2． 内存接口芯片业务:量价齐升,有望持续增长

内存接口芯片作为公司的主营业务在未来几年有望高速增长,主要受益于两个方面:

芯片销售量方面,市场规模的扩大与市场占有率双重增加有望推动澜起内存接口芯片销售量在近期迎来高速增长:①云服务发展拉动服务器出货量逐步扩大,②高服务器算力需求带动单台服务器接口芯片使用量增长,③市场竞争对手业务上战略调整有利于澜起市占率提升;

产品价格方面,公司产品单价受技术更新发展推动持续上涨,DDR5时代来临后,最新一代配套接口芯片亦将有力抬升芯片单价,公司未来将享受芯片销售量与销售价格双重增长带来的营收福利。

2．1市场格局:公司市占率或将获利于竞手业务调整

在行业不断发展的过程中,公司凭借着先进的技术优势,市占率不断提升。2016年公司市占率尚不足30%,现市占率已经超过40%,市占率的提升反应了公司竞争力的不断加强。经过分析竞争对手的业务开展情况,我们认为,澜起科技未来市场占有率将进一步提升,已成为市占率第一的内存接口芯片企业。

IDT的竞争力正逐步减弱。从近三年市占率角度看,IDT的市场份额逐步被澜起科技和Rambus抢占,从2016年占领了七成市场,到2018年时已经几乎被澜起科技追平,显示IDT该项业务适应市场的能力正在下降。

2019年初IDT被瑞萨收购,被收购后IDT的模拟混合信号业务与瑞萨的MCU、汽车领域业务产生互相促进效应,而IDT的内存接口芯片业务有被置于次要的位置的风险:

① 2019年8月,IDT负责内存接口芯片业务的副总裁Sean Fan 离职后加入Rambus。Sean Fan于1999年加入IDT后历任各项职务,是IDT内存接口芯片业务的核心人员。IC设计的核心竞争力就是人员,Sean Fan的离职将为IDT该项业务带来一定损失。

② 2019年内存接口芯片市场空间由于服务器出货量下降而下降,澜起科技2019年收入水平与2018年基本持平,而Rambus的该项业务收入增加迅猛。可见IDT该项业务的市占率于2019年继续萎缩。

Rambus受益于IDT市场份额的下降:从上图可直接看出,自IDT被瑞萨收购以后,Rambus内存接口芯片业务的营收迅速增加。

Rambus将要受益的原因在于:① IDT在被瑞萨收购之前,与Rambus一样都属于美国企业, IDT客户的订单更容易向Rambus转移;② Sean Fan加入Rambus后,IDT的部分客户可能因此转向Rambus;③若IDT市场份额下降,下游客户从优化供应链角度考虑,可能更有倾向选择Rambus,否则澜起科技一家独大的情况不利于自身的业务经营。

澜起科技亦将进一步抢夺IDT的市场份额:①Rambus只能供应RCD,而无法供应DB,若IDT竞争力下降,澜起科技将成为直接受益对象。DDR5标准将采用“1+10”架构。公司作为“1+9”架构的提出者,有望在DDR5“1+10”时代继续保持领先。②此外,中国半导体行业正处于国产化替代的洪流亦将助推公司市占率的提升,国内的DRAM产业正迅速发展,合肥长鑫已经量产并推出相关产品,紫光集团亦将建设DRAM产线。这些国产产品有较大概率使用国产内存接口芯片,为澜起科技铺垫巨大的未来市场空间。

综上所述,由于被收购和核心成员离职、政治不确定性等风险,IDT在内存接口芯片领域的竞争力正逐步下降,Rambus与澜起科技将要受益。澜起科技有望凭借先进的技术继续扩大市场,成为市占率第一的内存接口芯片企业。

2．2 市场规模:下游市场扩张及产品迭代单价上升

市场空间的提升受益于产品需求量与价格的双重提升,前者在于服务器数量、单台服务器内存数量以及LRDIMM渗透率的提升,后者则由于不同代、子代的推出导致价格上涨。我们随后将逐一分析这些影响内存接口芯片市场空间的因素。

2．2．1服务器:云服务加速普及,服务器市场规模增长

公司的内存接口芯片主要应用于服务器内存模组,内存模组的出货量则依赖于服务器的需求量。在下游需求拉动与上游供给推动下,服务器出货量未来几年将保持增长态势。

需求方面:受益于疫情解锁需求,5G网络的发展,云计算在近几年有望保持高速增长态势。受疫情影响,企业远程办公、学校在线教育等服务需求解锁,云服务需求大幅增长,推动云数据中心超级计算机需求提升。此外,5G基站目前正在建设中,对于高算力服务器需求庞大。5G时代到来后,云计算以及边缘计算、物联网等应用将产生巨额数据流量,井喷的数据流量需要更强算力的服务器支持,运营商、云服务厂商将进入大量建设数据中心的阶段,作为服务器的主要下游产业,云计算需求增长将拉动服务器需求持续增长。

据中国通信院《云计算发展白皮书》,2019年全球云计算市场规模为1883亿美元,2023年市场规模将超过3500亿美元,年均增速达到18%。

供应方面:上游产品CPU更新迭代将有力推动服务器需求上升。为保持自身竞争优势,当服务器上游CPU厂商发布新品时,云计算产商会相应考虑更新服务器设备,从而增加服务器购买量。2017年末,Intel与AMD相继推出新版服务器平台,2018年服务器销售额同比大幅上升。2019年三季度,AMD推出支持PCIe 4．0、二代霄龙的服务器平台,2019年四季度服务器销售额同比增速翻正。2020第一季度销售额受疫情影响企业短暂停工有所下降,在疫苗研究不断推进,全球疫情逐渐缓解的情况下,服务器销售额有望能较快恢复增长态势。

Intel将在2020年末推出适配PCIe 4．0的Ice Lake服务器平台并在2021年推出适配PCIe 5．0与DDR5的Sapphire Rapids,AMD预期在2022年内推出采用最新制程(5nm)并适配DDR5的服务器处理器Zen 4 Genoa,未来几年新款CPU的推出预计将拉动服务器销售量又一波上涨。

多项领先数据表明,服务器市场有望保持增长态势。

云服务厂商资本开支数据大幅提升,预示着服务器采购规模迎来增长。云服务的数据中心是服务器的重要应用领域,且服务器占据了数据中心资本开支的绝大部分,提供云服务的厂商的资本开支数据(CAPEX)可反应服务器市场的发展情况。据公开资料,美国前四大互联网服务供应商:亚马逊、微软、谷歌、脸书的2020年第一季度资本性支出较去年同期增长40%,其中微软和亚马逊增幅较大,说明其对于服务器购买量在近期大幅增长。

Intel数据中心部门营收近期大幅增加,服务器市场规模亦有望随之增长。全球服务器CPU市场份额的95%被Intel垄断,Intel DCG部门专门面向该市场。Intel的数据中心(DCG)部门业务营收同比增速自2018年3季度开始下滑,2019年3季度恢复正增长,并创出历史新高。Intel DCG的营收数据一般领先服务器出货量一段时间,预示着服务器市场亦将迎来新增长。

信骅科技营收数据也昭示服务器需求将有所增长。信骅科技是服务器产业链中的重要公司,其服务器管理晶片系列产品占总营业收入的90%以上,如下图所示,虽近期营收同比有所下降,但今年全年营收已显示出大幅增长的态势。

据DIGITIMES Research预测,未来全球服务器出货量的复合增长率为6．5%。服务器的增长将带动内存接口芯片市场空间的进一步扩大。

2．2．2单机内存模组数量:模组数量与LRDIMM渗透率双重提升

单台服务器的内存数量增加主要来源于单台服务器内存模组数量增加以及对使用更多内存数量的内存模组类型LRDIMM需求增加。内存用于临时存储CPU正在运行的数据,内存的读写速度和容量大小对服务器的计算速度起着非常重要的作用,提高服务器计算性能的最直接、简单的方法之一就是增加内存模组数量。

相同内存需求下,内存模组(或称内存模组、DIMM)数量多的方案可以提供更快的运算速度。例如,如服务器内存需求量为256G,则16根16G的内存模组的速度将优于4根64G的内存模组。一方面是因为内存模组数量增加后可以增加通道数量,即增加并发数据传输能力;另一方面,内存模组数量增加可起到冗余作用,提高运行稳定性。

多数服务器尚未实现满插,单机内存模组数量仍有提升空间。CPU支持内存数量较多,目前一般的服务器都支持16-32根内存模组,最多的可支持192根,现多数服务器内都尚未实现满插,内存模组数量增加尚存在较大空间。例如,销量较好的戴尔R730服务器有24个内存插槽,最大支持768G内存,而默认配置里最大内存仅128G。在未来云服务、边缘计算等对服务器计算能力需求越来越高的情况下,单台服务器内安装内存模组的数量将逐步增加。

LRDIMM渗透率上升,单个内存模组的内存接口芯片使用量增加。

内存模组分为UDIMM、RDIMM、LRIMM三种:

LRDIMM采用“1+9”架构,即1颗RCD芯片+9颗DB芯片,价格较为昂贵,渗透率较低;

RDIMM不使用DB芯片,只有1颗RCD芯片,价格相对于LRDIMM较便宜,目前市场上的服务器主要采用RDIMM;

UDIMM地址和控制信号不经缓冲器,无RCD和DB芯片,在容量和频率上都较低,价格较为低廉。UDIMM主要应用于桌面计算机,目前服务器市场极少使用。

LRDIMM与RDIMM相比,具有更低的负载和功耗,且进一步提高了支持的内存容量。目前服务器使用的内存模组绝大多数为RDIMM,但伴随着服务器对运算速度需求的提升,内存模组向更低能耗、更高容量转变是大势所趋,因此LRDIMM的渗透率也会随之增加。RDIMM向LRDIMM转变,每个内存模组将增加9颗DB芯片,因此市场对内存接口芯片的需求量也会进一步增加。

DDR5时代,单个内存模组的内存接口芯片使用量将会更多。DDR5标准将采用“1+10”的架构,每个LRDIMM将额外增加一颗DB芯片。此外,公司还正在研发其他适配于DDR5的内存接口芯片,如电源管理芯片(PIMC)、温度传感器(TS)等,单个内存模组的价值量将在DDR5时代进一步提升。

综合以上分析,对服务器计算性能要求的提升带动单台服务器模组数量上升、LRDIMM渗透率增加,加上DDR5时代芯片需求增加,未来单台服务器使用的内存接口芯片数量将有所提升。

2．2．3价格:在技术迭代的过程中稳定增长

内存接口芯片价格在近几年稳定上涨,其价格受DRAM颗粒价格变动影响较小,与自身技术迭代紧密相关。与DRAM颗粒价格相关性较低主要是因为:

相对于内存模组而言,内存接口芯片较为便宜,因此下游厂商对内存接口芯片价格不敏感。服务器内存模组售价多为千元以上,而根据公司招股说明书,2018年公司内存接口芯片的平均售价为18．14元,占内存模组销售价格的比例较低,即使内存接口芯片涨价,对内存模组价格的影响较为有限。

历史数据显示DRAM颗粒价格波动不影响内存接口芯片价格。如下图所示,DRAM价格在2017年底创出新高后便一路下滑,2018年底价格已降到2017年初的价格水平之下。而根据公司招股说明书,公司内存接口芯片价格逐年上升,2018年平均单价比2017年高0．7元。此外,2019年DRAM价格继续下跌,而2019年公司的毛利率创出新高,亦证明DRAM内存颗粒价格与公司产品销售价格相关性较小。

真正影响内存接口芯片价格的因素是技术与产品的迭代。在内存接口芯片的某一代产品的生命周期里,销售单价逐年降低,但随着技术的迭代,新产品的推出会导致价格的上涨。DDR4各世代产品价格逐年降低,但Gen1．0、Gen1．5、Gen2．0、Gen2．0Plus的产品价格均高于上代产品。

如下图所示,公司的新世代产品销售比重逐步增加,因此公司产品的平均销售价格逐年上升,未来新产品销售的比重逐步增加将导致公司产品销售平均价格进一步上涨。目前公司产品以DDR4 Gen 2．0和Gen 2 plus为主,2019年的平均销售单价高于2018年。

以上两种产品占比有望进一步提升并推高2020-2021年的销售单价,DDR5时代来临后,配套产品的推出及销售占比的增加有望助力销售单价继续上涨。

2．3 重点推动力:量价齐升的DDR5时代开启营收新增长

目前内存接口技术将进入DDR5的时代,新的接口技术之下,内存接口芯片将迎来量价齐升的发展机遇:

量:DDR5 LRDIMM接口由“1+9”标准改为“1+10”标准,增加一颗DB;此外,公司还开发了DDR5的配套芯片,单一内存模组所搭载的芯片数量分别增加一颗电源管理芯片(PMIC)、温度传感器(TS) 和串行检测芯片(SPD),SPD和TS存在着集成为一颗芯片的方案,因此合计每个内存模组所搭载的芯片数量将增加2-4颗;

价:如前文所述,随着新产品推出,芯片的销售价格均有一定幅度的提升,未来符合DDR5标准的接口芯片价格有望大幅提升。

DDR5简介:自DDR1推出之后,20年内DDR系列已更新到了第五代,每一代更新伴随着内存密度增加、工作效率提升与工作电压降低。相比于DDR4,DDR5具有更大的容量,更高的带宽,更低的功耗。DDR5将允许单个内存芯片的密度达到64Gbit,比DDR4的16Gbit密度最大值高出4倍;突发长度增加到BL16,存储区计数增加至32,为DDR4的两倍;最低速率达到4．8Gbps,是DDR4的150%;输入缓冲和核心逻辑的供电电压降低至1．1V。

DDR5的优良性能符合日益增长的数据运算需求,应用潜力巨大,各大产商正在积极推出DDR5产品。2020年7月,JEDEC正式公布DDR5内存标准。2018年至2020年,海力士、美光、三星先后宣布完成DDR5研发,预计在近两年陆续实现量产。

除内存接口芯片本身之外,公司还积极研发其他相关的配套芯片,包括串行检测芯片(SPD)、温度传感器(TS) 、电源管理芯片(PMIC)三种:

串行检测芯片(SPD)是专用于内存模组的EEPROM(带电可擦可编写只读存储器)芯片,用来存储内存模组的关键配置信息;

温度传感器(TS)用来实时监测DDR5内存模组温度的传感器;

DDR5服务器内存模组电源管理芯片(PMIC)是在DDR5内存模组上为各个器件提供多路电源的芯片。

该配套芯片使用在内存模组上,亦有TS与SPD集成在一颗芯片上的解决方案,因此公司未来在DDR5内存模组上将有能力额外供应2-3颗芯片,按每台服务器平均10根内存模组计算,公司未来每台服务器的供应价值量将增加数百元人民币。2020年上半年,公司根据客户反馈进行修改设计,预计在2020年下半年完成DDR5第一代内存接口及其配套芯片量产版本芯片的研发,有望在DDR5大规模面市时同步推出相关配套产品,抢占市场先机。

综上所述,随着DDR5时代的到来,公司将迎来量价齐升的发展机遇,一方面新产品的推出产品单价将迎来上升,另一方面每个内存模组将增加2-4颗芯片。公司作为内存接口全球领先的公司,必将受益于行业的快速发展。