而其中DRAM和NAND Flash是最主要的存儲(chǔ)類(lèi)型，占整體市場(chǎng)份額的99%左右。①DRAM：用于臨時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和指令，是當(dāng)前手機(jī)、計(jì)算機(jī)、服務(wù)器等內(nèi)存的主流方案；②Flash（閃存）：應(yīng)用于各類(lèi)電子產(chǎn)品的硬盤(pán)（SSD、U盤(pán)、SD卡等），負(fù)責(zé)永久存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。雖然DRAM和NANA Flash都是當(dāng)前存儲(chǔ)市場(chǎng)的主流產(chǎn)品，但是DRAM的市場(chǎng)規(guī)模和集中度都比NAND更高。
隨著近期AI新應(yīng)用的增長(zhǎng)，DRAM的重要性進(jìn)一步提升。1.1 DRAM產(chǎn)品根據(jù)產(chǎn)品分類(lèi)，DRAM可以分為DDR、LPDDR、GDDR、HBM。前三類(lèi)產(chǎn)品主要用于傳統(tǒng)周期領(lǐng)域，HBM則主要是AI市場(chǎng)的帶動(dòng)。其中DDR主要用于消費(fèi)電子、服務(wù)器、PC領(lǐng)域；LPDDR（低功耗）主要用于移動(dòng)設(shè)備、手機(jī)及汽車(chē)領(lǐng)域；GDDR主要用于圖像處理方面的GPU等；HBM是AI服務(wù)器等高性能計(jì)算領(lǐng)域。
可以看出DRAM的應(yīng)用領(lǐng)域還是相當(dāng)廣泛，橫跨了移動(dòng)手機(jī)、個(gè)人電腦、服務(wù)器、汽車(chē)等其他領(lǐng)域。在眾多領(lǐng)域中，智能手機(jī)和PC仍占據(jù)了DRAM將近一半的市場(chǎng)份額。下游應(yīng)用端的周期回暖，將推動(dòng)存儲(chǔ)芯片的價(jià)格回升。
1.2傳統(tǒng)周期的回暖
從存儲(chǔ)芯片價(jià)格變化的情況來(lái)看，2023年價(jià)格觸底的情況也與智能手機(jī)及PC市場(chǎng)的表現(xiàn)相近。從2023年下半年開(kāi)始，兩大下游產(chǎn)品的出貨量有所回升，帶動(dòng)對(duì)上游芯片需求的提升，進(jìn)而拉動(dòng)存儲(chǔ)芯片價(jià)格也開(kāi)始從底部開(kāi)始上漲。結(jié)合DRAM產(chǎn)品分類(lèi)來(lái)看，這里的傳統(tǒng)周期影響主要是指DDR、LPDDR等產(chǎn)品，有望推動(dòng)新一輪存儲(chǔ)上行周期。
二、 存儲(chǔ)行業(yè)的AI賦能
AI給存儲(chǔ)行業(yè)帶來(lái)了新的成長(zhǎng)機(jī)會(huì)，涵蓋AI服務(wù)器、AI PC、AI phone等方面。由于一開(kāi)始是ChatGPT等應(yīng)用帶動(dòng)的AI浪潮，當(dāng)前AI服務(wù)器已經(jīng)給存儲(chǔ)行業(yè)注入了大量的訂單和收入體量。從應(yīng)用到終端，現(xiàn)在AI PC和AI phone也已經(jīng)開(kāi)始陸續(xù)推出新品，也有望帶來(lái)新的升級(jí)。2.1 HBMAIGC大模型的出現(xiàn)，提升了對(duì)算力芯片的需求，進(jìn)而也帶動(dòng)了對(duì)存儲(chǔ)芯片要求的提升。存儲(chǔ)芯片能從兩方面來(lái)影響：①更大的帶寬，能提升計(jì)算的效率；②更大的容量，也能存儲(chǔ)大模型下大量的數(shù)據(jù)信息。從產(chǎn)品列表中能看出，HBM產(chǎn)品在容量和帶寬上都明顯超過(guò)DDR、LPDDR和GDDR產(chǎn)品。
雖然也可以用堆大量的存儲(chǔ)芯片來(lái)達(dá)到足夠的帶寬，但這同時(shí)也占用了大部分的芯片面積。如果通過(guò)3D封裝工藝實(shí)現(xiàn)垂直方向的堆疊封裝，HBM能明顯節(jié)約存儲(chǔ)芯片的占用面積。
而在AI浪潮的影響下，各大科技廠商都提升了資本開(kāi)支，尤其加大了對(duì)AI服務(wù)器的采購(gòu)，其中HBM也是直接受益的。根據(jù)Trendforce的數(shù)據(jù)，2023年全球AI服務(wù)器出貨量達(dá)到120萬(wàn)臺(tái)，同比增長(zhǎng)35%以上。同時(shí)，2024年的出貨量預(yù)期將繼續(xù)提升至165萬(wàn)臺(tái)以上，同比增速達(dá)到37%。因此，海豚君預(yù)期HBM也將繼續(xù)維持較高的增長(zhǎng)表現(xiàn)。
2.2 AI服務(wù)器帶來(lái)的市場(chǎng)空間
HBM已經(jīng)成為AI服務(wù)器的主流方案，而AI服務(wù)器也直接拉動(dòng)了HBM的高速增長(zhǎng)。當(dāng)前的AI服務(wù)器主要用于訓(xùn)練和推理兩個(gè)方向，需求都有明顯的增長(zhǎng)趨勢(shì)。對(duì)HBM空間的測(cè)算，首先要測(cè)算AI服務(wù)器及AI加速卡的需求表現(xiàn)。1）AI加速卡的需求：根據(jù)行業(yè)及公司數(shù)據(jù)，海豚君預(yù)期AI服務(wù)器將繼續(xù)保持兩位數(shù)的增長(zhǎng)。而其中受益于訓(xùn)練需求的增加，訓(xùn)練用的AI服務(wù)器占比有望繼續(xù)提升至37%附近。在分別假定訓(xùn)練用的加速卡平均卡數(shù)和推理用的加速卡平均卡數(shù)后，可以預(yù)期未來(lái)AI服務(wù)器中對(duì)AI加速卡的潛在需求，有望增長(zhǎng)至900萬(wàn)張以上。
2）HBM的需求：結(jié)合AI加速卡的需求表現(xiàn)，進(jìn)而可以測(cè)算HBM的需求情況。以英偉達(dá)A100為例，單卡大約需要80GB的顯存。假定未來(lái)單卡的顯存進(jìn)一步提升的情況下，HBM的整體需求有望持續(xù)增加。結(jié)合HBM的單價(jià)情況，整體HBM的市場(chǎng)規(guī)模有望成長(zhǎng)至122億美元以上，復(fù)合增速也將有50%以上。
2.3 AI PC&AI phone的新空間
除了AI服務(wù)器以外，AI PC及AI phone的出現(xiàn)，也將推動(dòng)存儲(chǔ)行業(yè)的升級(jí)和成長(zhǎng)。從前文提到的DRAM的產(chǎn)品分類(lèi)看，AI PC和AI phone主要影響DDR和LPDDR的升級(jí)，加快傳統(tǒng)周期產(chǎn)品的迭代。1）AI PC根據(jù)IDC的預(yù)期，AI PC的出貨量至2027年有望增加至1.67億臺(tái)，復(fù)合增速有望達(dá)到40%+。隨著PC產(chǎn)品的升級(jí)，DDR4份額將持續(xù)降低，存儲(chǔ)產(chǎn)品將逐漸轉(zhuǎn)向DDR5和DDR6，以滿(mǎn)足數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和傳輸?shù)男枨?/strong>。從當(dāng)前DDR產(chǎn)品的報(bào)價(jià)來(lái)看，DDR4的價(jià)格大約是DDR3的2-3倍，而DDR5的價(jià)格更是DDR4的近10倍。產(chǎn)品升級(jí)，能直接提升存儲(chǔ)行業(yè)的規(guī)模。
2）AI phone與AI PC相似的是，AI phone也將是受益于AI浪潮的智能終端。根據(jù)Counterpoint Research的數(shù)據(jù)，預(yù)估 2024 年 AI Phone 在所有智能手機(jī)出貨量中的比重達(dá)到 11%；而到 2027 年 AI Phone 出貨量超過(guò) 5.5 億臺(tái)，占比達(dá)到 43%。美光預(yù)期AI phone搭載的DRAM容量有望增長(zhǎng)50-100%。伴隨著內(nèi)存產(chǎn)品升級(jí)，AI phone的內(nèi)存市場(chǎng)也有望迎來(lái)量?jī)r(jià)齊升。
當(dāng)前AI服務(wù)器已經(jīng)形成了規(guī)�；氖杖�，AI PC和AI phone當(dāng)前更多是在相對(duì)早期。而隨著滲透率的提升，也有望進(jìn)一步加速存儲(chǔ)行業(yè)的成長(zhǎng)屬性。
三、存儲(chǔ)廠商的“三國(guó)殺”
雖然DRAM市場(chǎng)有明顯的成長(zhǎng)機(jī)會(huì)，但市場(chǎng)中的玩家卻非常集中。三星、美光、海力士三家占據(jù)了95%的市場(chǎng)份額，幾乎是壟斷的“三國(guó)殺”局面。
1）技術(shù)能力：雖然三星在DRAM市場(chǎng)處于領(lǐng)先的位置，但是在當(dāng)前最熱門(mén)的HBM領(lǐng)域，卻是海力士實(shí)現(xiàn)了超越。雖然在HBM2E階段，三星還有所領(lǐng)先。但是從HBM3開(kāi)始，海力士在技術(shù)節(jié)點(diǎn)的攻克上，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了反超。當(dāng)前最新的HBM3E產(chǎn)品，也是海力士率先成為英偉達(dá)的主要供應(yīng)商。
2）HBM份額：由于海力士率先攻破HBM3，因此海力士占據(jù)了HBM市場(chǎng)的大部分份額。但從三家廠商的產(chǎn)能規(guī)劃看，三星有望進(jìn)行追趕。到2024年底，三星HBM產(chǎn)能預(yù)期達(dá)到每月130k；海力士為每月120-125k。屆時(shí)，三星在HBM市場(chǎng)的份額也有望得以提升。
3）產(chǎn)品價(jià)格及業(yè)績(jī)預(yù)期：結(jié)合當(dāng)前行業(yè)及公司情況，HBM有望將進(jìn)一步漲價(jià)。主要是基于當(dāng)前：①市場(chǎng)對(duì)AI需求的持續(xù)展望；②HBM3E的TSV良率依然較低，仍在50%左右，買(mǎi)方有鎖定貨源的需求；③穩(wěn)定的供應(yīng)商和產(chǎn)品，給客戶(hù)帶來(lái)保障。隨著HBM需求和漲價(jià)的持續(xù)，存儲(chǔ)廠商的業(yè)績(jī)有望繼續(xù)向好。<此處結(jié)束>
原文標(biāo)題 : AI存儲(chǔ)：HBM抓著英偉達(dá)的命門(mén)
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