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DRAM 產(chǎn)業(yè)的強周期性，其實是因為從 1990 年至 2012 年長達二十二年來的間歇性大混戰(zhàn)。三星的幾次逆周期投資，包括行業(yè)的兼并整合，以及各種因素疊加之下，DRAM 整個產(chǎn)業(yè)從來沒有過好好賺錢的時間。
這二十二年，總有人掉隊，同時總有人為了防止自己掉隊，做出防御，最終還是被擊潰。直至形成穩(wěn)定的寡頭壟斷格局，DRAM 的規(guī)模開始快速提升，在短短 5 年內(nèi)實現(xiàn)了翻倍，從 400 億美金達到了 1000 億美金。
而對于存儲空間的需求，將會成為我們?nèi)粘Ｉ钪袩o處不在的科技消費。在這里，有人可能會說，我可以把數(shù)據(jù)存放在云端，就可以減少我個人的存儲消費。但是，站在投資角度，以總量的視角來看，云服務(wù)提供商所提供的存儲空間，最終也需要轉(zhuǎn)化為真實的存儲器件上，只是不需要消費者自己去買 U 盤或者硬盤了而已。
01
DRAM 行業(yè)的強周期性，源自于從未停歇的產(chǎn)業(yè)混戰(zhàn)
對于我們 80 后末的一代人來說，對電子產(chǎn)品的最初印象，不是大哥大，反而是 BB 機——傳說中的摩托羅拉精英王。在 90 年代末，臺式電腦還未普及，能有一臺奔騰 II 電腦絕對是小伙伴們最為渴望的事情。
1999 年春天，經(jīng)過各種游說，我終于獲得了一臺聯(lián)想天鶴電腦。配置“極高”：CPU 主頻 450MHz，采用最新的 Intel PentiumIII 處理器，64MB 內(nèi)存，6.4G 硬盤。這絕對是當時的高端配置，我很發(fā)愁 6.4G 的硬盤該怎么用…那時候，放學(xué)回家玩《帝國時代 II》和《紅色警戒》，成為了我每天最期待的事情。
直到有位好朋友將自己的奔騰 II 400MHz 的電腦加了 64MB 內(nèi)存。這肉眼可見的速度提升，讓我對家里的“高級電腦”產(chǎn)生了質(zhì)疑。原本安裝一個 800MB 的游戲需要 40 分鐘，加了 64MB 內(nèi)存后僅需要 20 分鐘。
當時一條 64MB 的內(nèi)存條 -- 售價 400 元人民幣，這并不是一個小數(shù)字。2000 年千禧之年，我們一群小學(xué)生一邊談?wù)撝晗x如何厲害，一邊給我出謀劃策尋摸著弄個 64MB 的內(nèi)存…
在那個年代，64MB 的內(nèi)存條，和將 CPU 超頻 150MHz 一樣酷炫。直到退役，天鶴的內(nèi)存還維持在 128MB 的水準上。
現(xiàn)在回想起來，那時候?qū)τ谖覀儊碚f極為“昂貴”的內(nèi)存，在各個巨頭之間卻經(jīng)歷著殘酷的產(chǎn)業(yè)嚴冬。
在上一篇文章中國存儲器：“無心插柳”的戰(zhàn)略突圍中，結(jié)尾處有一張圖，標注了從 1991 年 -2016 年全球 DRAM 市場的市場規(guī)模。這個規(guī)模從 1991 年的不到 100 億美金，飆升到了 1995 年的 400 億美金。
而在此后的二十年中，DRAM 行業(yè)呈現(xiàn)出明顯的周期性特點。在最差的 2001 年，DRAM 的市場規(guī)模重新回到了 100 億美金附近，十年間幾乎無增長。DRAM 行業(yè)的周期性，在我關(guān)注這個行業(yè)之后，一直是一個基礎(chǔ)認識。
圖 1：1991-2016 年全球 DRAM 市場規(guī)模
資料來源：ITRS，《集成電路產(chǎn)業(yè)全書》
然而，重新審視 DRAM 行業(yè)變遷的過程中，卻有了不一樣的理解。
DRAM 產(chǎn)業(yè)在經(jīng)歷了 70-80 年代快速發(fā)展后，于 90 年代快速加入混戰(zhàn)。日美半導(dǎo)體協(xié)議，加上韓國的大力投資，讓日本半導(dǎo)體行業(yè)遇到了前所未有的沖擊。在韓國政府以及韓國財閥的豪賭下，韓國 DRAM 產(chǎn)業(yè)在 1994 年實現(xiàn)了對日本和美國的全面反超。
在這里，要重點說明一個問題：
韓國的反超，是 DRAM 的反超，而非半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的反超。美國依然是全球的 No.1，地位不可撼動。即使是當年如日中天的日本，也并未在整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)層面超越美國。
這歸因于：美國在半導(dǎo)體全新的處理器領(lǐng)域有著絕對領(lǐng)先以及壟斷。
三星的 DRAM 發(fā)展歷程，就是購買生產(chǎn)技術(shù)，完成技術(shù)導(dǎo)入，最后進行技術(shù)吸收。三星從 64K DRAM 開始，一直買到了 1M DRAM。韓國現(xiàn)代也通過為 TI 代工組裝 64K 和 256K DRAM，搞到了 64K 乃至 1M DRAM 的設(shè)計與加工技術(shù)。
韓國企業(yè)在代工、組裝過程中，通過購買技術(shù)進行消化，迅速完成了基礎(chǔ)的技術(shù)積累。加上 DRAM 存儲器的設(shè)計特點，韓國企業(yè)集中在半導(dǎo)體領(lǐng)域一個狹窄的領(lǐng)域中，充分利用他們的“后發(fā)優(yōu)勢”：
專注于大規(guī)模制造，而非以高密集 R&D 形式為基礎(chǔ)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。
從這個角度上，韓國在半導(dǎo)體領(lǐng)域的趕超，關(guān)于“超越”的部分，確實被夸大了。底層技術(shù)的超越是一個難度極高的正反饋和自我推進系統(tǒng)，而當時的韓國并未能夠在真正的創(chuàng)新領(lǐng)域有所建樹。
在這一點上，中國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)現(xiàn)在加速追趕，如火如荼，但也需要注意不要陷入“引進 - 追趕 - 落后”的陷阱。
說明韓國的 DRAM 發(fā)展狀況，是為了表明一個產(chǎn)業(yè)競爭事實：DRAM 產(chǎn)業(yè)的競爭，更多來自于資本和政府行為，而非單純的技術(shù)推進。這和臺積電所在的晶圓代工領(lǐng)域完全不同，臺積電做的生意幾乎可以概括為：
以先進制程推動算力的提升，同時有資格攫取行業(yè)幾乎所有利潤。
通過先進制程捕捉最有實力的客戶，成為這個行業(yè)的賺錢邏輯。當一個行業(yè)以技術(shù)水平最為主要參考的時候，這個行業(yè)更容易呈現(xiàn)出穩(wěn)定增長的狀態(tài)，直到進入技術(shù)瓶頸期。
圖 2: 2001-2021E 全球晶圓代工市場規(guī)模（單位：十億美金）
資料來源：公開資料整理?
對于 DRAM 產(chǎn)業(yè)，90 年代是美韓對于日本的圍剿，這場戰(zhàn)役最終以韓國大獲全勝而告終。
韓國以三星為首的財閥通過大規(guī)模的投資，輔以美國對日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的限制，最終實現(xiàn)了對日本 DRAM 產(chǎn)業(yè)的全面壓制。
但是 2000 年 -2001 年的互聯(lián)網(wǎng)泡沫破滅，加上韓國財閥們的再次逆周期投資，日本的 DRAM 產(chǎn)業(yè)受到了二次傷害，一種幾近崩潰的傷害。在 2001 年，日本電氣 NEC 撤出 DRAM 行業(yè)。但是由于深厚的產(chǎn)業(yè)底蘊，日本的 DRAM 產(chǎn)業(yè)并未徹底被擊潰，還有新興的爾必達，為日本 DRAM 產(chǎn)業(yè)保留了一顆火種。爾必達誕生于 1999 年，整合了日本電氣 NEC、日立、三菱 DRAM 業(yè)務(wù)，背后是日本政府的產(chǎn)業(yè)意志。?
圖 3：日本電氣 NEC 退出 DRAM 行業(yè)，隨后 DRAM 現(xiàn)貨價格開始止跌 .
資料來源：電子設(shè)計應(yīng)用編譯，超低價 DRAM 及其低成本技術(shù)
2001 年互聯(lián)網(wǎng)金融泡沫破滅后，DRAM 產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了長達 6 年的復(fù)蘇以及增長。DRAM 產(chǎn)業(yè)的市場規(guī)模也從 120 億美金增加到超過 300 億美金。然而，2008 年金融危機，徹底摧毀了日本 DRAM 產(chǎn)業(yè)。
從 2007 年開始，韓國財閥三星再次玩起了逆周期投資。在這種企業(yè)家意志疊加政府意志的產(chǎn)業(yè)競爭中，日本半導(dǎo)體廠商再次被擊潰。2008 年的 DRAM 供應(yīng)過剩程度，比 2007 年更加嚴重，于是大多數(shù)存儲器廠商在 2007 年價格暴跌后開始控制 2008 年的產(chǎn)量。
然而，這里不包括三星。
2008 年，全球 PC 出貨量同比增長 11%，對于 DRAM 的需求同比增長 59%。然而，2007 年供給端增長超過 80%。在已經(jīng)產(chǎn)生庫存的情況下，三星的逆周期投資讓供給大幅提升，遠遠超出 59%的需求量。
雪上加霜的是, 松下筆記本電池工廠在 2007 年 9 月 30 日發(fā)生大火。這場火災(zāi)直接導(dǎo)致了電池備貨不足，使得 PC 的實際生產(chǎn)量進一步萎縮，更是直接讓當年的市場減少了 10%的筆記本電腦供應(yīng)量。?
于是在 2008 年，產(chǎn)業(yè)內(nèi)的共識是：
除了三星、海力士，誰都有可能永遠退出這個行業(yè)。
2008 年 4 月下旬開始，DRAM 行業(yè)開始了最后一次大混戰(zhàn)。爾必達（日本）和奇夢達（德國）發(fā)表聲明，展開合作。同時加入爾必達 - 奇夢達陣營的還有中國臺灣的力晶半導(dǎo)體。另一陣營，海力士和中國臺灣的茂德科技合作，美光和中國臺灣的南亞科技合作。此后，在 2010 年奇夢達徹底退出。經(jīng)過產(chǎn)業(yè)整合，2010 年后市場上僅剩韓國三星、海力士、爾必達、美光科技四大巨頭。幾家中國臺灣的 DRAM 廠商基本上依附于除三星外的三大巨頭。
顯然，在政府意志方面，日本遠遠不如韓國。2012 年，日本爾必達陷入困境，申請破產(chǎn)。美光趁機收掉了爾必達。至此，DRAM 市場上三星、海力士、美光形成了三足鼎立的格局。
2019 年，DRAM 市場份額中，三星占比 46%，SK 海力士占比 29%，美光占比 20%，三巨頭聯(lián)手壟斷了 95%的份額。
非?！扒珊稀钡氖?，DRAM 的價格也從 2012 年的 1.6 美金 ASP（Average Spot Price）提升到了 2013 年的 2.5 美金。2014 年 1 月，DRAM 的 ASP 為 2.8 美金。在經(jīng)歷了 2015 年 -2016 年的短暫下降后，在 2018 年的 3 月份恢復(fù)至 3.5 美金。2019 年，DRAM 的 ASP 整體維持在 3.2 美金左右。
圖 4：2014 年 -2018 年 DRAM 價格走勢
從 2012 年，三巨頭的寡頭格局建立起來后，DRAM 的價格至今都維持在 3 美金左右的相對高位。雖然比當年的 16 美金低很多，但是形成了良好的競爭格局，非常有利于共謀。
DRAM 的價格完全取決于韓國和美國的態(tài)度，特別是美國。美光可以穩(wěn)定地賺取巨大的利潤。這也直接導(dǎo)致，從 2012 年后，DRAM 的全球市場規(guī)模最多有小幅的縮減，最終在 2017 年增長 77%，2018 年增長 10%+，在 2018 年以及 2019 年市場規(guī)?？焖俦平?1000 億美金。
這一切得益于穩(wěn)定的市場格局，而并非由 DRAM 的技術(shù)所推動。
從上面的內(nèi)容，我們可以清晰的發(fā)現(xiàn)：
DRAM 產(chǎn)業(yè)的強周期性，其實是因為從 1990 年至 2012 年長達二十二年來的間歇性大混戰(zhàn)。三星的幾次逆周期投資，包括行業(yè)的兼并整合，以及各種因素疊加之下，DRAM 整個產(chǎn)業(yè)從來沒有過好好賺錢的機會。這二十二年，總有人掉隊，同時總有人為了防止自己掉隊，做出防御，最終還是被擊潰。
直至形成穩(wěn)定的寡頭壟斷格局，DRAM 的規(guī)模開始快速提升，在短短 5 年內(nèi)實現(xiàn)了翻倍，從 400 億美金達到了 1000 億美金。
圖 5：DRAM 產(chǎn)業(yè)的周期圖 .
資料來源：電子設(shè)計應(yīng)用編譯，超低價 DRAM 及其低成本技術(shù)
02
存儲技術(shù)的未來：無處不在的科技消費
這里簡單介紹一下存儲器的相關(guān)基本知識。存儲器從斷電后數(shù)據(jù)是否依舊可以被保存的角度，分為易失性存儲器（Volatile Memory, VM）和非易失性存儲器（Non-VM，NVM）。
圖 6：存儲器的分類
對于 SRAM，第一顆 1K bit 的 6T-SRAM 由 Intel 在 1976 年研發(fā)成功。而 SRAM 和 DRAM 的區(qū)別就在于：使用時是否需要被刷新。SRAM 不需要刷新，電路能夠保存以前的數(shù)據(jù)。而 DRAM 如果不能每隔一段時間刷新充電一次，數(shù)據(jù)就會消失。
SRAM 價格高、速度快、功耗相對低，但是容量小，CPU 中的 Cache 通常采用 SRAM。目前在 10nm 技術(shù)節(jié)點，臺積電、Intel 都在生產(chǎn) 128Mbit 的 SRAM 產(chǎn)品。
對于 SRAM 的重視，最主要是因為人工智能（AI）的發(fā)展，對 SRAM 的讀寫速度有了更高的要求，新型 SRAM 器件是各個巨頭越來越重視的產(chǎn)品。
至于現(xiàn)在的同步 DRAM（又稱為 SDRAM），又分為單倍數(shù)據(jù)速率的 SDRAM 和雙倍速率的 SDRAM，習(xí)慣上成雙倍數(shù)據(jù)速率為 DDR，這就是我們平常見到的 DDR4，甚至之后的 DDR5。
圖 7：DDR 的性能指標簡介
在非易失性存儲器中，我們平時用的固態(tài)硬盤就屬于 3D Nand，手機中的存儲空間就是 ROM。
至此，目前主流的存儲基本介紹完畢。
對于存儲技術(shù)的演進，目前在傳統(tǒng)的主流存儲技術(shù)上，考慮到成本（性價比）以及穩(wěn)定性、兼容性等眾多因素，存儲芯片的制程推進遠慢與邏輯芯片。
從制程角度來看，10 納米級別的 DRAM 已經(jīng)經(jīng)歷了 1X、1Y、1Z、1α、1β五代產(chǎn)品，分別對應(yīng) 19-18nm、17-16nm、16-14nm。1α則為 14nm 以下，1β為 13nm 以下。這和摩爾定律并不對應(yīng)。
同時，與三星不同，美光在 13nm 以下世代前，都不會使用 EUV，而是使用限制的 DUV。
這意味著，從制造角度來說，DRAM 進入了一個相對廠的瓶頸期。同時，前面文章說到了 DRAM 在設(shè)計領(lǐng)域的基本特點，結(jié)合設(shè)計和制造，中國完全可能在相對短的時間內(nèi)（幾年）快速縮短和韓國以及美國的差距。
圖 8：主要閃存制造商制程的推進路線（DRAM 也可參考）
而對于我們投資來說，上面有關(guān)于“瓶頸期”結(jié)論很重要，我們之后會繼續(xù)來驗證并修正這個結(jié)論。
最后，對于前面沒有介紹的圖 6 的 4 種隨機存取技術(shù)，從 PCRAM 和 MRAM 到 RRAM，眾多全新的存儲技術(shù)涌向晶圓廠。這種全新的存儲技術(shù)，并非憑空出現(xiàn)，而是由云計算、人工智能、邊緣計算等一系列應(yīng)用所推動的。這些技術(shù)正在不斷的擴展著當今主流存儲技術(shù)的能力。
信息技術(shù)的進步已將數(shù)據(jù)的生成速率和數(shù)量推到了一定的程度，其中內(nèi)存和存儲是計算機系統(tǒng)優(yōu)化的重點。傳輸數(shù)據(jù)、延遲時間和帶寬對于這些系統(tǒng)的綜合性能和能效至關(guān)重要。創(chuàng)建能夠突破這些限制的結(jié)構(gòu)對未來的存儲具重要的意義。
智能終端的越來越強大，以及人們對于數(shù)據(jù)的需求，讓存儲更加重要。當我們玩游戲玩到關(guān)鍵時刻，突然的延遲和卡頓可能葬送我們的勝利，甚至對于大型的網(wǎng)游，可能會讓我們的“氪金”喪失意義。
對于移動終端，我們可能需要在線看視頻直播，甚至在移動終端例如手機、iPad 等進行工作。海量的數(shù)據(jù)不僅僅需要存儲在我們的移動終端上，還需要能夠通過網(wǎng)絡(luò)快速的訪問。
圖 9：智能手機、PC 對 DRAM 平均搭載量的變化
在直播秒殺的時候，我想沒人愿意多等那 1 秒鐘。
2019 年 6 月 4 日，蘋果發(fā)布了全新的 Mac Pro，用戶最高可選配 1.5TB DDR4 ECC 內(nèi)存 (有 12 個可供用戶自行配置的 DIMM 插槽。同時，最高可以選配 8TB 的固態(tài)硬盤。
對，你沒有看錯，是 1.5TB（1025GB=1TB）的 DDR4 內(nèi)存…頂配版售價將近 50w 人民幣。而蘋果售賣的 DRAM 和固態(tài)硬盤，價格也要遠高于其他廠商的產(chǎn)品。
未來，可能出現(xiàn)的全新的人工智能以及可穿戴的應(yīng)用，也將會極大的提升人們對于存儲的需求。這兩年最直接案例就是蘋果的 Airpods，瞬間的火爆讓 Nor 的需求大幅提升。
為了從根本上提高復(fù)雜數(shù)據(jù)處理的性能，滿足未來的智能要求，人們也需要一種針對高性能計算的“智能”存儲系統(tǒng)其中應(yīng)包括操作系統(tǒng)，編程模型和內(nèi)存管理技術(shù)，以及原型系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。
通過靠近數(shù)據(jù)存儲的位置使用分布式計算元件和加速器，可能會取得重大進展。最佳硬件平臺可以包含互連的內(nèi)存和橫截面帶寬較大的存儲設(shè)備的大型結(jié)構(gòu)。通過集成邏輯運算單元（處理器）和加速器，以及傳統(tǒng)的高性能計算元素，同時構(gòu)建一種能夠快速訪問所有或部分共享存儲空間的硬件系統(tǒng)，將會是未來提高整個設(shè)備運算能力的突破點。
半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展帶來的全新應(yīng)用，正在改變著我們的生活，比如新的智能手機、可穿戴醫(yī)療設(shè)備、工廠自動化、人工智能等。這一切尖端技術(shù)的實現(xiàn)，依靠的不僅僅是 CPU 或者 SoC，也包括在后臺工作的存儲芯片。
我們的單張手機照片，已經(jīng)達到幾兆甚至十幾兆，當我們拍了一張精美的照片，我們需要保存。我們需要隨時以來微信工作，而打開我們的微信存儲空間，我們會發(fā)現(xiàn)這個超級應(yīng)用已經(jīng)有 20GB、30GB，而我個人的微信已經(jīng)占到了 50GB。我們購買手機的時候，對于 5G 手機而言，8GB+128GB 基本上已經(jīng)是起點。
對于存儲空間的需求，將會成為我們?nèi)粘Ｉ钪袩o處不在的真實科技消費。在這里，有人可能會說，我可以把數(shù)據(jù)存放在云端，就可以減少我個人的存儲消費。但是，站在投資角度，以總量的視角來看，云服務(wù)提供商所提供的存儲空間，最終也需要轉(zhuǎn)化為真實的存儲器件上，只是不需要消費者自己去買 U 盤或者硬盤了而已。
而且不要忘了，為此，你需要付費。所以站在總量的角度，當我們需要存儲越來越多的數(shù)據(jù)、拍越來越多的照片、保存越來越多的視頻，存儲的需求將會逐步轉(zhuǎn)化為一種必需的技術(shù)消費品。
我們在最后一篇，結(jié)合前兩篇，最終表達三個觀點：
（1）存儲器的價格再出現(xiàn)巨大暴跌的可能性很低，周期性源于持續(xù)的混亂競爭，以及技術(shù)的相對樸素。即使中國加入競爭，未來價格可能出現(xiàn)波動，無論從產(chǎn)業(yè)角度還是國際環(huán)境的角度，DRAM 再出現(xiàn)大幅暴跌的可能性較低；
（2）存儲技術(shù)進入了一個瓶頸期，中國的存儲產(chǎn)業(yè)正在加速追趕，可能超出我們的想象；
（3）存儲消費，未來將逐步成為一種必需的技術(shù)消費。
關(guān)于（1），受篇幅所限不展開，結(jié)論供大家討論。
至此，關(guān)于存儲器的介紹告一段落。下周因為工作安排，公眾號會做一些新的內(nèi)容，可能會涉及半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)估值的話題，或者是一些半導(dǎo)體材料領(lǐng)域的內(nèi)容。敬請期待。
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