存儲晶片,或稱半導體存儲,主要包括DRAM、Flash、SRAM、PROM等,而其中DRAM及NAND Flash是最主要的存儲類型,佔據整體市場份額高達99%左右,但是DRAM的市場規模和集中度都遠比NAND爲高。DRAM的用途主要是用於臨時存儲數據和指令,是手機、電腦和服務器等記憶體的主要方案,而Flash主要是用於各類的電子產品的硬盤,負責永久存儲數據。而隨著AI人工智慧年代的來臨,DRAM的重要性更進一步提升,因此本文也會集中討論HBM的最新情況。
DRAM主要也可以分爲幾類產品,包括DDR、LPDDR、GDDR和HBM,前面三者主要用於傳統消費電子、汽車等領域,而HBM主要是用於AI服務器等高性能計算領域。HBM是一種高性能的DRAM技術,其特點是高帶寬和低延遲。HBM内存通過多層堆叠的方式,垂直堆叠多層DRAM芯片,並通過微凸塊和中介層進行連接。這種結構允許HBM提供比傳統DRAM更高的帶寬和更低的功耗。當AIGC大模型的出現,大幅提升了對算力晶片的需求,也進一步同時帶動了對存儲晶片的需求和要求。由於人工智慧需要有高速的運算,頂級的GPU都會崁入HBM,尤其是在深度學習和大數據分析中,HBM的高效能和低延遲特性使其成爲不可或缺的原件。根據Trendforce的數據,2023年全球AI伺服器出貨量達到120萬台,同比增長35%以上。同時,2024年的出貨量預期將繼續提升至165萬台以上,同比增速達到37%,因此HBM的增長會維持在較高水準。
南韓的SK海力士(000660)是HBM技術的領導者,三星(005940)及美光緊隨其後。從HBM3開始,海力士在技術上已經開始領先,而最新的HBM3E產品,也是海力士率先成爲英偉達(NVDA)的主要供應商。早在2013年,SK海力士最早開發出TSV技術,並應用在DRAM,就是在只有幾十納米大小的DRAM晶片上,鑽幾千個小孔,在孔內穿上電極,讓這些晶片有機連接起來。2016年,三星也開始拼命追趕海力士,並宣稱先於對手開發出了第二代HBM。這樣的戲碼此後每隔兩年左右都會上演一次,三星和海力士都在搶奪卡位更新一代的HBM技術。至今,行業已經跑完了五代的產品反覆運算。HBM的技術爭奪戰不僅僅是兩家韓國廠商的遊戲,在HBM上掉隊許久的美光也加入了戰鬥。為了盡量縮短追趕的時間視窗,美光直接跳過此前的彎彎繞繞,押注最難的HBM3E。按照美光的計畫,其產品將在2024年開始發貨。HBM在2023年產能的空缺,也讓英偉達願意押注經驗尚短的美光。
近期,SK海力士副社長Kim Ki-tae表示,今年公司的HBM已經售罄,已開始為2025年做準備。美光科技CEO Sanjay Mehrotra也對外透露,美光科技2024年的HBM產能預計已全部售罄。根據市場研究公司Yole Group於2月8日發佈的資料,今年HBM晶片的平均售價是傳統DRAM記憶體晶片的五倍。該機構還表示,受到生產擴張難度和需求激增的雙重影響,2023年至2028年間,HBM供應的年複合增長率將達到45%,而考慮到擴產難度,HBM價格預計在相當長一段時間內將保持高位。市場研究公司Omnia稱,HBM預計今年將佔據DRAM市場的18%以上,高於去年的9%。受市場需求推動,HBM領域的主要供應商SK海力士、三星和美光科技等國際存儲晶片大廠正紛紛加大產能擴張力度。
作者洪龍荃,博立聯合創辦人、基金經理、中原資產管理投資總監
執筆之時,筆者授權/基金客户持有美光及英偉達,並會按不同股票的風險因素配置在不同產品上