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從算力到存力,人工智能大勢下中國存儲企業的機遇與挑戰

作者:國泰基金
從算力到存力,人工智能大勢下中國存儲企業的機遇與挑戰

得益于人工智能、物聯網和雲計算等新興技術的快速發展,中國資料正在迎來爆發式增長,算力在經濟發展中的重要性日益凸顯,而存力則更是被視為算力的基石。

近期的“美光事件”再次将存儲晶片推至聚光燈下,引起了大家對中國存儲企業的廣泛關注。在目前時代背景下,中國存儲企業面臨着巨大的挑戰,但同時也迎來了絕佳的發展機遇。

根據國際資料公司IDC、浪潮資訊、清華大學全球産業研究院聯合釋出的《2021-2022全球計算力指數評估報告》,包括美國、中國等15個重點國家在内,算力指數的提升對國家數字經濟和GDP的增長有着顯著影響。具體而言,每提高1個算力指數點,國家數字經濟将增長3.5‰,國内生産總值(GDP)将增長1.8‰。而存力作為高品質發展的資料基石,強大的存力能力可以支撐大規模的資訊系統和應用,推動數字經濟健康發展。

01 “美光事件”

“美光事件”将存儲晶片推至聚光燈下。2023年5月,中國國家網際網路資訊辦公室公布了對美光科技進行的安全審查結果。公告指出,美光公司的産品存在嚴重的網絡安全問題隐患,對中國關鍵資訊基礎設施供應鍊造成了重大安全風險,對國家安全産生了影響。基于《網絡安全法》等法律法規的規定,國内關鍵資訊基礎設施的營運者被要求停止采購美光公司的産品。

作為美國存儲晶片行業的龍頭企業和全球存儲晶片巨頭之一,美光科技在中國内地的營收在2022年約為33億美元。在高峰時期,尤其是2018年,美光科技在中國内地的收入占比更是高達57%。

02 全球存儲晶片廠商現狀

目前來說,存儲晶片行業在全球範圍内競争者數量較少,行業集中度較高,而且技術領域的競争非常激烈,大部分市場被國外寡頭壟斷,導緻國内企業相對落後。然而,中國存儲晶片企業經過30餘年的試錯、追趕和堅持,逐漸獲得了一席之地。

在全球存儲晶片市場中,主要由海外企業壟斷。在DRAM(Dynamic Random Access Memory,常用于電腦記憶體)領域,三星、美光和SK海力士三家企業幾乎壟斷了市場95%的份額。而在NAND Flash(資料型閃存晶片,常見産品如閃存盤、固态硬碟等)領域,競争格局相對分散,但仍以三星、铠俠、西部資料等企業為頭部,市場佔有率的95%(CR6)被這些企業占據。相比之下,NOR Flash(代碼型閃存晶片,常用于汽車電子、物聯網、可穿戴裝置中)領域是海外企業壟斷程度最低的領域。在NOR領域,國内廠家相對較多,中國台灣企業旺宏電子、華邦以及中國大陸企業兆易創新等在近五年市占率位于全球前三,2022年這三家公司合計市場佔有率達到90.7%。

中國存儲晶片企業從上世紀90年代開始不斷努力追趕,湧現出了一批具有代表性的企業,如長江存儲、合肥長鑫、兆易創新和東芯半導體等。他們帶領國記憶體儲晶片行業實作了從無到有的突破,打破了存儲晶片行業長期被西方壟斷的局面,開創了國産存儲的新局面。

在上世紀90年代,NEC(日本電氣公司)與首鋼和華虹合作,在中國大陸成立了兩家合資公司來生産DRAM。盡管NEC在中國的DRAM合資項目最終以失敗告終,但卻為中國培養了第一批半導體存儲器制造人才。

2005年,芯技佳易(兆易創新前身)成立,初期以SRAM起家。在2008年5月,兆易創新設計推出了國内第一款8M SPI NOR Flash晶片。目前,兆易創新在中國市場的NOR Flash占有率排名第一,在全球市場排名前三。累計出貨量超過190億顆,年出貨量超過28億顆。

2006年,武漢新芯成立,最初計劃生産DRAM,但遭遇了全球DRAM價格崩盤。随後,他們果斷轉向NOR閃存産品。2008年9月,武漢新芯與飛索半導體(Spansion)合作,飛索半導體向武漢新芯轉移了65nm、43nm、32nm的相關生産工藝和技術,使得武漢新芯成為飛索半導體的重要生産基地,為其提供NOR Flash産品的代工。

2016年,合肥長鑫由合肥産投牽頭成立,主攻DRAM方向。2018年,合肥長鑫建成了中國大陸第一座12英寸DRAM生産廠。

2016年,長江存儲成立,其首個NAND Flash生産線在武漢建設,一号廠房于2017年9月封頂。2019年9月,長江存儲宣布64層256GB TLC 3D NAND Flash開始投産。2020年4月,長江存儲宣布其研制的128層QLC 3D閃存(X2-6070)取得重大突破,并已認證多家主要廠商的SSD等終端産品驗證。據多方報道,2022年,長江存儲已成功量産232層3D NAND Flash産品。

03 中國存儲市場前景廣闊

——中國存儲市場空間大

中國正迎來資料爆發式增長的時代,這促使儲存設備在資料中心采購中占據越來越重要的地位。根據IDC的預測,到2025年,中國的資料圈預計将增長至48.6ZB,占全球資料圈的27.8%,使其成為全球最大的資料圈。

目前,中國正處于數字化轉型的關鍵階段,各行各業都在積極加快數字化程序。這将帶來大量的資料存儲需求,涵蓋企業的資料中心、雲存儲和邊緣計算等領域。中國的存儲企業可以充分利用這一巨大的市場機遇,提供高性能、高可靠性的存儲解決方案,以滿足不斷增長的數字化需求。

——人工智能的快速發展 推動對存儲的需求

随着人工智能的迅猛發展,對存儲需求的增加成為一個不可忽視的趨勢。人工智能應用對存儲容量的需求超過了傳統的正常伺服器。據統計,AI伺服器所需的DRAM和NAND閃存容量分别是正常伺服器的8倍和3倍。

人工智能應用需要大量的資料進行訓練和學習,以提供準确的預測和決策能力。随着AI算法和模型的複雜性不斷增加,對于訓練和推理階段的資料量需求也在不斷增加。這意味着存儲系統必須具備足夠的容量來存儲海量的訓練資料和模型參數,以支援人工智能應用的高性能運作。

04 中國存儲企業的挑戰

——市場佔有率占比仍然較低

盡管中國的存儲企業取得了一定的進展,但在整個存儲市場中,其市場佔有率仍然相對較低。目前,存儲市場主要被海外企業壟斷,除了在NOR Flash領域,中國企業的市場佔有率相對較小。以長江存儲為例,截至2022年底,其全球市場佔有率僅約為6%。

然而,随着物聯網、智能汽車、智能制造等領域的快速發展,存儲晶片市場有望進一步擴大。這也為國産存儲企業提供了拓展市場佔有率、擴大競争優勢的機會視窗。随着這些新興領域的蓬勃發展,對存儲晶片的需求将不斷增加,國記憶體儲企業可以借助技術創新和産品更新,滿足市場需求,争取更多的市場佔有率。

——産能不足

與海外存儲晶片企業相比,國産存儲晶片企業面臨的一個主要挑戰是産能不足。合肥長鑫預計在2023年底能夠達到每月12萬片晶圓的産能,而長江存儲預計2023年的總産能約為20萬至30萬片晶圓每月。

根據半導體行業研究機構Knometa Research于2023年3月釋出的全球晶圓産能報告顯示,截止2022年底,三星、美光、SK海力士等三家存儲晶片企業的先進制程産能占比達到了76%。據該機構公布的2021年産能資料,三星電子擁有405萬片/月的晶圓産能,美光擁有205.4萬片/月,SK海力士擁有198.2萬片/月。

盡管中國本土存儲企業在追趕過程中做出了巨大努力,但它們仍然面臨着一系列挑戰,包括市場占有率較低和産能不足等問題。尤其是在目前消費不足和市場不景氣的環境下,這些挑戰變得更加嚴峻。中國存儲企業還需要不斷提升技術能力和創新能力,以适應市場變化和技術進步。

參考文獻:

1.《資料存力白皮書》華為

2.《美光“被禁”國産存儲晶片供需格局重塑》經濟觀察報

3.《看好國記憶體儲行業複蘇預期下的投資機遇》中信證券

4.《存儲晶片行業專題報告:從算力到存力》浙商證券

5.《铠俠并購案能否落地?NAND是否重走DRAM寡頭壟斷之路?》頭豹研究院

6.《群雄并起,存儲行業面臨哪些挑戰與機遇?》新浪财經

7.《2021-2022全球計算力指數評估報告》IDC、浪潮資訊、清華大學全球産業研究院

風險提示

觀點僅供參考,不構成投資建議或承諾。市場有風險,投資需謹慎。

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