AI存儲:HBM抓住英偉達的命門。
經(jīng)過近兩年的下跌,存儲行業(yè)的價格端迎來了上漲。存儲本身是周期性的,供求變化直接關(guān)系到存儲芯片的價格趨勢。不同的是,在AIGC等新應(yīng)用的推動下,存儲行業(yè)有望迎來“周期性” “成長”的共振。
根據(jù)以往DDR3和DDR4的價格變化,可以看出明顯的周期性,大約3-4年是一個周期。。隨著存儲價格的下降,2022年下半年各大廠商開始削減資本支出,優(yōu)化產(chǎn)能結(jié)構(gòu)。供需格局的變化導(dǎo)致存儲價格在2023年觸底。隨著AI等新應(yīng)用的出現(xiàn),存儲行業(yè)再次開啟了上升周期。

這一輪存儲行業(yè)的上行周期: “成長”的共振
①傳統(tǒng)周期:移動電話和PC將近一半的收入投入到存儲業(yè)中。伴隨著兩個下游領(lǐng)域的觸底回暖,給存儲業(yè)帶來了周期性的回升;
②AI新增長:AI應(yīng)用程序,如ChatGPT,刺激了AI服務(wù)器的需求增長,存儲升級也是其中的重要環(huán)節(jié)。AI PC和AI 終端創(chuàng)新的phone,也帶來了新的存儲需求。
傳統(tǒng)周期只是給市場帶來了見底和復(fù)蘇的預(yù)期,AI可以帶來更高的前景。目前AI 服務(wù)器對HBM存儲的需求已經(jīng)產(chǎn)生了大規(guī)模的盈利能力和性能。通過拆解計算,海豚君預(yù)計AI服務(wù)器將為存儲行業(yè)帶來超過100億美元的HBM需求空間,這為存儲市場注入了增長亮點。此外,AI PC和AI phone還有望加快產(chǎn)品儲存的迭代升級。
目前,三星、海力士和美光仍然是存儲行業(yè)的主要制造商。特別是在DRAM市場,三家廠商占總市場份額的95%。HBM的需求增加給三家廠商帶來了市場潛力的擴大,但市場份額仍然不同。在HBM3的領(lǐng)先攻克下,海力士目前占據(jù)了領(lǐng)先的份額優(yōu)勢。。雖然英偉達在這一輪AI浪潮中處于領(lǐng)先地位,但它也被HBM抓住了。目前,HBM由于產(chǎn)能不足,市場供不應(yīng)求,預(yù)計價格將繼續(xù)上漲。隨著儲存產(chǎn)品價格的頻繁上漲,三家儲存廠商的業(yè)績有望繼續(xù)提升。其中,率先成功生產(chǎn)的廠商將享受更強的alpha。
在下一篇文章中,海豚君將對個股進行估值計算,并分析新增100億美元將給特定企業(yè)帶來多大的業(yè)績彈性。
下面是詳細的分析
儲存芯片:“周期性:” “成長”的共振
儲存芯片,也稱為半導(dǎo)體儲存,包括DRAM、Flash、SRAM、PROM等。DRAM和NANDD Flash是最重要的存儲類型,占總市場份額的99%左右。
①DRAM:用于臨時存儲數(shù)據(jù)和指令,是目前手機、計算機、服務(wù)器等。內(nèi)存主流方案;
②Flash(閃存):適用于各種電子產(chǎn)品的硬盤(SSD、U盤、負責(zé)永久存儲數(shù)據(jù)的SD卡等。
雖然DRAM和NANANA Flash是目前存儲市場的主流產(chǎn)品,但Flash是與NAND相比,DRAM的市場規(guī)模和集中度更高。。伴隨著最近AI新應(yīng)用的增長,進一步提高DRAM的重要性。
1.1 DRAM商品
DRAM按產(chǎn)品類別可分為DDRAM。、LPDDR、GDDR、HBM。前三種產(chǎn)品主要用于傳統(tǒng)周期領(lǐng)域,而HBM主要是由AI市場推動的。DDR主要用于消費電子、服務(wù)器、PC領(lǐng)域;LPDDR(低功耗)主要用于移動終端、手機和汽車領(lǐng)域;GDDR主要用于GPU等圖像處理;HBM是AI服務(wù)器等高性能計算領(lǐng)域。

可見,DRAM的應(yīng)用范圍仍然相當(dāng)廣泛,跨越了移動手機、個人計算機、服務(wù)器、汽車等領(lǐng)域。智能手機和PC在許多領(lǐng)域仍然占據(jù)著DRAM近一半的市場份額。。下游應(yīng)用端周期回升,將推動存儲芯片價格回升。
傳統(tǒng)周期1.2回暖
根據(jù)存儲芯片價格的變化,2023年價格觸底的情況也與智能手機和PC市場的表現(xiàn)相似。從2023年下半年開始,兩大下游產(chǎn)品的出貨量有所回升,推動了上游芯片需求的增加,從而推動存儲芯片價格從底部開始上漲。結(jié)合DRAM產(chǎn)品類別,這里的傳統(tǒng)周期影響主要是指DDR、LPDDR等商品,有望推動新一輪存儲周期的上升。
二、 AI賦能存儲行業(yè)
AI為包括AI服務(wù)器在內(nèi)的存儲業(yè)帶來了新的增長機遇,AI PC、AI phone等方面。由于最初是由ChatGPT等應(yīng)用驅(qū)動的AI浪潮,目前AI服務(wù)器已為存儲業(yè)注入了大量的訂單和收益規(guī)模。現(xiàn)在AI從應(yīng)用到終端, PC和AI phone也開始陸續(xù)推出新產(chǎn)品,也有望帶來新的升級。
2.1 HBM
大型AIGC模型的出現(xiàn),提高了對算率芯片的需求,從而促進了對存儲芯片的需求。儲存芯片可以從兩個方面影響:①更多的帶寬,可以提高計算效率;②更多的容量,還可以在大模型下存儲大量的數(shù)據(jù)信息。從產(chǎn)品列表中可以看出,在容量和帶寬方面,HBM商品明顯超過DDRR、GDDR和LPDDR商品。

雖然可以使用大量的存儲芯片來實現(xiàn)足夠的帶寬,但是這也占據(jù)了大部分的芯片面積。通常采用3D封裝工藝實現(xiàn)垂直堆疊封裝,HBM可以顯著節(jié)約存儲芯片的占用面積。。

但是,在AI浪潮的影響下,各大科技廠商都增加了資金支出,特別是增加了對AI服務(wù)器的采購,其中HBM也直接受益。據(jù)Trendforce統(tǒng)計,2023年全球AI服務(wù)器出貨量達到120萬臺,同比增長35%以上。與此同時,預(yù)計2024年出貨量將繼續(xù)上升至165萬臺以上,同比增長37%。所以,海豚君預(yù)計HBM將繼續(xù)保持較高的增長性能。
2.2 AI服務(wù)器帶來的市場空間
HBM已經(jīng)成為AI服務(wù)器的主流解決方案,AI服務(wù)器也直接帶動了HBM的快速增長。目前的AI服務(wù)器主要用于練習(xí)和推理,需求有明顯的增長趨勢。對于HBM空間的計算,首先要計算AI服務(wù)器和AI加速卡的需求性能。
AI加速卡需要AI加速卡:海豚君預(yù)計,根據(jù)行業(yè)和公司的數(shù)據(jù),AI服務(wù)器將繼續(xù)保持兩位數(shù)的增長。由于訓(xùn)練需求的增加,訓(xùn)練AI服務(wù)器的比例有望繼續(xù)提高到周邊地區(qū)37%。。假設(shè)每個人使用的加速卡平均卡數(shù)和推理用的加速卡平均卡數(shù)后,預(yù)計未來AI服務(wù)器對AI加速卡的隱性需求將增加到900萬張以上。。
HBM的需求2):結(jié)合AI加速卡的需要性能,可以計算HBM的需求。以英偉達A100為例,單卡需要80GB左右的顯存。假設(shè)HBM的整體需求有望在未來單卡顯存進一步增加的情況下繼續(xù)增加。結(jié)合HBM的價格情況,HBM的整體市場規(guī)模有望增長到122億美元以上,復(fù)合增長率也將超過50%。
2.3 AI PC&AI 新的phone領(lǐng)域
除AI服務(wù)器外,AI PC及AI Phone的出現(xiàn),也將促進存儲業(yè)的升級和增長。從前面提到的DRAM產(chǎn)品類別來看,AI PC和AI Phone主要影響DDR和LPDDR的升級。,加快產(chǎn)品迭代的傳統(tǒng)周期。
1)AI PC
按照IDC的預(yù)期,AI 到2027年,PC的出貨量有望增加到1.67億臺,復(fù)合增長率有望達到40% 。隨著PC產(chǎn)品的升級,DDR4的份額將持續(xù)下降,為了滿足數(shù)據(jù)存儲和傳輸?shù)男枰?,存儲產(chǎn)品將逐步轉(zhuǎn)向DDR5和DDR6。。
就目前DDR商品的價格而言,DDR4的價格是DDR3的2-3倍左右,而DDR5的價格是DDR4的近10倍。產(chǎn)品升級可以直接增加存儲行業(yè)的規(guī)模。

2)AI phone
與AI PC也是如此,AI 由于AI浪潮,phone也將是一個智能終端?;贑ounterpointer 預(yù)測Research的數(shù)據(jù) 2024 年 AI Phone 在所有智能手機出貨量中所占的比例 11%;而到2027 年 AI Phone 出貨量超出 5.5 億臺,占比達到 43%。
美光對AI的期待 預(yù)計phone配備的DRAM容量將增加50-100%。隨著內(nèi)存產(chǎn)品的升級,AI Phone的內(nèi)存市場也有望迎來量價上漲。

目前,AI服務(wù)器已形成大規(guī)模收益,AI PC和AI 目前phone比較早期。而且隨著滲透率的提高,也有望進一步加快存儲業(yè)的發(fā)展。
第三,存儲商的“三國殺”
雖然DRAM市場有明顯的增長機會,但是市場上的玩家非常集中。三星、美光、海力士占市場份額的95%,幾乎是壟斷的“三國殺”局面。。
1)技術(shù)能力:雖然三星在DRAM市場處于領(lǐng)先地位,但海力士已經(jīng)超越了目前最熱門的HBM領(lǐng)域。雖然三星在HBM2E階段仍然處于領(lǐng)先地位。然而,自HBM3以來,海力士已經(jīng)超越了R&D節(jié)點的突破。目前最新的HBM3E產(chǎn)品,也是海力士率先成為英偉達的主要供應(yīng)商。。
2)HBM份額:海力士占據(jù)了HBM市場的大部分份額,因為海力士率先征服了HBM3。但是從三家廠商的產(chǎn)能規(guī)劃來看,三星有望追逐。三星HBM產(chǎn)能預(yù)期將在2024年底達到每月130k。;每月120-125k?。到那時,三星在HBM市場的份額也有望提高。

三是產(chǎn)品價格和業(yè)績預(yù)期:針對目前的行業(yè)和企業(yè)情況,HBM有望進一步提高價格。主要基于當(dāng)前:①不斷展望市場對AI的需求。;②HBM3E的TSV的良率仍然很低,仍然在50%左右。,買主需要鎖定貨源;③供應(yīng)商和商品穩(wěn)定,給顧客帶來保障。伴隨著HBM需求和價格上漲,儲存廠商的業(yè)績有望繼續(xù)好轉(zhuǎn)。。
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