半导体行业DRAM深度研究报告：存储芯片研究框架

报告出品方/作者：方正证券，陈杭

半导体存储从应用上可划分为易失性存储器（RAM，包括DRAM和SRAM等），以及非易失性存储器（ROM和非ROM）。

动态随机存储器（DRAM）和静态随机存储器（SRAM）同属于易失性存储器，在断电状态下数据会丢失。两者因结构不同，其应用场景有很大的不同。

DRAM利用电容储存电荷多少来存储数据，需要定时刷新电路克服电容漏电问题，读写速度比SRAM慢，常用于容量大的主存储器，如计算机、智能手机、服务器内存等。

SRAM读写速度快，制造成本高，常用于对容量要求较小的高速缓冲存储器，如CPU一级、二级缓存等。

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DRAM由许多重复的“单元”——位元格（Bit Cell）组成，每一个cell由一个电容和一个晶体管（一般是N沟道MOSFET——控制电容充放电的开关）构成，电容可储存1bit数据量，充放电后电荷的多少（电势高低）分别对应二进制数据0和1。晶体管MOSFET则是控制电容充放电的开关。DRAM结构简单，可以做到面积很小，存储容量很大。

DRAM具有刷新特性。由于电容存在漏电现象，因此必须经常进行充电保持电势（刷新），这个刷新的操作一直要持续到数据改变或者断电。

多个位元格（Bit Cell）组成矩阵结构，形成内存库，数个内存库形成DRAM存储芯片。内存库中，多个字元线与位元线交叉，每个交点均存在一个位元格处理信息。字元线改变电压影响相应的位元格，位元格将电流传至各自的位元线，由感测放大器侦测并放大电压变化。

DRAM的核心是利用0和1存储数据。感测放大器会将小幅增加的电压放大成高电压（代表逻辑1），把微幅降低的电压放大成零电压（代表逻辑0），并将各个逻辑数值储存至一个多闩结构。

DRAM竞争格局历经洗牌，现阶段韩国三星、海力士、美国美光三大寡头垄断市场。从集中度看，三星、海力士、美光三家企业垄断市场，top3市占率从2006年开始大幅度上升，集中度迅速提高，从2005年61.9%迅速提升到2018年95.5%，呈现“三足鼎立”之势。

DRAM行业历经多轮周期洗礼，全球供应商的数量在1997年达到峰值，而后随着产业的变迁逐步减小，目前仅以三家巨头为主，其他厂商包括中国台湾的南亚科技、华邦电子等。

三星稳居全球DRAM龙头，海力士美光紧随其后。2013年美光收购尔必达，市占率曾短暂超过海力士并接近三星，但三星坚守研发高投入，逆向投资等策略，随即巩固了在DRAM领域的优势。

DRAM主要可以分为DDR（Double Data Rate）系列、LPDDR（Low Power Double Data Rate）系列和GDDR（Graphics Double Data Rate）系列、HBM系列。DDR是内存模块中使输出增加一倍的技术，是目前主流的内存技术。LPDDR具有低功耗的特性，主要应用于便携设备。GDDR一般会匹配使用高性能显卡共同使用，适用于具有高带宽图形计算的领域。

云计算、大数据的兴起，服务器的数据容量和处理速度在不断提高，推动了DDR技术的升级迭代，目前市场上主流技术规范为DDR4和LPDDR4，DDR5技术即将进入商用领域。

报告摘要

一、DRAM投资逻辑框架：DRAM国产替代：合肥长鑫为最大希望；DRAM供需错配导致价格波动；DRAM驱动力及增量市场。

二、详解DRAM：存储器最大细分领域:DRAM定义与结构；DRAM历史与发展；DRAM分类及技术路径；DRAM未来技术及制程。

三、周期&需求：周期波动及需求分析：DRAM行业变革及周期；DRAM供需与周期关系详解；DRAM六大需求剖析。

四、知己知彼：DRAM市场及竞争格局剖析：DRAM市场规模及竞争格局；DRAM厂商主要特点；DRAM三巨头：三星、海力士、美光。

五、国内现状：大陆各DRAM厂商详解：国内DRAM现状解析；大陆主要DRAM项目；合肥长鑫：DRAM国内最大希望。

核心观点

DRAM芯片需求经历了PC推动周期、PC&Notebook推动周期，目前正处于智能手机&服务器&AloT推动周期。

PC端、移动端、服务器端为DRAM主要需求来源。PC端占比12.6%，移动端占比37.6%，服务器占比34.9%，三者占总需求近90%。PC端进入存量替代市场，出货稳定；移动端和服务器端DRAM需求旺盛。

车用DRAM是未来的新增量。汽车正在朝着自动驾驶的方向演进，而DRAM是不可缺少的基础，随着未来自动驾驶技术的普及和渗透，汽车将成为DRAM的新战场。

本轮DRAM价格，2019年达到周期底部，2020年上行周期开启。2020年上半年受新冠疫情影响，服务器、智能手机、PC需求激增带动DRAM价格迅速回升，新一轮上升的大趋势基本确定。从历史数据及我们推演，DRAM行业周期上行通常将持续两年，看好2021-2022年DRAM行业保持稳定增长。