存儲芯片下半年價格走勢及未來技術(shù)方向

2024-06-12 來源：國際電子商情

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過去三個季度，存儲行業(yè)的表現(xiàn)不負(fù)眾望。從去年Q3起，存儲芯片價格下跌幅度收窄，Q4部分存儲產(chǎn)品合約價上升，2024年Q1存儲產(chǎn)品全面復(fù)蘇，截至2024年Q2，存儲行業(yè)仍在上行周期，整條產(chǎn)業(yè)鏈生機(jī)勃勃。

存儲芯片的周期性非常強(qiáng)，技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品迭代、產(chǎn)能擴(kuò)張和收縮、下游應(yīng)用需求變化，都會導(dǎo)致芯片價格波動。存儲原廠為了抓住市場機(jī)會，需針對性地進(jìn)行布局。在多重因素的影響下，存儲芯片的價格將如何演變，存儲技術(shù)的未來又指向何方？

2024年下半年存儲芯片的價格走向

由于存儲芯片價格連連下跌，2023年幾大存儲原廠出現(xiàn)集體虧損，虧損預(yù)估達(dá)破紀(jì)錄的50億美元。Gartner報告顯示，2023年全球存儲器市場規(guī)模下降37%，成為半導(dǎo)體市場中下降最大的細(xì)分領(lǐng)域。

在存儲市場供過于求，上游出現(xiàn)庫存積壓時，存儲原廠可通過降價、減產(chǎn)等手段來調(diào)控存庫存水位。減產(chǎn)和降價是一套組合拳，每當(dāng)銷售價格接近生產(chǎn)成本時，原廠會加大減產(chǎn)力度，直至帶動存儲芯片價格上漲。

2022年Q4起，鎧俠、美光科技、SK海力士、西部數(shù)據(jù)等存儲大廠陸續(xù)啟動減產(chǎn)、調(diào)整供給的舉措。緊接著，2023年上半年三星也加入了減產(chǎn)的行列，到去年9月，其NAND Flash的產(chǎn)量削減至總產(chǎn)能的50%，這主要集中在128層堆疊以下產(chǎn)品。

在存儲原廠共同的努力下，NAND Flash(閃存)和DRAM(內(nèi)存)的合約價分別于去年Q3和Q4止跌。到今年Q1全線存儲產(chǎn)品已經(jīng)復(fù)蘇，DRAM合約價格上漲20%，NAND漲幅達(dá)23%-28%。市調(diào)機(jī)構(gòu)TrendForce先前預(yù)計，DRAM在今年Q2會小幅上漲3%-8%，NAND上漲13%-18%，但在5月上旬又修正了Q2的數(shù)據(jù)，DRAM預(yù)計上漲13%-18%，NAND預(yù)計上漲15%-20%。

該機(jī)構(gòu)還指出，今年4月3日的“花蓮地震”是一個轉(zhuǎn)折點。震前，DRAM和NAND上漲動力稍顯不足，其現(xiàn)貨價格和交易量均已持續(xù)走低。但震后，PC廠商開始接受DRAM、NAND合約價的大漲價，一直到今年4月底，新一輪合約價談判陸續(xù)完成，其價格漲幅超過預(yù)期。

2024年下半年，存儲芯片的價格走向?qū)⑷绾危恳驗殚W存原廠在前年和去年急速減產(chǎn)，慧榮科技CAS業(yè)務(wù)群資深副總段喜亭在去年10月下旬接受《國際電子商情》采訪時預(yù)測稱，閃存價格在2024年下半年可能會拉得很高。但未曾想該趨勢在今年上半年就開始浮現(xiàn)，他在今年3月下旬針對這一預(yù)測補(bǔ)充表示，閃存的漲勢在今年下半年會稍微平緩，然后整體漲勢可能持續(xù)到明年Q1-Q2。而影響內(nèi)存的變數(shù)比較多，預(yù)計今年下半年漲勢可能放緩，主要看AI移到終端的速度是否夠快。

根據(jù)他的觀點，高性能SSD可以減少內(nèi)存的用量，但這不會在今年下半年馬上發(fā)生，所以內(nèi)存的需求量依舊比較大，內(nèi)存的漲價趨勢完全看AI在手機(jī)、PC上是否有取得巨大成功。

存儲需求“回春”拉動新周期

除了供應(yīng)端調(diào)整庫存的措施之外，需求端的“回春”也在拉動新周期到來。猶記得，新冠疫情初期的在線學(xué)習(xí)/辦公需求，推動了移動上網(wǎng)設(shè)備的銷售量，到如今這些設(shè)備已經(jīng)陸續(xù)進(jìn)入換機(jī)周期。

2023年Q4，全球個人電腦和智能手機(jī)銷量結(jié)束了持續(xù)下跌的趨勢。Canalys數(shù)據(jù)顯示：2023年Q4，個人電腦出貨量同比增長3%，智能手機(jī)出貨量同比增長8%；2024年Q1，臺式機(jī)和筆記本電腦的總出貨量增長3.2%，智能手機(jī)出貨量同比增長11%。智能手機(jī)、個人電腦銷量的增加，一定程度上推動了對存儲的需求。

HBM(高帶寬存儲器)的走紅也是一個積極因素。由于HBM支持GPU與CPU之間的高速數(shù)據(jù)傳輸，其應(yīng)用場景集中在高性能服務(wù)器的GPU顯存，小部分應(yīng)用于CPU內(nèi)存芯片。去年上半年，HBM則乘著GPU的東風(fēng)狂漲500%。但因HBM技術(shù)門檻高，出貨量到現(xiàn)在也不算大。從HBM競爭格局來看，SK海力士和三星的優(yōu)勢明顯——SK海力士約占50%份額，三星約占40%的份額，美光占比不足10%。

AI技術(shù)在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域落地一年多后，開始下沉到邊緣和終端設(shè)備中。高通在去年10月發(fā)布了第三代驍龍8平臺，支持終端側(cè)運行100億參數(shù)的模型，聯(lián)發(fā)科去年11月發(fā)布了天璣9300，支持10億至330億參數(shù)的AI大模型。這兩款芯片面向70億參數(shù)大語言模型的端側(cè)推理，均可以做到每秒20 token(自然語言模型處理文本的最小單位)，可實現(xiàn)AI即時同傳翻譯、AI整理筆記、AI智能通話、圖像AIGC消除、閃速摳圖等功能。

如今，有多家智能手機(jī)廠商發(fā)布了AI手機(jī)，包括vivo X100系列、OPPO Find X7系列、榮耀Magic 6系列、三星Galaxy S24系列、小米14 Ultra系列、魅族21 PRO系列、一加Ace 3V系列、真我12 Pro系列、華為Pura70系列等。這些AI手機(jī)對存儲提出了更高的要求，以滿足高數(shù)據(jù)傳輸速率和低時延需求。

中國閃存市場總經(jīng)理邰煒指出，2024年的手機(jī)平均容量將超過200GB，內(nèi)存也朝更高性能的LPDDR5x演進(jìn)，今年手機(jī)DRAM的平均容量在7GB以上。觀察市場現(xiàn)有AI手機(jī)的存儲容量，vivo X90系列的內(nèi)存為8GB、12GB，閃存最高為512GB，X100系列的內(nèi)存提升至12GB、16GB，閃存最高為1TB；OPPO Find X7系列和OPPO Find X6系列的內(nèi)存均為12GB、16GB兩種規(guī)格，但前者的閃存最高達(dá)1TB，后者閃存最高為512GB；三星Galaxy S23系列內(nèi)存為8GB，三星Galaxy S24系列內(nèi)存有8GB、12GB兩個規(guī)格。從整體來看，無論是內(nèi)存還是閃存，AI手機(jī)的存儲容量都在加大。

AI也是個人PC市場的新引擎，AI PC嵌入了AI芯片且支持本地化AI模型，需要更快的數(shù)據(jù)傳輸速度、更大的存儲容量和帶寬，32G LPDDR5x和1TB PCIe 4.0 SSD將迎來較好的應(yīng)用。

目前，英特爾、微軟、華為、聯(lián)想、戴爾、華碩等廠商已發(fā)布AI PC產(chǎn)品。但AI行業(yè)的分析師認(rèn)為，市面上個別廠商的AI PC產(chǎn)品有噱頭屬性，因為PC的AI功能還處于初級階段，“需要出現(xiàn)一款爆火的顛覆性應(yīng)用，才會大幅推動AI PC的銷量。”

以上與AI相關(guān)的應(yīng)用場景，均能推動更多的存儲需求，它們是存儲廠商關(guān)注的重點。比如，考慮到芯片內(nèi)大語言模型的需求，三星正在研發(fā)一款采用UFS 4.0技術(shù)的新產(chǎn)品，其通道數(shù)量將從2路提升至4路，順序讀取速度將達(dá)8GB/s，新品預(yù)計在2025年實現(xiàn)量產(chǎn)。另外，JEDEC(固態(tài)技術(shù)協(xié)會)將在今年Q3最終確定LPDDR6內(nèi)存規(guī)格，將提升低功耗設(shè)備性能，三星和SK海力士有望率先量產(chǎn)LPDDR6產(chǎn)品。

存儲技術(shù)未來的發(fā)展方向

據(jù)中國閃存市場的預(yù)測，存儲行業(yè)受益于行業(yè)回暖，先進(jìn)技術(shù)和新興市場應(yīng)用等因素的推動，預(yù)計2024年存儲市場規(guī)模至少將提升42%。在存儲總產(chǎn)量上，NAND Flash將超過8,000億GB當(dāng)量，較去年增長20%；DRAM將達(dá)到2,370億GB當(dāng)量，預(yù)計增長15%。

隨著去年Q3存儲行業(yè)迎來拐點，存儲原廠的利潤率也在逐漸得到改善，SK海力士在去年Q4就已經(jīng)恢復(fù)盈利。從上市企業(yè)2024年Q1季報中，可以看到許多存儲企業(yè)的業(yè)績大增，企業(yè)利潤率也得到了相應(yīng)提升。與此同時，存儲原廠也在發(fā)力高利潤產(chǎn)品線，積極推進(jìn)新技術(shù)的發(fā)展。本文聚焦DRAM和NAND Flash這兩類產(chǎn)品。

·NAND升級方向：擴(kuò)展容量和降低成本

NAND Flash主要朝著擴(kuò)展容量和降低成本兩個方向發(fā)展。而市場對閃存容量的追求，可細(xì)分為縱向擴(kuò)容、邏輯擴(kuò)容、橫向擴(kuò)容。

縱向擴(kuò)容體現(xiàn)在存儲原廠發(fā)力更高堆疊的產(chǎn)品，大家正朝著300層NAND推進(jìn)。代表廠商包括三星、美光、西部數(shù)據(jù)、鎧俠、長江存儲、SK海力士等。

從SLC、MLC、TLC、QLC到PLC的演進(jìn)是邏輯擴(kuò)容，每個單元存儲的數(shù)據(jù)越來越大，以便SSD可保存更多的數(shù)據(jù)。生成式AI推動服務(wù)器存儲需求激增，2024年QLC閃存的商用進(jìn)度加快，比如三星128TB原型SSD基于QLC打造。

橫向擴(kuò)容在每一層增加了更多的存儲容量。這增加了每一層的孔隙的密度，以達(dá)到更大單位比特的容量，是探討未來新技術(shù)、新制程時候要關(guān)注的方向。

閃存堆疊層數(shù)的增加也推動混合鍵合(Hybrid Bonding)技術(shù)成為主流架構(gòu)，混合鍵合主要有兩種使用方式：第一種是晶圓到晶圓，用于CIS和NAND；另一種是裸片到晶圓混合鍵合，對于HBM很有意義。具體操作是優(yōu)化周邊的邏輯電路和存儲單元之間的分布關(guān)系，比如從CNA和CUA到CBA(外圍電路直接鍵合到存儲陣列)，未來可能還有多層鍵合的場景。

·第六代1c制程DRAM即將量產(chǎn)

DRAM進(jìn)入到10nm制程時代以來，已從1x、1y、1z、1α演進(jìn)到1β(第五代)。三星、SK海力士、美光在去年完成了1β的研發(fā)，現(xiàn)在正陸續(xù)量產(chǎn)1β DRAM產(chǎn)品。此外，被寄予厚望的三星第六代1c 制程的DRAM也將于1至2年內(nèi)量產(chǎn)。

2023年AI服務(wù)器迅猛增長也帶動HBM、DDR5需求增加。各大原廠為了滿足市場需求，正加快先進(jìn)DRAM產(chǎn)品推出速度。隨著支持DDR5第二子代內(nèi)存產(chǎn)品的主流服務(wù)器CPU上市，今年下半年5,600 MT/S速率將進(jìn)入主流市場。

AI服務(wù)器也推動了128GB/256GB內(nèi)存模組的需求，這些高容量模組又受限于封測廠的TSV產(chǎn)能。所幸的是，存儲原廠將在今年內(nèi)推出32Gb單Die，使得128GB內(nèi)存模組無需采用TSV工藝，將推動128GB產(chǎn)品進(jìn)入服務(wù)器主流市場。此外，今年上半年CXL進(jìn)入了實用階段、HBM3e開始量產(chǎn)，這也將推動服務(wù)器內(nèi)存大升級。