AI 存儲：HBM 抓著(zhù)英偉達的命門(mén)

存儲行業(yè)在經(jīng)歷近 2 年的下滑后，價(jià)格端又迎來(lái)了上漲。存儲本身具有周期性，供需變化直接影響存儲芯片的價(jià)格走向。而本輪不同的是，在 AIGC 等新應用的推動(dòng)下，存儲行業(yè)有望迎來(lái) “周期 + 成長(cháng)” 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(zhù)存儲價(jià)格下滑，各大廠(chǎng)商在 2022 年下半年陸續開(kāi)始削減資本開(kāi)支和調整產(chǎn)能結構。供需格局的改變，導致存儲價(jià)格在 2023 年觸底。疊加 AI 等新應用的出現，存儲行業(yè)再次開(kāi)啟了上行周期。

本輪存儲行業(yè)的上行周期：“周期 + 成長(cháng)” 的共振

①傳統周期：手機和 PC 在存儲行業(yè)中貢獻了將近一半的收入。隨著(zhù)兩大下游領(lǐng)域觸底回暖，給存儲行業(yè)帶來(lái)了周期性的回升；

②A(yíng)I 新成長(cháng)：ChatGPT 等 AI 應用激發(fā)了 AI 服務(wù)器的需求增長(cháng)，存儲升級也是其中重要一環(huán)。AI PC 和 AI phone 的終端創(chuàng )新，也帶來(lái)了存儲的新需求。

傳統周期只是給市場(chǎng)帶來(lái)了觸底回暖的預期，而 AI 能帶來(lái)更高的展望。當前 AI 服務(wù)器對 HBM 存儲的需求，已經(jīng)產(chǎn)生了規?；氖杖塍w量和業(yè)績(jì)表現。海豚君通過(guò)拆解測算，預期 AI 服務(wù)器有望給存儲行業(yè)帶來(lái) 100 億美元以上的 HBM 需求空間，這給存儲市場(chǎng)注入了成長(cháng)性看點(diǎn)。此外，AI PC 和 AI phone 也有望加速存儲產(chǎn)品的迭代升級。

當前存儲行業(yè)，仍主要以三星、海力士和$ 美光科技.US三家廠(chǎng)商為主。特別在 DRAM 市場(chǎng)中，三家廠(chǎng)商合計占有 95% 的市場(chǎng)份額。HBM 的需求提升，給三家廠(chǎng)商帶來(lái)了市場(chǎng)空間的擴大，但市場(chǎng)份額還有所差別。海力士憑借在 HBM3 的率先攻破，當前占據領(lǐng)先的份額優(yōu)勢。雖然英偉達在本輪 AI 浪潮中領(lǐng)跑，但也被 HBM 抓著(zhù)命門(mén)。當前 HBM 受限于產(chǎn)能不足，市場(chǎng)上供不應求，有望繼續提價(jià)。在存儲產(chǎn)品價(jià)格頻頻上漲的情況下，三家存儲廠(chǎng)商的業(yè)績(jì)有望繼續向好。而其中率先成功擴產(chǎn)的廠(chǎng)商，將享受更強的 alpha。

海豚君將在下篇中對個(gè)股進(jìn)行估值測算，并對新增的 100 億美元會(huì )給具體公司帶來(lái)多大的業(yè)績(jì)彈性進(jìn)行分析。

海豚君對存儲行業(yè)的具體分析，詳見(jiàn)下文：

一、存儲芯片：“周期 + 成長(cháng)” 的共振

存儲芯片，又稱(chēng)半導體存儲，其中包括 DRAM、Flash、SRAM、PROM 等。而其中 DRAM 和 NAND Flash 是最主要的存儲類(lèi)型，占整體市場(chǎng)份額的 99% 左右。

①DRAM：用于臨時(shí)存儲數據和指令，是當前手機、計算機、服務(wù)器等內存的主流方案；

②Flash（閃存）：應用于各類(lèi)電子產(chǎn)品的硬盤(pán)（SSD、U 盤(pán)、SD 卡等），負責永久存儲數據。

雖然 DRAM 和 NANA Flash 都是當前存儲市場(chǎng)的主流產(chǎn)品，但是DRAM 的市場(chǎng)規模和集中度都比 NAND 更高。隨著(zhù)近期 AI 新應用的增長(cháng)，DRAM 的重要性進(jìn)一步提升。

1.1 DRAM 產(chǎn)品

根據產(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 主要用于消費電子、服務(wù)器、PC 領(lǐng)域；LPDDR（低功耗）主要用于移動(dòng)設備、手機及汽車(chē)領(lǐng)域；GDDR 主要用于圖像處理方面的 GPU 等；HBM 是 AI 服務(wù)器等高性能計算領(lǐng)域。

可以看出 DRAM 的應用領(lǐng)域還是相當廣泛，橫跨了移動(dòng)手機、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，智能手機和 PC 仍占據了 DRAM 將近一半的市場(chǎng)份額。下游應用端的周期回暖，將推動(dòng)存儲芯片的價(jià)格回升。

1.2 傳統周期的回暖

從存儲芯片價(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及 PC 市場(chǎng)的表現相近。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)對上游芯片需求的提升，進(jìn)而拉動(dòng)存儲芯片價(jià)格也開(kāi)始從底部開(kāi)始上漲。結合 DRAM 產(chǎn)品分類(lèi)來(lái)看，這里的傳統周期影響主要是指 DDR、LPDDR 等產(chǎn)品，有望推動(dòng)新一輪存儲上行周期。

二、 存儲行業(yè)的 AI 賦能

AI 給存儲行業(yè)帶來(lái)了新的成長(cháng)機會(huì )，涵蓋 AI 服務(wù)器、AI PC、AI phone 等方面。由于一開(kāi)始是 ChatGPT 等應用帶動(dòng)的 AI 浪潮，當前 AI 服務(wù)器已經(jīng)給存儲行業(yè)注入了大量的訂單和收入體量。從應用到終端，現在 AI PC 和 AI phone 也已經(jīng)開(kāi)始陸續推出新品，也有望帶來(lái)新的升級。

2.1 HBM

AIGC 大模型的出現，提升了對算力芯片的需求，進(jìn)而也帶動(dòng)了對存儲芯片要求的提升。存儲芯片能從兩方面來(lái)影響：①更大的帶寬，能提升計算的效率；②更大的容量，也能存儲大模型下大量的數據信息。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芯片來(lái)達到足夠的帶寬，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)現垂直方向的堆疊封裝，HBM 能明顯節約存儲芯片的占用面積。

而在 AI 浪潮的影響下，各大科技廠(chǎng)商都提升了資本開(kāi)支，尤其加大了對 AI 服務(wù)器的采購，其中 HBM 也是直接受益的。根據 Trendforce 的數據，2023 年全球 AI 服務(wù)器出貨量達到 120 萬(wàn)臺，同比增長(cháng) 35% 以上。同時(shí)，2024 年的出貨量預期將繼續提升至 165 萬(wàn)臺以上，同比增速達到 37%。因此，海豚君預期 HBM 也將繼續維持較高的增長(cháng)表現。

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(cháng)。當前的 AI 服務(wù)器主要用于訓練和推理兩個(gè)方向，需求都有明顯的增長(cháng)趨勢。對 HBM 空間的測算，首先要測算 AI 服務(wù)器及 AI 加速卡的需求表現。

1）AI 加速卡的需求：根據行業(yè)及公司數據，海豚君預期 AI 服務(wù)器將繼續保持兩位數的增長(cháng)。而其中受益于訓練需求的增加，訓練用的 AI 服務(wù)器占比有望繼續提升至 37% 附近。在分別假定訓練用的加速卡平均卡數和推理用的加速卡平均卡數后，可以預期未來(lái) AI 服務(wù)器中對 AI 加速卡的潛在需求，有望增長(cháng)至 900 萬(wàn)張以上。

2）HBM 的需求：結合 AI 加速卡的需求表現，進(jìn)而可以測算 HBM 的需求情況。以英偉達 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增加。結合 HBM 的單價(jià)情況，整體 HBM 的市場(chǎng)規模有望成長(cháng)至 122 億美元以上，復合增速也將有 50% 以上。

2.3 AI PCAI phone 的新空間

除了 AI 服務(wù)器以外，AI PC 及 AI phone 的出現，也將推動(dòng)存儲行業(yè)的升級和成長(cháng)。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，加快傳統周期產(chǎn)品的迭代。

1）AI PC

根據 IDC 的預期，AI PC 的出貨量至 2027 年有望增加至 1.67 億臺，復合增速有望達到 40%+。隨著(zhù) PC 產(chǎn)品的升級，DDR4 份額將持續降低，存儲產(chǎn)品將逐漸轉向 DDR5 和 DDR6，以滿(mǎn)足數據存儲和傳輸的需求。

從當前 DDR 產(chǎn)品的報價(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，能直接提升存儲行業(yè)的規模。

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 Counterpoint Research 的數據，預估 2024 年 AI Phone 在所有智能手機出貨量中的比重達到 11%；而到 2027 年 AI Phone 出貨量超過(guò) 5.5 億臺，占比達到 43%。

美光預期 AI phone 搭載的 DRAM 容量有望增長(cháng) 50-100%。伴隨著(zhù)內存產(chǎn)品升級，AI phone 的內存市場(chǎng)也有望迎來(lái)量?jì)r(jià)齊升。

當前 AI 服務(wù)器已經(jīng)形成了規?；氖杖?，AI PC 和 AI phone 當前更多是在相對早期。而隨著(zhù)滲透率的提升，也有望進(jìn)一步加速存儲行業(yè)的成長(cháng)屬性。

三、存儲廠(chǎng)商的 “三國殺”

雖然 DRAM 市場(chǎng)有明顯的成長(cháng)機會(huì )，但市場(chǎng)中的玩家卻非常集中。三星、美光、海力士三家占據了 95% 的市場(chǎng)份額，幾乎是壟斷的 “三國殺” 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，但是在當前最熱門(mén)的 HBM 領(lǐng)域，卻是海力士實(shí)現了超越。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)節點(diǎn)的攻克上，已經(jīng)實(shí)現了反超。當前最新的 HBM3E 產(chǎn)品，也是海力士率先成為英偉達的主要供應商。

2）HBM 份額：由于海力士率先攻破 HBM3，因此海力士占據了 HBM 市場(chǎng)的大部分份額。但從三家廠(chǎng)商的產(chǎn)能規劃看，三星有望進(jìn)行追趕。到 2024 年底，三星 HBM 產(chǎn)能預期達到每月 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(jì)預期：結合當前行業(yè)及公司情況，HBM 有望將進(jìn)一步漲價(jià)。主要是基于當前：①市場(chǎng)對 AI 需求的持續展望；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穩定的供應商和產(chǎn)品，給客戶(hù)帶來(lái)保障。隨著(zhù) HBM 需求和漲價(jià)的持續，存儲廠(chǎng)商的業(yè)績(jì)有望繼續向好。

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