全球70+亿美元内存市场，巨头退出格局优化？
市场：利基 DRAM主要产品，全球市场超 70 亿美金。存储是半导体第二大细分市场，2021/2020 年全球市场规模为 1534/1175 亿美金，占半导体整体规模的比例为28%/27%。DRAM 是存储器第一大市场，2021/2020 年全球市场规模为 930/643 亿美金，占存储整体规模的比例为 61%/55%。下载链接：DDR3存储器行业深度报告：全球市场超 70 亿美金，大厂退出格局优化。
DDR3 是 DDR SDRAM 第三代产品，从 2007年推出至今已发展十五年，2014 年占存储市场的比例达 84%，后随着更高端产品 DDR4推出，逐渐被替代为利基产品，目前是利基 DRAM 的主要品类。2022/2021 年，DDR3占存储整体规模的比例为 8%/8%，达 75/74 亿美金。
格局：主流以韩美为主力，利基大厂退出格局持续优化。
1）主流 DRAM 市场，2021年三星、海力士、美光占有率依次为 43%、28%、23%，合计达 94%，行业呈现“三足鼎立”之势。从 2013 年至今，三大原厂合计市占率持续超过 90%，在 2019 年达到顶峰 99%，2020 年和 2021 年随着大陆厂商扩产，市占率略微下滑到 94%。
2）利基DDR3 市场，根据我们的测算，2021 年存储大厂三星、美光、海力士分别占据 40%、23%、4%份额，台系南亚、华邦的市占率分别为 22%、5%，三星和海力士今明两年陆续退出，台系厂商扩产有限，行业格局优化。
我们也从制程演进、料号数量角度对比海内外发展进度：从制程看，三大原厂 DDR3 制程为 20nm，南亚为 20nm，华邦为 25nm，兆易 DDR3 采用长鑫 17nm 制程，北京君正（ISSI）和东芯股份采用力晶 25nm 制程，由此可见在 DDR3 领域，兆易 DDR3 产品制程最为先进；从料号布局看，三大原厂 DDR4料号数量遥遥领先，中国台湾厂商利基产品料号数量瞩目，大陆兆易、君正、东芯主要发力 DDR3 和小容量 DDR4，其中东芯布局较为完善，兆易料号增加速度明显。
应用：主流以手机+PC+服务器三大市场为主，利基偏重长尾市场。主流 DRAM 市场，2021 年手机、服务器、PC 依次占比 39%、34%、13%，合计占比 86%，三大市场推动发展。利基 DDR3 市场，消费电子占比 79%，是第一大应用，工业占比 12%，汽车占比 9%，整体看主要应用于对容量、速率要求低的领域。从应用形式看，DDR3 主要是与主控芯片（如 MCU、MPU、Soc）配套使用，满足主控芯片的存储需求。
在 TI、高通、瑞萨、Mobileye、安霸、NXP 的主控芯片中都有配臵 DDR3，NXP 在 MCU 等主控芯片领域是领先者，我们详细梳理了 NXP 官网列示的 8175 款配有 DDR3 的主控芯片的下游应用情况（截至 2022/4），DDR3 广泛应用于消费电子、通讯基础设施、工业和汽车中，其中配臵 DDR3 的应用于消费电子及通讯基础设施的主控芯片达 4702 款，占比 58%，工业控制主控芯片 1869 款，占比 23%，汽车电子主控芯片 1586 款，占比19%，一般在 1 款主控芯片中根据存储需求配臵 1-2 颗 DDR3。结构优化叠加长尾市场，DDR3 价格表现优于其他 DRAM 产品，且与同容量的 DDR4 产品价格出现倒挂。
长鑫引领大陆 DRAM 产业发展，大陆积极布局 DDR3 市场。大陆厂商聚焦利基产品，在利基 DRAM、SLC NAND、Nor Flash、EEPROM 等利基产品全面布局，多为 fabless模式，长鑫定位 IDM、发力主流 DRAM，另外北京君正、兆易创新、东芯股份等均在DDR3 领域有所布局。
兆易创新早于 2016 年开始布局 DRAM 领域，2021 年 6 月量产首款自研 19nm 4G DDR4 产品，2022 年拟推出 17nm DDR3 产品，从 2022 年产品手册可见，2Gb DDR3 料号数量 12 种，4Gb 料号数量 12 种，聚焦商规和工规。北京君正通过收购 ISSI 迅速切入存储芯片领域，目前在大陆 DRAM 领域布局最为全面，通过官网统计可见，DDR1、DDR2、DDR3、DDR4 均有布局，其中料号分布依次为 26%、21%、44%、9%，公司也是全球车规 DRAM 领先企业，市占率 15%，为第二大厂商。
东芯股份为大陆 SLC NAND 龙头，收购韩国 Fidelix，加速 DRAM 研发过程。2021 年东芯 DRAM 营收 0.79 亿元，占公司总营收比例为 7%，yoy+67%，是增速最快的产品线。2020 年，DDR3 占营收的比例为 2%，1Gb、2Gb、4Gb 料号数量分别为 3、3、4，消费电子是主要下游应用。
同步 DRAM 速度更快，替代异步 DRAM。按照 RAM 和 CPU 是否同频，DRAM可分为同步DRAM（Synchronous DRAM，简称 SDRAM）和异步 DRAM（Asynchronous DRAM）。在异步 DRAM 中，CPU 与 RAM 之间没有公共的时钟信号，当 RAM 不能及时提供数据时，CPU 需等待内存数据，这严重影响性能。为解决该问题，同步 DRAM 应运而生，在 RAM 中加入时钟输入引脚，使得 CPU 与 RAM 之间有公共的时钟信号、实现同步，此时 CPU 无需等待数据，读写速度加快、数据的传输效率大幅提升。异步 DRAM 通常适用于低速存储系统，但不适用于现代高速存储系统，在 1996-2002 年期间，同步 DRAM 逐步取代了异步 DRAM，逐步占领了内存市场。
同步 DRAM 不断迭代，新 DDR 逐步替换老 DDR 是行业规律。根据时钟边沿读取数据，同步 DRAM 分为 SDR（Single Data Rate）和 DDR(Double DataRate)技术，在 2003 年之后，SDR SDRAM（有时也简称为 SDRAM）逐渐被存取速度更快的 DDR SDRAM 取代。DDR SDRAM 已经发展至第五代，分别是：第一代 DDR SDRAM，第二代 DDR2 SDRAM，第三代 DDR3 SDRAM，第四代 DDR4 SDRAM，第五代 DDR5 SDRAM。每一次迭代，基本都能实现芯片性能翻倍，当新一代性能更好的 DDR 出现时，老一代 DDR 会逐渐被替代。
技术实现路径：内部时钟频率提升不大，每一代主要通过翻倍预取来实现数据的传输速度的提升。DDR 中有两个时钟频率，一个是内部时钟频率（也称为核心频率），是内存收到指令到将数据的传输到 I/O 接口上所需要的反应速度，这主要由存储单元内部的电容、晶体管、放大器等微观结构决定，提升难度大，所以从 SDR 到 DDR5，内部时钟频率虽有提升但提升幅度不大；另一个是外部时钟频率（也称为 I/O 时钟频率），外部时钟频率在核心时钟频率的基础上，通过翻倍预取提高速度。
1）SDR SDRAM：在一个时钟周期里只在上升沿传输数据，所以 SDR 也叫Single Data Rate SDRAM，此时数据的传输速率的提升主要是靠提升内部时钟频率。
2）DDR1 SDRAM：内部时钟频率提升难度大,因此通过在时钟周期的上升沿和下降沿各输出一次数据，相当于在一个时钟周期需要预取 2 倍数据，即每当读取一笔数据的时候，都会一共读取 2 笔的数据。因此在内部时钟频率不变的情况下，DDR1 的数据的传输速率实现翻倍。
3）DDR2 SDRAM：预取 4 倍数据，数据的传输速率达到内部时钟频率的 4倍，较 DDR1 提升 2 倍。
4）DDR3 SDRAM：预取 8 倍数据，此时数据的传输速率达到内部时钟频率的 8 倍，较 DDR2 提升 2 倍。
5）DDR4 SDRAM：标准型 DDR 的总线位宽是 64bit，若进行 16 倍预取，总共有 128Byte 的数据，超过了目前主流处理器的 Cacheline size（用于处理器缓存的基本数据单元）64Byte 的数据通道，由于 Cacheline 的限制，DDR4 没有将预取加倍，而是使用 Bank Group 技术，通过两个不同 Bank Group 的 8 倍预取来拼凑出一个 16 倍的预取，当 DRAM 获得了两笔数据的读命令，并且这两笔数据的内容分布在不同的Bank Group中时，由于每个 Bank Group 可以独立完成读取操作，两个 Bank Group 几乎可以同时准备好这两笔 8 倍数据。然后这两笔 8 倍数据被拼接成 16 倍的数据，数据的传输速度达到内部时钟频率的 16 倍，较 DDR3 提升 2 倍。
6）DDR5 SDRAM：在 Bank Group 技术的基础上，使用通道拆分技术增加预取倍数，将 64 位的总线分成 2 个独立的 32 位通道，此时每个通道都只提供 32bit 数据，将预取增加到 16 倍，仍然保证了 Cacheline 的大小还是 64Byte。通道拆分带来的 16 倍预取，叠加 Bank Group 增加的 2 倍，数据的传输速率达到内部时钟频率的 32 倍，较 DDR4 又提升 2 倍。
按照应用场景，DRAM 分成标准 DDR、LPDDR、GDDR 三类。JEDEC（固态技术协会，微电子产业的领导标准机构）定义并开发了以下三类 SDRAM 标准，以帮助设计人员满足其目标应用的功率、性能和尺寸要求。
1）标准型 DDR：Double Data Rate SDRAM，针对服务器、云计算、网络、笔记本电脑、台式机和消费类应用程序，允许更宽的通道宽度、更高的密度和不同的外形尺寸。
2）LPDDR：Low Power Double Data Rate SDRAM，针对尺寸和功率非常敏感的移动和汽车领域，有低功耗的特点，提供更窄的通道宽度。
3）GDDR：Graphics Double Data Rate SDRAM，适用于具有高带宽需求的计算领域，例如图形相关应用程序、数据中心和 AI 等，与 GPU 配套使用。另外，DRAM 按照市场流行程度可分为主流 DRAM 和利基型 DRAM。
DDR3 是利基产品，目前主流是 DDR4，DDR5 跑马进场。产品不断迭代，按照市场流行程度可分为主流产品和利基产品，利基产品一般是从主流规格中退役的产品。目前市场主流 DRAM 是容量 8GB+的 DDR4/DDR5，容量在 4GB 及以下的 DDR4、DDR3 等现阶段属于利基 DRAM。DDR3 主要应用于液晶电视、数字机顶盒、播放机等消费型电子与网络通讯等领域，需求较为稳定，很多都是客制化晶片，不属于大众规格产品，价格主要受供给影响。
DDR3 市场规模超 70 亿美金，市场逐渐萎缩，但生命力持久、中短期仍占据一定行业地位。
1）市场规模：自 2007 年 JEDEC 发布 DDR3 标准至今，DDR3（包括标准DDR3、LPDDR3）已发展 15 年，2020 年在 DRAM 市场占比 20%，预计 2021年占比 8%，2022 年有望维持 8%的占比。预计 2021 年、2022 年市场规模将分别达到 74 亿美金、75 亿美金。
2）市场逐渐萎缩：2020 年 DDR4/DDR4+占比超过 80%，目前处于 DDR4 替代 DDR3 的切换期。DDR3 市场在逐渐萎缩，其市场规模在 2014 年达到最大值 394 亿美金，到 2020 年缩小到 129 亿美金，市场规模年复合增长率为-20%。
3）被替代速度放缓，中短期仍占据一定行业地位。从 DDR3 标准的推出，到 2010 年 DDR3 市场规模超过 DDR2，历经三年时间；从 2012 年 JEDEC推出 DDR4 标准，到 2018 年 DDR4 市场规模超过 DDR3，耗时 6 年。DDR3被 DDR4 完全替代的速度相对放缓。我们认为原因有二：
①主流 DDR3 时代导入的产品量远大于主流 DDR2 时导入的产品量，仅从全球 PC 年出货量看，根据 IDC 的数据，2007 年（DDR3 新发布，DDR2 是主流）出货 2.7 亿台，2014 年（DDR4 发布，DD3 是主流）出货 3.5 亿台，增长近 30%，因为各代 DDR 之间不兼容，如果升级 DDR，需要将 CPU、主板等一并更换，替换成本高，替换成 DDR4 的动力减弱。
② DDR3 目前主要需求落在大量的低容量低端消费电子领域。该领域产品不追求高性能，短时间内无升级需求，如 WiFi 路由器、家电等消费性电子产品的首选仍是 DDR3，另外在汽车、工业领域，DDR3 也有其较为稳定的市场，同时从 DDR3 切换到 DDR4 仰赖主控芯片厂的芯片迭代、终端市场的共同推进。DDR3 的需求是来自于技术迭代过程中的滞后性，硬件迭代速度慢，我们预计这种滞后性在中短期内仍将存在。
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