因AI“过热”的HBM内存, 会从缺货走向过剩吗?

虎嗅APP2024-07-05 20:49:49  118

在对存储行业进行整体分析后,本文主要是具体测算HBM的供需关系以及相关公司的业绩增量情况。

通过对具体量的分析测算,海豚君对当前HBM的供需情况有所担忧。当前主流机构普遍都认为HBM的供不应求局面仍将持续下去。然而,海豚君认为如果各家的产能规划如期落地,HBM市场的供需关系可能会转向“供大于求”

对于供需关系的测算中,部分市场结构将台积电的CoWos产能作为需求端的衡量标准。而海豚君认为HBM当前的最终产品主要是AI服务器,而云服务厂商才是最终的消费者(掏钱方)从各大厂的资本开支及AI服务器出货量入手,是相对真实的需求情况。而如果AI服务器出货量不及预期,那么CoWos和HBM作为上游供应方,都可能会面临产能过剩的局面。

将云服务厂商的资本开支和AI服务器出货量作为需求端的依据,以及存储厂商的扩产计划作为供给端的基础,海豚君测算在当前预期下HBM将从2023年末的“供不应求”,转为2024年末的“供大于求。”

而造成当前HBM供应仍相对紧张的原因,海豚君认为:(1)产能爬坡和良率提升需要时间;(2)三星新品还未进入英伟达供应链。而随着产能和良率的提升,三星通过认证,那么HBM供应紧张的情况将有较大的转变。

从当前需求端来看,HBM能带来100多亿美元的市场空间。而结合三家的产能规划来看,美光仍只能拿到1成左右的市场份额,给公司带来10亿美元左右的收入增量,收入占比不足5%。

当然美光本身就是“传统产品回暖+HBM增量”的双重逻辑,但即使参考公司2025财年80亿美元以上的核心经营利润来看,公司当前股价也对应18倍左右的PE,对于具有明显周期属性的公司来说并不算低估。

公司股价的继续上涨仍需要更多超预期的表现来带动,比如AIPC及AIPhone的起量、互联网公司大幅增加对AI服务器的采购,或者竞争对手的不足给公司带来的额外机会等。

以下是详细分析:

一、HBM的供需关系

在对美光及存储公司进行估值测算之前,聊聊对HBM供需关系的看法。在AI服务器等需求的推动下,对HBM的需求也将有成倍地提升。短期的需求激增,会导致供需的失衡,而存储主流厂商也相应提升了产能扩张的预期。那么,HBM供需失衡还会一直存在下去吗?

对于HBM供需关系:

(1)供给端:可以结合主要存储厂商对各自HBM的产能规划情况;

(2)需求端:一部分市场机构将台积电CoWos产能进行倒推来测算需求,但海豚君认为应该关注“谁掏钱,谁买单”的最终消费者,更应该从AI服务器及互联网大厂的资本开支入手

1.互联网大厂资本开支&AI服务器

HBM当前主要应用于AI服务器中,而互联网大厂主要购买AI服务器来进行训练和推理。因此,互联网大厂的资本开支将直接影响AI服务器的出货量。

在GPT等需求的带动下,主流云厂商纷纷都提升了自身的资本开支。2023年四大云厂商(Meta、谷歌、微软和亚马逊)的资本开支总计1500亿美元。结合一季度各公司管理层交流情况,四家公司的资本开支在今年都有望提升,海豚君预期4家公司的合计资本开支有望提升640亿美元,同比增加42%。

在相对乐观的情况下,假定4家云厂商增加的资本开支全部用于购买AI服务器,来看AI服务器及HBM的需求情况。从AI服务器的市场份额看,4家云厂商(微软、谷歌、亚马逊、Meta)大约占据市场近7成。在相对乐观的假设下海豚君推测2024年全球AI服务器市场需求增长大约有1000亿美元。

结合市场及行业情况,海豚君预期2024年AI服务器出货量有望提升至167.3万台,同比增长46.5万台。在相对乐观的全球AI服务器新增采购额1000亿美元的预期下,可以测算出单台AI服务器的均价在21.5万美元左右。

综合数据来看,海豚君认为AI服务器的出货量预期相对合理,出货量同比增长38.5%。随着AI服务器的升级及均价的提升,在资本开支不变的情况下,反而会影响到AI服务器出货量的提升。除非云厂商进一步提升资本开支规模。

2.对HBM供需缺口的测算

对于HBM供需缺口的测算,能帮助理解和把握HBM的价格及市场变化情况。具体而言,需求端从终端消费的AI服务器出发;供给端从存储厂商的产能规划来预期。

1)HBM需求端

结合市场及行业的预期,2024年AI服务器出货量有望达到167万台。此外今年GPU市场又推出了GB200等新品,单卡的容量达到140GB。因此,海豚君也调增了AI服务器中的单卡平均容量

总体来说,在AI服务器出货量提升和升级的情况下,市场对HBM的需求仍将较快增长。在相对乐观的情况下,2024年HBM的需求端有望提升至512MGB,同比增长80%。

2)供给端

当前HBM仍处于供不应求的局面,因此存储厂商的产能规划直接影响了HBM的供给情况。当前,HBM市场主要是由海力士、三星、美光三家占据。从三家厂商的产能规划可以测算,在下游需求的推动下,各家公司都对HBM进行了明显的扩产。至2024年末,HBM的产能有望提升至273K/m,这将接近于去年年底的3倍。

根据存储厂商的产能规划,来推算整体HBM的供给情况。从2023年末的每月93K到2024年末的每月273K,中间存在爬坡。因此,2024年的年产能用两年年末产能的加权平均数来测算,大约有2196k片的晶圆

以HBM3/HBM3E(11mm*11mm)为例,单片12寸晶圆大约能切割491颗芯片。依次做如下假定:1)切割效率为90%;2)TSV等良率55%;3)平均单颗粒的容量提升至2.2GB左右。

海豚君可以测算出,HBM的供给端有望从2023年的147MGB,提升至2024年的1174MGB,是去年同期的接近8倍。如此大的提升,主要得益于大规模的产能扩张、TSV良率的提升和单颗粒的容量增加。

3)供需端比较

由于当前三大存储厂商仅对2023年及2024年的产能情况进行披露,海豚君主要先比较2023-2024年HBM的供需关系情况。

(1)需求端:结合云服务厂商的资本开支和AI出货量情况,市场对HBM的需求有望从2023年的284MGB提升至512MGB;

(2)供给端:结合存储主流厂商的产能计划,HBM的供给端更可能从2023年的147MGB快速提升至1000MGB以上;

(3)供需关系:2023年供给端仅能满足需求的1/2,严重供不应求。供不应求的局面,推动各家厂商大幅提升产能计划。如果产能规划如实落地,2024年的HBM供需关系可能会明显反转,供给端反而会超出整体的市场需求

3.对HBM供需关系的看法

在研究的过程中,看到部分市场研究机构,采用台积电CoWos的产能作为HBM需求端的数据,这主要是考虑到:(1)HBM和CoWos都是影响AI服务器GPU出货量的主要瓶颈;(2)HBM在流程上也要交给CoWos,最终成为AI芯片的一部分。

在供给严重不足的情况下,Cowos的产能是有一定的参考意义。但对于供需关系的本身,更应该关注于最终消费者(掏钱方)。如果大厂的资本开支不跟上,AI服务器的出货量没有成倍增长,扩张的产能也可能转为过剩的一方。

海豚君认为在AI服务器的推动下,确实HBM存在供不应求的情况。但随着扩产的跟进,HBM市场可能会从“供不应求”转向“供过于求”。对HBM容量的需求是有接近翻倍的提升,但供给端更是提升到将近8倍(如果各家产能计划如期落地的话)。这不是因为需求突然减弱了,而是供给端提升太快,带来的供需失衡。

如果HBM继续保持供不应求的局面,则需要:(1)各家互联网大厂再次大幅度提升资本开支计划;(2)存储大厂的扩产计划及产品认证不及预期,设备采购及产能提升都出现延后。否则,在当前的预期下,2024年末HBM市场就可能会出现供大于求的情况。

二、HBM及美光业绩测算

在对存储行业的分析后,最终还是要落到公司上。对于美光来说,HBM究竟能带来多大的规模体量。股价持续上涨后,美光当前还算被低估吗?

1.HBM对美光的影响

从美光披露的公司HBM产能来看,公司2023年末产能3k/m,2024年末产能20k/m。考虑到产能爬坡及良率等因素,海豚君预测美光的HBM年产能将从12k提升至138k。

通过前期对HBM供需关系的分析,在供不应求的时候,供给端的产能是主要因素。而当供大于求时,主要根据需求端的数据来测算。因此2023年美光HBM的收入从产能角度来算,而2024年起从需求及市场份额来算。

虽然在三家厂商HBM的产能规划中,美光的占比仅有7.3%。但由于美光具有美国的背景,以及比三星提前进入英伟达的供应链。因此,海豚君预期美光在2024年的市场份额依旧会有10%左右。而随着三星产品通过认证和产能规模的劣势下,美光的市场份额可能会有一定的下滑。

对于HBM的价格,当前由于供给仍相对紧张,因此整体价格在2024年将有所上涨。但随着三星产品通过认证和产能端的释放,HBM的产品价格也有回落的风险。

通过测算,海豚君认为HBM有望给美光带来约10亿美元的收入,收入端的增幅主要发生在2024年。

2.美光业绩的测算

虽然还有AIPC及AIPhone等新需求的拉动,但对于当前美光业绩实际仍来自于传统周期回暖和HBM的增量提升。

1)传统产品方面:随着下游产品触底后的拉货以及存储厂商的产能控制,DRAM和NAND的出货量和价格都迎来了上升,进而推动传统产品的业绩回升。虽然新需求能推动产品的升级,进一步提升公司业绩,但当前还未看到明显的贡献。

随着DRAM和NAND产品的回暖,海豚君预期公司季度收入有望回升至90亿美元以上,单季度的利润也有望回到20亿美元附近

2)HBM方面通过此前测算,在AI服务器需求的带动下,海豚君认为HBM有望给公司带来10亿美元左右的年度收入。由于HBM具有相对较高的毛利率,有望给公司带来3-4亿美元的利润增厚。

3)整体来看:叠加传统产品和HBM的两方面情况,海豚君预期美光在2024财年的核心经营利润在10亿美元左右;而2025财年的核心经营利润有望提升至80亿美元以上。由于2024财年(即24Q3)很快结束,市场对公司主要关注于本财年后的业绩表现。而当前股价对应2025财年的估值仍有18倍PE左右

海豚君认为,美光当前股价已经打入了周期回暖及HBM的增量预期,而18倍左右的PE对于具备明显周期属性的公司来说未见低估。公司股价的继续上涨仍需要更多超预期的表现来带动,比如AIPC及AIPhone的起量、互联网公司大幅提升资本开支,或者竞争对手的不足给公司带来的额外机会等。

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