行業深度研究之記憶體基礎篇（1）：圖文詳解DRAM、NAND、HBM等記憶體技術的前世今生和半導體記憶體基礎篇（2）：圖文詳解從記憶體單元到最終產品，記憶體產業鏈是怎樣形成的？這兩篇，從最基礎的位元、記憶體單元開始，梳理了DRAM、NAND、DDR、HBM和SSD之間的關係，這是研究整個記憶體行業需要的基礎。這一篇要進入"記憶體的週期"這個更核心的問題。
全球產生的資料越來越多，手機、電腦和伺服器配置的記憶體容量長期都在增加，DRAM（動態隨機存取記憶體器）和NAND Flash（與非型快閃記憶體）的長期需求也一直向上。但過去二十年，記憶體行業依然反覆經歷短缺、漲價、擴產、過剩和暴跌。
2017年行業還在討論記憶體超級週期，2019年已經進入明顯的供應過剩和價格下跌。2021年市場還在擔心缺貨，到了2022—2023年，客戶庫存調整和價格下跌又把行業推入新一輪低谷。
而到了這一輪AI週期，市場又開始出現一種熟悉的聲音。HBM和高端DRAM需求持續增長，AI伺服器需要越來越多的高速記憶體，記憶體行業可能長期處於供應緊張狀態。美光在2026財年最新業績會上進一步預計，DRAM和NAND的供應與需求緊張狀態可能持續到2027年以後。
這也是我們現在需要重新回顧歷史週期的原因。
2016年以後是雲端運算和伺服器，2020年以後是疫情、個人電腦和供應鏈緊張，今天則是AI、HBM和資料中心。驅動需求的應用一直在變，但短缺怎樣形成、價格怎樣上漲、庫存怎樣積累、產能怎樣釋放，最後又怎樣走向過剩，往往能在歷史中找到相似的軌跡。所以復盤歷史週期，是我們分析未來記憶體週期最有效的方法之一。
這背後還有一個很重要的事實。
長期記憶體需求增長和短期價格週期可以同時存在。研究記憶體週期，真正需要觀察的並不是幾年以後全球需要多少資料，而是在某一個具體時間點，需求增長速度、有效供給增長速度和產業鏈整體庫存量之間處在什麼關係。
而且一輪週期的反轉，並不要求終端需求量真正下降。只要真實需求增速低於此前預期，而產業鏈已經按照更高增長準備了庫存和產能，就可能形成過剩。
所以這篇文章先回到過去幾輪典型的記憶體週期，看看每一次上漲從那裡開始，需求和價格怎樣被一步步放大，繁榮階段又積累了什麼風險，最後是什麼變數推動行情反轉。
觀察記憶體週期的坐標系
在看過去幾輪週期之前，需要先說清楚幾個基本問題。
本篇分析以DRAM為主軸
DRAM和NAND都屬於典型的強週期記憶體產品，兩者的大方向經常受到相似的宏觀需求和庫存變化影響，但具體的漲跌幅度和拐點並不完全同步。
DRAM供應更加集中，NAND參與者更多。兩者提高有效產出的技術路徑也不同。DRAM更多依賴製程微縮和單元密度提升，NAND還可以通過增加3D NAND（三維NAND）的堆疊層數持續增加單位晶圓的位元產出。
因此，本文會以DRAM作為歷史週期的主要觀察軸，在關鍵階段穿插NAND的變化。
記憶體價格的傳導順序
觀察一輪記憶體價格週期，首先要區分現貨價和合約價。
現貨價（Spot Price，即即時交易市場的價格）主要反映近期市場交易狀態。一旦突然缺貨、庫存下降或者管道搶貨，現貨價格通常更快變化，因此可以作為觀察短期供需變化的高頻訊號。
大型伺服器、PC（個人電腦）、手機等客戶的大規模採購，更多通過合約價（Contract Price，即原廠與大客戶按一定週期協商確定的主流採購價格）完成。
因此，供應開始緊張時，現貨價格通常率先上漲。如果供應緊張持續，價格壓力才會逐漸進入下一輪合約議價。等到合約價格也開始上漲以後，漲價才會更明顯地傳導到原廠的平均售價、收入和利潤。
而需求開始轉弱時，情況也往往反過來。現貨報價和管道採購意願可能已經開始鬆動，但原廠仍在執行此前簽訂的合約，合約價格和財報中的平均售價仍然維持高位。只有當需求轉弱持續，並進一步影響新的合約議價時，價格下降才會逐漸傳導到原廠的收入和利潤。
這裡還有一個容易被忽視的問題。
價格向不同產品擴散時，沒有固定的技術代際順序。更先進的產品通常擁有更高性能，但具體規格在某一個時間點賣多少錢，仍然受到當期實際供應和需求影響。如果一個舊規格的產能退出速度快於需求下降速度，它同樣可能變得非常緊缺。
所以研究記憶體週期時，既要看整個DRAM或者NAND市場，也要進一步觀察不同產品之間的產能配置。
實際供應也不能只看晶圓產能
記憶體行業裡經常會看到一個指標，Wafer Start（晶圓投片量，即單位時間投入晶圓生產的數量）。
但晶圓投片量沒有增加，並不代表記憶體的實際供應量沒有增長。原因在於，記憶體廠商可以通過製程升級和提高記憶體密度，讓同樣一片晶圓生產出更多bit（位元，即資料的最小資訊單位）。
所以復盤週期時，我們真正關心的是市場實際能夠提供多少bit。它既受到晶圓產能影響，也受到製程、密度和良率影響。
這一篇只需要瞭解這個概念即可。具體怎樣從晶圓產能推導bit供應量，我會留到下一篇文章來寫。
每一輪週期都可以看五個變數
半導體記憶體的每一個週期，其實都可以關注五個變數。真實需求發生了什麼？有效位元供應量發生了什麼？客戶和管道是在補庫存還是去庫存？現貨價格和合約價格怎樣變化？最終什麼變數觸發了反轉？
接下來我們就通過這幾個維度來看過去的幾輪週期究竟發生了什麼。
2007—2012年
從集體擴產到行業大洗牌
要理解今天的DRAM行業，必須先回到2008年前後的那輪深度週期。因為今天三星、SK海力士和美光主導全球DRAM市場的格局，並不是從一開始就存在的。
早期DRAM市場有更多大型參與者。廠商之間不僅互相比技術，也比產能、成本和市場份額。而記憶體行業有一個非常殘酷的特點。同一代標準產品之間差異有限，一旦行業進入價格競爭，成本更低的企業可以繼續生產，高成本企業則會迅速進入虧損。
下游需求上升以後，所有人都想擴大產能
DRAM屬於重資產製造業。一座晶圓廠需要巨額前期投資，但產能形成以後，企業會希望儘可能提高裝置利用率，把折舊和固定成本攤到更多產品上。所以下游需求改善、價格上漲、利潤增加以後，廠商自然會產生擴大產能的動力。
單獨看一家公司，這個決定可能完全合理。但問題在於，競爭對手也在做同樣的事情。
當多家企業同時按照高需求預期擴張，新增產能不會馬上形成實際供應。對於先進記憶體晶圓廠，從建廠、裝置安裝到工藝驗證和良率爬坡，通常至少需要2年以上。如果是新建大型先進晶圓廠，從開始建設到首批晶圓產出往往需要數年，真正形成穩定規模量產還要更久。以美光Boise新廠為例，2023年10月開始建設，預計到2027年中才有首批DRAM晶圓產出。
於是需求量最大的階段，市場仍然可能保持緊張。但幾年前做出的擴產決定已經在逐漸轉化成新的實際供應。
價格反映的是今天的供應與需求，資本開支準備的是未來的產能。
當需求突然變化，已建成產能很難立即消失
2008年前後，全球金融危機進一步衝擊了原有需求預期。此前按照更高增長準備的DRAM產能，很快面臨明顯壓力。
但記憶體晶圓廠的產能不會因為價格下跌就立即消失。裝置已經買了，廠房已經建了，折舊和維護成本仍然存在。對於部分企業來說，只要繼續生產還能覆蓋一部分現金成本，停產反而意味著裝置閒置和更大的固定成本壓力。
所以行業進入下行以後，經常會出現一個看起來很矛盾的現象。價格已經很差，企業卻仍然在生產。結果就是庫存繼續累積，價格進一步承壓。
當價格跌到足夠低，週期開始變成淘汰賽
如果所有企業成本完全一樣，價格下跌只會讓大家一起減少利潤。
但現實中，各家公司成本差距很大。規模更大的企業擁有更強的裝置和材料採購議價能力，先進製程可以降低單位bit成本，更高良率又能進一步攤薄晶圓成本。
因此，當市場價格持續下跌時，不同企業承受衝擊的能力完全不同。高成本廠商可能很快進入虧損。虧損又會削弱現金流。現金流惡化以後，企業很難繼續投入下一代製程和新裝置。技術逐漸落後，單位成本進一步失去競爭力。
2009年，德國DRAM廠商奇夢達進入破產程序。此後，日本爾必達也進入重整，美光最終在2013年完成對爾必達的收購。經過這一輪長期出清，全球DRAM市場的參與者進一步減少。
所以，一次深度記憶體下行，不僅清理庫存，也會淘汰高成本產能，並重新分配市場份額，最終改變下一輪週期開始時的供應格局。
而這也帶來了新的問題。當行業從大量廠商競爭逐漸走向少數巨頭主導以後，記憶體週期會不會消失？
2012—2016年
行業集中後為什麼週期還在？
上一輪行業出清以後，DRAM市場進入了一個與過去明顯不同的階段。
參與者減少，三星、SK海力士和美光逐步成為最主要的全球供應商。早期那種大量廠商同時擴產、通過價格戰爭奪生存空間的競爭方式明顯減少。
但週期並沒有消失。
需求端發生了新的變化
這一階段最重要的需求變化之一，是智慧型手機和移動網際網路快速普及。
過去個人電腦是DRAM最重要的需求來源之一。智慧型手機普及以後，移動DRAM開始成為新的增長方向。與此同時，伺服器和其他計算裝置也在持續增加記憶體配置。記憶體需求開始從高度依賴個人電腦，逐步擴展到更多終端。
這對行業來說是一件好事。需求來源更加多元，單一終端衰退對整個DRAM市場的影響有所下降。
但需求多元化沒有讓需求變得容易預測。個人電腦、手機和伺服器擁有不同的產品週期。不同客戶又有不同的庫存管理方式。新的複雜性開始出現。
行業集中改變了產能供應方式
市場高度集中以後，單一頭部原廠的減產、擴產或者技術遷移，就可能對全球供應產生明顯影響。同時，集中度提高以後，龍頭企業對無序價格戰更加謹慎。經歷過前一輪慘烈淘汰以後，沒有企業願意輕易重複大規模產能過剩帶來的損失。
所以這一階段的DRAM週期，相比早期開始呈現新的特徵。擴產行為更加理性，但理性並不等於精準。
最大的問題仍然沒有解決
今天決定擴多少產能，要對應幾年以後才能真正形成的實際供應。
但幾年以後，手機銷量是多少？電腦需求是多少？伺服器增長多快？客戶手裡有多少庫存？這些沒有人能夠準確知道。即使所有企業都希望理性擴產，也只能依據當時看到的需求和預測做決定。
技術升級又會不斷提高單片晶圓的bit產出。所以即使行業沒有大規模建設新晶圓廠，市場實際bit供應量仍然可能繼續增加。
產業整合減少了早期的無序擴產，卻還是沒有消除產能決策與未來需求之間的時間差。
而下一輪週期，又把這個問題推到了一個新的高度。
結語
這篇先寫到這裡，下一篇會繼續講2016—2019年，記憶體超級週期為什麼最終還是結束了？2020—2023年，從疫情繁榮到歷史級去庫存到底是什麼情況？為什麼記憶體週期頂部經常在財報最好的時候開始形成？四輪週期放在一起對比來看，那些東西變了，那些一直沒變？ (清見涵AI產業觀察)