存储芯片约占集成电路产业的三分之一,被视为半导体市场的风向标。近期,AI 驱动和消费电子市场低迷的双重作用下,存储芯片市场呈现出分化的态势。
近日,慧荣科技终端与车用存储业务群资深副总段喜亭在接受第一财经记者采访时表示,由于 AI 需求的推动,上半年数据中心的存储需求十分旺盛。一方面需要高带宽内存 (HBM) 将数据快速传递给处理器进行运算,另一方面又需要大容量固态硬盘 (SSD) 存储大量数据。
HBM 由多个 DRAM 颗粒堆叠而成,几乎是高性能 AI 芯片的刚需。HBM 技术最先受到 AI 的推动,而 SSD 则由 NAND Flash 颗粒 (一种非易失性存储介质,以下简称闪存) 制成。这两种芯片颗粒占据了存储芯片市场的主要份额。虽然数据中心展现出热烈的需求,但市场需求分配并不均匀。段喜亭告诉记者,上半年原厂闪存颗粒价格持续上涨,而消费电子终端价格却出现了脱节。背后的原因是,消费终端零售市场的需求十分低迷,闪存颗粒涨价需要依靠数据中心的强劲需求来支撑。在这种情况下,下半年闪存颗粒的价格走势还需要进一步观察。
在存储市场冷热不均的局面中,一方面 DRAM 厂商正在积极扩产 HBM,NAND Flash 厂商也推动着价格回涨,另一方面消费电子市场“寒潮”尚未完全退去。在市场需求供不应求的情况下,AI 正在带来一些深刻的变化。
存储市场冷热不均
从市场行情来看,HBM 的需求仍在持续增长。据国际半导体产业协会 (SEMI) 近期发布的报告显示,来自晶圆厂设备部门的销售额预计将在 2024 年增长 2.8%,达到 980 亿美元,高于之前的预测。这主要得益于业界对 DRAM 和 HBM 的大量投资。
几家主要的 DRAM 厂商都在积极进行产能扩张。SK 集团近日宣布,其旗下的半导体子公司 SK 海力士计划在 2028 年前投资 103 万亿韩元,其中约 80% 的资金将用于 HBM 的投资。有消息称,美光正在美国建设 HBM 测试产线和量产线,计划在 2025 年将 HBM 市场占有率提高至 20% 左右。
记者了解到,扩产已经逐渐缓解了 HBM 产能紧缺的状况。集邦咨询分析师王豫琪告诉记者,”HBM 技术迭代速度非常快,下半年主要集中在 HBM3e 的需求上。总体来看,HBM 依然供不应求。但在搭载 HBM3 的英伟达 H100 芯片中,已经观察到其周期收敛至一个季度的趋势。”
然而,除了 HBM 之外,存储市场的其他领域出现了分化。由于 AI 训练等环节需要存储大量数据,闪存产品在数据中心的需求有所增长,但消费电子领域仍处于低迷状态。根据 IDC 数据,今年第二季度全球 PC 出货量同比增长 3% 至 6490 万台,第一季度全球智能手机出货量同比增长 7.8% 至 2.89 亿台,但两者出货量均不及 2022 年同期。
需求的变化反映在了闪存颗粒价格上。段喜亭告诉记者,”上半年闪存颗粒价格拉升得非常快,数据中心所需产品供不应求。但目前看,下半年消费电子终端零售市场还是不够好。闪存原厂是不是会继续涨价,要看数据中心下半年还有多大动力购买存储产品。我认为下半年闪存颗粒涨价幅度会收敛,但还不确定会收敛多少。”
从现货闪存颗粒价格来看,集邦咨询分析师敖国锋告诉记者,闪存原厂在经历了去年的大幅亏损后,今年的首要目标是实现或增加盈利,尤其是在今年产能未大幅扩张的情况下,闪存价格持续上涨。但由于现货市场需求不佳,现货价格并未像原厂价格那样积极上涨。
集邦咨询预测,第三季度企业级 SSD 将受益于 AI 应用的扩展,但消费电子需求持续低迷。预计 NAND Flash 均价涨幅将从第二季度的 15%~20% 收敛至第三季度的 5%~10%。
尽管没有直接生产存储颗粒,但国内多家企业业务与存储系统、存储模组、SSD 等相关。经历了上半年行情回暖,面对需求尚未完全确定的下半年,闪存相关厂商的业绩和股价有所反应。
从业绩来看,同有科技、佰维存储近期预告了今年上半年净利润同比扭亏,分别预计盈利 0.4 亿元~0.52 亿元和 2.8 亿元~3.3 亿元,江波龙也预告上半年同比扭亏,盈利 5.2 亿元~6.1 亿元。从股价来看,同有科技、朗科科技、江波龙和佰维存储今年年初都曾有过一波股价拉升,年内盘中股价高点分别定格在 3 月、3 月、4 月和 7 月初,但高点后,股价便持续波动或有所下滑。
AI 改变了行业竞争
数据中心和消费电子终端都面临 AI 算力消耗带来的能源问题。使用电池且无法像数据中心一样采用液冷等辅助方式的消费电子终端,对存储产品的功耗要求更加严格。段喜亭告诉记者,AI 的“风”要从数据中心“吹”到消费终端设备,面临三大挑战,包括控制终端能耗、缩小大语言模型和降低成本。
存储厂商的竞争已经从更快的数据传输速度、更大存储容量转变为更加节能。记者近日从三星电子了解到,三星在联发科下一代天玑移动平台完成了其最快的 LPDDR5X DRAM 验证,该产品突出体现了能耗降低对具备 AI 功能的移动设备的适应性。闪存和 SSD 厂商铠侠此前告诉记者,铠侠在推进大容量的同时,也会发力低功耗、省电。铠侠本月开始送样的 2TB 四级单元 (QTC) 存储器也强调了功耗表现和对 AI 场景的适应性。
节能的要求对于闪存产品主控芯片厂商来说,一定程度上成为了高制程的比拼。不同于通过 3D 堆叠提高存储密度、不太强调先进制程的存储颗粒,闪存产品上还有一颗需要依靠制程进步提升性能的主控芯片。记者了解到,为了满足 AI 场景的高性能和低功耗要求,这颗主控芯片也开始迈向高制程。
段喜亭告诉记者,”以前我们评估主控芯片好坏主要看速度,但在 AI 时代,我们看的是单位瓦数里的数据传输速度。这对主控芯片厂商来说构成了更高门槛。我们最新推出的产品已经用到台积电 6nm EUV 制程。进入 6nm 乃至 5nm、3nm,厂商投资将会非常巨大,行业竞争门槛更高了。” 英伟达 AI 芯片迭代速度基本是一年推出一颗,闪存主控芯片与之相似,迭代速度加快后,主控芯片厂商需要考虑自身是否有足够的财力持续进行研发投资。
敖国锋也告诉记者,”为了满足 AI 服务器对节能和散热的要求,越来越多厂商开始采用 6~12nm 制程开发 SSD 主控。这不仅大幅提高了开发资金的门槛 (预计开发 6/7nm 制程所需资金约为 2 千万~3 千万美元),同时也使研究技术变得愈加复杂。这些因素将会拉大主控厂商之间的竞争态势。”
不论是服务器还是消费电子终端,为了适应 AI 工作负载而使用更快的 HBM、更大容量的闪存产品和先进制程的闪存主控芯片都可能拉高成本。市场研究机构 TechInsights 近日发布的报告指出,AI 将推动芯片平均价格上涨。
虽然下半年闪存颗粒是否继续涨价存在不确定性,但受益于 AI 对先进制程芯片的强劲需求,代工龙头台积电涨价似乎更具确定性。台积电今年 6 月传出针对部分先进制程芯片涨价的消息。业内人士告诉记者,台积电涨价是基于其在先进制程领域的定价权。在竞争压力较大的成熟制程领域,台积电不太敢明显涨价,而先进制程涨价目前还没有看到停下来的迹象。