2017年11月20日 11:10:00

“他们分担了记忆的重量…”

蒂姆•奥布莱恩（Tim O’Brien） – “The Things They Carried”（《士兵的重负》）

最近，我又读了一遍我最喜欢的书籍之一 ——蒂姆•奥布莱恩写的一本关于越南战争的名为《士兵的重负》的小说。如果你从未读过，我强烈建议你读一下。但是，我们现在要说的是，在重读过程中，我找到了一个短语，可以被用作这篇分为两部分的文章的题目。碰巧，这个短语让我最近一直考虑的关于计算行业在“以记忆为中心”的计算范式时代到来之际应如何发展的想法得以具体化。要为我们所用，我们应该将短语改为将来时态，变成“他们将分担记忆的重量”，然后你就大概了解我们这篇文章要讲什么了。

你看，事情一直在变化，本文将阐述这些变化，以及它们对制造和消耗半导体内存（以下简称为“内存”）的公司的重大影响。所以，本文不仅仅是关于内存行业，还涉及该行业的客户，尤其是那些大型计算机硬件供应商，它们制造了我们每个人口袋里都有的装置——智能手机。其中两个最大的就是三星集团（Samsung）（OTC：SSNLF）和苹果公司（Apple）（AAPL），所以，我们将把它们视为科技行业金矿中镀金的金丝雀。这碰巧特别方便，因为三星公司除了消耗大量的内存之外，它也是内存的最大制造商。让事情变得更为复杂的是，苹果公司最近签约成为一个财团的一部分，该财团正在购买东芝（Toshiba）（TOSBY）名下的NAND JV股份，该合资企业是东芝与西部数据（Western Digital ）（WDC）一起创建的。如果该协议得以履行，苹果公司也会在内存生产领域发挥作用，尽管很小。

因此，是的，世界一直在变化，而且，我们这些股票持有人需要了解什么在下降。广泛来讲，未来内存会变得更贵，在装置制造商的BOM成本中占越来越大的比例。这对于内存寡头成员及其客户而言具有很大影响。本文的第1部分将阐述为什么这是真的。第2部分将提供与三星/苹果关系有关的细节，阐明这种新范式在财务成果方面将如何发挥作用。

关注内存行业的人都知道，我的论点是存在争议的。德高望重的分析师，如Bernstein的Mark Newman发表了一篇研究笔记（Electric Phred在这篇评论中提到过），推测三星和海力士将在2018年加大产能，导致产能过剩，随后行业毛利润率暴跌，一直持续到2020年。他有很多同伴。例如，一致同意的估计值是，镁光的股东回报率将在2019 年和2020年开始减少。

尽管事实上三星和海力士在内存经营领域如同印钞机一般，但我们仍然听说这两家公司都在增加DRAM和NAND的产能，这一定会颠覆目前供给不足的情形，导致内存的价格从目前的水平上降下来。参见这里，以及这里和这里，我会继续，但我希望你们能抓住要点。

所以，就当我疯了吧，但是，我认为他们都错了。并不是我自己有这种感觉。内存制造商他们自己也在告诉我们，那些吓人的标题错了。（下面我会直接引用它们。）NAND市场在2018年下半年可能会因为3D NAND的大量推出而有点疲软，因为业内的其他公司都开始追赶上英特尔（Intel）（NASDAQ：INTC） 和镁光（Micron）（NASDAQ：MU）的业绩，但是，即使这种前景最终得以实现，我预计供应过度很快会被潜在需求超越。如我们所见，三星对可能不利于它在DRAM 和NAND中可获得的高价的事情都没有兴趣（更不用提OLED 和逻辑代工）。三星的日子不能再好了。第三季度的业绩报告只报告了细节，但是，让我们看一下这个小小的趣闻——半导体细分部门的经营利润率只有上个季度的50%。

从行为观点来看，对我而言很明显这个紧密结合的内存行业会为了他们自己的利益采取行动，但是，很多观察家的观点似乎是行业有神风敢死队的飞行员的那种自卫本能。因此，就有了我们看到的标题。接下来，在本文的第2部分，我会量化一下如果三星做了导致DRAM 和 NAND价格下跌的蠢事，它会损失什么，希望你们不会厌烦。

碰巧，苹果是这个故事中的一部分 – 原因仍然是非常明显的。总而言之，三星的所得即苹果的所失。更确切地说，这对于苹果而言不是一个是否存在的问题，但是，根据事情的最终进展，苹果可能需要被迫思考其业务模式的变化，这很明显是它希望避免的。

我们会回过头来看一下内存供应商对2017日历年度第四季度和2018年的展望的，但是，现在，我们不要管战术层面的东西，继续考虑战略层面的事情吧。

在更宏观的战略环境中，要讲三个相互关联的故事，我会尽可能地将它们分清楚。第一个，也是最主要的故事是关于计算和范式变化的。最终，这种新范式将成为内存变得更贵的原因。第二个故事是关于内存行业及其作为现行计算革命的中介和目标的作用的。最后将阐述计算范式和内存行业的变革将如何影响其客户装置行业的两大巨头，即三星和苹果公司。这将主要在第2部分阐述，但是我们会在第1部分粗略地讲一下。让我们开始吧。

要讲的第一个故事是，计算行业正处于一次具有历史意义和深远影响的变革的初级阶段，此次变革正在改变而且将会继续改变计算的价值方程式。简单来说，计算的焦点正在从处理器向内存转变。自信息时代从20世纪40年代开始以来，计算的冯•诺依曼（Von Neumann）模型就主导着整个行业。在这种架构中，图灵（Turing）的内储程序模型被用于一种使用了内存总线但必须由指令和数据分享的结构中。重要的是，大部分数据存储都是被定义为与中央处理器及其本地（而且是非常有限的）内存资源无关的。因为这一重要决策，处理器的主导地位诞生了，而且，一直保持最近，因为越来越快的处理器更新换代，超越了内存技术的缓慢发展。

处理器/内存之间的不平衡导致出现了一种“存储墙”现象，在这种情况下，尽管处理器技术一再进步，但由于内存跟不上，从而限制了系统的总体性能。多年来，凭借缓存设计的创新，尽管架构存在局限性，管理层也努力地榨取了性能，但是，这种收益走到了尽头。更糟糕的是，随着处理器开发创造出了多核设计，每个核配备的内存把系统性能的瓶颈从FLOPS变成了内存潜能。同样糟糕的是，把数据从以处理器为中心的模型的复杂缓存中移进移出所需要的电力是非常高的。

问题就出在这里。而且，这是一个计算理论家了解已久的一个问题。（上面引用的Wulf研究是1994年的。）而我们意识到这个问题，是在数据呈指数增长的时候。人工智能、机器学习（AI/ML）、深度神经网络、大数据、内存计算（NYSE：IMC）、物联网（IoT）、虚拟/增强现实（VR/AR）、云计算——这些首字母缩写和无意义词汇的清单令人生畏，但是最后，它们加总在一起则意味着一件大事情。我们正处于一个不断数字化的世界中，我们需要更多的数据和更快的接入速度。不幸的是，以处理器为中心的模式不能将我们带入这个世界——在目前计算范式的四面高墙内，我们无法解决这个问题。

欢迎新世界的诞生。冯•诺依曼的计算遇到了它难以克服的性能和能源高墙，现在，将要取代它的新计算类型（即以内存为中心的模型）正在积极开发过程中。当然，为支持它所需要的软件和系统设施还需要时间才能完全实施，而且，模型必需的新NVMs（非挥发性内存）和处理器与内存之间的连接线，像“Gen-Z”和“OpenCAPI”，还未部署好。

同时，大数据、物联网和AI/ML的需求，以及数据的爆发（到2025年估计有163泽字节），给现有技术造成巨大压力。在近期到中期内，所有计算装置制造商都是通过在他们的装置中配置越来越多的DRAM 和 NAND来解决这个问题。这有所帮助，但是，从更长期来看（从10年代剩余的这几年到20年代），我们仍然需要新内存来增强最终替代如今的内存。与新内存技术同样重要的是可以充分利用它们的新程序类型和系统实施的开发。这项工作也在进行之中，被称为NVM程序设计模型。

这种新的程序设计模型为海量数据存储假设了低延时数据存取。正如镁光的Pawlawski在上述链接中所提到的那样，因为电源和性能的原因，我们无法再承担把数据转向处理器的做法——必须在本地处理数据。要想做到，我们需要新的非挥发性（也成为永久性的，或系统类别的）内存，消除从块模式装置，如HDD或SSDs中移动和拆包数据的必要。最终，我们需要构建和提供一种内存映像的混合内存环境。DRAM 和 NAND并不会长久，但是，未来新内存提供的优势将为装置设计师提供明显的便利——最具吸引力的当然是节电和性能的提高。这里，要理解的关键点是价值中心已经发生转变，像三星和苹果这样的装置制造商需要重新思考他们的硬件架构，以容纳这种新计算范式。在这个过程中，他们不可避免地要为他们的装置添加更多的存储内容。（英特尔（INTC）最近宣布在2018年下半年推出 3D XPoint NVDIMMS，表明了这种混合内存的未来。）

现在到了这个故事的第二条线了——内存行业，它必须发明和部署能够提供这种新计算范式的新内存。对于不太了解这个主题的投资者来说，需要了解关于这个行业的几个基本点。

首先，它是由极少的几家公司组成的。这是最近的一种现象，是因为过去15年中的行业合并直接导致的结果。下面是1997年的DRAM制造商清单。

如今，只有三家公司，占据了DRAM装运量的95%，其中三星公司是最大的，随后是海力士和镁光。NAND闪存行业有更多的参与者，但是也只有五家制造商，分别是（按市场份额排序）三星、东芝/西部数据（作为一个合资企业经营）、镁光（与英特尔经营一家生产3D XPoint的合资企业，但是从今年年终开始，不再生产NAND）、海力士和英特尔。将来，中国的公司会成为另一个参与者，但是，关于中国需要花多长时间才能产生实质性影响，以及能有多大影响还存在很多问题。可以说，目前来看，进入该行业的壁垒非常高，至少在10年代剩下的几年及20年代初，内存行业将是一个非常紧密的寡头垄断行业。

关于这个行业的第二个关键点是，它因为过去多变的财务绩效而产生了阴影，反映了在行业合并之前的时代，在这个行业中维持生产有多艰难。下面关于内存行业的负资本回报率的段落，明确显示了在这个时代内的财务结果。

这个图一直到2015年，但2016年和2017年会表现出这种持续的不稳定趋势，其中2016年的ROIC为负，为今年创纪录的收入和利润做了铺垫。这种历史导致了相当低的市盈率倍数，因为投资者会怀疑公司保持收入和收益冲量的能力。

在考虑内存行业时，心里要牢记的第三个关键因素是：它是一个资本高度密集的行业，要添加新的晶片制造能力，需要很长的研制周期，而且，一旦添加之后，必须要在很多年的时间里都保持高利用率，才能弥补建设所需的巨大投资。新DRAM 和 NAND的制造工厂造价达数十亿美元，平均需要两年的时间才能完成建设，理顺生产工艺，达到较高的产量。

还有第四个重要因素，那就是IP被寡头持有，不受约束地获取它对于经营和财务方面的成功至关重要。此外，IP开发是非常耗时且代价高昂。研发成本很高（去年，镁光和WDC的研发成本超过了9% ），但是，IP的用途是如此之多，所以尽管年同比财务绩效有所变动，但仍必须保持高投资水平。在如今行业即将公布和实现最终将替代DRAM 和 NAND的新一代NVM的风口浪尖上，这尤为重要。

存在争议的是，该行业内的供需平衡问题从未如此充满机会和风险。当然，平衡二者从来都不容易。任何在2015-2016的低迷时期（导致PC需求下滑）投资于该行业的人也都很好地了解这一点。毕竟，行业只能直接控制供应，只有有限的能力可以影响需求。在需求端，只有NAND被视为在较大程度上具有价格弹性。另一方面，DRAM的需求对价格下降只有相对较少的反应，因为它对于装置的性能是如此重要，用例的要求和竞争压力会将其支撑起来。

即使单独考虑供应本身，行业怀疑论者指出，在实践中有如此多会影响产量的变量，即使是合并后的行业，在确定符合预测需求水平的供应量时也会遇到麻烦。关于影响产能的因素的简单讨论会表明为什么这是真的。

产量增加由三个要素决定，第一个是增加或扩展制造工厂，使每个月都能生产更多晶片。另一个促进产能增长的要素是工艺进步，它有两个主要但截然相反的效果。第一个是因为新工艺要求更多的机器和更多的工艺步骤，它们会占用更多的厂房面积和更多的时间，从而导致晶片产量损失。DRAM 和3D NAND （3D 到 3D）每次推出新工艺时都会产生10%的晶片产量下降。另一方面，新工艺导致每个晶粒所包含的比特数更多，因此在生产的每一个晶片上都会有更多的比特数。影响产能的最后一个要素是产率，它是对制造工艺的质量和生产效率的衡量。一开始，产率通常都相当低，然后逐步随时间提高。例如，今年，有些预测人员预计NAND会供应过剩（从而导致ASPs下降），因为新的64层工艺3D NAND的产率在今年下半年会大幅提高。另一方面，成本也会下降，因为晶粒成本是工艺设计、制造数量和产率的函数。

那么，我们应该从这个简短的行业综述中得到些什么启示呢？关于这个引人注目的业务，我们还有更多可以讨论的事情，不过，让我们这样总结一下吧：内存行业发展缓慢，致使对它的长期投资变成一场豪赌。投资于该行业的各公司都知道，它们是在单独行动，但是在集体承担产能-投资决策的后果。行业产能过剩具有极为繁琐的财务后果。另一方面，产能投资不足，则只有有限的负面影响和许多财务利益。

内存行业的客户也逐渐意识到这个新现实。对他们而言，这个重要行业被紧密控制的这个事实产生了两个问题。根据我们上面讨论的影响需求的因素，第一个问题，也是压力最大的问题，那就是获得足够的供应。第二个，而且是密切相关的问题，是成本问题，成本与产能/需求平衡之间存在巨大的相关性。最近，从2016年中期到现在，DRAM 和 NAND一直都供应不足，二者的价格一再飙升。DRAM的供应最为紧张，导致价格在过去的一年中翻了一番还多。这种结果对于像苹果这样的原始设备制造商是一种双重打击，由于所需的关键部件价格上涨，它们的BOM成本也不断上涨。对于内存制造商而言，这种情形却产生了可观的收入和利润，因此，这种情形就导致供应方是否要提高产能来满足原始设备制造商不断增长的需求成为一个问题。尤其是关于DRAM，提出下列问题似乎是合理的——既然内存制造商很明显没有冒供应过剩的风险的兴趣，他们为什么要这么做呢？一个合理的结论是，起码，鉴于业务的动态性和全球政治及经济环境风险，内存生产商不会为产能增长投资。

尽管新闻标题耸人听闻，但我们可以看到这种动态起作用了。DRAM的三家供应商都明确表示，他们的DRAM产能增长在2018年不会超过20%，而预测的需求是增长25%。关于NAND，注意三星公司在其最近的第三季度电话财报会议中关于2018年供应增长的评论：

“关于供应，尽管供应商的64层产量可能扩张，但是供应增长与需求增长相比会非常有限，因为二维产能不断下降，技术难度不断上升。”

那么关于DRAM呢？三星公司表示，

“我们将秉持‘利润优先而不是市场份额优先’的政策，通过加快1xnm的试产，并在合适的时机推出更好的工艺技术来加强成本优势。”

三星关于产能投资的总体理念是什么呢？

“尽管密切监控市场状况，但我们将继续通过扩大差异化产品的销售额和管理以利润为目标的产品组合来提高盈利能力。”

这些话都难以支持上述新闻所持的供应过剩的论点。

我们了解镁光的战略。以防万一有什么不明白之处，Ernie Maddock费力地传达出下列信息（从第四季度的电话财报会议上）：

“关于2018财务年度没有新晶片产能的说法同样适用于DRAM 和 NAND。”

海力士的声明比较复杂，但基本都包括在下面：

“尤其是对于DRAM，从技术发展中获得的生产率提高很少。技术发展过程本身正在变得越来越复杂，工艺有了更多的步骤，需要更多的设备，生产时间变得比以往更长。这导致很难大幅提升晶片的产能，即使在一定程度上为了满足不断增长的需求，产能提升非常必要。这是因为无尘室空间有限，技术更迭的单位投资过高。”

本质内容就是，行业正在采取行动，并且将继续为了他们自己的经济利益而行动。这是不言而喻的，但对于那些预测将来行业产能会增长的人而言，这是一句充满争议的评论。确实，NAND与DRAM不一样。它有更多的生产商（五家，而不是三家）。最重要的是，与DRAM 相比，NAND处于一个更加动荡和快速增长的市场。这两个因素加起来，会产生可能导致供需不平衡的规划风险。我个人的观点，之前我曾经写过，那就是NAND的需求增长将会打败任何供应方面的错误计算。

在第2部分将要详细阐述的更重要的一点是，以内存为中心的计算范式，再加上改革后的内存行业，会对最大的两家内存消耗商三星和苹果产生截然不同的影响——而且，与过去的历史不一样，它会对三星公司更有利。这两家公司，在智能手机行业拥有的市场份额分别排名第一和第二，它们有着长期的合作和竞争关系。可以说（迄今为止），这种关系主要是对苹果公司有利的。苹果公司在任何谈判中都拥有主动权，公司利用这一点建立了强大的竞争堡垒。当然，这个堡垒是盈利的。

它的竞争堡垒有多强大，多可怕？在最初几年，iPhone分析师估计苹果iPhone的利润比同行业高出100%多（因为业内的其他公司都在亏损）。去年（2016年），苹果估计iPhone的利润占79.2% -行业总利润537亿美元中的449亿美元，三星智能手机部门占剩下的100多亿美元中的83亿美元（或者说是14.6%）。从这个衡量标准来看，苹果完全碾压三星。迄今为止，游戏都是有利于苹果的。这里有一张最近的图表，显示了两家公司自2014年以来的季度利润。

在最近公布的季度业绩中，利润趋势线似乎向三星公司偏移了。三星和评估都报告了107亿美元的净收益，企业总收入分别是565亿美元和526亿美元，其中三星的内存部门为半导体业务的经营利润贡献了51%。

来自《华尔街日报》的最近一篇文章对这种趋势进行了更详尽的报道。据《华尔街日报》称，我们要超越智能手机业务的直接竞争来研究。三星在智能手机业务领域的利润率仍然落后，但是，其零部件的利润率，尤其是内存，在迅速攀升。它攀升的速度如此之快，以至于《华尔街日报》的标题做成了：从卖出的每一部iPhone X，三星生产的零部件可赚取110美元，在手机的整个生命周期中，三星从iPhone X的销售额中赚取的总收入将比苹果公司多出40亿美元。

如果你相信Sun的联合创始人Bill Joy – 那么这个标题就是有依据的。据现在身为Water Street Capital的科技风险投资者Joy称，因为AI、云计算和增强/虚拟现实（AR/VR）等新用例导致的对DRAM的需求将继续超出DRAM的生产。Joy特别认为苹果对AR的强调将推动之后的iPhone配置高达10GB的DRAM。Joy没有对每部手机的NAND闪存内容做出类似预测，但是，可以认为，它也会迅速升级。

我认为Joy认识到了一些重要事情。实际上，即使他对DRAM的预测有所偏离，我认为也应该是预测得偏低了。而且，DRAM并不是苹果从三星购买的唯一部件。如果我们看一下他们之间的关系历史，迄今为止苹果开给三星的最大支票在传统上一直是在两个领域。第一个，也是最大的一个，是为逻辑开立的——苹果从三星的铸造部门购买的“A”系列SOCs。这个现在我们可以忽略掉了，因为苹果从iPhone 7开始将业务转向了TMC，而且，只要TMC供货，苹果就不太可能再转回来。下一笔最大的支票是为NAND开立的，它是苹果装置上的半导体存储部件。这种需求仍然在，而且，就像DRAM一样，也在逐年增加。（对于这些古老又继续存在的要求，我们现在添加了一种新技术–OLED显示器。不过，在本文中，我们仅关注DRAM 和 NAND。）

那么，现在的问题就变成了– 如果Joy是对的会怎么样？这对苹果而言意味着什么？要知道，他的预测有两个直接相关的部分。首先，移动装置的DRAM内容会大幅增加。第二，DRAM行业会看到需求增加，再加上随着DRAM节点进步而不断下降的生产率，将来会进一步推动其价格上涨。在第2部分，我们将研究2018-2021年间的一些情境，表明苹果的内存成本在这个内存缺乏且昂贵的新世界中会怎样。

苹果的投资者不会乐意看到我们的结论。内存成本将来会变得更高的这种前景，在行业经济出现巨大变革的最初几年中，会给苹果及所有装置制造商造成巨大压力。原有的假设会接受测试，最终会证明是不对的。必须要制定可以应对这种新的内存稀缺环境的新战略。第2部分将会研究这个过程，因为我们认为计算行业会分担不断增加的内存成本。请继续收看。

披露：我/我们持有WDC、MU、INTC、SSNLF的多头头寸。

我亲自写的这篇文章，仅表达了我自己的观点。我并未因此得到任何报酬（来自Seeking Alpha的稿费除外）。我与本文中提及股票所属的任何公司无任何业务关系。

编者按： 本文讨论了一种或多种不在美国主要股票交易所交易的有价证券。请了解与这些股票有关的风险。

文章来源：Seeking Alpha

原文标题：The 'Weight Of Memory' - Apple And Samsung In The New Computing Era