AI熱潮下，機(jī)器學(xué)習(xí)、生成式AI等需要大量計(jì)算能力和存儲空間，這對存儲芯片是一大利好，成為帶動(dòng)存儲芯片市場回暖的主要?jiǎng)恿χ?。TechInsights報(bào)告預(yù)測，得益于AI數(shù)據(jù)中心對高帶寬存儲器（HBM）的旺盛需求，以及對NAND閃存使用量的增長，存儲市場已經(jīng)全面復(fù)蘇。在此過程中，HBM3e、QLC NAND、GDDR7等存儲新品均呈現(xiàn)出極大潛力。三大存儲大廠也各顯神通，積極卡位，希望在新一輪市場周期中搶得先機(jī)。

AI需求拉動(dòng)：供應(yīng)商將延續(xù)漲價(jià)態(tài)度

人工智能需求的激增是本輪存儲市場扭轉(zhuǎn)的主要原因之一。據(jù)報(bào)道，有供應(yīng)鏈企業(yè)透露，三星將提供高達(dá)三成既有DRAM產(chǎn)能生產(chǎn)HBM3e，造成龐大的產(chǎn)能排擠效應(yīng)，將導(dǎo)致DRAM市場本季度供給更緊俏。而根據(jù)集邦咨詢調(diào)查顯示，由于通用型服務(wù)器需求復(fù)蘇，加上DRAM供應(yīng)商HBM生產(chǎn)比重進(jìn)一步拉高，使供應(yīng)商將延續(xù)漲價(jià)態(tài)度，第三季度DRAM均價(jià)將持續(xù)上揚(yáng)，漲幅預(yù)計(jì)將為8%～13%。

Omdia半導(dǎo)體研究高級首席分析師Lino Leng表示，DRAM市場在去年經(jīng)歷了一些產(chǎn)能和庫存的調(diào)整，而從今年開始，主要還是人工智能產(chǎn)業(yè)鏈的需求引領(lǐng)了DRAM 市場的全面增長，預(yù)計(jì)這一強(qiáng)勢將在下半年得以延續(xù)。一方面HBM 這一高端高溢價(jià)產(chǎn)品的銷售占比將持續(xù)增加；另一方面， 受到端側(cè)AI的驅(qū)動(dòng)，PC 和智能手機(jī)DRAM平均容量也有望快速提升，共同推動(dòng)DRAM市場走強(qiáng)。

人工智能熱潮也推動(dòng)了NAND閃存芯片的需求，尤其是企業(yè)對數(shù)據(jù)中心等IT基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行大規(guī)模投資。資料稱，AI數(shù)據(jù)中心對服務(wù)器容量的要求比一般數(shù)據(jù)中心高出20倍。對此，Omdia半導(dǎo)體研究首席分析師Alex Yon認(rèn)為，各種AI相關(guān)應(yīng)用的發(fā)布，包括AI智能手機(jī)、AI PC 新機(jī)型的推出以及企業(yè)/數(shù)據(jù)中心都將推動(dòng)對大容量存儲的需求。這些應(yīng)用中的人工智能工作負(fù)載需要大容量、高密度存儲，NAND 廠商將在下半年推出新一代286 層QLC閃存，以支持這些需求。

“人工智能本身的發(fā)展應(yīng)用還處于相對初級階段，但是其過去幾年的迭代速度和成果都是驚人的。人工智能將在可預(yù)見的未來不斷推動(dòng)對 NAND 閃存的需求?！盇lex Yon表示。當(dāng)然，NAND 供應(yīng)商主動(dòng)削減晶圓產(chǎn)量和持續(xù)提價(jià)也有助于減少庫存和提振市場。

中國市場在本輪周期中的回暖也很快。有半導(dǎo)體專家指出，存儲芯片市場2024年行情看好，其中，30%的存儲需求在中國大陸，相關(guān)大陸廠商的供應(yīng)也穩(wěn)定成長?？傮w來說，HBM與DDR5的需求是市場的主流。

HBM3e：三星產(chǎn)品認(rèn)證將影響供給格局

HBM是AI時(shí)代最具明星效應(yīng)的存儲芯片。特別是HBM3e，作為HBM3的增強(qiáng)版本，不僅在帶寬上有顯著提升，還優(yōu)化了能效，是內(nèi)存技術(shù)領(lǐng)域的一次重大提升。英偉達(dá)即將推出的GB200產(chǎn)品線便計(jì)劃采用大容量的HBM3e，將進(jìn)一步推高對HBM的需求。為了應(yīng)對HBM3e的強(qiáng)勁需求，SK海力士、美光以及三星都在積極調(diào)整其生產(chǎn)線，加大在1alpha nm及1beta nm等先進(jìn)制程上的投入。TrendForce報(bào)告預(yù)計(jì)，HBM3e到2024年底將占據(jù)先進(jìn)工藝晶圓投入的35%。

消息面上看，SK海力士作為全球首家推出HBM3e的供應(yīng)商，自去年8月宣布開發(fā)計(jì)劃。3月19日，SK海力士宣布，公司率先成功量產(chǎn)超高性能用于AI的存儲器新產(chǎn)品HBM3e，3月末開始向客戶供貨。為進(jìn)一步擴(kuò)大產(chǎn)能，SK海力士還計(jì)劃將韓國清州的M15X廠定為DRAM生產(chǎn)基地并加速建設(shè)，并且順利推進(jìn)龍仁半導(dǎo)體集群和美國印第安納州先進(jìn)封裝工廠等中長期投資項(xiàng)目。

三星電子的HBM3e目前也在進(jìn)行英偉達(dá)的質(zhì)量認(rèn)證。此前有消息稱，其已獲得英偉達(dá)的質(zhì)量認(rèn)證，但消息未得到最終證實(shí)。Lino Leng表示，HBM3e將是今年下半年和明年的主要產(chǎn)品。三星在獲得資格認(rèn)證之后會(huì)有充分的機(jī)會(huì)來填補(bǔ)市場短缺?？紤]到三星在DRAM市場的體量，一旦驗(yàn)證了其產(chǎn)品的競爭力，HBM下一代產(chǎn)品的市場競爭格局很可能面臨重新洗牌。

至于美光，其正在全球多個(gè)生產(chǎn)基地?cái)U(kuò)建（或計(jì)劃擴(kuò)建）HBM產(chǎn)線，目標(biāo)是在2025年將全球HBM市場份額擴(kuò)大至20%-25%。美光在2月份宣布，開始量產(chǎn)HBM3e解決方案。不過美光的產(chǎn)品在技術(shù)上不是特別穩(wěn)定。

QLC NAND：AI提供最佳入場機(jī)會(huì)

與MLC NAND和TLC NAND相比，QLC NAND每個(gè)單元可以存儲更多數(shù)據(jù)，顯著提升存儲性能，這使得QLC SSD被業(yè)界認(rèn)為其在人工智能領(lǐng)域?qū)⒂懈笞鳛?。此前QLC NAND主要應(yīng)用于PC OEM和消費(fèi)級SSD領(lǐng)域，隨著AI大模型不斷普及，數(shù)據(jù)中心存儲需求不斷激增，QLC NAND尤其是QLC SSD在AI、大數(shù)據(jù)領(lǐng)域被看好。

Omdia半導(dǎo)體研究高級首席分析師趙達(dá)海表示，本輪企業(yè)級應(yīng)用的需求集中于存儲密度，而QLC剛好是實(shí)現(xiàn)高密度和高速讀取存儲的最具性價(jià)比的方案之一。QLC面臨前所未有的有利環(huán)境得以進(jìn)入市場。集微咨詢也表示，QLC的主要優(yōu)勢在于高存儲容量之下的低成本。隨著AI數(shù)據(jù)的爆發(fā)，QLC SSD可以滿足速度和容量需求。

目前幾大閃存廠商都有QLC NAND的產(chǎn)品推出。2018年熱潮期間，三星、美光、東芝、西數(shù)等都發(fā)布了96層 QLC NAND。2021年三星在發(fā)布176層 QLC NAND閃存中，大幅提升寫入速度，達(dá)到320MB/s。這使QLC NAND的寫入速度較大程度上超過機(jī)械硬盤（HDD），為QLC NAND閃存替代機(jī)械硬盤提供了基礎(chǔ)。2022年SK海力士在Tech Field Day 技術(shù)峰會(huì)上展示192層QLC NAND閃存。去年，三星更是宣稱正在開發(fā)超過1000TB，即PB級的QLC NAND固態(tài)硬盤SSD。

不過QLC NAND同樣存在壽命瓶頸，限制其市場的進(jìn)一步增長?！叭a(chǎn)業(yè)鏈都在努力克服QLC產(chǎn)品短板，抓緊研發(fā)量產(chǎn)新的高容量企業(yè)級SSD產(chǎn)品以滿足市場需求，但是從開發(fā)到驗(yàn)證到量產(chǎn)都需要時(shí)間，部分產(chǎn)品還需要依賴新一代NAND顆粒的量產(chǎn)爬坡?？傮w而言，企業(yè)級QLC SSD有望成為今明兩年的市場寵兒，預(yù)計(jì)2024年內(nèi)QLC企業(yè)級SSD出貨比特占比有望超過一成，2025年出貨量將會(huì)繼續(xù)快速爬坡。”趙達(dá)海預(yù)測。

GDDR7：面向輕量模型應(yīng)用市場需求看好

GDDR7與HBM同屬于圖形DRAM，GDDR7主要用于增強(qiáng)GPU的可用帶寬和內(nèi)存容量，是GDDR家族的最新一代技術(shù)。在人工智能領(lǐng)域，GDDR7同樣具有很強(qiáng)的應(yīng)用潛力十足，可支持AI大模型進(jìn)行快速數(shù)據(jù)處理與運(yùn)算，為大模型訓(xùn)練與推理提速。GDDR7 提供的高系統(tǒng)帶寬 (>1.5 TB/s) 有望將生成式 AI（文本到圖像生成）的響應(yīng)時(shí)間縮短達(dá)20%。

Lino指出，HBM 針對具有大量I/O的并行計(jì)算進(jìn)行了優(yōu)化，是構(gòu)建人工智能服務(wù)器的關(guān)鍵產(chǎn)品。在人工智能訓(xùn)練場景有著壓倒性的性能優(yōu)勢。而GDDR7 是偏性價(jià)比的產(chǎn)品，可能會(huì)被中小型公司和個(gè)人采用，用于需要相對較少計(jì)算資源的人工智能模型的部署。

迄今為止，人工智能一直以大規(guī)模學(xué)習(xí)模型為基礎(chǔ)，但最近，高性價(jià)比人工智能模型的開發(fā)正在普及。以 SLLM（小型輕量級語言模型）為例，學(xué)習(xí)模型的參數(shù)從小于 10B 到 70B 不等。在這種輕量級模型中，采用 GDDR7 等產(chǎn)品可能是合適的。

目前，SK海力士、三星與美光均在爭奪GDDR7的主導(dǎo)權(quán)。2023年2月，三星首次展示了單引腳速率為37Gbps的GDDR7 芯片。今年3月份英偉達(dá)GTC大會(huì)上，三星展示16GB存儲密度的產(chǎn)品。SK海力士則表示將提供速率達(dá)40 Gbps的GDDR7芯片，16GB存儲密度的產(chǎn)品基本準(zhǔn)備就緒，將在今年晚些時(shí)候批量出貨。美光則在6月舉行的Computex 2024上展示新一代 GDDR7 ，數(shù)據(jù)傳輸速率32Gbps。