脱水研报:全球内存接口芯片龙头 净利为60% ROE为14% 看涨100%

发布时间:2021-06-10 来源:巨丰投顾 原文链接:点击获取

内存接口芯片是服务器必不可少的组成部分,随着服务器内存通道数逐步由6通道提升为8通道,一台配备两颗CPU的服务器所需内存接口芯片数量从24套增加到32套,为内存接口芯片提供额外增量。

编辑 | 蓝猫 王瑾熙

内存接口芯片是服务器必不可少的组成部分,随着服务器内存通道数逐步由6通道提升为8通道,一台配备两颗CPU的服务器所需内存接口芯片数量从24套增加到32套,为内存接口芯片提供额外增量。

要点:

全球服务器市场将重回增长,内存接口芯片需求快速增长,DDR5时代即将到来,内存接口芯片价值量显著提升。

内存接口芯片市场整体增速高于服务器市场,DDR4已成为主流,DDR5呼之欲出,DDR5预计会于2021年下半年逐渐起量。

该股是全球内存接口芯片龙头,库存出清进入尾声,毛利为70%,净利为60%,ROE为14%,机构看涨100%。

全球服务器市场将重回增长,内存接口芯片需求快速增长

预计2021年全球服务器出货量预计将增长5.6%, 2020-2024 年中国服务器出货量年均增速为 9.1%。

内存接口芯片是服务器必不可少的组成部分,随着服务器内存通道数逐步由6通道提升为8通道,一台配备两颗CPU的服务器所需内存接口芯片数量从24套增加到32套,为内存接口芯片提供额外增量。

2020-2022年内存接口芯片市场将保持20%左右增速,增速高于服务器市场。

DDR5时代即将到来,内存接口芯片价值量显著提升

英特尔支持DDR5的CPU预计将于2021年下半年推出,届时DDR5将真正投入商用并开始渗透。

由DDR4到DDR5,每套内存接口芯片中芯片数量继续增长,DDR4最多采用“1+9”个内存芯片,而DDR5最多可以达到“1+10”个,同时还需配置温度传感、电源管理等配套芯片,带来整体价值量提升。

借鉴以往经验,DDR4每个子代产品刚刚上市时价格提升超过60%。DDR5不仅性能上要高于DDR4,价格上也同样会超出DDR4许多,提价幅度有望超过80%。

云计算、大数据、人工智能是服务器增长的主要驱动力量

在IaaS产商仍然持续高收入增速、高资本开支的背景下,服务器行业也能够享受红利。从全球主要云服务商收入增长来看,仍然维持在高水平增速。从全球主要云计算厂商资本支出情况来看,仍然能够在2020Q3保持同比增速36% 的高水平。

收入增长和资本开支增长能够促使算力需求不断扩大。此外,5G迅速推进的进程下,边缘计算微型服务器将显著增长。另一方面,异构计算架构的新趋势(CPU+GPU、FPGA、ASIC等形态)以及AI服务器也将保持快速扩张。

服务器市场预计重回增长趋势

根据DIGITIMES Research统计,2019 年全球服务器出货量为 1506万台,同比减少 1.17%;根据IDC统计,全球服务器销售额 873 亿美元,同比减少 1.4%。尽管 2019 年服务器市场出现了下滑,但调研机构普遍认为 2020 年以后将重回增长,DIGITIMES Research预计2021年全球服务器出货量将增长5.6%,达到1699.6万台。中国服务器市场享有更高的增速,根据IDC预测 2020-2024 年中国服务器出货量年均增速为 9.1%。

云计算、大数据、人工智能带动服务器数量提升是DRAM需求增加的主逻辑

随着移动互联、云计算、大数据、物联网等技术的日趋成熟,电信与互联网、交通、制造等传统行业对服务器市场的需求将明显提升。此外,人工智能技术的发展将推动AI平台建设需求的爆发式增长。

人工智能与云计算的发展离不开大数据的支持,而大数据的收集与计算则需要数量更多,更高容量的服务器支持。根据TrendForce数据,2019年DRAM需求量32%来自服务器,41%来自手机和移动端,预计到2025年,DRAM需求将有48%来自服务器,33%来自手机和移动端。根据Gartner统计,2016年,全球云计算产业规模为874亿美元,预计2020年达到2253亿美元,CAGR为26.71%,产业前景广阔。

单台服务器配套的内存模组数量不断增长

目前单台标准服务器DRAM用量为145GB,预计到2021年单台服务器DRAM用量将达366GB,提升1.5倍;而用于AI训练的云存储服务器单台DRAM用量则高达2.5TB,是标准服务器单台用量的7倍。

随着服务器所需内存容量的提升,其所支持的内存模组数量也在增长。以英特尔14纳米服务器CPU为例,一颗CPU具有6个内存通道可以与内存模组相连接,一般来说,一个通道连接两个内存模组,一个服务器配备两颗x86CPU。

因此,一台服务器便可以最多配备24条DDR4/DDR5内存模组以及内存接口芯片。根据英特尔四季报中,其10纳米CPU ICELAKE已正式出货,内存通道数从6通道提升到8通道,意味着每颗CPU支持内存模组从12根提升到16根,相应也就需要16套内存接口芯片,一台配备两颗CPU的服务器所需内存接口芯片数量从24套增加到32套。

着内存模组的升级,每个内存模组上需要的内存接口芯片数量也相应增长

从不同服务器的对比来看,DDR3只采用1颗寄存缓存芯片,DDR4最多采用“1+9”个内存芯片,而DDR5最多可以达到“1+10”个(1RCD+10DB),同时也能达到更高的数据速率和密度以及更低的能耗。根据TrendForce预计,DDR5的服务器内存产品将在2022年逐渐放量并取代DDR4。

随着服务器内存产品迭代,内存接口芯片的出货量也有望随之提升。以DDR4为例,其内存模组类型主要包括RDIMM、LRDIMM和UDIMM。UDIMM(无缓冲双列直插内存模组)指地址和控制信号不经缓冲器,无需做任何时序调整,直接到达DIMM上的DRAM芯片。

它容量低、频率低、性能差,CPU和内存间也不需要数据缓冲器。RDIMM(带寄存器的双列直插内存模组)指在CPU和内存颗粒之间加了寄存时钟驱动芯片(RCD)进行传输。一个RDIMM模组配置1×RCD芯片。

由于寄存器效率更高,因此相比UDIMM,RDIMM具有更大的容量和更高的频率,频率最高可达到3200MT/s。LRDIMM(负载减少双列直插内存模组)指加了寄存时钟驱动芯片(RCD)和数据缓冲器(DB)进行传输。一个LRDIMM模组(DDR5)配置1×RCD+10×DB。

一方面,它能够降低负载和功耗,相对RDIMM只有50%,另一方面能够提供内存的最大支持容量,如基于4Gb DRAM的RDIMM最多支持16GB 2RX4内存容量,而LRDIMM能达到32GB 4RX4内存容量。

内存接口芯片市场整体增速高于服务器市场

内存接口芯片是服务器内存模组的核心逻辑器件,其主要作用是提升内存数据访问的速度及稳定性,满足服务器CPU 对内存模组日益增长的高性能及大容量需求。相比于全球服务器出货量的增长,由于服务器数据存储和处理的负载能力不断提升,服务器中配置内存数量也随之增长,使得内存接口芯片的增长率高于服务器市场的增速。

DDR4已成为主流,DDR5呼之欲出

JEDEC于2020年7月正式发布了DDR5 的最终规范。预计基于新标准的硬件,将于 2021 年陆续在服务器和 PC 客户端等设备上得到采用。从DDR4到DDR5整体将经历一次较大的技术变革,相对于DDR4最后一个子代3200MT/S,DDR5第一个子代内存接口芯片可支持4800MT/S,提升了50%。

DDR5的内存芯片大幅提升了高端云计算服务器及高速存储子系统所需的运行性能、系统扩展性和功耗效率,采用了更低的工作电压(1.1V)。

DDR5预计会于2021年下半年逐渐起量

目前在DDR5内存的研发方面,镁光的DDR5内存样品在2018年成功流片,2019年正式量产上市。2018年11月,SK海力士官方宣布,已经研发出单颗容量16Gb(2GB)的下一代DDR5 DRAM内存颗粒,而且是第一款满足JEDEC标准规范的DDR5。而三星已在2018年7月开发出第一款8GB LPDDR5 DRAM芯片。

CPU方面,英特尔支持DDR5的CPU预计将于2021年下半年推出,届时DDR5将真正投入商用并开始渗透。考虑到处理器等其他器件性能提升速度有限且DDR4的技术路径仍没有走到尽头,预计DDR4的技术提升仍将持续一段时间。借鉴以往经验,DDR5不仅性能上要高于DDR4,价格上也同样会超出DDR4许多,预计作为核心器件的内存芯片价值量也会大幅上涨。

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