行业研究报告_有重点公司

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1 证券研究报告 行业研究 / 深度研究 2016 年 08 月 11 日 行业评级 : 电子元器件增持 ( 维持 ) 集成电路 Ⅱ 增持 ( 维持 ) 张騄执业证书编号 :S 研究员 lu.zhang@htsc.com 相关研究 1 信维通信 (300136): 夯实射频主业, 新产品 / 材料加速布局 长盈精密 (300115): 投资三防新材料, 打造外观件产业集群 电子元器件 : 虹膜识别推进 眼神 支付生态建设 行业走势图 1% -9% -19% -29% -39% 电子元器件集成电路 Ⅱ 沪深 300 资料来源 :Wind, 华泰证券研究所 3D NAND FLASH 浪潮袭来 3D NAND FLASH 行业研究 3D NAND FLASH 浪潮袭来, 行业周期性让位成长性 1) 传统上存储芯片行业周期性比较明显, 但未来将保持稳定获利状态 主要原因 : 下游应用范围拓宽 ; 破产并购提高产业集中度 ; 扩产难度提高 ;2)3D 高性能 低功耗 高密度等特征更适应小体积 大容量的市场需求 ;SEMI 预计全球晶圆厂最大成长动力来自 3D NAND( 包括 3DXPoint) 2015 年倍增至 36 亿美元, 成长 101% 2016 年将再增加 50%, 上扬 56 亿美元以上 三星领跑全球, 技术差距有限,SSD 和智能手机需求驱动市场增长行业资本集中度高, 技术壁垒高, 量产难度大 目前霸主三星能够规模量产, 东芝等企业最早今年下半年量产, 国内的武汉新芯预计 2018 年量产, 和三星技术差距在 1~3 年 目前企业均在 48 层 3D 技术追赶三星 预计 2017 年 3D NAND 供给量 2.5 亿个 智能机方面, 苹果 256GB 容量率先使用三星的 3D 闪存 ;SSD 方面,3D SSD 已占据半壁江山, 渗透进了企业 SSD 和消费 SSD, 未来将成为主流 预计 2017 年 3D NAND 需求量 2.81 亿颗, 相比 2015 年 1.1 亿颗的出货量, 市场空间广阔 预计 2017 年不存在 3D NAND 产能过剩问题, 存储芯片厂商能稳定获利 国家引导 资本助力, 由进口依赖到自产自销我国 55% 的存储器是进口的, 若转为自产自销, 存储器芯片企业受益明显 据估计, 2018 年我国国内存储器市场规模超过 400 亿美元 预计 2017 年我国 3D NAND FLASH 需求约 8000 万个 近 2 年来, 随着国家集成电路产业基金的成立和不断投入, 中国集成电路产业大事不断 武汉新芯和紫光国芯两大存储器项目都得到了大基金和地方配套基金的大力支持, 中国存储器产业的大发展即将到来! 3D NAND 将全面替代 2D NAND, 关注产业链中材料和封测相关企业我们认为两者的关系短期看成本, 长期看需求 由于 2D 工艺最多只能满足 128GB 的容量需求,3D 拥有更好性能且能满足 256GB 及更高容量, 未来伴随着智能机和 SSD 对更大容量的需求,3D 终将全面替代 2D 但最近的若干年内, 由于 2D 在 128GB 及以下容量的市场中成本优势明显, 两者将暂时维持共存状态 材料方面, 关注选择性蚀刻及薄膜沉积产品 3D NAND 的关键技术是极度复杂的刻蚀和薄膜工艺 封测方面关注 TSV 技术 TSV 封装技术将成为实现 3D 结构的关键 推荐和关注标的我们关注两条线 一条是生产 3D NAND FLASH 的企业, 包括紫光国芯 (800 亿定增项目 ; 收购力成 25% 股权, 力成是 3D NAND 主要业者后段代工厂 ) 武汉新芯 (240 亿美元国家存储器项目, 与 Spanion 合作 3D 市场 ); 一条是产业链中材料和封测相关企业, 包括长电科技 ( 国内封测龙头 ) 华天科技 ( 与武汉新芯签订战略合作协议, 昆山西钛深耕 TSV 技术 ) 七星电子 ( 北方微主营刻蚀机 ) 上海新阳 (TSV 先进封装镀铜液 ) 华天科技 ( 武汉新芯战略合作方 ) 深科技 ( 收购沛顿科技 ) 风险提示 :3D NAND FLASH 量产速度不及预期, 智能移动终端需求不及预期,3D SSD 渗透率不及预期 谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准 1 1

2 正文目录 3D NAND FLASH 驱动存储芯片行业重大变局 D 到 3D: 从平房到楼房... 4 优势明显 : 适应小体积 大容量的市场需求... 4 全球晶圆厂最大成长动力来自 3D NAND... 6 三星领跑, 差距有限, 存在弯道超越机会... 6 规模量产难度大, 目前仅三星能规模量产 层 :2D 技术向 3D 技术最佳的成本效益切换点... 7 各厂商与三星技术差距仅 1~3 年, 三星霸主地位受挑战... 9 预计 2017 年 3D NAND FLASH 供给约 650GB 规模 电脑 SSD 和智能移动终端驱动行业需求 电脑 SSD 和智能移动终端需求是 3D NAND 占比最大的需求 智能移动终端需求 : 苹果 256GB 容量率先使用 3D NAND FLASH SSD 需求 :3D NAND FLASH 已拥有较高市场占有率 SSD 市场快速增长,3D NAND 占据用户端 SSD 半壁江山 高容量, 高性能, 高可靠性 :3D SSD 卓越的特性契合高性能数据存储需求 D NAND 渗透进了企业 SSD 和消费 SSD D NAND SSD 助力 SSD 渗透率逐步超越 HDD 预计 2017 年需求量达到 2.81 亿个, 产能能得到消化 存储芯片行业供需状况稳定, 过剩概率不大 传统上存储芯片市场周期性较为明显 资金 + 技术两大壁垒 技术变革改变行业周期属性 国家助力 资本协助 : 由进口依赖到自产自销 国内存储芯片情况 : 完全依赖于进口 预计 2017 年中国 3D NAND FLASH 需求量约 8000 万个 国家引导, 资本协助, 紫光国芯和武汉新芯加快存储器建设 D NAND FLASH 产业链 : 关注封测和材料相关企业 D NAND 将全面替代 2D NAND D NAND FLASH 产业链 : 关注材料和封测相关企业 材料 : 关注选择性蚀刻及薄膜沉积产品 封测 :TSV( 硅通孔 ) 封装技术将成为实现 3D 结构的关键 D NAND FLASH 浪潮下受益投资标的推荐 紫光国芯 武汉新芯 长电科技 七星电子 上海新阳 华天科技 深科技 风险提示 : 谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准 2 2

3 图表目录图 1: NAND FLASH 营收占半导体存储器市场总额超过 30%... 4 图 2: 从 2D NAND 到 3D NAND 就像平房到高楼... 4 图 3: 3D NAND 类型... 4 图 4: 3D NAND 相对 2D NAND 优势明显... 5 图 5: 全球晶圆厂最大成长动力来自 3D NAND... 6 图 6: 2015 年主要原厂 NAND FLASH 市场份额... 6 图 7: 2016Q1 主要原厂 NAND FLASH 市场份额... 6 图 8: 三星 : 最早量产的 V-NAND 闪存... 7 图 9: 东芝 3D NAND FLASH 产品占东芝公司 NAND FLASH 产品比重... 9 图 10: 光谷 存储器基地 NAND FLASH 预计产能... 9 图 11: 光谷 存储器基地 2020 年预计产能分配... 9 图 12: NAND FLASH 未来市场供应量持续增加 图 13: 三星西安厂 3D NAND FLASH 月产量 图 14: 3D NAND FLASH 占 NAND FLASH 市场比重 2018 年达到 50% 图 15: 2016 年 NAND FLASH 产能分布 图 16: 手机市场内置平均存储容量 图 17: 全球 SSD 市场规模 图 18: SSD 占存储市场比例及发展趋势 图 19: 2016Q1 SSD 全球出货量同比大增 30% 图 20: 全球 SSD 出货量未来五年翻倍 图 21: 3D SSD 相比 2D NAND 的优势 图 22: 三星 3D SSD 部分产品 图 23: 2015 年 3D V-NAND SSD 产量及占比 图 24: 企业用 3D V-NAND 占企业用 SSD 比重 图 25: 消费用 3D V-NAND 占消费用 SSD 比重 图 26: 零售市场 240GB SSD 与 500GB HDD 已同价 图 27: 3D NAND Flash 提高笔记本电脑 SSD 渗透率 图 28: 3D-NAND Flash 智能机市场和 SSD 市场 2017 年预计需求量 图 29: 2017 年 3D-NAND Flash 供需对比 图 30: 近半年 NANDFlash 价格综合价格指数走势 图 31: 3D NAND FLASH 行业两大壁垒 : 资金壁垒 技术壁垒 图 32: 美光与英特尔阵营于 3D NAND Flash 所开发的 Cell on Peri 构造 图 33: 存储芯片行业未来将保持稳定获利的状态 图 34: 我国集成电路进口额 图 35: 中国进口的存储芯片占 55% 的全球市场份额 图 36: 中国存储芯片市场规模未来几年将迅速扩大 图 37: 紫光国芯存储类芯片工厂示意图 图 38: 武汉 光谷 国家存储器规划蓝图 图 39: 3D NAND 将全面替代 2D NAND 图 40: 北方微电子 HSE200 系列等离子刻蚀机 图 41: 采用 TSV 的 3D 晶圆级叠层 表格 1. FLASH 原厂纳米制程技术时程图... 5 表格 2. 目前主流 3D NAND 芯片堆栈层数... 5 表格 年 Flash 原厂厂能投产情况 : 仅三星能够规模量产 3D NAND... 7 表格 4. 3D NAND FLASH 厂商情况... 8 表格 5. 国际大厂 2016 年预计 3D NAND 产能及比重 表格 6. 部分厂商 3D NAND FLASH 投资金额 表格 7. 部分厂商 3D NAND 芯片技术特征 表格 8. 紫光国芯 800 亿定增资金使用计划 表格 9. 重要厂商 TSV 技术研发进程 表格 10. 推荐标的及标的相关亮点 谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准 3 3

4 3D NAND FLASH 驱动存储芯片行业重大变局 2D 到 3D: 从平房到楼房 存储器是半导体三大支柱产业之一 据 IC Insights 数据,2015 年半导体存储器市场总额达 835 亿美元 各类存储器中,NAND Flash 是一个亮点 其广泛应用于 PC 手机 服务器等各类电子产品,2015 年营收达到 267 亿美元, 占半导体存储器市场总额的 32% 图 1: NAND FLASH 营收占半导体存储器市场总额超过 30% NAND FLASH 32.0% 其他 68.0% 资料来源 :IC insights, 华泰证券研究所 目前的闪存多属于 Planar NAND 平面闪存, 也叫有 2D NAND 或者直接不提 2D, 而 3D 闪存, 顾名思义, 就是它是立体堆叠的,Intel 之前用盖楼为例介绍了 3D NAND, 普通 NAND 是平房, 那么 3D NAND 就是高楼大厦, 建筑面积一下子就多起来了, 理论上可以无线堆叠 3D NAND 技术与现有的 2D NAND( 纳米制程技术 ) 截然不同,2D NAND 是平面结构而 3D NAND 是立体结构,3D 结构是以垂直半导体通道的方式排列, 多层环绕式栅极 (GAA) 结构形成多电栅级存储器单元晶体管, 可以有效的降低堆栈间的干扰 3D NAND 闪存也不再是简单的平面内存堆栈, 这只是其中的一种, 还有 VC 垂直通道 VG 垂直栅极等两种结构 图 2: 从 2D NAND 到 3D NAND 就像平房到高楼 图 3: 3D NAND 类型 资料来源 : 中关村在线网, 华泰证券研究所 资料来源 : 中关村在线网, 华泰证券研究所 优势明显 : 适应小体积 大容量的市场需求 2D NAND 工艺逼近物理极限, 单位面积存储容量难以继续提高, 且可靠性降低,2D NAND 向 3D NAND 转型是业界趋势 目前 NAND FLASH 的制造技术达到 16~19 纳米工艺, 已接近极限, 进一步压缩尺寸会带来极高的成本且导致存储位不再稳定可靠 谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准 4 4

5 表格 1. FLASH 原厂纳米制程技术时程图 等级 2xnm 2ynm 1xnm 1ynm 1znm 3D FLASH 三星 27nm 21nm 19nm/3D 16nm/3D 14nm 48 层 东芝 24nm 19nm 19nm 15nm 15nm 48 层 美光 25nm 20nm 20nm 18nm 16nm 32 层 海力士 26nm 20nm 20nm 16nm 14nm 36/48 层 资料来源 : 中国闪存市场网, 华泰证券研究所 近年来, 为了适应小体积 大容量等市场需求,NAND FLASH 制造技术向 3D 技术发展 3D NAND FLASH 通过增加立体硅层的办法, 既提高单位面积存储密度, 又改善存储单元性 能 3D NAND FLASH 不仅能够增加容量, 也可以将成本控制在较低水平 3D NAND 比 20 纳米级产品的容量密度高, 读写速度快, 耗电量节省, 采用 3D NAND Flash 存储器的固态 硬盘 (SSD) 其电路板面积也较小 根据中国闪存市场网估计,3D 技术不仅使产品性能至少 提升 20%, 而且功耗可以降低 40% 以上 根据三星在 SSD 峰会所述,TLC V-NAND 闪存 相比传统的平面闪存的密度提升了 1 倍 图 4: 3D NAND 相对 2D NAND 优势明显 资料来源 : 中国闪存市场网, 华泰证券研究所 目前 3D NAND 的堆栈层数不过 层, 厂商们还在研发 64 层甚至更高层数的堆栈技术 2016 年开始 3D NAND FLASH 将逐步对 NAND FLASH 进行替代 表格 2. 目前主流 3D NAND 芯片堆栈层数 3D NAND 芯片厂商 堆栈层数 三星 Gen1:24 Gen2:32 Gen3:48 东芝 / 闪迪 48 海力士 36;48 美光 /Intel 32 资料来源 : 中国闪存市场网, 华泰证券研究所 谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准 5 5

6 全球晶圆厂最大成长动力来自 3D NAND 据 SEMI 数据, 全球晶圆厂就支出成长率来看, 最大成长动力来自 3D NAND( 包括 3DXPoint) 2014 年支出为 18 亿美元, 到 2015 年倍增至 36 亿美元, 成长幅度高达 101% 2016 年支出将再增加 50%, 上扬 56 亿美元以上 图 5: 全球晶圆厂最大成长动力来自 3D NAND 亿美元 全球晶圆厂 3D NAND 支出 E 资料来源 :SEMI, 华泰证券研究所 三星领跑, 差距有限, 存在弯道超越机会规模量产难度大, 目前仅三星能规模量产 NAND Flash 领域霸主三星市占率稳定在 31~35% 左右, 并拥有独家 3DNANDFlash 堆叠技术 图 6: 2015 年主要原厂 NAND FLASH 市场份额 图 7: 2016Q1 主要原厂 NAND FLASH 市场份额 海力士 13.0% 英特尔 6.0% 三星 32.0% 海力士 7.9% 英特尔 6.9% 其他 1.6% 三星 33.6% 美光 14.0% 美光 13.3% 闪迪 15.0% 东芝 20.0% 闪迪 15.1% 东芝 21.6% 资料来源 : 中国闪存市场网, 华泰证券研究所 资料来源 : 中国闪存市场网, 华泰证券研究所 三星在 2013 年 8 月宣布进入 3D NAND 量产,2014 年第 1 季正式于西安工厂投产 就目 前 3D NAND Flash 原厂投产情况来看,2016 年只有三星能够实现 48 层 3DNAND 规模化 量产 三星 3DNAND 每月产能约在 2 万 ~4 万片之间, 约占三星总体 NAND 产能的 9~18% 谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准 6 6

7 图 8: 三星 : 最早量产的 V-NAND 闪存 资料来源 : 中关村在线网, 华泰证券研究所 表格 年 Flash 原厂厂能投产情况 : 仅三星能够规模量产 3D NAND 原厂 主要工厂 主流生产工艺 月产出量 计划投产 三星 Fab 12/16 16nm 22 亿 GB 量产中 中国西安厂 3D NAND 量产中 平泽厂 10nm/3D NAND 2017 年 东芝 / 闪迪 Fab 4 A19nm 25 亿 GB 量产中 Fab 5 15nm 量产中 Fab 5 二期 15nm/3D NAND 2015 年 Fab 2 3D NAND 2016 年 美光 MTV 20nm 8 亿 GB 量产中 IMFT/IMFS 16nm 量产中 F10x 3D NAND 2016 年 海力士 M11/M12 16nm 量产中 M14 20nm DRAM/3D NAND 2016 年 计划新建 2 座工厂 资料来源 : 中国闪存市场网, 华泰证券研究所 48 层 :2D 技术向 3D 技术最佳的成本效益切换点 3D 技术若采用 32 层堆叠 NAND Flash Die 容量达 128Gb, 与主流 2D 1y/1znm 128Gb 相比缺乏成本竞争力 随着 3D 技术的发展, 采用 48 层堆叠则可将 NAND Flash Die 容量提升至 256Gb, 突破 2D NAND 128Gb 容量, 且较 32 层 3D NAND 更有成本和性能优势, 这也是 Flash 原厂在 2016 年扩大 48 层量产或加快导入步伐的主要原因, 使得 2D 技术向 3D 技术切换点恰好拥有最佳的成本效益 目前后进入 3D 领域的企业均积极在 48 层 3D 领域追赶三星 东芝 48 层 3D NAND 今年才刚进入规模量产阶段, 美光 海力士预计要等到 2016 下半年才能够投入生产 英特尔将位于大连的逻辑芯片 12 寸厂改造为 3D NAND Flash 工厂, 砸 55 亿美元升级产能, 致力发展相关技术, 计划今年下半年生产 3D NAND 和 Xpoint 国内的武汉新芯专注于 NAND 生产, 与美企 Spanion 签订 3D NAND 授权协议, 目前成为 240 亿美元国家存储器基地投资计划的受益者, 预计 2017 年底就能取得 48 层 3D NAND 的验证,2018 年进行量产 紫光国芯 2015 年 11 月发布 800 亿定增公告, 其中存储器芯片制造项目采用定增资金 600 亿 ( 总投资 932 亿 ) 谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准 7 7

8 表格 4. 3D NAND FLASH 厂商情况 3D NAND 芯片厂商事件三星三星在 3DNAND 技术上领先, 并 2015 年底为 3D NAND 量产新建西安工厂, 投资总金额已超过 50 亿美元,2016 年将扩大 48 层 3D NAND 量产, 并规划在年底实现 64 层 3D NAND 量产, 预计 2016 年底将产能进一步拉升至每月 10 万片计划将韩国华城 Fab16 的 16nm 2D NAND 改造成 20nm 48 层 3D NAND 产线, 预计将在 Q2 改造完毕东芝 / 闪迪东芝 / 闪迪的 3D 技术采用 48 层, 除了改建的 Fab2 将在 2016 年投产外, 还投资买地建新 3D NAND 工厂 在日本三重县四日市市兴建 NAND Flash 新工厂, 最快 2017 年量产, 目标把 3D NAND Flash 产能提高至现在 2 倍海力士 3D NAND 已于 Q2 出货, 下半年将积极增产, 计划从当前的每月 2 千片增至 Q4 每月 2 万片海力士除了新建的 M14 工厂计划量产 3DNAND, 也将投资新建工厂, 预计 2019 年开始投入生产 IDF 峰会上, 海力士展示了一款采用第二代 36 层 3D NAND 的企业级 SSD, 抢占企业级市场商机, 现已通过了客户测试认证, 开始出货美光新加坡合资工厂, 今年第一季已经开始量产 3D NAND flash, 目前每月产量为 3,000 片, 预料年内可拉升至每月 4 万片 美光目前已将 3D NAND 的样本送往客户进行测试, 新建的 Fab10x 工厂预计将在 2016 下半年开始投产新一代的 3D NAND 美光在台北电脑展上正式发布两款 3D NAND SSD 产品,Micron 1100 SATA 与 2100 PCIe NVMe, 其中 Micron 1100 SATA 预计将在 7 月开始生产, 而 2100 PCIe NVMe 将在今年夏季末开始生产 美光将在 2016 下半年推出一款消费类 MX300 系列 SSD, 采用的是美光 3D TLC NAND 和 Marvell 88SS1074 控制芯片, 该系列 SSD 容量可望达到 2TB Intel 和美光共同建立新加坡合资工厂, 今年第一季已经开始量产 3D NAND flash, 目前每月产量为 3,000 片, 预料年内可拉升至每月 4 万片 ; 英特尔宣布投资 55 亿美元将原先逻辑芯片 12 寸厂 65nm 生产线的大连厂, 改建为月产能 3 万片的 3D NAND Flash 厂, 预计 2016 年先投入 15 亿美元, 到 2016 第四季开始投片生产, 月产能估计达 1 万片 盼量产 3D NAND 和 Xpoint 明年东芝和英特尔的 3D NAND 产能可能是三星西安厂的 2~3 倍, 将威胁三星的霸者地位 武汉新芯已被 Cypress 购并的半导体设计公司 Spansion, 自 10 年前就致力发展名为 mirror-bit 的 3DNAND 技术 武汉新芯凭借着对 Spansion 技术的信心, 在 2014 年启动 3DNAND 计划 ; 今年 2 月份,Spansion 和武汉新芯 (XMC) 签订 3DNAND 授权协定 由武汉新芯出资 Spansion 提供电荷储存式 (Chargetrap) 和浮闸 (FloatingGate) 的 NANDIP 公司预计 2017 年底就能取得 48 层 3DNAND 的验证,2018 年进行量产 3 月 28 日, 总投资 240 亿美金 ( 约 1600 亿元人民币 ) 的 光谷 存储器基地项目在武汉市东湖高新区正式启动 这一项目是湖北省自建国以来最大的单体投资项目, 更成为国家发展集成电路产业的重大战略部署 紫光国芯 2015 年 11 月, 拟 932 亿 ( 其中定增投入 600 亿 ) 新建存储类芯片工厂, 工厂实施完成并完全达产后, 预计可新增 12 万片 / 月的存储芯片生产产能中芯国际中芯在 2014 年 9 月宣布 38nmNANDFlash 记忆体工艺已就绪, 虽不像武汉新芯在 NANDFlash 的成果和专注, 此技术仍为后续开发更先进的 2x/1xnm 和 3DNANDFlash 记忆体的研发和量产奠定基础 资料来源 : 公司公告,CSIA, 中国闪存市场网, 华泰证券研究所谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准 8 8

9 各厂商与三星技术差距仅 1~3 年, 三星霸主地位受挑战三星 3D NAND 技术领先对手 1~3 年, 各方增产之下, 差距大幅缩小, 明年 3D NAND 扩产大战将更加白热化, 三星可能不会增建产线, 以提高生产力为主, 应对战局 其中与三星技术差距最小的是东芝公司 据 EETimes 的报导, 三星与东芝 (Toshiba) 之间尚有 1 年的技术差距, 由于东芝 3DNANDFlash 目前仍处于样品水准, 而三星已进入量产阶段 样品与量产之间的技术差距大约为 1 年 东芝存储器事业的副社长成毛康雄表示, 将冲刺 NAND Flash 产量, 目标在 2018 年度将 NAND Flash 产量扩增至 2015 年度的 3 倍水平 ( 以容量换算 ) 成毛康雄还指出, 将强化 3D NAND Flash 的生产, 目标在 2017 年度将 3D 产品占整体生产比重提高至 5 成,2018 年度进一步提高至 9 成左右水平 东芝打算与 Western Digital 在未来三年携手, 对 3D NAND Flash 投资 1.5 兆日元, 相当于 146 亿美元 图 9: 东芝 3D NAND FLASH 产品占东芝公司 NAND FLASH 产品比重 100% 东芝 3D NAND FLASH 产品占东芝公司 NAND FLASH 产品比重 80% 60% 40% 20% 0% 2017E 2018E 资料来源 : 中国内存市场网, 华泰证券研究所 国内的武汉新芯在中科院微电子所等合作帮助下己经做成 9 层 3D NAND 的样品, 非常有信心在 2018 年实现 48 层的量产, 这样与三星之间也就差距在 3 年左右 2015 年 5 月, 武汉新芯的 3D NAND 项目有了重要进展 : 第一片测试芯片通过存储器电学验证 此后, 武汉新芯在更高叠层的产品工艺研发上取得了沟道电流大幅提升 存储单元性能和可靠性持续优化等更多突破性进步 据 OFweek 报导,240 亿美金 ( 约 1600 亿元人民币 ) 的 光谷 存储器基地 2018 年将实现 3D NAND 存储器的首次量产,2020 年形成月产能 30 万片的生产规模, 其中 20 万片 3D NAND Flash 和 10 万片 DRAM,2030 年预计达到每月产能 100 万片 图 10: 光谷 存储器基地 NAND FLASH 预计产能 图 11: 光谷 存储器基地 2020 年预计产能分配 万片 产量 DRAM 33.3% NAND FLASH 66.7% E 2030E 资料来源 :OFweek, 华泰证券研究所 资料来源 :OFweek, 华泰证券研究所 谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准 9 9

10 由于资金壁垒和技术壁垒较大, 潜在入侵者较少 未来 3D NAND FLASH 竞争将集中在业 内已有企业中 由于霸主三星技术领先优势不大, 仅 1~3 年, 而大部分业内企业均投入大 量资金建设工厂和研发技术, 因而未来三星霸主地位会受到挑战 表格 5. 国际大厂 2016 年预计 3D NAND 产能及比重 厂商 2016 年 NAND FLASH 投片量 3D NAND FLASH 进度 3D NAND FLASH 产出比重 三星 万 % 海力士 249 万 % 东芝 / 闪迪 588 万 % 美光 / 英特尔 万 % 资料来源 :OFweek, 华泰证券研究所 预计 2017 年 3D NAND FLASH 供给约 650GB 规模基于上游 Flash 原厂更先进的 1znm/3D NAND 技术生产, 中国闪存市场网 China Flash Market 预计 2016 年 NAND Flash 市场供应量将达到 1200 亿 GB 当量, 较 2015 年成长 40%, 2017 年将超过 1600 亿 GB 图 12: NAND FLASH 未来市场供应量持续增加 GB NAND FLASH 市场供应量 E 2017E 资料来源 : 中国闪存市场网, 华泰证券研究所其中,3D NAND FLASH 市场发展非常迅速 以三星西安厂为例, 根据 Digital Times 的报导,3D 需求的增加超过了预期, 例如三星西安厂的 3D NAND FLASH 从 2014 年月产 1~2 万片, 到 2015 年第 3 季已经上升到 5 万片的水平, 伴随良率上升, 目前远超过当初每月预估值 6 万 ~7 万片,2016 年达到每月 10 万片 图 13: 三星西安厂 3D NAND FLASH 月产量 万片 产量 Q 资料来源 : 中国闪存市场网, 华泰证券研究所 谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准 10 10

11 随着未来多家厂商逐渐量产,3D NAND FLASH 将逐渐成为 NAND Flash 主流 市调机构 IHS 指出, 全球 NAND Flash 市场上,2015 年 3D NAND 比重约为 4.5%,2016 年则将快速提升到 21%, 到 2017 年则将达到 40%,2018 年 3D NAND 比重将达到 50%, 逐渐成为 NAND Flash 主流产品 根据中国闪存市场网和 IHS 数据, 我们预计 2017 年 3D NAND FLASH 约 640 亿 GB 规模 图 14: 3D NAND FLASH 占 NAND FLASH 市场比重 2018 年达到 50% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 比重 E 2017E 2018E 资料来源 :IHS, 华泰证券研究所 电脑 SSD 和智能移动终端驱动行业需求 3D NAND FLASH 行业需求旺盛, 智能手机和电脑 SSD 需求是最主要的两大需求, 目前 3D NAND FLASH 在 SSD 市场已占据半壁江山, 在智能手机市场中刚起步, 未来几年市场空间广阔 同时我们预计 2017 年 3D NAND FLASH 市场不存在产能过剩问题, 存储芯片厂商能稳定获利 电脑 SSD 和智能移动终端需求是 3D NAND 占比最大的需求 NAND FLASH 用途广泛, 可用于 SSD SD 卡 智能机 平板等 其中电脑 SSD 和智能移动终端需求最大, 两者占产能分布的比例接近 80% 3D NAND FLASH 最大的需求也是智能移动终端和电脑 SSD 需求 图 15: 预计 2016 年 NAND FLASH 产能分布 闪存卡 14.0% U 盘 5.0% 其他 4.0% 智能移动终端 41.0% SSD 36.0% 资料来源 : 中国闪存市场网, 华泰证券研究所 谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准 11 11

12 智能移动终端需求 : 苹果 256GB 容量率先使用 3D NAND FLASH 在市场需求方面, 在苹果 三星引领旗舰智能型手机向 128GB 大容量发展的趋势下,2016 上半年 Galaxy S7 华为 Mate 8 小米 5 vivo Xplay 5 OPPO R9 Plus 等纷纷增加 128GB 容量选择, 从而推动 32GB 64GB 128GB 成为中高端智能型手机标配容量, 下半年苹果新 iphone 将增加 256GB 大容量, 且最低搭配容量从 32GB 起跳, 中国闪存市场网预计新 iphone 容量分配为 256GB(10%) 128GB(50% ) 64GB(30%) 32GB(10%), 将在 7 月份首批备货 1500 万台 基于 3D NAND 性能和容量优势, 三星 3D NAND 产能将主要用于需求快速增长且利润较高的 SSD, 以及生产 256GB 大容量 UFS 2.0 和闪存卡产品, 而且三星 48 层 V-NAND 已经通过了苹果认证, 新 iphone 搭载的 256GB 容量由三星独家供应, 预计 Q3 开始供货 未来随着智能机的容量逐渐提升和 3D NAND FLASH 的逐渐量产,3D NAND FLASH 将以其性能和容量优势获得更高的智能机移动终端的市场占有率 中国闪存市场网 ChinaFlashMarket 预计 2016 年手机市场内置存储容量平均为 26GB,2017 年将增加至 34.5GB, 再加上平板 OTT 盒子 电视等应用, 预估 2016 年智能机移动终端大约消耗 41% 的产能, 依然是 NAND Flash 应用最大的产品 图 16: 手机市场内置平均存储容量 GB 手机市场内置平均存储容量 E 2017E 资料来源 : 中国闪存市场网, 华泰证券研究所 SSD 需求 :3D NAND FLASH 已拥有较高市场占有率 SSD 市场快速增长,3D NAND 占据用户端 SSD 半壁江山大数据时代,SSD 需求量快速增长,3D NAND 大容量和高性能特性可为 SSD 带来更高的性能表现 Gartner 资料指出,2014 年全球 SSD 市场规模为 305 亿美元,2015 年 328 亿美元 2016 年 347 亿美元 2017 年 409 亿美元等, 逐年增长 Forward Insights 创始人兼首席分析师 Gregory Wong 先生表示, 今年 3D NAND 已几乎占据用户端 SSD 市场半壁江山 据市场研究公司 IHS 预测, 到 2017 年,SSD 将占整个计算机存储市场份额的三分之一以上, 出货量几乎是 2012 年出货量的七倍 2012 年固态硬盘出货量 3100 万块, 仅占全球计算机存储解决方案市场份额的 6% 2017 年全球固态硬盘出货量将从 2012 年的 3100 万块增长到 2.27 亿块, 在五年时间里迫使传统硬盘的市场份额从 2012 年的 94% 下降到只有 64% 固态硬盘在这段时间的爆炸式增长相当于大约每年 48% 的增长率并且将使固态硬盘成为传统硬盘有前途的替代品 谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准 12 12

13 图 17: 全球 SSD 市场规模 图 18: SSD 占存储市场比例及发展趋势 500 亿美元 全球 SSD 市场规模 40% SSD 占存储市场比例 % 20% 10% E 2017E 0% E 资料来源 :Gartner, 华泰证券研究所 资料来源 :IHS, 华泰证券研究所 根据 TrendForce 数据,SSD 在 2016 年第一季度全球出货量达到 万块, 同比飚升 32.7% 据韩国信息通讯技术振兴中心 (IITP) 统计,SSD 今年出货量将成长 16.9%,2020 年出货量有望从 2015 年的 1.1 亿颗翻升至 2.4 亿颗 图 19: 2016Q1 SSD 全球出货量同比大增 30% 图 20: 全球 SSD 出货量未来五年翻倍 全球 SSD 出货量 全球 SSD 出货量 万颗 亿颗 Q1 2016Q E 资料来源 :TrendForce, 华泰证券研究所 资料来源 :IITP, 华泰证券研究所 高容量, 高性能, 高可靠性 :3D SSD 卓越的特性契合高性能数据存储需求 SSD 需求集中在消费类和数据中心市场需求, 说到底是对高性能数据存储的需求 而就数据存储而言,3D SSD 优势非常明显 以三星为例, 三星电子面向 OEM 厂商而设计的新型 SSD, 包括 PM1633 PM1725 和 PM953, 均采用三星 3 bit MLC V-NAND 闪存芯片, 具有高性能 高可靠性和高容量等特性 图 21: 3D SSD 相比 2D NAND 的优势 图 22: 三星 3D SSD 部分产品 资料来源 : 中国闪存市场网, 华泰证券研究所 资料来源 : 公司网站, 华泰证券研究所 谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准 13 13

14 3D NAND 渗透进了企业 SSD 和消费 SSD 以三星为例 三星 2013 年领先全球率先推出 3D V-NAND 后, 目前仍然是唯一量产 3D V-NAND 业者 据 IHS isuppli 统计资料, 如果以数量而言,2015 年企业用 SSD 市场中的 3D V-NAND 占比达 10%( 约 124 万颗 ), 在消费者用 SSD 市场中,3D V-NAND 占比为 3%( 约 233 万颗 ), 比之前的 2% 预估值高 图 23: 2015 年 3D V-NAND SSD 产量及占比 产量 占比 0 企业用 SSD 消费用 SSD 资料来源 :IHS isuppli, 华泰证券研究所 IHS isuppli 估计 3D V-NAND 在企业用 SSD 中的占比, 将从 2015 年的 10%, 大幅上升至 2016 年的 40% 2017 年的 71%,3D V-NAND 将渐渐成为 SSD 中的主流 在消费者用 SSD 的占比将从 2016 年的 18% 2017 年的 36%, 上升到 2018 年的 60%, 预计 3D V-NAND 将在 3 年后成为消费者用 SSD 中的潮流领导者 图 24: 企业用 3D V-NAND 占企业用 SSD 比重 图 25: 消费用 3D V-NAND 占消费用 SSD 比重 企业用 3D V-NAND 占企业用 SSD 比重 消费用 3D V-NAND 占消费用 SSD 比重 80% 80% 60% 60% 40% 40% 20% 20% 0% E 2017E 0% E 2017E 2018E 资料来源 :IHS isuppli, 华泰证券研究所 资料来源 :IHS isuppli, 华泰证券研究所 3D NAND SSD 助力 SSD 渗透率逐步超越 HDD 硬盘厂商西部数据 希捷发布的 2016 年 Q1 财报显示两家公司 HDD 硬盘出货量均锐减 20%, 只有 4310 万块和 3920 万块, 创历史新低 除了 PC 市场需求衰退因素, 更重要的是 2016 年 SSD 价格累积下滑 20%, 需求持续爆发性增长正在吞噬硬盘的市场份额 笔记本配置 SSD 已从 2015 年 15% 的比例提高到了现在的 25%, 零售市场 240GB SSD 与 500GB HDD 已同价, 用户将 HDD 更换成 SSD 数量也在大增, 同时小容量 64GB SSD 用户正在向 120GB 和 240GB 容量升级 谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准 14 14

15 图 26: 零售市场 240GB SSD 与 500GB HDD 已同价 资料来源 : 中国闪存市场网, 华泰证券研究所值得注意的是,2016 年只有三星量产 3D NAND TLC SSD 产品, 并且不对外销售 3D NAND 颗粒和 Wafer 晶圆, 市场 SSD 品牌厂商只能选择 2D TLC Flash 和部分 3D MLC 生产 SSD 但未来几年内, 伴随着 3D NAND FLASH 的量产,SSD 厂商将选择更多的 3D 产品, 届时 SSD 渗透率会有较大的提高 就目前的情况看, 除三星外, 美光 SK 海力士等也均宣布将在 2016 年推出基于 3D NAND 的 SSD, 英特尔更是研发先进的 3DXpoint 技术, 在 2016 年推出搭载 3D Xpoint NAND 的 Optane 系列 SSD 新品 此外, 国际控制芯片厂 Marvell 的 88NV NV SS1074 等 SSD 控制芯片均支持 3D TLC NAND, 台厂慧荣也推出了一款支持 3D MLC NAND 的 SSD 控制芯片 SM2246EN, 为非 Flash 原厂的 SSD 厂商提供 SSD 控制芯片支持, 未来将有更多的 3D SSD 上市 DRAMeXchange 预期, 随着 3D NAND Flash 出货比重开始攀升,SSD 渗透率会有较大的提高 以笔记本电脑为例, DRAMeXchange 预估 2015 年的笔记本电脑 SSD 渗透率将突破 30% 大关, 更可望在 2017 年超越 50% 图 27: 3D NAND Flash 提高笔记本电脑 SSD 渗透率 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 笔记本电脑 SSD 渗透率 E 2016E 2017E 资料来源 :DRAMeXchange, 华泰证券研究所 谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准 15 15

16 预计 2017 年需求量达到 2.81 亿个, 产能能得到消化今年苹果首先推出使用 3D NAND FLASH 的 256GB 手机,3D 智能手机市场占比约 1.2%( 苹果智能机市场占比 11.8%*256GB 预计占比 10%=1.18%) 随着人们对高容量手机的需求增长和量产后 3D nand flash 成本的降低,3D NAND FLASH 需求将上升 根据 IDC 预计, 2017 年智能手机出货量将达 亿部 假设未来三年 3D NAND FLASH 的手机出货量占总出货量的 5%,10%,20%, 按每部 3D 闪存手机配置一个 3D NAND FLASH 计算, 则预计 2017 年 3D NAND FLASH 的需求量约为 1.68 亿个 (16.81*10%=1.681) Forward Insights 创始人兼首席分析师 Gregory Wong 先生表示, 今年 3D NAND 已几乎占据用户端 SSD 市场半壁江山 考虑到东芝 武汉新芯等公司加入 3D NAND 的生产, 我们预计未来三年 3D SSD 的市占率分别为 55%,60%,65% IHS 预测到 2017 年,SSD 出货量预计将达到 1.89 亿颗 以一个 SSD 配置一个 3D NAND FLASH 计算, 我们预计 2017 年 3D NAND FLASH 在 SSD 方面的需求量为 1.13 亿个 (1.89*60%=1.134) 图 28: 3D-NAND Flash 智能机市场和 SSD 市场 2017 年预计需求量 亿 智能机 SSD 资料来源 : 华泰证券研究所 总的来看, 预计 2017 年 3D NAND FLASH 需求约为 2.81 亿颗 ( =2.815), 和目前略多于 1.1 亿颗的市场相比, 需求空间广阔 另外前文我们根据中国闪存市场网和 IHS 数据, 预计 2017 年 3D NAND FLASH 640 亿 GB 规模 由于 3D NAND 主要用于 256GB 或更高容量的智能机和 SSD, 所以 2017 年 3D NAND FLASH 的供给大约是 2.5 亿颗 ( =2.5) 市场需求 2.81 亿个高于市场供给 2.5 亿个, 因而不存在 3D NAND FLASH 产能过剩问题, 厂商能有稳定的获利 图 29: 2017 年 3D-NAND Flash 供需对比 3 亿 供给量 需求量 资料来源 : 华泰证券研究所 谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准 16 16

17 存储芯片行业供需状况稳定, 过剩概率不大传统上存储芯片市场周期性较为明显 2015 年因 Flash 原厂扩大 1ynmTLC 量产, 以及受全球智能手机出货量增长放缓, 平板出货下滑,PC 需求持续不振等影响, 中国闪存市场网 ChinaFlashMarket 数据,NANDFlash 综合价格指数累积跌幅高达 35%, 再加上 DRAM 价格持续下跌, 存储产业链厂商营收成长均受到了一定的冲击 而 2016 年第一季度市场需求复苏迟缓,NANDFlash 价格依然持续跌势, 累积 2 个多月 NANDFlash 综合价格指数跌幅达 3.3% 二季度以来, 随着上游 Flash 原厂 3D 技术量产不顺以及产线转换等影响,3D NAND 产出相对有限,2D NAND 产能供应减少 在苹果 iphone SE 备货 SSD 强劲的需求带动下, NAND Flash 市场迎来首波涨价潮,NAND Flash 综合价格指数短时间内上涨 4%, 打破了常规的传统淡季 随着旺季即将到来, 为了满足 SSD 需求的增长以及中高端手机对内嵌高容量的需求,Flash 原厂对市场供应的 Wafer 数量减少且提高 15% 的价格,5 月下旬市场 NAND Flash 价格再次上涨 其中, 闪存卡价格最先拉涨,eMMC/eMCP 价格也已明显止跌, 市场更传出 4GB-16GB emmc 4+4/8+4/8+8 emcp 等低容量喊涨等消息, 似乎预警 NAND Flash 市场已提前进入紧张的供应状态 图 30: 近半年 NANDFlash 价格综合价格指数走势 资料来源 : 中国闪存市场网, 华泰证券研究所 资金 + 技术两大壁垒 3D NAND FLASH 行业两大壁垒 : 资金壁垒 技术壁垒 这使得业内领先企业优势明显 谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准 17 17

18 图 31: 3D NAND FLASH 行业两大壁垒 : 资金壁垒 技术壁垒 资料来源 : 公司公告, 华泰证券研究所 3D NAND FLASH 需要投入大量资金 主要厂商建设厂房和设计生产均投入了大量资金 资金雄厚的公司才能立于有利地位 这使得资金不足的厂商进入比较困难 表格 6. 部分厂商 3D NAND FLASH 投资金额厂商投资事件及投资金额三星 150 亿美元在韩国建厂, 主要用于 2D 10nm 量产和 3D 技术的发展, 预计 2017 年投入生产 东芝 / 闪迪 3 月 17 日东芝发布新闻稿称,3 年内投资 3000 亿日元建厂, 新的工厂主要用来生产与闪迪合作开发的 3D NAND 芯片 (BiCS FLASH) 武汉新芯 4 月发布 240 亿美元 3D NAND FLASH 投资计划紫光国芯 2015 年 11 月定增 800 亿, 计划定增投入存储芯片 600 亿, 共投入 932 亿人民币资料来源 : 公司公告, 公司官网, 华泰证券研究所生产 3D NAND FLASH 需较高的技术 相对于 2D NAND 对微缩技术的要求,3D NAND 的关键技术是极度复杂的刻蚀和薄膜工艺 另外, 克服良率与成本也需要较好技术, 如美光 (Micron) 与英特尔 (Intel) 阵营开发 Cellon Peripheral Circuit 技术试图解决良率与成本问题 表格 7. 部分厂商 3D NAND 芯片技术特征 3D NAND 芯片厂商三星东芝 / 闪迪美光英特尔资料来源 : 公司公告, 华泰证券研究所 技术特征 V-NAND/CTF BICS FG 浮栅极 PCM 相变 谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准 18 18

19 图 32: 美光与英特尔阵营于 3D NAND Flash 所开发的 Cell on Peri 构造 资料来源 :DIGITIMES, 华泰证券研究所 技术变革改变行业周期属性尽管存储芯片市场呈现周期性波动, 但我们认为, 随着 3D NAND FLASH 技术的发展, 存储芯片行业的周期性将让位于成长性, 在较长时间内进入相对供需稳定状态, 没有产能大幅过剩的担忧, 相关企业将能够保持相对稳定的盈利能力 主要原因如下 : 1) 供给端看 : 行业壁垒高, 资金 + 技术构成了极高的壁垒 行业内企业大量减少, 少数企业占据了主导地位 其一, 存储芯片行业不断出现的破产 并购使得行业产能收缩, 产业集中度也进一步提高 2013 年存储芯片行业前五大厂商合计市场份额约为 95%, 中小型厂商基本被消灭 各大厂商经历过过去因行业产能过剩而造成的巨额亏损, 从而扩产更为谨慎, 不像过去中小型厂商为了抢占市场份额而往往率先扩产 这样存储芯片产业就在较长一段时间内保持了较为稳定的状态 其二, 存储芯片行业扩产难度相比过去已经大大提高 DRAM 目前主流的制程为 20nm~30nm,NAND 也进入 20nm 以下制程的时代, 进一步缩小制程所需的研发与建厂投资大大增加, 新建厂房往往需要花费数十亿美元 所以, 从整体上来看, 存储芯片厂商的扩产意愿和扩产能力都不强 2) 需求端看, 下游应用范围大大扩展, 智能移动终端和 3D SSD 需求旺盛 智能移动终端兴起一方面使得对存储芯片的需求大大提高, 抵消了近些年来 PC 销量不振造成的影响, 另一方面也平抑了原来因 PC 出货周期而导致的存储芯片需求周期 3D 固态硬盘需求逐渐增大, 未来将逐渐取代 HDD 谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准 19 19

20 图 33: 存储芯片行业未来将保持稳定获利的状态 供给端 需求端 高壁垒 智能移动终端 产业集中度提高 存储芯片行业未来稳定获利 固态硬盘 扩产难度增大 资料来源 : 公司公告, 华泰证券研究所 国家助力 资本协助 : 由进口依赖到自产自销国内存储芯片情况 : 完全依赖于进口 缺 芯 是我国半导体行业的现状 根据海关总署统计,2013 年, 我国集成电路出口额为 877 亿美元, 进口额为 2, 亿美元, 已超过原油成为我国第一大进口商品 2014 年中国集成电路进口 2,176 亿美元, 与石油一起位列最大宗进口商品 巨大的供需缺口使我国集成电路企业面临通过替代进口实现快速增长的良好机遇 图 34: 我国集成电路进口额 2, 中国集成电路进口额 ( 亿美元 ) 2, , , , , 资料来源 : 海关总署, 华泰证券研究所 一直以来, 中国的存储芯片产业基本空白, 几乎 100% 依赖进口 三星 美光 东芝 海力士等企业垄断的存储器市场高达 800 亿美元, 占据全球 95% 以上的市场份额 而中国每年进口的存储芯片就占 55% 的全球市场份额 因此, 政府为了达成半导体自产自销的目标, 扶植存储器产业的意志很强烈 另一方面, 存储器行业的成功依赖于决心, 需要持续的投资以及忍受可能长时间的亏损, 所以它不太适合于民营资本去博弈 国家的支持对民营资本很重要 谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准 20 20

21 图 35: 中国进口的存储芯片占 55% 的全球市场份额 资料来源 : 公司公告, 华泰证券研究所 存储芯片市场未来几年迅速扩大, 若能达到自产自销的目标, 伴随着中国芯片市场的规模扩 大, 国内存储器厂商将获利较大 图 36: 中国存储芯片市场规模未来几年将迅速扩大 亿美元 中国存储芯片市场规模 E 2016E 2017E 2018E 资料来源 : 公司公告, 华泰证券研究所 预计 2017 年中国 3D NAND FLASH 需求量约 8000 万个我们通过两种方法估计中国 2017 年 3D NAND FLASH 需求量 : 1) 根据紫光国芯的公司公告, 目前全世界记忆体市场需求的 55% 来自中国 我们假设需求份额维持不变, 则 2017 年国内记忆体市场规模大约是 1.55 亿个 (2.81*0.55=1.5455) 假设 3D NAND FLASH 占比 50%, 则市场规模大约是 7750 万个 2) 根据 IDC 预计,2017 年中国智能手机出货量将达 4.6 亿部, 占全球市场的 27.36% 根据我们之前的估计,2017 年智能手机移动终端 3D NAND FLASH 需求量约为 1.68 亿个, 则可以预计 2017 年智能手机市场上中国 3D NAND FLASH 的需求量约为 4600 万个 (1.68*27.36%=0.46 亿 ) 市场研究公司 emarketer 预计 2017 年全球电脑用户将达 亿, 其中 亿用户来自中国市场, 占比 30.64% 我们预估中国 3D SSD 需求量占全球比重大致等于中国电脑用户占全球比重, 约为 31% 根据我们之前的估计,2017 年 3D SSD 需求量约为 1.13 亿个, 则可以预计 2017 年 SSD 市场上, 中国 3D NAND FLASH 的需求量约为 3500 万个 (1.13*31%=0.35 亿 ) 谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准 21 21

22 由此估计, 中国市场 2017 年 3D NAND FLASH 需求量大约是 8100 万 ( =0.81) 根据以上两种方法, 我们预估 2017 年中国 3D NAND FLASH 需求量约 8000 万个 国家引导, 资本协助, 紫光国芯和武汉新芯加快存储器建设在国家的引导下, 资本对存储器领域投资较大 紫光国芯和武汉新芯作为存储芯片领域重要企业, 其中武汉新芯专注于存储器领域, 尤其注重 3D NAND FLASH 技术的追赶 2015 年 11 月, 紫光国芯发布 800 亿定增预案, 定增资金主要用于存储器建设 预计可新增 120,000 片 / 月的存储芯片生产产能 2016 年 5 月, 紫光集团董事长赵伟国在中国大数据产业峰会暨中国电子商务创新发展峰会表示, 从今年开始, 紫光集团要投资 300 亿美元, 主攻记忆体晶片制造, 这将会是中国大陆最大的储存项目 2016 年国家集成电路产业投资基金股份有限公司 湖北省集成电路产业投资基金股份有限公司 国开发展基金有限公司 湖北省科技投资集团有限公司共同出资 240 亿美元, 在武汉新芯集成电路制造有限公司的基础上组建一家存储器公司, 整个存储器基地的规划和建设则由武汉新芯主导 240 亿美元的资金将在 5 年内投资完成, 前期主要生产 3D NAND 产品, 预计到 2020 年形成月产能 30 万片的生产规模 ( 包括 20 万片 3D NAND 以及 10 万片 DRAM), 到 2030 年形成每月 100 万片的产能 图 37: 紫光国芯存储类芯片工厂示意图 图 38: 武汉 光谷 国家存储器规划蓝图 资料来源 : 公司公告, 华泰证券研究所 资料来源 : 公司官网, 华泰证券研究所 表格 8. 紫光国芯 800 亿定增资金使用计划 序号 项目 投资总额 ( 万元 ) 拟投入募集资金净额 ( 万元 ) 1 存储芯片工厂 9,324, ,000, 收购台湾力成 25% 股权 379, , 对芯片产业链上下游的公司的收购 1,621, ,621, 合计 11,324, ,000, 资料来源 : 公司公告, 华泰证券研究所 3D NAND FLASH 产业链 : 关注封测和材料相关企业 3D NAND 将全面替代 2D NAND 2D nand 由于已到物理极限, 主流工艺最多只能满足 128GB 的容量需求 未来伴随着智能机和 SSD 对更大容量的需求, 具有更好性能且能满足 256GB 及更高容量的 3D NAND FLASH 将逐渐替代 2D NAND FLASH 谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准 22 22

23 但由于 3D NAND FLASH 技术要求高, 量产难度大, 成本比较大 32 层堆叠 NANDFlashDie 容量达 128Gb, 与主流 2D1y/1znm128Gb 相比缺乏成本竞争力 未来若干年, 在 3D NAND FLASH 未大规模量产之前,2D nand 和 3D nand 处于共存状态 2D 由于成本优势, 满足容量 128GB 及更低容量的需求,3D 由于性能和容量优势, 满足 256GB 甚至更高容量的需求 由于 2D 工艺最多只能满足 128GB 的容量需求,3D 更好性能且能满足 256GB 及更高容量, 未来伴随着智能机和 SSD 对更大容量的需求,3D 终将全面替代 2D 但最近的若干年内, 两者将维持短暂的共存状态, 这主要是因为在 128GB 及以下容量的市场中,2D 成本优势明显 图 39: 3D NAND 将全面替代 2D NAND 资料来源 : 华泰证券研究所 3D NAND FLASH 产业链 : 关注材料和封测相关企业材料 : 关注选择性蚀刻及薄膜沉积产品根据应用材料集团的预计,3D NAND 成长趋势确立, 预期 2018 年产能将跨过百万片,2015 年占比仅 15%, 预计 2018 年占比大幅提升至 85% 届时, 晶圆加工行业迎来发展契机 我们重点推荐关注生产选择性蚀刻及薄膜沉积产品的企业 因为相对于 2D NAND 对微缩技术的要求,3D NAND 的关键技术是极度复杂的刻蚀和薄膜工艺 由 2D 进入 3D 时代后, 材料及结构的变化表现在市场上就是为市场带来更多选择性蚀刻及薄膜沉积产品的商机 封测 :TSV( 硅通孔 ) 封装技术将成为实现 3D 结构的关键 TSV 技术是透过以垂直导通来整合晶圆堆栈的方式, 让 3D 封装遵循摩尔定律演进, 采多层化的设计概念, 让堆栈芯片的电力互相连接, 从而使 2D 平面芯片配置技术演进至 3D 堆栈技术, 在逻辑领域和内存领域等均有应用 以 TSV 技术制造晶片, 可将耗电量减少至传统技术的一半以上, 晶片体积也能缩小约 35% TSV 可使封装尺寸微缩到 10 立方毫米 (mm3) 以下 在相同晶片面积且不增加功耗的前提下, TSV 技术能制作出更多输入 / 输出 (I/O) 接脚, 进而提供更高的频宽 因此当 3D NAND Flash 遇到微缩瓶颈后,NAND Flash TSV 技术将成解方, 持续带领 NAND Flash 朝向 TB 等级超微型封装 (Tera-bytes Flash TSV Ultra-thin Package) 的目标演进 谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准 23 23

24 图 40: 北方微电子 HSE200 系列等离子刻蚀机 图 41: 采用 TSV 的 3D 晶圆级叠层 资料来源 : 北方微官网, 华泰证券研究所 资料来源 :EEworld, 华泰证券研究所 三星 海力士 东芝等存储芯片重要厂商在大力研发 TSV 技术 预计在由进口依赖到自产 自销的进程中, 国内的武汉新芯和紫光国芯的 3D NAND FLASH 可能更倾向于国内的 TSV 公司, 建议积极关注 表格 9. 重要厂商 TSV 技术研发进程 序号 公司 时间 事件 1 联电 尔必达 力成 2010 年 6 月 宣布联手开发 TSV 3D IC 技术, 采用尔必达的 TSV 开发 DRAM 技术, 再结合联电的先进逻辑技术优势, 以及力成的封装技术, 提供逻辑加上内存的 3D IC 完整解决方案, 计划于 2012 年开始量产 2 三星电子 2010 年 12 月 首次开发出真正能商用化的产品 :3D-TSV 技术开发出 8GB DDR3 DRAM 模块 3 南亚科 2011 年 1 月 与工研院合作开发, 将 TSV 3D IC 技术导入现有和未来的 DRAM 内存制程技术和产品中 4 海力士 2013 年 12 月 发表全球首款 TSV 存储器芯片, 执行速度达到每秒 128GB, 较 GDDR5 芯片快上四倍, 而耗电量仅 1.2 伏特, 省电率达 40% 5 东芝 2015 年 8 月 研发全球首款 TSV 技术 16-Die 堆叠的 NAND, 实现 I/O 数据速率超过 1Gbps, 核心电路 1.8V,I/O 电路 1.2V, 读写和 I/O 数据传输的功耗可以降低大约 50% 资料来源 : 中国闪存市场网, 华泰证券研究所 3D NAND FLASH 浪潮下受益投资标的推荐 我们认为主要有两类企业最具投资机会 一类是资金雄厚 技术落后不大且有产业基金支持的投资于 3D NAND FLASH 的企业, 包括紫光国芯 (800 亿定增项目 ) 和武汉新芯 (240 亿美元国家存储器项目核心企业, 国内唯一一家专注于存储器芯片行业的企业 ); 另一类受益于 3D NAND FLASH 企业发展的企业, 特别是封测和材料相关的企业, 比如紫光国芯 ( 收购封测企业台湾力成 25% 股权, 力成是东芝 /Sandisk 美光/ 英特尔两阵营的四家业者主要后段代工厂 ), 长电科技 ( 国内封测龙头 ) 深科技( 收购沛顿科技, 切入存储芯片封装测试业务 ) 七星电子 ( 收购的北方微电子的主营产品包括刻蚀机 ) 上海新阳(TSV 先进封装镀铜液 ) 等 谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准 24 24

25 表格 10. 项目 推荐标的及标的相关亮点 核心亮点 紫光国芯 1)800 亿定增项目其中 600 亿投资于存储器芯片项目, 合计 932 亿投资于存储器芯片项目 ; 2) 入股力成 南茂, 切入封测领域 其中台湾力成是东芝 /Sandisk 美光 / 英特尔四家业者主要 后段代工厂 未来伴随着四家企业 3D NAND FLASH 的放量, 紫光国芯将受益于力成业绩的提升 长电科技 七星电子 上海新阳 收购星科金朋, 成为国内封测龙头收购的北方微电子的主营产品包括刻蚀机公司的产品 TSV 先进封装镀铜液是 TSV 工艺中关键原材料, 大约占到生产成本的 30%, 作为上游 卖水人, 是紫光国芯定增的最大受益者 关注相关公司亮点武汉新芯 1) 十年专注于存储器领域, 技术先进, 2018 年量产 3D NAND FLASH 2)240 亿美元国家存储器项目的核心企业 预计到 2020 年形成月产能 30 万片的生产规模, 到 2030 年建成每月 100 万片的产能 华天科技 深科技 因地制宜, 高中低端封测布局深远 携手武汉新芯, 直接受益于存储器战略开展 华天科技控股子公司昆山华天是少数可以提供成熟可量产的 TSV 工艺本土封测厂商 1) 收购沛顿科技, 切入存储芯片封装测试业务 2) 中国电子集团的核心企业之一, 是全球 EMS 领导者, 在计算机存储 固态存储 自动化装备和智能制造等方面业绩突出 资料来源 : 华泰证券研究所 紫光国芯试图入股力成 南茂, 切入封测领域 2016 年 1 月, 同方国芯与力成签署协议, 以 亿元入股力成科技, 占总股份 25% 2016 年 2 月, 同方国芯与南贸签署协议, 以 亿元入股南茂科技, 占总股份 25% 同方国芯切入封测领域, 控股台湾封测厂商, 进入半导体环节中资金壁垒大 技术门槛低的一环 力成 南茂估值低, 收购对 EPS 提升作用明显, 预计将于今年上半年完成, 力成 南茂的利润将于下半年并表, 预计给公司 2016 年 EPS 带来 32% 的增长 外延式并购将持续推进, 军用 FPGA 转民用 存储器新投资带来内生新增长 同方国芯拟投入 200 亿元用于收购, 收购力成 南茂用去 71 亿元, 未来公司的海外收购活动将进一步推进 紫光集团拥有的半导体资源也很可能整合入同方国芯平台 子公司国微电子军品业务稳步推进, 预计民用 FPGA 产品 2016 年开始正式销售 定增 600 亿用来建设 12 万片 / 月的 Flash 晶圆厂, 将使同方国芯拥有存储器全产业链能力 武汉新芯十年专注于存储器领域, 技术先进,2018 年量产 3D NAND FLASH 专注于 NAND 生产, 与美企 Spanion 签订 3D NAND 授权协议 在中科院微电子所等合作帮助下己经做成 9 层 3DNAND 的样品, 预计 2017 年底就能取得 48 层 3DNAND 的验证,2018 年进行量产 国家存储器项目的核心企业 国家集成电路产业投资基金股份有限公司 湖北省集成电路产业投资基金股份有限公司 国开发展基金有限公司 湖北省科技投资集团有限公司共同出资作为股东, 在武汉新芯集成电路制造有限公司的基础上组建一家存储器公司作为存储器基地项目实施主体公司, 预计到 2020 年形成月产能 30 万片的生产规模, 到 2030 年建成每月 100 万片的产能 武汉新芯将成为 240 亿美元国家存储器基地投资计划的最大受益者 谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准 25 25

26 长电科技大格局与高执行力兼备 长电科技是一家拥有大格局观, 极具战略眼光的民营企业, 并且还同时拥有极强的执行力 在过去的短短两年时间里, 公司牢牢抓住了国家实施 芯片国产化 战略的大契机, 通过战略联盟 引入国家队进行海外大并购 大力发展 SiP 先进封装, 三步走实现了从国内封测大厂向全球封测龙头宝座发起有力冲击的质的飞跃 三步走冲击全球封测龙头宝座 第一步,Bumping 项目结盟中芯国际, 打造国内最强 IC 产业联盟, 锁定中芯国际高端产品订单, 成为国内绝对龙头 第二步, 国家队助力收购星科金朋, 收入规模冲击全球前三, 技术水平更是比肩全球龙头, 后续更是有望引入国家队和中芯国际成为战略投资者, 一举奠定全球封测巨头地位 第三步, 移动智能终端轻薄短小趋势下 SiP 将迎来大爆发, 公司将借力 SiP 浪潮, 冲击全球封测龙头宝座 单季盈利创历史新高, 高执行力的最好证明 公司 12/13 年受搬厂因素拖累, 导致业绩大幅下滑低于预期, 市场曾经对公司盈利性和治理结构产生过质疑 然而随着搬厂因素的结束, 公司从 2Q14 迎来业绩拐点, 盈利水平节节高升, 长电自身 3Q15 实现净利润 1.17 亿, 创历史新高 并且今年上半年大股东 6 亿多参与公司定增, 提升持股比例, 改善治理结构, 坚定看好公司长期发展 论长电长期市值空间, 千亿市值不是梦 市场普遍担心长电未来市值空间有限, 我们却认为长期将有望成就为一家千亿级别的企业 日月光收购矽品后, 未来全球半导体有望形成日月光与长电双寡头格局, 日月光与矽品市值合计 1000 亿左右, 长电作为国内半导体封测领域的旗舰企业, 在国家 芯片国产化 大战略 国家意志驱动下, 自身又拥有大格局观和强执行力的基因, 将实现对日月光的快速追赶甚至反超 七星电子收购北方微, 共建国产 IC 设备盛世 七星电子和北方微电子的集成电路设备业务具有良好的业务互补性, 其中七星电子的集成电路设备主要产品为清洗机 扩散 / 氧化炉和气体质量流量计等, 北方微电子的主要产品为刻蚀机 PVD 和 CVD 等, 双方整合能更有效地利用双方的技术资源与资本优势, 发挥出规模效应 本次重组可充分整合双方的技术资源优势, 把七星电子打造成为集成电路制造设备行业的领军企业, 为集成电路装备产业的长远发展奠定坚实的基础, 打造电控集团内唯一的集成电路装备产业平台 我国集成电路设备国产化比例低, 潜力大 自从 2013 年起, 中国半导体设备需求市场持续增长, 从 32.7 亿美金增长到 49 亿美金, 年均增速为 22.4%, 增速明显高于全球整体设备市场的增速 7.5% 2015 年中国国有半导体设备厂商销售额约为 7.35 亿美金, 折合人民币 47.8 亿, 半导体设备的国产化比例为 15% 半导体设备产业包括集成电路设备 LED 设备等, 因国内 LED 设备这几年国产化率提高, 预计实际集成电路国有化比率低于 15% 政策推动设备行业快速发展 2014 年国内集成电路设备厂商收入 亿, 同比增速 54.4% 政策是这两年设备需求快速增长的重要原因 半导体产业事关国家信息安全, 政府推动了 02 专项 政策与大基金的建立, 使得等离子刻蚀机 离子注入机 氧化炉 清洗设备方面取得了较大的突破, 产业链基本形成 七星电子 北方微 中微半导体领衔国内设备的开发, 已取得阶段性进展, 部分设备已经进入产业化阶段 未来中国的设备行业将在政策的引导下持续增长, 迎来投资的最佳机会 谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准 26 26

27 上海新阳半导体产业卖水人, 千亿 Memory 工厂建设最大受益标的 同方国芯公告 800 亿史诗级定增, 投资 Memory 芯片厂近千亿 新阳的晶圆化学品不仅供应给中芯国际, 还供应给 Memory 大厂海力士 ;TSV 先进封装镀铜液 大硅片等产品更是蓄势待发 未来, 这些产品都将有望直接给同方国芯供货, 带来每年约 20 亿市场增量, 公司当前半导体业务收入体量还不到 2 亿, 实至名归成为同方国芯千亿 Memory 工厂建设最大受益者 大陆半导体产能扩产狂潮来袭, 公司下游市场空间或扩大到近 300 亿 国芯此次千亿投资建设 Memory 芯片厂, 只是大陆半导体产能扩产狂潮的一部分, 序幕才刚刚拉开 根据预测 2020 年国内 12 寸晶元产能将达到 100 万片 / 月, 产能达到当前 3 倍 国内封测大厂也纷纷通过内生与外延相结合的方式快速扩产 新阳作为上游 " 卖水人 " 受益弹性巨大, 下游市场空间有望扩大到近 300 亿 国内半导体产业崛起受益弹性最大, 受益确定性最高标的 受益弹性最大 : 双重国产化替代逻辑, 在下游半导体制造封装国产化替代, 对半导体材料需求高速增长的同时, 公司再逐步实现半导体材料领域的国产化替代 受益确定性最高 :1) 国内半导体产能高速扩张, 下游需求巨大是确定的 ;2) 半导体领域进入壁垒极高, 公司已经成功卡位, 布局的大部分产品都将是国内唯一供应商, 国产化受益确定性最高 ;3) 公司产品基本都已经完成从 0->1 的过程, 证明了有实力切入高端半导体产业链, 接下来是进行从 1->N 的过程, 这个过程的演进也是确定的 华天科技因地制宜, 高中低端封测布局深远 经过整合并购, 华天科技已经形成了以天水为基地, 华天科技 ( 西安 ) 和华天科技 ( 昆山 ) 为前沿的集成电路产业发展布局 甘肃天水定位为中低端产品生产基地, 产品以引线框架类为主 ; 西安主要进行中高端的基板类封装为主 ; 昆山主要以晶圆级封装为主, 以 CIS 为主要应用方向, 同时 Bumping 12"TSV-CIS 产品也在积极推进中 携手武汉新芯, 直接受益于存储器战略开展 总投资 240 亿美元的国家储存器基地落地武汉新芯, 其与飞索半导体合作开发的 3D-NAND Flash 技术正持续往 32 层堆叠的初期量产目标迈进, 同时在国家大基金的支持下兴建的新 3D-NAND Flash 厂也有望在 2018 上半年实现量产目标 华天科技早在 2015 年 2 月已与武汉新芯达成战略合作, 作为后端封测服务商将直接受益于存储器战略的推进 华天科技控股子公司昆山华天是少数可以提供成熟可量产的 TSV 工艺本土封测厂商 不同于 IC 封装键合和使用凸点的叠加技术,TSV 能够使芯片在三维方向堆叠的密度最大, 外形尺寸最小, 并且大大改善芯片速度和低功耗的性能, 是 2.5D 和 3D 封装的关键技术 华天科技昆山分公司可以提供成熟可量产的 TSV 工艺, 一种为深径比为 1:1 的 TSV 工艺 ; 一种为深径比高于 3:1 的 TSV 工艺 深科技收购沛顿科技, 切入存储芯片封装测试业务 沛顿科技曾是美国第一大独立内存制造商美国 Kingston 于国内投资的企业 2015 年 6 月, 深科技收购沛顿科技为其全资子公司, 进入存储芯片封装测试业务 谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准 27 27

28 存储芯片国产化浪潮下, 深科技受益 在存储芯片国产化的浪潮下, 紫光国芯 武汉新芯等存储器芯片项目, 将拉动国内存储芯片封测需求 深科技作为国内的存储芯片封测厂, 有望深度受益 中国电子集团核心企业, 资产证券化重要平台 中国电子信息产业集团 (CEC) 总经理在两会期间表示, 计划将集团整体资产证券化率从 55% 大幅提升至 80% 深科技作为中国电子集团的核心企业之一, 是全球 EMS 领导者, 在计算机存储 固态存储 自动化装备和智能制造等方面业绩突出, 有望成为高端智能制造业的资产证券化平台 风险提示 : 3D NAND FLASH 量产速度不及预期, 智能移动终端需求不及预期,3D SSD 渗透率不及 预期 谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准 28 28

29 免责申明 本报告仅供华泰证券股份有限公司 ( 以下简称 本公司 ) 客户使用 本公司不因接收人收到本报告而视其为客户 本报告基于本公司认为可靠的 已公开的信息编制, 但本公司对该等信息的准确性及完整性不作任何保证 本报告所载的意见 评估及预测仅反映报告发布当日的观点和判断 在不同时期, 本公司可能会发出与本报告所载意见 评估及预测不一致的研究报告 同时, 本报告所指的证券或投资标的的价格 价值及投资收入可能会波动 本公司不保证本报告所含信息保持在最新状态 本公司对本报告所含信息可在不发出通知的情形下做出修改, 投资者应当自行关注相应的更新或修改 本公司力求报告内容客观 公正, 但本报告所载的观点 结论和建议仅供参考, 不构成所述证券的买卖出价或征价 该等观点 建议并未考虑到个别投资者的具体投资目的 财务状况以及特定需求, 在任何时候均不构成对客户私人投资建议 投资者应当充分考虑自身特定状况, 并完整理解和使用本报告内容, 不应视本报告为做出投资决策的唯一因素 对依据或者使用本报告所造成的一切后果, 本公司及作者均不承担任何法律责任 任何形式的分享证券投资收益或者分担证券投资损失的书面或口头承诺均为无效 本公司及作者在自身所知情的范围内, 与本报告所指的证券或投资标的不存在法律禁止的利害关系 在法律许可的情况下, 本公司及其所属关联机构可能会持有报告中提到的公司所发行的证券头寸并进行交易, 也可能为之提供或者争取提供投资银行 财务顾问或者金融产品等相关服务 本公司的资产管理部门 自营部门以及其他投资业务部门可能独立做出与本报告中的意见或建议不一致的投资决策 本报告版权仅为本公司所有 未经本公司书面许可, 任何机构或个人不得以翻版 复制 发表 引用或再次分发他人等任何形式侵犯本公司版权 如征得本公司同意进行引用 刊发的, 需在允许的范围内使用, 并注明出处为 华泰证券研究所, 且不得对本报告进行任何有悖原意的引用 删节和修改 本公司保留追究相关责任的权力 所有本报告中使用的商标 服务标记及标记均为本公司的商标 服务标记及标记 本公司具有中国证监会核准的 证券投资咨询 业务资格, 经营许可证编号为 :Z 版权所有 2016 年华泰证券股份有限公司 评级说明行业评级体系公司评级体系 - 报告发布日后的 6 个月内的行业涨跌幅相对同期的沪深 300 指 - 报告发布日后的 6 个月内的公司涨跌幅相对同期的沪深 300 指数的涨跌幅为基准 ; 数的涨跌幅为基准 ; - 投资建议的评级标准 - 投资建议的评级标准增持行业股票指数超越基准买入股价超越基准 20% 以上中性行业股票指数基本与基准持平增持股价超越基准 5%-20% 减持行业股票指数明显弱于基准中性股价相对基准波动在 -5%~5% 之间减持股价弱于基准 5%-20% 卖出股价弱于基准 20% 以上 华泰证券研究 南京 北京 南京市建邺区江东中路 228 号华泰证券广场 1 号楼 / 邮政编码 : 北京市西城区太平桥大街丰盛胡同 28 号太平洋保险大厦 A 座 18 层 邮政编码 : 电话 : / 传真 : 电话 : / 传真 : 电子邮件 :ht-rd@htsc.com 电子邮件 :ht-rd@htsc.com 深圳 上海 深圳市福田区深南大道 4011 号香港中旅大厦 24 层 / 邮政编码 : 上海市浦东新区东方路 18 号保利广场 E 栋 23 楼 / 邮政编码 : 电话 : / 传真 : 电话 : / 传真 : 电子邮件 :ht-rd@htsc.com 电子邮件 :ht-rd@htsc.com 谨请参阅尾页重要声明及华泰证券股票和行业评级标准 29 29