2023年同有科技研究报告:国内领先存储厂商,特殊行业积累深厚,分布式存储系统有望放量
2025-11-04 19:11:561、 民族存储品牌龙头,厚积薄发跨越腾飞
1.1、 历史沿革及股东情况
北京同有飞骥科技股份有限公司前身为成立于 1998 年 11 月 3 日的北京同有飞骥科技有限 公司。2010 年 10 月 8 日,同有有限股东会审议通过公司整体变更设立股份公司的决议。2010 年 11 月 23 日,同有有限以截至 2010 年 9 月 30 日经审计的母公司净资产 10,730.17 万元,按 照 1:0.4194 的比例折合为 4,500 万股股本,整体变更为股份公司。
公司是国内领先的、拥有自有品牌和自主知识产权的、专注于企业用户市场的民族存储厂 商,主要从事数据存储、数据保护、容灾等技术的研究、开发和应用;旨在通过提供高品质的 存储产品、一流的解决方案和专业的技术服务,为政府、军队军工及大型企事业的数据中心、 云计算、物联网等构建高效、稳定、可靠的存储、备份和容灾系统。经过十余年的高速发展, 公司形成了以自有品牌产品为主导和核心,覆盖数据存储、数据保护、容灾三大领域的业务体 系。
公司自 1998 年成立起,大致经历了“起步”、“跨越”、“腾飞”三个发展阶段,并一直 专注于数据存储、数据保护、容灾等领域,凭借雄厚的技术实力、出色的产品品质和突出的经 营业绩,已成为国内领先的民族存储厂商。
1998 年-2000 年,“起步”阶段:公司成立,专注于企业用户存储市场,并进入高可用、 备份、容灭等领域,同时不断引进国际先进产品及技术,进行技术学习和整合创新,厚积薄发, 为后续“跨越”、“腾飞”奠定坚实的基础。
2001 年-2007 年,“跨越”阶段:2001 年,公司推出国产存储品牌“NetStor”,是国内 最早推出自主存储品牌的民族厂商之一;2002 年,公司通过 ISO9001 质量管理体系认证、建立 覆盖全国重点区域的存储营销服务平台;2003 年,公司建立专业的存储生产质控体系和覆盖重 点城市的专业存储渠道体系;2004 年,公司设立统一的存储服务呼叫中心,建立起存储三级服 务体系,并在国内市场推出虚拟带库产品;2005 年,容灾保护产品在国内市场推出;2006 年, 独立的存储研发中心建立;2007 年,公司通过计算机信息系统集成资质审核。
2008 年-至今,“腾飞”阶段:2008 年,公司在业内率先提出“数据安全”理念和“数据 安全基础架构”策略,并推出专业数据安全产品,同年通过 GJB 军工产品质量体系认证,成为 拥有双质量体系认证的存储厂商;2009 年,多项产品获北京市自主创新产品认证;2010 年,公 司成功参与或实施了上海世博会图像监控视频存储项目、广州亚运会赛事管理支撑系统存储项 目、“天绘”卫星地面数据处理系统存储子系统项目等代表性信息化工程,进一步确立了在民 族存储厂商中的领导地位;2011 年,公司市场份额居民族存储厂商第一位;2012 年,公司在深 圳证券交易所创业板成功挂牌上市。2013 年-2016 年,公司不断优化业务,在市场中取得突破, 多次入围政府项目,逐步完善产业布局。2017 年,公司围绕“全闪存、云计算架构、自主可控” 三大战略全面开启第三次转型之路。公司从 2018 年基于 FT1500/16 核 CPU 平台,到 2021 年升级 FT2000+/64 核 CPU 平台,再到与下一代国产 CPU 同步联合开发,硬件架构不断迭代 提速,实现了从同步于市场到领先于市场的突破;在集中式及分布式核心软件方面,已构建功 能完善的存储核心软、硬件平台,实现软、硬件解耦和核心软件跨平台迁移,大幅提升了新品 迭代效率和交付速度。
公司股权结构较为分散,前十大股东持股 42.33%。公司法定代表人及最终受益人为董事长 周泽湘,通过直接持股 17.34%。佟易虹、杨永松、杨建利、齐宇思分别直接持股 11.06%、 8.29%、2.08%、1.04%。王锐、丁振康、杨海奎等 17 名股东通过北京华创瑞驰科技中心(有限 合伙)间接持有公司股份 0.58%。王磊、施玉庆、张武、罗华分别直接持股 0.55%、0.53%、 0.5%、0.36%。
公司管理层专业背景深厚,任期稳定。管理层总人数 12 人中博士占比 25.00 %,涵盖工学、 经济学等学科。管理层成员平均任期时长 5.58 年,任期长于 5 年有 6 人,任期长于 10 年有 3 人。年龄跨度涵盖 39~60 岁,平均年龄 51 岁。
1.2、 聚焦数据存储,解决方案多样定制满足市场增长 需求
1.2.1、数据存储
公司在数据存储领域的产品及服务主要包括 NetStor 磁盘存储系统系列、NetStor 存储 管理软件系列等产品、各类数据存储解决方案及相关技术服务。
(1)NetStor 磁盘存储系统和 NetStor 存储管理软件
NetStor 磁盘存储系统是公司整个业务领域的基础产品和数据存储领域的核心产品:① 作为“数据存储仓库”,其能广泛应用于数据保护和容灾等领域,在备份系统和容灾系统 中承担存储数据的功能;②在数据存储领域,NetStor 磁盘存储系统既能直接作为简单的中 小企业数据存储设施,也能作为核心部分为大中型企业构建复杂的数据存储系统。除 NetStor 磁盘存储系统外,公司还提供多种存储管理软件,满足客户在存储数据管理和数据 高可用等方面的需求。NetStor iSUM 系列产品于 2009 年获得“北京市自主创新产品”认 证;2011 年,随着云计算和虚拟化技术的发展,公司适时推出了领先的 NCS 云存储系列产 品,该系列产品主要针对大数据中心云计算业务中海量数据的并发访问、查询、存储、保 护以及异地容灾,有效满足云计算对数据传输、处理和保护的特殊要求。
除上述主要产品外,公司还能根据用户具体需求提供其他产品,包括进行定制化产品 开发。
(2)数据存储解决方案
公司除了能够提供 NetStor 磁盘存储系统及 NetStor 存储管理软件等产品外,还根据 各行业特性和多年的项目经验总结,形成了多种数据存储解决方案,能够根据用户具体需 求和信息系统特点为其提供包括数据存储产品在内的一系列产品组合及相关服务。
除上述方案类外,公司还具备定制化方案设计的能力,即公司能依据用户需求和客户 现有信息系统架构,进行具体产品选择,提供包括用户需求分析、异构环境整合、存储系 统设计、存储网络搭建在内的一整套综合解决方案,以满足客户在数据保存、海量存储、 安全存储等数据存储领域的需求。
(3)技术服务 公司能为用户提供与数据存储产品、数据存储系统相关的技术服务,如进行系统开发、 系统构建、系统维护、故障维修等。
1.1.2、数据保护
公司在数据保护领域的产品及服务主要包括 NetStor 物理磁带库备份系统系列、 NetStor 虚拟磁带库备份系统系列和 NetStor 备份管理软件等产品、各类数据保护解决方案 和相关技术服务。
(1)NetStor 物理磁带库备份系统、NetStor 虚拟磁带库备份系统和 NetStor 备份管 理软件
NetStor 物理磁带库备份系统系列和 NetStor 虚拟磁带库备份系统系列是公司软硬件一 体化的备份产品,既能直接作为简单的中小企业备份系统,也能作为核心设备为大中型企 业构建复杂的数据备份系统。其中,NetStor VTL 系列产品于 2009 年获得“北京市自主创 新产品”认证,强大的性能和独特的设计使其除了能应用于数据保护领域外,还能参与构 建容灾系统。此外,公司还提供 NetStor BE 备份管理软件,满足客户在数据备份和恢复等 方面的需求。
除上述主要产品外,公司还能根据用户具体需求提供其他产品,包括进行定制化产品 开发。
(2)数据保护解决方案 公司除了能够提供 NetStor 物理磁带库备份系统系列、NetStor 虚拟磁带库备份系统系 列和 NetStor 备份管理软件等产品外,还能提供各类数据保护解决方案。
除上述通用型方案类外,公司还具备数据保护领域的定制化方案设计能力,以满足客 户在数据备份和快速恢复等数方面的需求。
(3)技术服务
公司能为用户提供与数据保护产品、数据保护系统相关的技术服务,如进行系统开发、 系统构建、系统维护、故障维修等。
1.2.3、容灾
公司在容灾领域的产品及服务主要包括 Netstor 应急容灾系统等产品、各类容灾解决 方案和相关技术服务。
(1)NetStor 应急容灾系统
NetStor 应急容灾系统是目前国内少有的自主品牌设备级一体化容灾产品,也是基于 “数据安全”应用理念推出的数据安全系统产品,主要作为核心部分参与容灾系统的构建。 其中,NetStor NRS 系列曾于 2009 年获得“北京市自主创新产品”认证。
除上述主要产品外,公司还能根据用户具体需求提供其他产品,包括进行定制化产品 开发。
(2)容灾解决方案
公司除了能够提供 NetStor 应急容灾系统外,还能提供各类容灾解决方案。
除上述通用方案类产品外,公司还具备容灾领域的定制化方案设计能力,以满足客户 在业务服务连续性等方面的需求。
(3)技术服务
公司能为用户提供与容灾产品、容灾系统相关的技术服务,如进行系统开发、系统构 建、系统维护、故障维修等。
1.3、 公司财务状况
2022 年,因受宏观经济等因素影响,公司部分项目交付、验收有所延迟,公司实现营业总 收入 43,528.55 万元,同比增长 11.35%;实现归母净利润-2,020.97 万元。2023 年 Q1,公司 实现营业收入 14,869.91 万元,同比增长 6.38%;实现归母净利润 933.41 万元,同比增长 2.09%。对公司利润造成较大影响的因素主要为:①受宏观经济影响,部分项目回款有所延迟导 致的信用减值损失计提增加;②参股公司忆恒创源为留住核心人才实施股权激励而产生的股份 支付费用导致的投资损失,该项费用是根据《企业会计准则》计提,而非实际产生资金流出。
2、 需求端:企业级存储系统迈入高景气度通道,SSD 成为未来企业级存储的主流方案
2.1、 存储器基本架构
存储主要包括存储器(Memory)和企业级存储(Storage),企业的存储系统产品中涵 盖了各种各样的存储技术。按照用途/工作方式分类,存储器可以分为主存储器(内部存储) 和辅助存储器(外部存储)。主存储器采用半导体存储,主要特征是 CPU 可以直接访问操 作的,包括内存、一级缓存、二级缓存等;辅助存储主要采用光学存储和磁性存储,包括 CD-ROM、DVD-ROM、磁带、软盘、硬盘等,主要特征是 CPU 不能直接访问外存,必须要经过 内存来与 CPU 进行访问交互,来与 CPU 或者 I/O 设备进行数据传输。按照存储介质的不同, 存储器主要包括光学存储、半导体存储、磁性存储。
半导体存储器又被称为存储芯片,其特征是储存输入输出快、体积小等,是以半导体电路 作为存储介质的存储器。存储芯片有三大优点:1)存储单元阵列和主要外围逻辑电路制作在同 一个硅芯片上,输出和输入电平可以做到同片外的电路兼容和匹配。这可使计算机的运算和控 制与存储两大部分之间的接口大为简化;2)数据的存入和读取速度比磁性存储器约快三个数量 级,可大大提高计算机运算速度;3)利用大容量半导体存储器使存储体的体积和成本大大缩小 和下降,在计算机高速存储方面,半导体存储器已全部替代了过去的磁性存储器。用作大规模 集成电路的半导体存储器,是 1970 年前后开始生产的 1 千位动态随机存储器。随着工艺技术的 改进,到 1984 年这类产品已达到每片 1 兆位的存储容量。
半导体存储器按照功能来分类,可以分为随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM), 易失性存储器(VM)主要是指随机存取存储器(RAM),非易失性存储器(NVM)主要是指只读 存储器(ROM)。在计算机通电时,RAM 配合 CPU 等工作,在电路断电后,RAM 无法保留数据, 其中的信息都会随着断电而丢失,而 ROM 在断电后能够继续保留数据。
随机存取存储器(RAM)主要包括 DRAM(动态随机存取存储器)和 SRAM(静态随机存取存 储器),DRAM 主要应用在容量大的主存(内存的主体部分),其特征包括读写速度慢、低成本, 具体应用场景包括 PC、手机、服务器内存等,在存储芯片市场中占比最大。SRAM 主要应用在高 速缓存存储器,其特征是读写数据速度快、制造成本高,具体应用场景包括 CPU 的一级、二级 缓存,全球市场规模相对较小。DRAM 在工作中需要定期刷新,而 SRAM 不需要,因此 SRAM 的性 能要优于 DRAM。DRAM 的组成包括二维网格形式排列的数据位或者程序代码,DRAM 以存储器单元 的形式存储数据位,并且每一个存储器单元包括一个电容器和一个晶体管。DRAM 的优势在于, 其设计的技术非常简单,仅仅只需要 1 个晶体管,而一个 SRAM 存储单元需要 6 个晶体管,得益 于设计模式,DRAM 具备相当高的集成度。DRAM 在处理数据的同时能够自动刷新以及删除数据, 并且可以存储大量的数据,因此在低成本的同时,DRAM 具备更高的集成度。第五代双倍数据速 率同步动态随机存储器(DDR5)是 DRAM 的一种。
只读存储器(ROM)的特征是不能随意写入信息只读出信息,集成在主板上的 ROM 里面固化 了一个 I/O 系统,也称为 BIOS(基本输入输出系统)。BIOS 的主要功能包括系统中各功能模块 的初始化工作、对系统的加电自检工作、系统的基本输入输出驱动程序、操作系统的引导工作。 ROM 在断电后仍旧能存储数据信息,ROM 包括 OTP ROM、Flash 芯片、EPROM/EEPROM,ROM 的代表 性产品是 Flash 芯片,其在 ROM 中的占比最大,其中 Flash 芯片可以进一步分为 NOR FLASH 和 NAND FLASH。
E2PROM:容量比较小,被用来存储一些基础的信息数据,目前主要应用在一些 MCU 内部、 遥控器、电风扇等小型的家电中。
NOR FLASH:是一种代码型闪存芯片,特征包括寿命长、可靠性强,由于地址线和数据线分 开,NOR FLASH 上可以直接运行应用程序,能够用来存储代码和少量数据。其接口主流是 SPI NOR,主流容量是 1Mbit 至 128Mbit,并且尺寸比较小。NOR FLASH 的架构决定了其容量天花板 很低,并且读取速度比较慢,优势在于不需要建立文件系统,能够直接用地址来访问数据,简 单易用。NOR FLASH 目前主流的应用场景包括手机摄像头内部、屏幕驱动电路板。
NAND FLASH : 是 一 种 数 据 型 闪 存 芯 片 , 根 据 材 质 的 不 同 , NAND FLASH 可 以 分 为 SLC/MLC/TLC/QLC,各种材质的区别在于最小的存储单元内能存放多少 bit 的数据信息,其中 SLC/MLC/TLC/QLC 最小存储单元分别可以存储 2bit、4bit、8bit、16bit,因此晶圆的存储密度 是翻倍级别的增长。NAND FLASH 中主要是大容量的 NAND FLASH,包括 MLC 和 TLC 2D NAND 或者 3D NAND,其擦写次数可以从几百次到几千次,主要的应用场景包括大容量数据存储(固态硬盘SSD),小容量的 NAND FLASH 在 NAND FLASH 中的占比较小,主要包括 SLC 2D NAND,其特征是 可靠性更高,擦写次数可以高达上万次。
NAND 闪存存储信息是通过在碳化硅的内部补集点捕获电子或者空穴。在以上说到的 SLC/MLC/TLC/QLC 四种单元中,单元状态越密集,一个单元内就能够储存更多数据信息。例如, 四层单元(QLC) NAND 闪存相对于单层单元(SLC) NAND 闪存来说,能够通过 67.5%的芯片尺寸存 储相同数量的信息。更多的运行和读写操作跟单元状态的密度是呈现正相关的关系,单元状态 之间的空间越狭窄,密度更大会造成读取错误可能性的提升,从而缩短设备寿命,因此 NAND 闪 存的应用领域需要综合考虑信息量、寿命、性能。NAND 的使用特点包括 4 项:1)NAND FLASH 会出现位翻转和位偏移;2)NAND FLASH 出厂时会有坏块;3)NAND FLASH 有写入寿命的限制; 4)NAND FLASH 是先擦后写入,集中擦写的强电流会影响周边块。
2.2、 半导体存储发展趋势
NAND FLASH 在经历了多年的发展之后,不仅仅只是是出现 SLC、MLC、TLC 之分,再进 一步降低成本、提高容量的同时,NAND FLASH 的制程工艺也出现显著升级,从 50nm 的制程 到 16nm 甚至更低。但是在制程工艺升级迭代的同时,NAND FLASH 的氧化层也越来越薄,从 而可靠性日益降低,2D NAND FLASH 技术迭代出现了瓶颈。为了解决这个问题,3D NAND 颗 粒进入大家视野,3D NAND 是通过将数个 2D NAND FLASH 叠加在一起,在确保可靠性的同时, 又增加了产品容量。例如,部分采用相关技术的 TLC 产品可以达到 MLC 的性能,也是所谓 的“3D TLC”。
现在所有的 NAND 厂商都在 转向开发和制造 3D NAND FLASH。在 3D NAND 架构中,由 于三维叠层中堆叠层数的不断提升,存储容量也在不断扩大。3D NAND 采用了堆叠多层氮氧 化物的方式,构建了一个“塞子”式的垂直深孔,在里面形成了一个由氧化物-氮化物-氧 化物制成的存储设备。在这样的构建方式下,能够凭借少量的工艺就可以形成大量单元。 3D NAND FLASH 中,在电流在位于圆柱单元中心的多晶硅通道中通过的同时,就能够根据存 储在氮化硅中的电荷类型,来完成存储编程和擦除信息。与 2D NAND FLASH 技术发展目标 是实现形成较小的单元不同的是,3D NAND FLASH 的核心技术是完成更多层数的三维堆叠。
近年来,SK 海力士开发了 4D NAND FLASH 技术,能够在 3D NAND FLASH 上进一步增加 容量,4D NAND 在 3D NAND 单元下方构建一个外围电路,由此降低了外围电路的使用面积, 进而在降低 NAND 成本的同时能够将存储容量最大化。目前 SK 海力士等业内领先企业已经 实际 128 层的产品开发以及投产准备,并且正在往更多层的道路上高歌猛进。
2.3、 存储技术架构
目前现有的存储技术从底层到上层总共分为 5 大部分,包括存储介质、组网方式、存储协 议和类型、存储架构、连接方式。
存储架构中,按存储系统架构分类,可以分为集中式存储和分布式存储。
集中式存储:主要指基于双控制器或者多控制器架构的企业级存储系统,在纵向 扩展(Scale-up)上具备较强能力,并且在横向扩展(Scale-out)上具备一定能 力。集中式存储是特质包括可靠性高、可用性高、性能好等。
分布式存储:主要指商用服务器通过将其存储介质虚拟化形成统一的存储资源池, 进而提供存储服务的模式。分布式存储系统的特征包括扩展性高、成本低、运营 简单、跟云紧密结合等。
2.3.1、服务器存储系统分类
云计算、大数据、物联网等互联网技术的快速普及和发展以及 AI 应用的持续热度下,数据 存储量正在高速攀升,服务器的存储需求也随之高涨。存储系统(主要指外接存储系统)的主 要技术分为 3 方面,包括网络、服务器、应用软件。网络存储技术是凭借互联网进行数据存储 的方式,使用网络设备(专用数据交换设备、磁盘阵列或磁带库等存储介质、专用的存储软件) 和通信网络来将存储用户的信息数据以及共享服务给用户。
主流的存储技术包括 DAS(直接附加存储,Direct Attached Storage)、NAS(网络附加存储, Network Attached Storage)、SAN(存储区域网络,Storage Area Network)三大类。
1)DAS(直接附加存储):
直接附加存储是指外置存储设备直接通过连接线缆与服务器进行连接。在 DAS 模式下,存 储设备中不具备独立的操作系统,并且其作为服务器结构的一部分,数据和操作系统之间没有 各自独立,读写请求是直接跟存储设备进行交互,其数据的管理也需要依托服务器,仅可以看 作堆叠存储介质。DAS 模式下,单台服务器主机拥有独立的、固定的磁盘位,但由于单块磁盘的 容量有限制,不能自有进行容量扩充,如果多台服务器组建成集群,无法做到根据服务器的需 求来自由分配容量,需用用到以太网或者或其他专用接口。服务器需要为单台个体进行管理, 无法进行集中管理,因此管理成本随着服务器数量的增加而变得更高。DAS 的优势在于,在硬盘 技术发展的趋势下,单块硬盘的存储容量大幅提升,成本也在不断下降,给 DAS 腾出了更多生 存空间。由于低成本、结构简单、访问速度快等特征,DAS 目前仍旧是应用最广泛的数据存储方 案。DAS 目前广泛应用在中小企业等较为集中的小型单位,为了避免高系统资源消耗,数据备份 工作一般放在深夜或者任务量少的时间段。
2)NAS(网络附加存储):
网络附加存储是指在局域网 LAN 环境下,通过使用 TCP/IP 协议访问数据存储设备的一种存储方式,并且通过文件的方式传输数据。这种模式下存储设备的组成包括处理器、文件服务管 理模块、多个硬盘驱动器,并且安装了独立的操作系统,可以看作传统的文件服务器。从结构 上来看,NAS 可以被看作仅具备存储功能的精简型计算机,因为不具备键盘、显示器等输出设备。 NAS 能够在异构平台之间完成数据级共享,并且能够附加在任何通信网络上。NAS 自配 CPU、操 作系统、文件服务管理模块,独立于服务器自行对数据进行管理。NAS 的数据传输受限于网络带 宽,由于采用文件请求方式来进行读写,数据读写能力相对较差,因此主要适用在软件、图片、 音频、视频等单个较大文件的共享,不使用于数据库等对读写速度要求较高的场景。NAS 的优势 包括,不用受制于距离位置,只需要网络环境,并且部署起来方便,而且使用成本低。目前, NAS 提供了更加丰富且高速的接口形式,具备跨平台(电脑、平板、手机等)数据共享能力,并 且具备一键备份、云存储等能力。
3)SAN(存储区域网络):
存储区域网络主要指存储设备通过光纤交换机等网络设备和通信设备协议与服务器互联的 高速存储专用网络。光纤通道、SCSI、ESCON、接口;光纤交换机、网关、光纤路由器、光纤集 线器等网络连接设备;IP、SCSI 等通信控制协议三大部分构成了 SAN 结构。在光通道下,SAN 提供了一个专用、高速、高可靠性的存储网络,在增加存储容量方面可以独立添加,相比于 DAS, 能够更加集中管理和控制存储设备集群。在主机群中,任意主机可以访问任意存储阵列,主机 间通过专用光纤实现高速互联。SAN 可以实现长距离数据传输,光纤传输距离最长可以达到 10km。SAN 集合了 DAS 和 NAS 的优点,并且具备更高的可靠性和性能。相比于 NAS,SAN 无需担 忧网络性能对其的影响,其使用的是高速专用网络实现互联。目前的 SAN 采用的是全光网络互 联,使其具备高速的数据传输能力。SAN 数据采用 FCP 协议,读写使用块方式,能够做到几乎不 用占用服务器运算资源。但是 SAN 的成本高昂,目前的主要应用场景是服务器较为集中的大型 应用系统或者重要的数据库系统等高端场景。
2.4、 存储器市场发展潜力大,DRAM 占据市场最大份额
全球存储器市场 2021-2027 年年复合增速为 8%。根据 Yole,全球存储器的市场规模预 计将从 2021 年的 1670 亿美元上升到 2027 年的 2630 亿美元,其 CAGR 为 8%。从细分市场来 看,2027 年 DRAM 将在全球集成电路存储芯片市场中占据最高份额,将以 1580 亿美金的市 场规模继续领跑存储芯片细分市场,大约能够占据 50%以上的存储芯片市场,其 CAGR 约为 9%。在 2027 年的全球集成电路存储芯片市场中,NAND FLASH 市场可以预计可以达到 960 亿 美元,GAGR 约为 6%,NOR FLASH 预计可以达到 49 亿美元,市场份额相比较少,CAGR 约为 6%。
根据中商产业研究院,2022 年半导体行业整体承受下行的压力,主要原因是全年全球经济 增速放缓并且叠加通胀上升,用户消费信心受到经济疲软所影响。在全球消费疲软的环境下, 企业实行降价和缩减产能来应对库存压力,市场规模相比 2021 年有所下降。2022 年全球存储芯 片市场规模约 1392 亿美元,同比下降 9.5%,并且预计 2023 年全球存储芯片市场规模将减少到 1379 亿美元。其中,DRAM 2022 年市场规模为 790.61 亿美元,占比存储芯片的 56.8%。NAND FLASH 2022 年市场规模为 601.26 亿美元,占比存储芯片的 43.2%。
DRAM 的市场集中度更高,市场价格和总体规模受存储原厂的产能规划的影响较大,DRAM 主 要供应商的产能布局和市场需求间的动态平衡比较脆弱。LPDDR 和 Server DRAM(RDIMM 为主) 占据 DRAM 市场中的多数份额,这两类产品的市占率可以总计达到 65%以上。
2.5、 存储芯片下游企业级应用市场快速增长
实时交互场景,包括云计算、在线支付、移动社交等场景的应用对数据的实时性提出 了更高的要求,越来越多的业务场景对低延迟提出了极为苛刻的要求,特别是在人工智能、 物联网等技术深度融合的场景下,数据中心的存储性能也受到更为严苛的挑战。
基于 NAND FLASH 的 SSD(固态硬盘)在各方面性能表现突出,包括数据存储速度、抗 震、能耗等,并且能够快速响应企业用户提出的需求,在企业级应用市场,已经逐步取代 HDD 成为主流的数据存储介质。基于高性能 SSD 打造的全闪存存储将在未来数据中心存储方 式中扮演主角,并且在企业的关键核心业务中得到应用。
根据 IDC,全球范围内企业级 SSD 的支出在 2020 年已经超出 HDD 的支出。 根据 Gartner,全球企业级 SSD 市场规模在 2020 年达到 169.3 亿美元,我国的企业级 SSD 占比全球市场规模的 13.8%。在全球云计算高速发展的趋势下,Meta、Amazon、Google、 阿里巴巴、百度、腾讯等国内外超大型云服务厂商对于企业级 SSD 的需求量正在进一步上 升。2020 年 SSD 存储形式在数据中心中占比大约 20%,预计 2030 年将达到 55%。国内方面, 全闪存方式凭借其绿色节能受到企业级客户的青睐,并且需求量进一步上升。根据 IDC, 2020 年基于 NAND FLASH 的全闪存阵列在我国外置存储市场中占比到达 18.9%,相对于全球 市场占比 39.9%来看,全闪存在我国的渗透率还有很大空间。
3、 供给端:海外厂商领跑全球存储器市场, 国内厂商追赶进度加速
3.1、 半导体存储器产业链
半导体存储器产业链分为两段。在前半段中,全球主流的存储器厂商普遍采用 IDM 模 式(设计、制造、封测一体),主要原因是存储器行业特征是具有较强的规模效应、技术 竞争激烈、产品升级迭代速率快。IDM 模式能够更好的桥接设计模块和制造模块,在整体效 率上优于 Fabless + Foundry 分工,优势在技术演变革新的时候体系尤为明显。
在后半段中,市场上 80%以上的封装测试由 IDM 厂商来进行,也存在少量存储厂将封装 测试外包也其他公司。存储模组的生产是必要环节,并且存储颗粒不能在整机中直接使用。 Kingston 在 DRAM 模组上占据绝对统治地位;三星在 NAND 市场中的闪存颗粒优势明显,并 且领跑整个 NAND 市场。控制器也给闪存盘提供辅助,群联、慧荣、Marvell 等第三方厂商 占据稳固市场地位,国内厂商江波龙在其中也有一席之地。
我国集成电路发展相对海外较晚,除封测环节,我国芯片设计、芯片制造整体水平与国外 先进水平有着较大差距。在存储器方面,中国产品自给率比较低,技术落后,与国外顶尖水平 差距较大。随着国家政策的扶持,集成电路国产化成为一个必然趋势,存储芯片在国家扶持的 重点名单中,国防安全以及产业自主可控对于存储器的国产替代提出更高的要求。国内下游厂 商为了保护供应链安全、进口替代的需求、可持续发展的需求等,开始加大采购国内的半导体 存储器,这对于国内存储器的发展提供了更好的平台。存储器的国产替代进程有望随着国家政 策资金等的扶持,以及下游厂商的支持,而进一步加速。
3.2、 国内外存储器企业布局情况
国内目前存储芯片国产化率较低,主要依靠海外进口。AI 算力热度席卷全球后,AI 数 据中心的加速部署对存储芯片提出了更高的需求。与此同时,国产企业对于存储芯片开启 大规模布局,国内的存储芯片市场或将面临重新洗牌局面。国内长鑫存储领跑国内 DRAM 市 场,在 NAND 领域,长江存储是国内为数不多具备产品量产能力的公司。
海外厂商方面,SK 海力士技术领跑 NAND FLASH 市场,三星 DRAM 技术领跑全球存储芯片市 场。SK 海力士在业内首先开发出 4D-NAND 平台,其第六代的 128 层 NDNA 闪存增加了 33%的层数, 有效提升了 40%的工作效率。凭借 PUC 技术和平面交错技术,在芯片面积不受影响的情况下, NAND 闪存大幅提升了其随机读取的性能。第六代 NDNA 闪存的功耗也降低了超过 30%。SK 海力士 的技术平台(Tech Platform)能够保障其最大程度缩短开发时间和投资的成本,SK 海力士正在 凭借其平台开发第七代甚至后续的新产品。作为 4D-NAND 技术的领军开发商,SK 海力士将在未 来保持行业发展的领先地位,并且持续提供更高性能、更低功耗的 NAND 闪存产品。
三星方面,三星最新的 12nm 的 DDR5 DRAM 已经开始量产,并且对人工智能下一代计算进行 优化。三星应用前沿制造工艺,延续了其在尖端 DRAM 技术方面的统治力。相比于上一代产品, 12nm 的 DDR5 DRAM 功耗可以降低 23%,并且提升 20%的晶圆生产效率,其出色的性能能够在全球 IT 企业的服务器和数据中心节能减排优秀解决方案中扮演主角。12nm 的 DDR5 DRAM 最高可支持 7.2 吉比特/秒(Gbps)的速度,相当于每秒可处理大约两部 30GB 的超高清电影,未来有望在 AI 数据中心中大放异彩。
4、 同有科技:国内领先的企业级专业存储 厂商,在手订单充沛
4.1、 国内领先的企业级专业存储厂商,具备全栈自主 研发能力、全系列自主可控产品线
国内领先的企业级专业存储厂商。公司深耕存储行业三十余年,主要从事企业级存储 系统和军工及工业级固态存储的研究、开发和应用,积累了特殊行业、科研院所、政府、 医疗、能源、交通、金融、制造业和教育等多个行业的超 20000 家客户,其中包括国务院 办公厅、全国人大、工信部、公安部、中国人民银行、国家开发银行、中国石油、中国石 化、中科院在内的一批优质客户。近年来,公司荣获“中国数据中心领军企业”、“十大 闪存存储系统企业”、信创“卓越贡献成员单位”等荣誉称号;获评“北京市企业技术中 心”、“北京市工程实验室”等;公司产品斩获“中国芯应用创新设计大赛”飞腾专项特 等奖、“软件定义存储产品金奖”等奖项,彰显技术实力与品牌影响力。
公司高度重视研发,是业内较早全面投入自主可控存储研发的厂商之一。公司 2010 年 成立了自主可控研发团队,全面推进自主可控发展。近三年,公司平均研发投入占比超过 15%,累计研发投入近 2 亿元,在北京、长沙、武汉、成都多地设立研发中心,打造“121” 研发体系。通过长期的研发投入积累,公司具备了国内领先的从芯到系统的全栈自主研发 能力,涵盖从模型、算法到架构全自主研究、设计、开发实现全链条,拥有百余项存储关 键技术知识产权积累。
具备全系列自主可控存储产品线。近年来,公司战略布局“自主可控、闪存、云计算” 三大产业方向,持续加大研发投入和产业投资,已具备从芯片、部件、整机、底层软件、 核心软件、管理软件的软硬件全面研发能力,打造分布式存储、集中式存储、全闪存存储、 加固存储、应用定制存储等全系列自主可控存储产品线。
此外,公司通过全资并购鸿秦科技,战略投资忆恒创源、泽石科技等优质闪存技术标 的,成功打造了从芯到系统的闪存产业链。
1) 鸿秦科技:公司全资子公司鸿秦科技是国家高新技术企业、北京市专精特新 “小巨人”企业,是国内较早进入军工固态存储领域的专业存储厂商之一,在 该领域有着深厚积累和核心优势,拥有知识产权上百项(其中发明专利 50 余 项、实用新型 30 余项、软件著作权 20 余项、集成电路布图设计 1 项),客户 涵盖十大军工集团,大部分客户稳定合作超过 5 年。2022 年,鸿秦科技各项 业务稳定发展,在军工级固态存储领域保持先发优势和领先地位,引领国产固 态存储技术在特殊行业各型号装备上的应用推广。
2) 忆恒创源:公司参股公司忆恒创源是国内一家企业级 NVMe SSD 产品及技术解决方 案提供商,2011 年成立于北京,是全球较早进行企业级 PCIe SSD 技术开发的团 队。成立以来,忆恒创源始终坚持自主研发和创新,拥有超过 200 件闪存技术专 利申请,涵盖闪存管理、数据保护、功耗控制、硬件设计等关键领域,并在北京、 上海、苏州及成都均设有研发中心。忆恒创源在企业级 SSD 固件算法领域具备国 际领先的优势,其企业级 SSD 产品的整体性能、主要技术指标媲美国际主流厂商, 其自有品牌产品已批量供应国内外主流服务器厂商,终端用户覆盖电信运营商、 国内头部互联网企业、金融机构等。截至 2022 年末,公司持有忆恒创源 16.82%的 股份,为其第一大股东。
3) 泽石科技:公司参股公司泽石科技成立于 2017 年,是中科院微电子所下属的高科 技存储公司,是一家提供主控芯片、固件算法研发到 SSD 整盘的软硬件一体化方 案的企业。泽石科技掌握 SSD 主控芯片的自研核心技术,在闪存颗粒适配、NVMe 加速等方面具有明显优势。泽石科技自研 28nmPCIeGen3 神农主控芯片及全国产工 业级宽温硬盘模组已实现量产出货,下一代 12nmPCIeGen5 盘古主控芯片也在如期 研发中。搭载“神农”主控芯片,适配国产 128 层 NAND 闪存颗粒的全国产 SSD 产品,已正式发布投放市场,进一步加速了泽石科技在 SSD 存储全自研和全国产化 领域的布局。截至 2022 年末,公司持有泽石科技 8.73%的股份。
基于以上,公司积极拓展战略合作伙伴。在存储介质层面,公司依托投资布局闪存产业链 厂商,与国内存储芯片厂商深度合作,随着制程、工艺升级,不断迭代新品;在存储系统层面, 公司立足 PK 体系,不断加深飞腾、麒麟在 CPU、OS(操作系统)源代码授权的底层合作,不断 加强与中电云、腾讯、中科曙光、长城、宝德、迈普、人大金仓、武汉达梦、东方通等国产厂 商的协同,2022 年累计完成 170 余次兼容互认证工作;在行业应用层面,公司不断强化与行业 解决方案集成商的深度合作,充分发挥自身产品优势,贴近行业应用做深做透。
4.2、 特殊行业积累深厚,标杆项目验证实力,在手订 单充沛
“十四五”规划指出,国防信息化将成为军队建设的关键领域,存储作为 IT 系统的重 要组成部分,有望迎来重大发展机会。
公司特殊行业积累深厚。公司扎根特殊行业十余年,是少数在特殊行业拥有全部相关 资质的专业存储厂商,公司存储系统产品及方案已经覆盖了特殊行业的主要核心业务,在 关键细分领域均建立了具有示范效应样板工程,在通用指挥装备领域为用户提供了一系列 数据中心级存储产品。公司全资子公司鸿秦科技是国内最早进入军工固态存储领域的专业 存储厂商之一,在军用级 SSD 上有着领先的技术和丰富的经验,其产品广泛应用于十大军 工集团,公司通过整合鸿秦科技在装备部件领域的深厚经验,充分发挥双方在特殊行业的 独特优势,为客户提供多层次全方位的存储产品、解决方案与服务。
标杆项目验证实力,在手订单充沛。近年来,公司开发的基于国产 64 核高端 CPUFT2000+平台的分布式、集中式全国产存储产品已率先通过特殊行业关键软硬件名录入 围测试,并连续中标特殊行业重点项目,项目规模不断提升,应用领域更加核心,用户范 围从总部机关向各战区、军兵种纵深。从 2021 年末斩获 1.23 亿元集中式全闪存订单,到 2022 年中中标 1.02 亿元分布式项目,再到年末以第一名份额中标某存储集采项目,展示 了公司自主可控产品的领先以及在特殊行业的优势。此外,截至 2022 年年报披露日,鸿秦 科技在手订单约 1.58 亿元,同比增长 80.64%,充足的在手订单有望为 2023 年业绩提供保 障。
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