信息存储作为文明传承与延续的基石，随着全球数字化进程的推进而呈现出快速增长的态势。按存储介质的差异，现代数字存储主要分为光学存储、磁性存储和半导体存储三大类。从市场规模来看，2019 年机械硬盘约为 585 亿美元，占总体市场的约 32%；DRAM 市场约 603 亿美元，占比约 33%；FLASH 市场约 480 亿美元，占比约 26%。存储行业长期遵循摩尔定律：每 18 个月集成度翻倍、性能翻倍，同时单位价格却下降约一半。过去六十余年，半导体存储产品的主流技术一直在快速演进与迭代，对行业玩家而言既是机遇也是挑战。每一次技术升级都伴随着客户需求的诸多不确定性，若把握市场需求，细小玩家也有机会实现快速崛起；反之，若方向判断失误，行业巨头也可能被淘汰。
本期智能内参推荐国信证券的研究报告《存储60年：观历史，聊兴衰》，从机械硬盘、DRAM 与 FLASH 三大方面展开梳理，力图还原存储行业的发展脉络。本期内参信息来源：国信证券，原题名《存储60年：观历史，聊兴衰》，作者为许亮、唐泓翼。
自文明诞生以来，人类始终在探索更高效的信息存储方式。从洞穴壁画、结绳记事、泥板上的楔形文字，到后来的书籍，信息存储手段不断进化。进入信息爆炸的现代，存储形态已扩展至光盘、U 盘、硬盘等，存储器的更新换代从未停止。随着科技进步，存储需求量级发生了极大变化，存储容量及介质也随之发生深远调整。IDC 预测，全球数据圈（每年创建、采集或复制的数据集合）将从 2018 年的 32ZB 增长至 2025 年的 175ZB，增幅超过五倍。其中，中国数据圈增速最快，2018 年占全球比重为 23.4%（约 7.6ZB），预计到 2025 年将增至 48.6ZB，占全球数据圈的 27.8%，中国将成为全球最大的数据圈。数据爆发式增长对存储需求产生了极大拉动，也推动了存储方式的进一步创新与发展。
按照存储介质，现代数字存储仍分为光学、磁性和半导体三大类。光学存储包括 CD、DVD 等，磁性存储则涵盖磁带、软盘、硬盘等，半导体存储是应用最广泛、市场规模最大的存储类型，包含当前主流的易失性 DRAM，以及非易失性 NAND FLASH、NOR FLASH 等。随着技术进步，存储器尺寸持续缩小、容量显著提升，单位 GB 的存储成本不断下降。
在上世纪六十年代，磁带的平均容量仅 2.3 MB，而每 GB 的价格高达 1791 英镑；1970 年代流行的软盘价格甚至达到每 GB 2-3 万英镑。随着硬盘技术的发展和普及，存储成本迅速下降。1990 年代单位 GB 价格降至 100 英镑以下，CD-ROM 的价格约为 6.03 英镑/GB。进入 21 世纪，DRAM、闪存进入人们视野，成为主流存储方式，单位 GB 价格继续下降。硬盘仍承担全球大部分数据的存储，闪存容量则迅速抬升。2019 年全球存储年新增容量约 1.8ZB，预计到 2025 年全球新增容量将达到 4.7ZB。尽管半导体存储器已成为主流，全球数据中仍有大量通过硬盘存储。近年来闪存的容量增长显著。2019 年，65.5% 的数据由硬盘存储，闪存、DRAM、磁带、光学存储的份额分别约为 20.0%、0.5%、8.0%、7.0%。由此可见，硬盘仍是全球数据存储的主要途径。
从市场规模看，2019 年机械硬盘市场约 585 亿美元，占总体市场的 32.25%；DRAM 市场约 603 亿美元，占 33.24%；FLASH 市场约 480 亿美元，占 26.46%。半导体行业可细分为存储芯片、逻辑芯片、模拟芯片、传感器、分立器件等分支。存储器作为半导体行业的重要分支，其在全球半导体市场的份额约在 20%-25% 的区间波动，2017 年和 2018 年甚至达到 30% 左右。2019 年全球半导体市场规模约 4123.07 亿美元，存储器市场规模约 1064.4 亿美元，占比约 25.82%。半导体存储器是半导体行业中的重要组成部分。
存储器作为半导体子行业，其周期性与半导体整体周期高度相关，但波动性更强。当半导体行业处于景气周期时，存储市场往往表现更为出色。例如 2017 年，半导体行业同比增速约 21.62%，存储市场同比增速高达 61.49%；而在 2019 年半导体行业同比下降约 12.05%，存储市场下降幅度却达到约 32.62%。2019 年受供需错配影响，存储行业价格大幅下行，行业规模也显著收缩。但随着服务器需求的稳步上升、5G 与物联网的持续发展，未来半导体行业有望进入景气周期，存储行业亦将受益。
DRAM 与 NAND FLASH 是半导体存储市场规模中的最大两类。2018 年 DRAM 占半导体存储市场的 58%，NAND FLASH 占 40%。NOR FLASH 在新兴市场的崛起推动下，市场空间有望逐步恢复。存储行业的价格走向也遵循摩尔定律——集成度提升带来性能提升，单位成本下降。
就当前格局而言，全球存储行业呈现三大特征。第一，机械硬盘仍以企业级应用为主导，尽管 SSD 竞争加剧，HDD 以成熟性、成本优势和较长寿命在数据中心中占据重要地位，出货量与总容量仍在增长。随着云计算和互联网的发展，企业级数据存储需求持续扩大，HDD 逐步成为数据中心的标配。第二，DRAM 的竞争格局长期以三星、镁光、SK 海力士为核心，形成“三国鼎立”，并且产能与价格对市场影响深远。第三，FLASH 将成为新一代的主力存储之一，NAND（尤其是 3D NAND）的进步使容量持续提高、成本持续下降；NAND 市场由三星、铠侠、西部数据、镁光、SK 海力士、英特尔等共同主导，行业集中度高。NOR Flash 虽然写入与擦除速度较慢，但读取速度快，近年在嵌入式、穿戴设备、显示技术以及车载电子等领域重新获得增长动力。
NAND 与 NOR 的发展路线各有侧重。NAND 以较低成本实现快速写入/擦除，逐步成为消费电子和企业级存储的核心；NOR Flash 可直接挂载在处理器总线、用于执行底层程序，因此在嵌入式系统和需要可靠只读存储的场景中占据重要地位，近年来在可穿戴设备、显示技术和车载电子等新兴应用中再度获得增长动力。2003 年以来，FLASH 的价格持续下降，NAND 已逐步从 2D 走向 3D NAND，堆叠层数增加，容量显著提升。2005 年起，闪存厂商不断扩产，NAND 的出货量超越 DRAM。随着 3D NAND 的普及，SSD 面向企业级应用的发展也加速。
SSD 在消费、数据中心及行业应用领域需求强劲，全球出货量自 2015 年的 1.3 亿台增至 2020 年的 3.21 亿台，年复合增长率接近 20%。全球 SSD 市场对整体存储容量的消耗从 2016 年的 38% 提升至 2019 年的 43%，企业级 SSD 的增长尤为显著。SSD 的兴起也推动了 HDD 的份额下降趋势，但在数据中心场景中，HDD 仍以大容量、低成本和成熟性为优势，成为大量数据存储的基础选项。与此同时，NOR Flash 的应用场景也在扩展，台湾厂商在 NOR Flash 市场保持一定份额，国内厂商如兆易创新等也在持续提升其市场地位。
国内方面，长江存储等企业在 3D NAND 的自主研发与规模化生产上取得关键突破。国家层面对存储产业的支持持续增强，2020 年起国家大基金二期加大投资，武汉与合肥等地的相关项目进入快速扩产阶段。国内存储芯片设计与设备制造企业逐步形成协同，包括兆易创新、澜起科技等在内的设计公司，以及中微、北方华创等在设备领域的突破性进展，加速了国产替代与产业升级。
总体而言，全球数据数量的快速增长为存储行业提供了广阔的市场空间。中国在存储领域的投入持续增加，国内企业正不断缩小与国际领先厂商的差距。未来竞争格局将取决于高效的自主创新能力、成本控制能力与持续的产能建设。
