存儲(chǔ)60年觀歷史聊興衰

1、內(nèi)容目錄 HYPERLINK l _TOC_250031 存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)：現(xiàn)代文明傳承與延續(xù)的基石 6信息存儲(chǔ)的需求基石，來(lái)源于文明傳承與延續(xù)，隨著世界數(shù)字化趨勢(shì)而爆發(fā)增長(zhǎng)6 HYPERLINK l _TOC_250030 數(shù)字存儲(chǔ)主要有光學(xué)、磁性及半導(dǎo)體三大存儲(chǔ)介質(zhì)，增量已超 2 ZB/年 6 HYPERLINK l _TOC_250029 半導(dǎo)體存儲(chǔ)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)千億美元，為最重要的數(shù)字存儲(chǔ)介質(zhì) 8 HYPERLINK l _TOC_250028 以史為鑒而知興替，大浪淘沙，誰(shuí)又將主宰明天 9 HYPERLINK l _TOC_250027 機(jī)械硬盤，雄風(fēng)猶在 11 HYPERLINK l _TOC

2、_250026 機(jī)械硬盤，曾經(jīng)存儲(chǔ)王者，未來(lái)以企業(yè)級(jí)應(yīng)用為主 11 HYPERLINK l _TOC_250025 1956-1979 年，硬盤確立溫氏架構(gòu) 13 HYPERLINK l _TOC_250024 1980 年代，家用 PC 硬盤嶄露頭角 13 HYPERLINK l _TOC_250023 1990 年代，硬盤技術(shù)快速升級(jí)，IBM 開創(chuàng)民用級(jí) GB 硬盤先河 14 HYPERLINK l _TOC_250022 21 世紀(jì)初期，容量突破 TB 級(jí)別，硬盤廠商進(jìn)入整合期 14 HYPERLINK l _TOC_250021 2012-2019 年，HDD 逐步進(jìn)入數(shù)據(jù)中心主力，消

3、費(fèi)級(jí)增長(zhǎng)顯現(xiàn)放緩 15 HYPERLINK l _TOC_250020 DRAM 戰(zhàn)場(chǎng)硝煙彌漫 18 HYPERLINK l _TOC_250019 DRAM 戰(zhàn)場(chǎng)， 50 多年搏殺，王朝幾經(jīng)更替 181966-1970 年，IBM 率先研發(fā)MOS 型 RAM 存儲(chǔ)成功，開啟半導(dǎo)體存儲(chǔ)的歷史201970 年代，DRAM 快速商業(yè)化，前期 Intel 一家獨(dú)大，后期 Mostek 成為霸主. 20 HYPERLINK l _TOC_250018 1980 年代，日本 DRAM 廠商后發(fā)先至，進(jìn)入增長(zhǎng)爆發(fā)期 21 HYPERLINK l _TOC_250017 1990 年代，韓國(guó) DRAM 產(chǎn)業(yè)

4、扭轉(zhuǎn)乾坤，乘家用 PC 之風(fēng)而起飛 22 HYPERLINK l _TOC_250016 2000 年代，DRAM 價(jià)格潮起潮落，DRAM 玩家格局越發(fā)集中 24 HYPERLINK l _TOC_250015 2010 年代，“三足鼎立”態(tài)勢(shì)形成，十年間無(wú)人撼動(dòng) 26 HYPERLINK l _TOC_250014 2020 年代，以史為鑒，合肥長(zhǎng)鑫踏上新征程 27 HYPERLINK l _TOC_250013 FLASH 為新一代存儲(chǔ)主力 29 HYPERLINK l _TOC_250012 FLASH 成為兵家必爭(zhēng)之地 29 HYPERLINK l _TOC_250011 1980 年

5、，F(xiàn)LASH 概念提出，NOR 和 NAND 正式誕生 31 HYPERLINK l _TOC_250010 1988-1999 年，便攜式電腦和手機(jī)需求帶動(dòng) NAND 市場(chǎng)規(guī)模快速成長(zhǎng) 32 HYPERLINK l _TOC_250009 2000-2010 年，固態(tài)硬盤開始發(fā)展，閃存廠家增多 33 HYPERLINK l _TOC_250008 2011-2019 年，3D NAND 成為發(fā)展方向，SSD 朝企業(yè)級(jí)發(fā)展，NOR FLASH 迎來(lái)新增長(zhǎng) 34 HYPERLINK l _TOC_250007 2020 年代，長(zhǎng)江存儲(chǔ) 3D NAND 迎來(lái)收獲期 36 HYPERLINK l _

6、TOC_250006 中國(guó)存儲(chǔ)企業(yè)整裝待發(fā) 37 HYPERLINK l _TOC_250005 存儲(chǔ)制造端：長(zhǎng)江存儲(chǔ)、長(zhǎng)鑫存儲(chǔ) 38 HYPERLINK l _TOC_250004 存儲(chǔ)芯片設(shè)計(jì)公司：兆易創(chuàng)新、瀾起科技 38 HYPERLINK l _TOC_250003 存儲(chǔ)涉及設(shè)備類公司：中微公司、北方華創(chuàng)等 38 HYPERLINK l _TOC_250002 存儲(chǔ)涉及材料類公司：滬硅產(chǎn)業(yè)、鼎龍股份、安集科技等 39 HYPERLINK l _TOC_250001 封測(cè)端：深科技、華天科技等 40 HYPERLINK l _TOC_250000 風(fēng)險(xiǎn)提示 41國(guó)信證券投資評(píng)級(jí) 42分析

7、師承諾 42風(fēng)險(xiǎn)提示 42證券投資咨詢業(yè)務(wù)的說(shuō)明 42圖表目錄圖 1：近代電腦存儲(chǔ)器演變 6圖 2：IDC 預(yù)估 2025 年全球數(shù)據(jù)產(chǎn)生量級(jí)超 175 ZB 錯(cuò)誤!未定義書簽。圖 3：常見存儲(chǔ)單位 錯(cuò)誤!未定義書簽。圖 4：存儲(chǔ)的金字塔：速度、容量及保存時(shí)間 7圖 5：現(xiàn)代數(shù)字存儲(chǔ)器的主要分類 7圖 6：存儲(chǔ)的進(jìn)化史 7圖 7：2010-2025 全球存儲(chǔ)器生產(chǎn)容量趨勢(shì) 8圖 8：2019 年存儲(chǔ)市場(chǎng)規(guī)模（億美元）及占比情況（%） 8圖 9：2019 年全球半導(dǎo)體行業(yè)分布 8圖 10：2003-2019 存儲(chǔ)器市場(chǎng)占半導(dǎo)體市場(chǎng)變化趨勢(shì)（%） 8圖 11：半導(dǎo)體存儲(chǔ)行業(yè)規(guī)模（億美元）及同比增速

8、（%） 9圖 12：各類半導(dǎo)體存儲(chǔ)器行業(yè)規(guī)模變化（億美元） 9圖 11：全球存儲(chǔ)容量分布及增長(zhǎng)趨勢(shì) 9圖 12：存儲(chǔ)價(jià)格趨勢(shì) 9圖 14：電磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)可改變金屬粒的磁性 11圖 15：2019 年機(jī)械硬盤在存儲(chǔ)市場(chǎng)規(guī)模及占比 11圖 16：1996-2018 年機(jī)械硬盤出貨量（億） 12圖 17：2003-2014 年機(jī)械硬盤市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局變化 12圖 18：2010-2025 機(jī)械硬盤字節(jié)出貨量（ZB） 12圖 19： 谷歌數(shù)據(jù)中心 12圖 20：1979-2017 年機(jī)械硬盤每 GB 價(jià)格（USD/GB） 13圖 21：1980-2017 年機(jī)械硬盤每 GB 價(jià)格變化幅度（%） 13圖

9、22：溫徹斯特硬盤 13圖 23：IBM 3380首款 GB 級(jí)容量硬盤 14圖 24：希捷 ST 5065.25 英寸硬盤 14圖 25：GMR 巨磁阻效應(yīng)磁頭 14圖 26：2004 年機(jī)械硬盤市場(chǎng)格局 15圖 27：2009 年機(jī)械硬盤市場(chǎng)格局 15圖 28：2006-2011 年 HDD 平均售價(jià) 15圖 29：2010-2015HDD 出貨量（萬(wàn)） 15圖 30：2019 年機(jī)械硬盤市場(chǎng)格局 16圖 31：機(jī)械硬盤與固態(tài)硬盤性能對(duì)比 16圖 32：HDD 出貨量（億） 16圖 33：HDD 與 SSD 平均價(jià)格對(duì)比（$/TB） 16圖 32：全球云計(jì)算市場(chǎng)規(guī)模（億美元）及同比增速（%

10、） 17圖 33：全球 IDC 市場(chǎng)規(guī)模（億美元）及同比增速（%） 17圖 31：機(jī)械硬盤增長(zhǎng)態(tài)勢(shì) 17圖 42：DRAM 實(shí)物圖 18圖 43：DRAM 工作原理 18圖 36：近年來(lái) DRAM 市場(chǎng)規(guī)模及同比增速 18圖 37：2019 年 DRAM 在存儲(chǔ)市場(chǎng)規(guī)模及占比 18圖 49：DRAM 技術(shù)演變歷史圖 19圖 38：1973-2017 年 DRAM 每 GB 價(jià)格（USD/GB） 19圖 39：1974-2017 年 DRAM 每 GB 價(jià)格變化幅度（%） 19圖 42： 2001-2019 年 DRAM 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局趨勢(shì) 20圖 43： 1975-2000 年 DRAM 各國(guó)出

11、貨變化情況 20圖 36：羅伯特登納德(RobertH.Dennard)博士 20圖 37：第一款 8 位 RAM 制作的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 20圖 37：Intel DRAM C1103 21圖 37：Mostek 4K/16 DRAM 21圖 40：1980 年代日本 DRAM 崛起 22圖 41：日本 VLSI 聯(lián)合成功研發(fā)電子束光刻機(jī) 22圖 40：1980-1989 年存儲(chǔ)平均價(jià)格（$/Mbyte） 22圖 41：日立 1984-1991 年股價(jià)年漲跌幅（%） 22圖 42：2000 年 DRAM 市場(chǎng)格局 23圖 43：1975-2000 年 DRAM 市場(chǎng)份額變化情況 23圖 47：三星

12、1993-1999 年?duì)I收及毛利率、凈利率情況 23圖 48：三星 1990-1999 股價(jià)年漲跌幅（%） 23圖 45：鎂光 1990-1999 年?duì)I收及毛利、凈利情況 24圖 46：鎂光科技 1990-1999 股價(jià)年漲跌幅（%） 24圖 44：1990-1999 年存儲(chǔ)平均價(jià)格（$/Mbyte） 24圖 51：20 年代存儲(chǔ)平均價(jià)格趨勢(shì)（$/Mbyte） 25圖 50：2001-2010 年 DRAM 市場(chǎng)份額逐步向三巨頭集中 25圖 52：SK 海力士 1999-2012 年經(jīng)營(yíng)情況 26圖 53：鎂光 1999-2012 年經(jīng)營(yíng)情況 26圖 54：2010 年代 DRAM 市場(chǎng)呈現(xiàn)三

13、足鼎立 26圖 54：2013-2017 年存儲(chǔ)平均價(jià)格（$/Mbyte） 26圖 55：2010-2019 年 DRAM 資本開支及同比增速 27圖 56：2011-2019 年全球 DRAM 市場(chǎng)規(guī)模 27圖 57：2013-2019 年?duì)I收情況（億美元） 27圖 58：2013-2019 年毛利率趨勢(shì)（%） 27圖 50：長(zhǎng)鑫存儲(chǔ) 28圖 59：NAND 和 NOR 寫入數(shù)據(jù)時(shí)的差別 29圖 60：NAND 和 NOR 連接方式區(qū)別 29圖 14：NAND FLASH 和 NOR FLASH 性能比較 30圖 15：2019 年 FLASH 在存儲(chǔ)市場(chǎng)規(guī)模及占比 30圖 62：2010-

14、2020 年 NAND 市場(chǎng)規(guī)模（億美元） 30圖 63：2001-2019 年 NAND 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局趨勢(shì) 30圖 80：2006-2019 年全球 NOR FLASH 市場(chǎng)規(guī)模（億美元） 31圖 81：Nor flash 市場(chǎng)格局變化趨勢(shì)整理 31圖 64：2003-2017 年 FLASH 每 GB 價(jià)格（USD/GB） 31圖 65：2003-2017 年 FLASH 每 GB 價(jià)格變化幅度（%） 31圖 64：Intel 早期 Nor Flash 實(shí)物圖 32圖 65：三星早期 Nand 實(shí)物圖 32圖 66：1990-1999 FLASH 市場(chǎng)規(guī)模（億美元） 32圖 67：1992

15、 年 FLASH 市場(chǎng)格局 33圖 68：1999 年 FLASH 市場(chǎng)格局 33圖 69：2001-2014 年 FLASH 市場(chǎng)格局 33圖 70：2001-2005 FLASH 和 DRAM 平均價(jià)格(USD/unit) 33圖 71：2000-2010 年 FLASH 市場(chǎng)規(guī)模（億美元） 34圖 72：2001-2010 FLASH 平均價(jià)格 34圖 73：2D NAND 和 3D NAND 性能比較 34圖 74：企業(yè)級(jí) SSD 出貨量走勢(shì)（萬(wàn)個(gè)） 34圖 75：2019 年 NAND FLASH 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局 35圖 76：NAND FLASH 單位出貨價(jià)格趨勢(shì)($/unit) 3

16、5圖 77：NAND 閃存市場(chǎng)規(guī)模（億美元） 35圖 78：2015-2020 年 SSD 出貨量（億） 36圖 79：2013-2017 SSD 平均價(jià)格 36圖 80：2006-2019 年全球 NOR FLASH 市場(chǎng)規(guī)模（億美元） 36圖 81：2018 年 NOR FLASH 市場(chǎng)格局 36圖 80：長(zhǎng)江存儲(chǔ) 37圖 81：長(zhǎng)江存儲(chǔ) Xtracking 37圖 61：存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)鏈全景圖 37存儲(chǔ)產(chǎn)業(yè)：現(xiàn)代文明傳承與延續(xù)的基石信息存儲(chǔ)的需求基石，來(lái)源于文明傳承與延續(xù)，隨著世界數(shù)字化趨勢(shì)而爆發(fā)增長(zhǎng)從文明誕生以來(lái)，人類就一直在尋求能夠更有效存儲(chǔ)信息的方式，從 4 萬(wàn)年前洞穴壁畫、6000 年

17、前泥板上楔形文字、竹簽、書本，現(xiàn)代的存儲(chǔ)模式已經(jīng)主要為光盤、U 盤、硬盤等等，存儲(chǔ)器的更新?lián)Q代從未停止。圖 1：近代電腦存儲(chǔ)器演變資料來(lái)源：谷歌，整理隨著科技的發(fā)展，存儲(chǔ)需求量級(jí)發(fā)生了巨大的增長(zhǎng)，也促使存儲(chǔ)量級(jí)及存儲(chǔ)介質(zhì)發(fā)生了深遠(yuǎn)的變化。據(jù) IDC 預(yù)測(cè)，全球數(shù)據(jù)圈（每年被創(chuàng)建、采集或復(fù)制的數(shù)據(jù)集合）將從 2018 年的 32ZB 增至 2025 年的 175ZB，增幅超過(guò) 5 倍。其中，中國(guó)數(shù)據(jù)圈增速最為迅速，2018 年，中國(guó)數(shù)據(jù)圈占全球數(shù)據(jù)圈的比例為 23.4%，即 7.6ZB，預(yù)計(jì)到 2025 年將增至 48.6ZB，占全球數(shù)據(jù)圈的 27.8%，中國(guó)將成為全球最大的數(shù)據(jù)圈。數(shù)據(jù)產(chǎn)生量的

18、爆發(fā)式增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)對(duì)存儲(chǔ)需求大幅增長(zhǎng)，也促進(jìn)了存儲(chǔ)方式的進(jìn)一步創(chuàng)新和發(fā)展。圖 2：IDC 預(yù)估 2025 年全球數(shù)據(jù)產(chǎn)生量級(jí)超 175 ZB圖 3：常見存儲(chǔ)單位Bit比特一位二進(jìn)制數(shù)，最小的存儲(chǔ)單位Byte字節(jié)8個(gè)二進(jìn)制位，最常用單位KB千字節(jié)1KB=1024ByteMB兆字節(jié)1MB=1024KBGB吉字節(jié)1GB=1024MBTB太字節(jié)1TB=1024GBPB拍字節(jié)1PB=1024TBEB艾字節(jié)1EB=1024PBZB澤字節(jié)1ZB=1024EB資料來(lái)源：IDC，整理資料來(lái)源：百度，整理數(shù)字存儲(chǔ)主要有光學(xué)、磁性及半導(dǎo)體三大存儲(chǔ)介質(zhì)，增量已超 2 ZB/年按照存儲(chǔ)介質(zhì)的不同，現(xiàn)代數(shù)字存儲(chǔ)主要分為光學(xué)存

19、儲(chǔ)、磁性存儲(chǔ)和半導(dǎo)體存儲(chǔ)三類。光學(xué)存儲(chǔ)包括 CD、DVD 等常見形式。磁性存儲(chǔ)包含磁帶、軟盤、硬盤等。半導(dǎo)體存儲(chǔ)是存儲(chǔ)領(lǐng)域應(yīng)用最廣、市場(chǎng)規(guī)模最大的存儲(chǔ)器件，包括當(dāng)前主流的易失性存儲(chǔ)器 DRAM，和非易失性存儲(chǔ)器 NAND FLASH、NOR FLASH等等。圖 4：存儲(chǔ)的金字塔：速度、容量及保存時(shí)間圖 5：現(xiàn)代數(shù)字存儲(chǔ)器的主要分類資料來(lái)源：IDC，整理資料來(lái)源：WSTS，整理隨著技術(shù)的發(fā)展，存儲(chǔ)器尺寸逐漸縮小，存儲(chǔ)容量大幅提升，單位 GB 存儲(chǔ)價(jià)格迅速下降。1960 年代，磁帶平均容量?jī)H為 2.3MB，而每 GB 價(jià)格卻高達(dá) 1791英鎊，1970 年代流行的軟盤價(jià)格更是高達(dá) 2-3 萬(wàn)英鎊/

20、GB。伴隨著硬盤技術(shù)的發(fā)展及普及，存儲(chǔ)價(jià)格迅速下降，1990 年代，單位 GB 存儲(chǔ)價(jià)格跌至 100 英鎊以下，CD-ROM 價(jià)格僅為 6.03 英鎊/GB。21 世紀(jì)開始，DRAM、閃存進(jìn)入人們視野，成為主流存儲(chǔ)方式，存儲(chǔ)價(jià)格進(jìn)一步下降，單位 GB 存儲(chǔ)價(jià)格平均為 0.5-0.8 英鎊。圖 6：存儲(chǔ)的進(jìn)化史資料來(lái)源：NIMBUS，整理硬盤仍存儲(chǔ)全球大部分?jǐn)?shù)據(jù)，閃存存儲(chǔ)容量迅速上升。從全球存儲(chǔ)容量來(lái)看，2019 年全球存儲(chǔ)年新增總?cè)萘考s為 1.8ZB，隨著互聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展，預(yù)計(jì)到2025 年全球存儲(chǔ)年新增總?cè)萘繉⑦_(dá)到 4.7ZB。盡管半導(dǎo)體存儲(chǔ)器已成為主流存儲(chǔ)器，但全球大部分?jǐn)?shù)據(jù)仍然使用硬盤

21、存儲(chǔ)。閃存存儲(chǔ)容量近年來(lái)大幅提升。 2019 年，65.5%數(shù)據(jù)由硬盤存儲(chǔ)，而閃存、DRAM、磁帶、光學(xué)存儲(chǔ)器分別為20.0%、0.5%、8.0%、7.0%。由此可見，硬盤仍存儲(chǔ)全球大部分?jǐn)?shù)據(jù)，是存儲(chǔ)市場(chǎng)不可或缺的重要存儲(chǔ)方式。從存儲(chǔ)市場(chǎng)規(guī)模來(lái)看，2019 年機(jī)械硬盤市場(chǎng)規(guī)模約為 585 億美元，占據(jù)總體市場(chǎng)的 32.25%；DRAM 市場(chǎng)規(guī)模約為 603 億美元，占 33.24%；FLASH 市場(chǎng)規(guī)模約為 480 億美元，占 26.46%。圖 7：2010-2025 全球存儲(chǔ)器出貨容量趨勢(shì)(ZB)圖 8：2019 年存儲(chǔ)市場(chǎng)規(guī)模（億美元）及占比情況（%）HDD FLASH Tape Opti

22、cal DRAM70054321060032.25%33.24%35%30%50025%40020%30015%20010%1005%0機(jī)械硬盤DRAMFLASH磁帶0%光存儲(chǔ)26.46%4.19%3.86%資料來(lái)源：ITCenter，整理資料來(lái)源：Statista、WSTS，整理半導(dǎo)體存儲(chǔ)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)千億美元，為最重要的數(shù)字存儲(chǔ)介質(zhì)半導(dǎo)體行業(yè)可以細(xì)分為存儲(chǔ)芯片、邏輯芯片、模擬芯片、傳感器、分立器件等。存儲(chǔ)器是半導(dǎo)體行業(yè)的一大分支，幾乎所有常見電子設(shè)備都需要使用存儲(chǔ)器，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器市場(chǎng)占半導(dǎo)體市場(chǎng) 26%左右，是半導(dǎo)體行業(yè)一大分支。2003 年以來(lái)，全球存儲(chǔ)器市場(chǎng)占半導(dǎo)體市場(chǎng)的份額

23、維持在 20%-25%，其中 2017 年和 2018 年高達(dá) 30.07%和 33.70%。2019 年，全球半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模為 4123.07 億美元，存儲(chǔ)器市場(chǎng)規(guī)模為 1064.4 億美元，占據(jù)半導(dǎo)體市場(chǎng)的 25.82%。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器是半導(dǎo)體行業(yè)中極為重要的組成部分。圖 9：2019 年全球半導(dǎo)體行業(yè)分布圖 10：2003-2019 存儲(chǔ)器市場(chǎng)占半導(dǎo)體市場(chǎng)變化趨勢(shì)（%）光電器件, 10.08%傳感器, 3.28%模擬芯片, 13.08%分立器件, 5.79%存儲(chǔ)芯片, 25.82%40%35%30%25%20%15%10%5%Micro, 16.11%邏輯芯片,25.84%0%資料來(lái)源：W

24、STS，整理資料來(lái)源：WSTS，整理半導(dǎo)體存儲(chǔ)器市場(chǎng)變化與半導(dǎo)體行業(yè)變化基本一致，但具有更強(qiáng)波動(dòng)性。存儲(chǔ)器作為半導(dǎo)體的子行業(yè)，其周期變化基本和半導(dǎo)體行業(yè)周期變化一致，但存儲(chǔ)器的波動(dòng)性更強(qiáng)。因此，當(dāng)半導(dǎo)體行業(yè)處于景氣周期時(shí)，存儲(chǔ)器市場(chǎng)表現(xiàn)更佳，以 2017 年為例，半導(dǎo)體行業(yè)規(guī)模同比增長(zhǎng) 21.62%，存儲(chǔ)規(guī)模同比增長(zhǎng)高達(dá)61.49%。而當(dāng)半導(dǎo)體行業(yè)處于不景氣狀態(tài)時(shí)，存儲(chǔ)市場(chǎng)亦會(huì)表現(xiàn)更不理想，以2019 年為例，半導(dǎo)體行業(yè)規(guī)模同比下降 12.05%，但存儲(chǔ)市場(chǎng)下降高達(dá) 32.62%。2019 年存儲(chǔ)行業(yè)下降速度處于近 20 年來(lái)最快水平，但同時(shí)也為未來(lái)增長(zhǎng)奠定基礎(chǔ)。2019 年由于供需錯(cuò)配導(dǎo)致存

25、儲(chǔ)價(jià)格下降，存儲(chǔ)行業(yè)規(guī)模大幅下降。但隨著服務(wù)器需求穩(wěn)步上升、5G、物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)一步發(fā)展，未來(lái)半導(dǎo)體行業(yè)將迎來(lái)景氣周期，存儲(chǔ)行業(yè)也將受益。DRAM 和 NAND FLASH 是半導(dǎo)體存儲(chǔ)器市場(chǎng)規(guī)模中最大的存儲(chǔ)器。2018 年， DRAM 占半導(dǎo)體存儲(chǔ)器市場(chǎng)的 58%，NAND FLASH 占 40%。此外，NOR FLASH隨著新興市場(chǎng)的崛起，市場(chǎng)空間將逐步恢復(fù)。圖 11：半導(dǎo)體存儲(chǔ)行業(yè)規(guī)模（億美元）及同比增速（%）圖 12：各類半導(dǎo)體存儲(chǔ)器行業(yè)規(guī)模變化（億美元）5000450040003500300025002000150010005000半導(dǎo)體存儲(chǔ)行業(yè)規(guī)模其他半導(dǎo)體存儲(chǔ)同比增速半導(dǎo)體行業(yè)增速80

26、%60%40%20%0%-20%-40%180016001400120010008006004002000DRAM NAND NOR2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019資料來(lái)源：WSTS，整理資料來(lái)源：WSTS、Statista，整理以史為鑒而知興替，大浪淘沙，誰(shuí)又將主宰明天存儲(chǔ)行業(yè)遵循著摩爾定律，每 18 個(gè)月集成度提升 1 倍，意味著性能提升 1 倍，而單位價(jià)格卻下降一半。半導(dǎo)體存儲(chǔ)產(chǎn)品在過(guò)去的 60 多年里，每一種主流產(chǎn)品的技術(shù)都快速演進(jìn)與迭代，對(duì)于玩家來(lái)說(shuō)即是機(jī)遇也是危險(xiǎn)，每一次新技術(shù)的迭代充滿著客戶選擇的未知，需要玩家全力

27、以赴，如果踩準(zhǔn)市場(chǎng)需求，則一個(gè)小玩家也能平地而起，而如果猜錯(cuò)路線，則大玩家也面臨無(wú)情淘汰。圖 13：全球存儲(chǔ)容量分布及增長(zhǎng)趨勢(shì)圖 14：存儲(chǔ)價(jià)格趨勢(shì)Flip-Flops CoreICs on boardsSIMMs DIMMsBig DrivesFloppy DrivesSmall DrivesFlash MemorySSD1.E+091.E+081.E+071.E+061.E+051.E+041.E+031.E+02Memory Price ($/MB)1.E+011.E+001.E-011.E-021.E-031.E-041.E-051.E-061955 1960 1965 1970 19

28、75 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025Year資料來(lái)源：WSTS，整理資料來(lái)源：WSTS、Statista，整理1、機(jī)械硬盤，雄風(fēng)猶在，企業(yè)級(jí)應(yīng)用成未來(lái)主戰(zhàn)場(chǎng)。機(jī)械硬盤曾是存儲(chǔ)王者，是計(jì)算機(jī)的主要存儲(chǔ)介質(zhì)。近年來(lái)由于 SSD（固態(tài)硬盤）集成度更高，HDD(機(jī)械硬盤)逐漸失去消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)份額。隨著云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求增長(zhǎng)較快，HDD 憑借成熟穩(wěn)定、成本更優(yōu)、壽命周期長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)，成為數(shù)據(jù)中心標(biāo)配。近年來(lái) HDD 全球字節(jié)出貨量明顯上升，2019 年達(dá) 1.18ZB，超全 球存儲(chǔ)市場(chǎng)字節(jié)出貨量的一半。截止2019 年H

29、DD市場(chǎng)集中度較高 CR4 為79%，領(lǐng)先企業(yè)分別為三星、西部數(shù)據(jù)、希捷，其市場(chǎng)份額為 33.6%、24.6%和 15.7%。2、DRAM 過(guò)去 50 年多年搏殺慘烈，王朝幾經(jīng)更替。在過(guò)去 50 多年里，DRAM市場(chǎng)呈現(xiàn)每 45 年單位價(jià)格變?yōu)?1/10，其背后的殺伐異常慘烈。而縱觀 DRAM發(fā)展歷史，本身 DRAM 產(chǎn)品在成本、技術(shù)、品質(zhì)等為核心競(jìng)爭(zhēng)要素，而背后需要企業(yè)在融資能力、產(chǎn)業(yè)鏈配套及人才梯隊(duì)等全方位儲(chǔ)備，考驗(yàn)企業(yè)系統(tǒng)性的資源調(diào)動(dòng)能力。DRAM 廠商從曾經(jīng)的“百花齊放”形成目前的“三國(guó)鼎立”局面，三星、鎂光、SK 海力士成為 DRAM 領(lǐng)域最終玩家，三家合計(jì)市場(chǎng)份額達(dá) 95%，而各家

30、分別為 43.5%，29.2%和 22.30%。3、FLASH 將為新一代存儲(chǔ)主力，成兵家必爭(zhēng)之地。近年來(lái)隨著消費(fèi)電子領(lǐng)域的需求增長(zhǎng)，F(xiàn)LASH 市場(chǎng)規(guī)模呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)趨勢(shì)，特別是 NAND FLASH 已成為手機(jī)、筆記本等主力存儲(chǔ)介質(zhì)，而價(jià)格方面基本符合摩爾定律的下降趨勢(shì)。NAND 市場(chǎng)格局主要有三星、鎧俠、西部數(shù)據(jù)等企業(yè)主導(dǎo)，分占市場(chǎng)份額的 33.5%、18.9%和 14.3%，行業(yè) CR4 達(dá) 80.2%。NOR FLASH 主要有旺宏、華邦、兆易創(chuàng)新等，市場(chǎng)份額占 NOR FLASH 市場(chǎng)的 26%、25%、19%。機(jī)械硬盤，雄風(fēng)猶在機(jī)械硬盤，曾經(jīng)存儲(chǔ)王者，未來(lái)以企業(yè)級(jí)應(yīng)用為主HDD(機(jī)

31、械硬盤)是傳統(tǒng)普通硬盤，主要由盤頭、磁片、盤片轉(zhuǎn)軸及控制電機(jī)、磁頭控制器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、接口和緩存等幾個(gè)部分組成。磁頭可沿盤片的半徑方向運(yùn)動(dòng)，加上盤片每分鐘幾千轉(zhuǎn)的高速旋轉(zhuǎn)，磁頭就可以定位在盤片的指定位置上進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫操作。信息通過(guò)離磁性表面很近的磁頭，由電磁流來(lái)改變極性方式被電磁流寫到磁盤上，信息可以通過(guò)相反的方式讀取。圖：機(jī)械硬盤資料來(lái)源：IEEE，整理每個(gè)硬盤的中心都有高速旋轉(zhuǎn)的磁盤，磁盤表面有高速掃過(guò)的記錄磁頭， 每個(gè)磁盤上都覆蓋著一層薄薄的微小的磁化金屬粒，數(shù)據(jù)以一種肉眼無(wú)法分辨的形式存在，很多組微小顆粒形成的磁化圖案記錄形成了數(shù)據(jù)，每一組成為比特，所有微粒都按照自身的磁性排列，形成

32、兩種狀態(tài)之一，對(duì)應(yīng) 0 或 1，將比特信息通過(guò)電磁鐵轉(zhuǎn)換成電流，數(shù)據(jù)就能被讀寫在硬盤上。這塊磁鐵會(huì)產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)大磁場(chǎng)，足以改變金屬微粒的磁性，當(dāng)信息寫入磁盤，驅(qū)動(dòng)使用磁讀寫器將其還原成有意義的形式。圖 15：電磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)可改變金屬粒的磁性圖 16：2019 年機(jī)械硬盤在存儲(chǔ)市場(chǎng)規(guī)模及占比26.46%4.19%3.86%70060050040030020010032.25%33.24%35%30%25%20%15%10%5%0機(jī)械硬盤DRAMFLASH磁帶0%光存儲(chǔ)資料來(lái)源：IEEE，整理資料來(lái)源：IDC，整理目前機(jī)械硬盤市場(chǎng)規(guī)模整體約 585 億，占總體存儲(chǔ)市場(chǎng)規(guī)模約 32%，位列數(shù)字存儲(chǔ)市

33、場(chǎng)規(guī)模第二，年出貨量約為不到 4 億個(gè)。機(jī)械硬盤出貨量 1996-2010 年穩(wěn)定增長(zhǎng)，從 1996 年的 1.05 億個(gè)增長(zhǎng)至 2010年的 6.51 億個(gè)，達(dá)到歷史最高點(diǎn)。隨著存儲(chǔ)器的更新迭代，尤其是 SSD（固態(tài)硬盤）技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)械硬盤的地位受到挑戰(zhàn)，2011 年開始出貨量整體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，截至 2018 年全球機(jī)械硬盤出貨量下降至 3.72 億個(gè)。2010 以后機(jī)械硬盤廠商數(shù)量逐漸減少。2008 年以前，機(jī)械硬盤市場(chǎng)集中度較低，各廠商競(jìng)爭(zhēng)激烈。而后，市場(chǎng)集中度提升，西部數(shù)據(jù)、希捷等廠商成為機(jī)械硬盤龍頭，占據(jù)全球市場(chǎng)超過(guò) 90%份額。圖 17：1996-2018 年機(jī)械硬盤出貨量（億）

34、圖 18：2003-2014 年機(jī)械硬盤市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局變化76120%5100%480%360%240%120%1996199719981999200020012002200320042005200620072008200920102011201220132014201520162017201800%希捷西數(shù)東芝富士三星日立其他2003200820142019資料來(lái)源：Statista，整理資料來(lái)源：ITCenter，整理總?cè)萘砍鲐浬仙?，HDD 成數(shù)據(jù)中心標(biāo)配。云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)等帶來(lái)了旺盛的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需求，且對(duì)存儲(chǔ)容量及穩(wěn)定性要求較高。相比 SSD（固態(tài)硬盤），機(jī)械硬盤具有壽命長(zhǎng)、成熟穩(wěn)定、容量大的

35、性能優(yōu)勢(shì)，成為數(shù)據(jù)中心的首選。因此，雖然HDD 產(chǎn)品出貨量近年來(lái)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，但總?cè)萘砍鲐浢黠@上升，HDD 2019年機(jī)械硬盤字節(jié)出貨量為 1.18ZB，出貨容量超過(guò)全球存儲(chǔ)年出貨容量的 50%。云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將推動(dòng) HDD 產(chǎn)品持續(xù)增長(zhǎng)。圖 19：2010-2025 機(jī)械硬盤字節(jié)出貨量（ZB）圖 20： 谷歌數(shù)據(jù)中心3.02.52.01.51.00.50.0資料來(lái)源：Statista，整理資料來(lái)源：IEEE，整理機(jī)械硬盤每 GB 價(jià)格呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。機(jī)械硬盤面市之初價(jià)格較高，1980 年機(jī)械硬盤每 GB 價(jià)格約為 357.24 美元。隨著技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)械硬盤成本下降，價(jià)格也隨之下降，20

36、17 年每 GB 價(jià)格僅為 0.028 美元。圖 21：1979-2017 年機(jī)械硬盤每 GB 價(jià)格（USD/GB）圖 22：1980-2017 年機(jī)械硬盤每 GB 價(jià)格變化幅度（%）10000000150%100%50%0%-50%-100%-150%10000001000001000010001001019791981198319851987198919911993199519971999200120032005200720092011201320152017100資料來(lái)源：Bloomberg，整理資料來(lái)源：Bloomberg，整理1956-1979 年，硬盤確立溫氏架構(gòu)現(xiàn)代硬盤雛形誕生于

37、 1956 年，由 IBM 制造，存儲(chǔ)容量?jī)H為 5MB。1973 年，采用“溫氏架構(gòu)”的 IBM 3340 問(wèn)世，標(biāo)志著硬盤基本架構(gòu)的確立。這種硬盤擁有幾個(gè)同軸金屬盤片，盤片上涂有磁性材料。他們與能夠移動(dòng)的磁頭共同密封在一個(gè)盒子中，磁頭從旋轉(zhuǎn)的盤片讀出磁信號(hào)的變化。1970-1979 年，IBM 先后發(fā)明了 Merlin 技術(shù)、Thin Film 磁頭，驅(qū)動(dòng)硬盤數(shù)據(jù)定位準(zhǔn)確性、硬盤密度都大幅提升。圖 23：溫徹斯特硬盤資料來(lái)源：IEEE，整理1980 年代，家用 PC 硬盤嶄露頭角硬盤容量不斷提升，家用 PC 硬盤嶄露頭角。1980 年，希捷公司由兩位前 IBM員工創(chuàng)立，開發(fā)并推出第一款 5.

38、25 英寸規(guī)格 5MB 硬盤，這是首款面向個(gè)人用戶的硬盤，它的出現(xiàn)推動(dòng)了計(jì)算機(jī)的誕生。1981 年，希捷又推出第二款容量達(dá)10MB 的硬盤產(chǎn)品，并在市場(chǎng)蔓延開來(lái)。而正是 1981 年，IBM 發(fā)布了 IBM 個(gè)人計(jì)算機(jī)，這是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域具有里程碑意義的飛躍。受益于較為小巧的體積，簡(jiǎn)單的操作，IBM 發(fā)布的個(gè)人電腦大受歡迎，隨著個(gè)人電腦普及，也帶動(dòng)了家用 PC 硬盤快速增長(zhǎng)。圖 24：IBM 3380首款 GB 級(jí)容量硬盤圖 25：希捷 ST 5065.25 英寸硬盤資料來(lái)源：IEEE，整理資料來(lái)源：IEEE，整理1990 年代，硬盤技術(shù)快速升級(jí)，IBM 開創(chuàng)民用級(jí) GB 硬盤先河硬盤存儲(chǔ)密度大幅

39、提升。曾在 1980 年代末，IBM 已推出 MR（Magneto Resistive磁阻）技術(shù)令磁頭靈敏度大大提升，盤片的存儲(chǔ)密度較之前的 20Mbpsi（bit/每平方英寸）提高了數(shù)十倍，為硬盤容量的巨大提升奠定了基礎(chǔ)。1997 年， GMR（Giant Magneto Resistive）巨磁阻技術(shù)的成功研發(fā)進(jìn)一步提升了存儲(chǔ)密度。如果用 MR 磁頭能夠達(dá)到 3-5Gb/平方英寸的存儲(chǔ)密度，使用 GMR 以后存儲(chǔ)密度可達(dá)到 10-40Gb/平方英寸。民用級(jí)硬盤進(jìn)入 GB 時(shí)代。1991 年，IBM 出了首款應(yīng)用 MR 技術(shù)的 3.5 英寸的 1GB 硬盤 0663-E12，開創(chuàng)了民用級(jí) G

40、B 硬盤的先河，從此硬盤容量開始進(jìn)入 GB 數(shù)量級(jí)，3.5 英寸的硬盤規(guī)格也由此成為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)硬盤的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格。圖 26：GMR 巨磁阻效應(yīng)磁頭資料來(lái)源：IEEE，整理21 世紀(jì)初期，容量突破 TB 級(jí)別，硬盤廠商進(jìn)入整合期垂直存儲(chǔ)技術(shù)出現(xiàn)，再一次提高硬盤存儲(chǔ)密度。2007 年日立環(huán)儲(chǔ)發(fā)布了全球首款 1TB 硬盤，硬盤售價(jià)為 399 美元，平均每美元可購(gòu)得 2.75GB 硬盤空間。該硬盤采用垂直存儲(chǔ)技術(shù)，將平行于盤片的磁場(chǎng)方向改變?yōu)榇怪?，更充分地利用了存?chǔ)空間。此外，垂直存儲(chǔ)技術(shù)能耗小，發(fā)熱量減小，改善了數(shù)據(jù)抵抗熱退減的能力，提高了硬盤的可靠性。硬盤廠商進(jìn)入整合期。2000 年起是硬盤行業(yè)的整合

41、期，希捷、西數(shù)、IBM、三星、邁拓、昆騰、東芝、富士通等各大硬盤廠商競(jìng)爭(zhēng)激烈。2000 年邁拓收購(gòu)昆騰，2003 年日立環(huán)儲(chǔ) IBM 硬盤事業(yè)部，2005 年希捷宣布收購(gòu)邁拓，2009 年，富士通硬盤被東芝收購(gòu)，形成希捷、西數(shù)、日立、三星、東芝“春秋五霸”時(shí)代。2011 年西部數(shù)據(jù)收購(gòu)日立環(huán)儲(chǔ)、希捷收購(gòu)三星硬盤，形成“三國(guó)鼎立”局面。圖 27：2004 年機(jī)械硬盤市場(chǎng)格局圖 28：2009 年機(jī)械硬盤市場(chǎng)格局富士通, 5.8%其他, 1.7%東芝, 7.2%三星, 7.6%日立, 15.3%希捷, 26.9%西數(shù), 17.9%東芝/富士通, 12.6%三星, 10.0%日立, 16.4%希捷,

42、 31.4%邁拓, 17.6%西數(shù), 29.6%資料來(lái)源：太平洋電腦網(wǎng)，整理資料來(lái)源：太平洋電腦網(wǎng)，整理2010 年是HDD 產(chǎn)業(yè)高峰。2011 年上半年日本發(fā)生地震，下半年泰國(guó)發(fā)生洪水。其中日本廠商是重要的磁頭、磁盤、馬達(dá)等 HDD 配件供應(yīng)商，泰國(guó)是重要的 HDD 制造基地，這兩次自然災(zāi)害產(chǎn)生了重大影響，導(dǎo)致 2011 年 HDD 硬盤出貨量銳減，但也讓 HDD 硬盤價(jià)格上升。圖 29：2006-2011 年 HDD 平均售價(jià)圖 30：2010-2015HDD 出貨量（萬(wàn)）希捷西部數(shù)據(jù)757065605550452006Q32006Q32007Q12007Q22007Q32007Q4200

43、8Q12008Q22008Q32008Q42009Q12009Q22009Q32009Q42010Q12010Q22010Q32010Q42011Q12011Q22011Q32011Q440800070006000500040003000200010000希捷（萬(wàn)）西部數(shù)據(jù)（萬(wàn)）2010Q32010Q42011Q12011Q22011Q32011Q42012Q12012Q22012Q32012Q42013Q12013Q22013Q32013Q42014Q12014Q22014Q32014Q42015Q12015Q22015Q32015Q4資料來(lái)源：公司官網(wǎng)，整理資料來(lái)源：公司官網(wǎng)，整理2012

44、-2019 年，HDD 逐步進(jìn)入數(shù)據(jù)中心主力，消費(fèi)級(jí)增長(zhǎng)顯現(xiàn)放緩機(jī)械硬盤自身瓶頸難以突破，SSD 大敵崛起。受限于物理結(jié)構(gòu)瓶頸，機(jī)械硬盤體積難以縮小或成本較高，增長(zhǎng)前景顯現(xiàn)停滯。從市場(chǎng)格局來(lái)看，三星的市場(chǎng)份額從 10.0%上升至 2019 年的 33.6%，西部數(shù)據(jù)從 29.6%下降至 24.6%，希捷從 31.4%下降至 15.7%，日立從 16.4%下降至 2.3%，大部分機(jī)械硬盤廠商減少了機(jī)械硬盤的生產(chǎn)。圖 31：2019 年機(jī)械硬盤市場(chǎng)格局其他, 18.50%三星, 33.60%日立, 2.30%東芝, 5.20%希捷, 15.70%西部數(shù)據(jù), 24.60%資料來(lái)源：IEEE，整理SS

45、D 崛起，HDD 市場(chǎng)受到?jīng)_擊。固態(tài)硬盤（Solid State Drives）由多個(gè)閃存顆粒和主控芯片組成，沒有運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；而機(jī)械硬盤有碟盤和讀寫磁頭組成。 SDD 不僅擁有更快的讀寫速度，而且具有低功耗、防震抗摔性好、發(fā)熱低等優(yōu)勢(shì)。圖 32：機(jī)械硬盤與固態(tài)硬盤性能對(duì)比機(jī)械硬盤固態(tài)硬盤容量大較小價(jià)格便宜貴隨機(jī)存取一般極快寫入次數(shù)無(wú)限制SLC：10萬(wàn)次 MLC：1萬(wàn)次磁盤陣列極難可工作噪音有無(wú)工作溫度較為明顯極低防震能力較差很好數(shù)據(jù)恢復(fù)容易難資料來(lái)源：IEEE，整理隨著 SSD 平均價(jià)格與 HDD 平均價(jià)格差異的逐漸縮小，以及 SSD 各方面的性能優(yōu)勢(shì)，硬盤市場(chǎng)逐漸被 SSD 占領(lǐng)，HHD

46、出貨量從 2013 年開始明顯下降。圖 33：HDD 出貨量（億）圖 34：HDD 與 SSD 平均價(jià)格對(duì)比（$/TB）76600550044003300220011996199719981999200020012002200320042005200620072008200920102011201220132014201520162017201801000HDD平均價(jià)格SSD平均價(jià)格201520162017201820192020資料來(lái)源：Statista，整理資料來(lái)源：IDC，整理數(shù)據(jù)中心、云存儲(chǔ)帶動(dòng)企業(yè)級(jí) HDD 需求增長(zhǎng)。隨著云計(jì)算、5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)帶來(lái)的全新發(fā)展，全球正形

47、成以數(shù)據(jù)為核心的生態(tài)圈，企業(yè)級(jí)用戶對(duì)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的大容量需求愈加明顯，將 HDD 在企業(yè)級(jí)領(lǐng)域的發(fā)展推向了新高度。2019 年全球云計(jì)算市場(chǎng)規(guī)模達(dá) 3556 億美元，2012-2019 年 CAGR 高達(dá) 18.0%，且有望繼續(xù)呈現(xiàn)快速上升趨勢(shì)。與此同時(shí)，2019 年全球 IDC（互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心）市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)至 793.1 億美元，2012-2019 年 CAGR 為 17.6%。圖 35：全球云計(jì)算市場(chǎng)規(guī)模（億美元）及同比增速（%）圖 36：全球 IDC 市場(chǎng)規(guī)模（億美元）及同比增速（%）全球云計(jì)算市場(chǎng)規(guī)模YoY全球IDC市場(chǎng)規(guī)模YoY60005000400030002000100002012

48、 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 202230%25%20%15%10%5%0%90080070060050040030020010002010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 201925%20%15%10%5%0%資料來(lái)源：Gartner，整理資料來(lái)源：中國(guó) IDC 圈，整理成熟穩(wěn)定、成本更優(yōu)，HDD 成數(shù)據(jù)中心標(biāo)配。盡管 SSD 可以發(fā)揮閃存性能上帶來(lái)的應(yīng)用加速，但大量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)依然需要生命周期更長(zhǎng)、成熟穩(wěn)定、成本更優(yōu)的 HDD 企業(yè)級(jí)大容量硬盤來(lái)支撐。在數(shù)據(jù)中心、云存儲(chǔ)的趨勢(shì)下，H

49、DD大容量硬盤依然是企業(yè)數(shù)據(jù)中心的標(biāo)配，市場(chǎng)需求有望進(jìn)一步增長(zhǎng)。圖 37：機(jī)械硬盤單位容量增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)資料來(lái)源：HDD，整理DRAM 戰(zhàn)場(chǎng)硝煙彌漫DRAM 戰(zhàn)場(chǎng)， 50 多年搏殺，王朝幾經(jīng)更替動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（Dynamic Random Access Memory）DRAM 是一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，通常以一個(gè)電容和晶體管為一個(gè)單元排成二維矩陣。DRAM 利用電容內(nèi)存儲(chǔ)電荷情況來(lái)代表二進(jìn)制比特是 1 或 0。由于晶體管電路會(huì)有漏電電流，導(dǎo)致電容上所存儲(chǔ)的電荷數(shù)量并不足以正確地識(shí)別。因此 DRAM 需要周期性地充電，因此被稱為“動(dòng)態(tài)”存儲(chǔ)器。DRAM 基本的操作機(jī)制分為讀（Read）和寫（Write）

50、。讀的時(shí)候先讓字線（Bitline）充電到操作電壓的一半，開關(guān)晶體管(由位線控制)，若電容內(nèi)部存儲(chǔ)的值為 1，則 Bitline 的電壓會(huì)被電荷共享抬高到高于操作電壓的一半；反之，若內(nèi)部存儲(chǔ) 的值為 0，則會(huì)把 Bitline 的電壓拉低到低于操作電壓的一半。得到 Bitline 電壓后，經(jīng)過(guò)放大器判別出內(nèi)部值為 0 或 1。寫的時(shí)候把晶體管打開，若要寫 1 時(shí)則把 BL 電壓抬高到操作電壓使電容上存儲(chǔ)著操作電壓，若要寫 0 時(shí)則把 BL 降低到 0 伏特使電容內(nèi)部沒有電荷。圖 38：DRAM 實(shí)物圖圖 39：DRAM 工作原理資料來(lái)源：世界電子元器件，整理資料來(lái)源：ITCenter，整理目前

51、 DRAM 市場(chǎng)規(guī)模整體約 603 億，占總體存儲(chǔ)市場(chǎng)規(guī)模約 33%，位列數(shù)字存儲(chǔ)市場(chǎng)規(guī)模第一。 近年來(lái)受益于數(shù)據(jù)資料中心、智能手機(jī)、加密貨幣等市場(chǎng)需求，DRAM 市場(chǎng)規(guī)模總體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，2019 年由于前期擴(kuò)產(chǎn)能和去庫(kù)存等因素，市場(chǎng)規(guī)模有所下降。圖 40：近年來(lái) DRAM 市場(chǎng)規(guī)模及同比增速圖 41：2019 年 DRAM 在存儲(chǔ)市場(chǎng)規(guī)模及占比1100900700500300100-100-300-500市場(chǎng)規(guī)模（億美元）YoY2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019110%90%70%50%30%10%-10%-30%-50%7006005

52、00400300200100032.25%33.24%26.46%4.19%3.86%機(jī)械硬盤DRAMFLASH磁帶光存儲(chǔ)35%30%25%20%15%10%5%0%資料來(lái)源：Statista，整理資料來(lái)源：IDC，整理自 1966 年 IBM 成功研發(fā) MOS 型 RAM 存儲(chǔ)以來(lái)，符合摩爾定律，每 18 個(gè)月集成度提升 1 倍。DRAM 型存儲(chǔ)運(yùn)用的 MOS 技術(shù)，不僅能耗少、讀寫速度快且集成度高，因此 DRAM 成為而后數(shù)十年計(jì)算機(jī)內(nèi)存的主流技術(shù)。截至 2020年，三星已成功開發(fā)出基于 10nm 線寬的 DRAM 產(chǎn)品。圖 42：DRAM 技術(shù)演變歷史圖資料來(lái)源：公司公告，整理在過(guò)去 5

53、0 多年里，存儲(chǔ)每 GB 價(jià)格總體呈現(xiàn)每 45 年價(jià)格變?yōu)?1/10，近年來(lái)價(jià)格下降趨勢(shì)有所緩和。1973 年存儲(chǔ)每 GB 價(jià)格約為 3.22 億美元，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)成本極高。隨著存儲(chǔ)技術(shù)的進(jìn)步以及美、日、韓廠商之間的激烈競(jìng)爭(zhēng)，存儲(chǔ)成本下降，2018 年每 GB 價(jià)格僅為 7.26 美元。圖 43：1973-2018 年 DRAM 每 GB 價(jià)格（USD/GB）圖 44：1974-2018 年 DRAM 每 GB 價(jià)格變化幅度（%）1000000000100000000100000001000000100000100001000100101Memory每GB價(jià)格變化趨勢(shì)（USD/GB）Memory每

54、GB價(jià)格變化幅度（%）150%100%50%197319751977197919811983198519871989199119931995199719992001200320052007200920112013201520170%-50%19731975197719791981198319851987198919911993199519971999200120032005200720092011201320152017-100%資料來(lái)源：Bloomberg，整理資料來(lái)源：Bloomberg，整理DRAM 戰(zhàn)場(chǎng)硝煙彌漫，50 多年的搏殺，目前韓國(guó)企業(yè)獨(dú)占鰲頭，三巨頭成鼎立之勢(shì)。近 10 年來(lái)

55、DRAM 市場(chǎng)集中度逐漸上升。DRAM 廠商從曾經(jīng)的“百花齊放”形成目前的“三國(guó)鼎立”局面，三星、鎂光、SK 海力士成為 DRAM 領(lǐng)域最終玩家。圖 45： 2001-2019 年 DRAM 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局趨勢(shì)圖 46： 1975-2000 年 DRAM 各國(guó)出貨變化情況三星 海力士 美光 南亞 華邦 力積電 英飛凌/奇夢(mèng)達(dá) 爾必達(dá) 其他美國(guó)日本韓國(guó)歐洲中國(guó)臺(tái)灣100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%1975197619771978197919801981198219831984198519861987198

56、81989199019911992199319941995199619971998199920000%資料來(lái)源：ITCenter，整理資料來(lái)源：世界電子元器件，整理1966-1970 年，IBM 率先研發(fā) MOS 型 RAM 存儲(chǔ)成功，開啟半導(dǎo)體存儲(chǔ)的歷史1966 年由 DRAM 之父 IBM 的 羅伯特登納德博士所在的 IBM Thomas J. Watson 研發(fā)中心成功研發(fā) MOS 型晶體管+電容結(jié)構(gòu)的 DRAM 存儲(chǔ)。1969 年加州的先進(jìn)內(nèi)存系統(tǒng)公司正式商業(yè)推出此款 DRAM。DRAM 型存儲(chǔ)運(yùn)用的 MOS 技術(shù)，不僅能耗少、讀寫速度快且集成度高，幫助存儲(chǔ)形式從笨重的磁鼓結(jié)構(gòu)快速縮小

57、，因此 DRAM 成為而后數(shù)十年計(jì)算機(jī)內(nèi)存的主流技術(shù)。圖 47：羅伯特登納德(RobertH.Dennard)博士圖 48：第一款 8 位 RAM 制作的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 資料來(lái)源：IBM，整理資料來(lái)源：Electronics magazine，整理1970 年代，DRAM 快速商業(yè)化，前期 Intel 一家獨(dú)大，后期 Mostek 成為霸主1970 年代前期 Intel 一家獨(dú)大，占據(jù)全球超 80%份額。Intel 研究小組利用 MOS工藝開發(fā)出 1kb DRAM，并通過(guò)解決各項(xiàng)生產(chǎn)工藝缺陷，于 1970 年在其 3 寸晶圓廠成功量產(chǎn) C1103，奠定了 DRAM 快速商業(yè)化的基礎(chǔ)。由于當(dāng)時(shí)大中型計(jì)

58、算機(jī)使用的磁鼓存儲(chǔ)器笨重昂貴，Intel 向計(jì)算機(jī)用戶大力宣傳 DRAM，1972 年憑借 1K DRAM 取得巨大成功。到 1974 年，Intel 的 DRAM市場(chǎng)份額達(dá) 82.9%。圖 49：Intel DRAM C1103資料來(lái)源：Intel，整理1970 年代后期，Mostek 擊敗 Intel，成為 DRAM 市場(chǎng)最大廠商。1973 年美國(guó)其他廠商例如德州儀器、Mostek(由德州儀器的前員工于 1969 年創(chuàng)立)、日本廠商 NEC 等先后進(jìn)入 DRAM 市場(chǎng)，德州儀器推出成本更低的 4K DRAM，Mostek推出針腳更少的 4K DRAM，均成為 Intel 的強(qiáng)勁對(duì)手。197

59、6 年，Mostek 推出的 MK4116 采用了 POLY-II（雙層多晶硅柵工藝），容量達(dá) 16K，大獲成功，占領(lǐng) 75%的 DRAM 市場(chǎng)。而后繼續(xù)持續(xù)推出新產(chǎn)品，進(jìn)一步獲得市場(chǎng)份額，在 70 年代后期，一度占據(jù) DRAM 市場(chǎng) 85%份額。但后來(lái)為應(yīng)對(duì)來(lái)自資本市場(chǎng)的惡意收購(gòu)，導(dǎo)致股權(quán)結(jié)構(gòu)大幅變動(dòng)，經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略發(fā)生調(diào)整，管理層動(dòng)蕩及技術(shù)人員流失，公司發(fā)展遭遇較大障礙。1978 年四個(gè) Mostek 的離職技術(shù)人員創(chuàng)立了另一個(gè)未來(lái)的存儲(chǔ)巨頭-鎂光?；仡檨?lái)看，Intel 由于多線作戰(zhàn)焦點(diǎn)分散、技術(shù)路徑選擇及市場(chǎng)預(yù)判失誤，喪失了 DRAM 的技術(shù)先發(fā)優(yōu)勢(shì)，DRAM 市場(chǎng)份額呈現(xiàn)較快下降。Intel

60、 的存儲(chǔ)一度風(fēng)光無(wú)限，而后逐步喪失領(lǐng)先，令人唏噓，以后有機(jī)會(huì)再詳細(xì)展開。圖 50：Mostek 4K/16 DRAM資料來(lái)源：Mostek，整理1980 年代，日本 DRAM 廠商后發(fā)先至，進(jìn)入增長(zhǎng)爆發(fā)期舉國(guó)體制，日本 VLSI 聯(lián)合研發(fā)成功，日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)快速進(jìn)步。1976 年日本 VLSI 聯(lián)合研發(fā)體成立，設(shè)立了 6 個(gè)實(shí)驗(yàn)室，從高精度加工技術(shù)、硅結(jié)晶技術(shù)、工藝處理技術(shù)、監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)、裝置設(shè)計(jì)技術(shù)等方向入手，成功攻克了包括電子束光刻機(jī)、干式蝕刻裝置等半導(dǎo)體核心加工設(shè)備，以及領(lǐng)先的制程工 藝和半導(dǎo)體設(shè)計(jì)能力。在 VLSI 項(xiàng)目的推動(dòng)下，日企 1977 年研制成功 64K DRAM，已成功