AI存储：HBM抓着英伟达的命门

存储行业在经历近2年的下滑后，价格端又迎来了上涨。存储本身具有周期性，供需变化直接影响存储芯片的价格走向。而本轮周期不同的是，在AIGC等新应用的推动下，存储行业有望迎来“周期+成长”的共振。

参考过往DDR3和DDR4的价格变化，可以看出明显的周期性，大约都是3-4年为一个周期。而本轮随着存储价格下滑，各大厂商在2022年下半年陆续开始削减资本开支和调整产能结构。供需格局的改变，导致存储价格在2023年触底。叠加AI等新应用的出现，存储行业再次开启了上行周期。

①传统周期：手机和PC在存储行业中贡献了将近一半的收入。随着两大下游领域触底回暖，给存储行业带来了周期性的回升；

②AI新成长：ChatGPT等AI应用激发了AI服务器的需求增长，存储升级也是其中重要一环。AI PC和AI Phone的终端创新，也带来了存储的新需求。

传统周期只是给市场带来了触底回暖，而AI能带来更高的预期。当前AI服务器对HBM存储的需求，已经产生了规模化的收入体量和业绩表现。海豚君通过拆解测算，预期AI服务器有望给存储行业带来100亿美元以上的HBM需求空间，这将给存储市场注入成长性看点。此外，AI PC和AI Phone也有望加速存储产品的迭代升级。

当前存储行业，仍以三星、海力士和美光三家厂商为主。特别在DRAM市场中，三家厂商合计占有95%的市场份额。HBM需求提升，给三家厂商带来了市场空间的扩大，但市场份额还有所差别。

海力士凭借在HBM3的率先攻破，当前占据领先的份额优势。虽然英伟达在本轮AI浪潮中领跑，但也被HBM抓着命门。当前HBM受限于产能不足，市场上供不应求，有望继续提价。在存储产品价格频频上涨的情况下，三家存储厂商的业绩有望继续向好。而其中率先成功扩产的厂商，将享受更强的alpha。

海豚君将在下篇中对个股进行估值测算，并对新增的100亿美元会给具体公司带来多大的业绩弹性进行分析。

以下是详细分析：

一、存储芯片：“周期+成长”的共振

存储芯片，又称半导体存储，其中包括DRAM、Flash、SRAM、PROM等。而其中DRAM和NAND Flash是最主要的存储类型，占整体市场份额的99%左右。

①DRAM：用于临时存储数据和指令，是当前手机、计算机、服务器等内存的主流方案；

②Flash（闪存）：应用于各类电子产品的硬盘（SSD、U盘、SD卡等），负责永久存储数据。

虽然DRAM和NANA Flash都是当前存储市场的主流产品，但是DRAM的市场规模和集中度都比NAND更高。随着近期AI新应用的增长，DRAM的重要性进一步提升。

1. DRAM产品

根据产品分类，DRAM可以分为DDR、LPDDR、GDDR、HBM。前三类产品主要用于传统周期领域，HBM则主要是AI市场的带动。其中DDR主要用于消费电子、服务器、PC领域；LPDDR（低功耗）主要用于移动设备、手机及汽车领域；GDDR主要用于图像处理方面的GPU等；HBM是AI服务器等高性能计算领域。

可以看出DRAM的应用领域还是相当广泛，横跨了移动手机、个人电脑、服务器、汽车等其他领域。在众多领域中，智能手机和PC仍占据了DRAM将近一半的市场份额。下游应用端的周期回暖，将推动存储芯片的价格回升。

2. 传统周期的回暖

从存储芯片价格变化的情况来看，2023年价格触底的情况也与智能手机及PC市场的表现相近。从2023年下半年开始，两大下游产品的出货量有所回升，带动对上游芯片需求的提升，进而拉动存储芯片价格也开始从底部开始上涨。结合DRAM产品分类来看，这里的传统周期影响主要是指DDR、LPDDR等产品，有望推动新一轮存储上行周期。

二、存储行业的AI赋能

AI给存储行业带来了新的成长机会，涵盖AI服务器、AI PC、AI Phone等方面。由于一开始是ChatGPT等应用带动的AI浪潮，当前AI服务器已经给存储行业注入了大量的订单和收入体量。从应用到终端，现在AI PC和AI Phone也已经开始陆续推出新品，也有望带来新的升级。

1. HBM

AIGC大模型的出现，提升了对算力芯片的需求，进而也带动了对存储芯片要求的提升。存储芯片能从两方面来影响：①更大的带宽，能提升计算的效率；②更大的容量，也能存储大模型下大量的数据信息。从产品列表中能看出，HBM产品在容量和带宽上都明显超过DDR、LPDDR和GDDR产品。

虽然也可以用堆大量的存储芯片来达到足够的带宽，但这同时也占用了大部分的芯片面积。如果通过3D封装工艺实现垂直方向的堆叠封装，HBM能明显节约存储芯片的占用面积。

而在AI浪潮的影响下，各大科技厂商都提升了资本开支，尤其加大了对AI服务器的采购，其中HBM也是直接受益的。根据Trendforce的数据，2023年全球AI服务器出货量达到120万台，同比增长35%以上。

同时，2024年的出货量预期将继续提升至165万台以上，同比增速达到37%。因此，海豚君预期HBM也将继续维持较高的增长表现。

2. AI服务器带来的市场空间

HBM已经成为AI服务器的主流方案，而AI服务器也直接拉动了HBM的高速增长。当前的AI服务器主要用于训练和推理两个方向，需求都有明显的增长趋势。对HBM空间的测算，首先要测算AI服务器及AI加速卡的需求表现。

1）AI加速卡的需求：根据行业及公司数据，海豚君预期AI服务器将继续保持两位数的增长。而其中受益于训练需求的增加，训练用的AI服务器占比有望继续提升至37%附近。在分别假定训练用的加速卡平均卡数和推理用的加速卡平均卡数后，可以预期未来AI服务器中对AI加速卡的潜在需求，有望增长至900万张以上。

2）HBM的需求：结合AI加速卡的需求表现，进而可以测算HBM的需求情况。以英伟达A100为例，单卡大约需要80GB的显存。假定未来单卡的显存进一步提升的情况下，HBM的整体需求有望持续增加。结合HBM的单价情况，整体HBM的市场规模有望成长至122亿美元以上，复合增速也将有50%以上。

3. AI PC&AI Phone的新空间

除了AI服务器以外，AI PC及AI Phone的出现，也将推动存储行业的升级和成长。从前文提到的DRAM的产品分类看，AI PC和AI Phone主要影响DDR和LPDDR的升级，加快传统周期产品的迭代。

1）AI PC

根据IDC的预期，AI PC的出货量至2027年有望增加至1.67亿台，复合增速有望达到40%+。随着PC产品的升级，DDR4份额将持续降低，存储产品将逐渐转向DDR5和DDR6，以满足数据存储和传输的需求。

从当前DDR产品的报价来看，DDR4的价格大约是DDR3的2-3倍，而DDR5的价格更是DDR4的近10倍。产品升级，能直接提升存储行业的规模。

2）AI Phone

与AI PC相似的是，AI Phone也将是受益于AI浪潮的智能终端。根据Counterpoint Research的数据，预估2024年AI Phone在所有智能手机出货量中的比重达到11%；而到2027年AI Phone出货量超过5.5亿台，占比达到43%。

美光预期AI Phone搭载的DRAM容量有望增长50-100%。伴随着内存产品升级，AI Phone的内存市场也有望迎来量价齐升。

当前AI服务器已经形成了规模化的收入，AI PC和AI Phone当前更多是在相对早期。而随着渗透率的提升，也有望进一步加速存储行业的成长。

三、存储厂商的“三国杀”

虽然DRAM市场有明显的成长机会，但市场中的玩家却非常集中。三星、美光、海力士三家占据了95%的市场份额，几乎是垄断的“三国杀”局面。

1）技术能力：虽然三星在DRAM市场处于领先的位置，但是在当前最热门的HBM领域，却是海力士实现了超越。虽然在HBM2E阶段，三星还有所领先。但是从HBM3开始，海力士在技术节点的攻克上，已经实现了反超。当前最新的HBM3E产品，也是海力士率先成为英伟达的主要供应商。

2）HBM份额：由于海力士率先攻破HBM3，因此海力士占据了HBM市场的大部分份额。但从三家厂商的产能规划看，三星有望进行追赶。到2024年底，三星HBM产能预期达到每月130k；海力士为每月120-125k。届时，三星在HBM市场的份额也有望得以提升。

3）产品价格及业绩预期：结合当前行业及公司情况，HBM有望进一步涨价。主要是基于当前：①市场对AI需求的持续展望；②HBM3E的TSV良率依然较低，仍在50%左右，买方有锁定货源的需求；③稳定的供应商和产品，给客户带来保障。随着HBM需求和涨价的持续，存储厂商的业绩有望继续向好。

本文来自微信公众号：海豚投研 （ID：haituntouyan），作者：海豚君