2月13日消息，隨著全球云服務(wù)科技大廠(chǎng)紛紛斥巨資掀起人工智能（AI）數(shù)據(jù)中心建設(shè)熱潮，推動(dòng)了對(duì)于DRAM的巨大需求，但由于現(xiàn)有產(chǎn)能有限，引發(fā)了整個(gè)DRAM市場(chǎng)的持續(xù)供不應(yīng)求、價(jià)格飆升。

據(jù)Counterpoint Research的數(shù)據(jù)顯示，今年一季度DRAM價(jià)格已上漲了80%至90%。多家DRAM廠(chǎng)商均表示，二季度DRAM價(jià)格將進(jìn)一步上漲，2026年的產(chǎn)能已經(jīng)售罄，甚至2027年的產(chǎn)能也已經(jīng)售罄，合約價(jià)格則都是需要逐季確定。不少業(yè)者甚至認(rèn)為DRAM緊缺、漲價(jià)的態(tài)勢(shì)將延續(xù)到2028年。

三星電子、SK海力士和美光這三大DRAM原廠(chǎng)為了利益最大化，甚至將更多的產(chǎn)能和資源投入到了數(shù)據(jù)中心所需的HBM產(chǎn)品當(dāng)中，這也加劇了消費(fèi)類(lèi)DRAM的供應(yīng)緊缺。

那么存儲(chǔ)芯片的供不應(yīng)求、價(jià)格上漲何時(shí)才能緩解呢？

IEEE Spectrum采訪(fǎng)了多位經(jīng)濟(jì)學(xué)家和存儲(chǔ)器專(zhuān)家，認(rèn)為如今的局面是 DRAM 行業(yè)歷史上長(zhǎng)期存在的繁榮與衰退周期，以及規(guī)?？涨暗?AI基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)相互碰撞的結(jié)果。除非 AI 領(lǐng)域出現(xiàn)重大崩盤(pán)，否則新增產(chǎn)能和新技術(shù)需要數(shù)年時(shí)間才能使供應(yīng)與需求相匹配，價(jià)格也可能依然居高不下。

DRAM短缺的根源

內(nèi)存和存儲(chǔ)行業(yè)的觀(guān)察人士一致認(rèn)為，DRAM 行業(yè)周期性極強(qiáng)，既有巨大的繁榮期，也有衰退期。存儲(chǔ)和內(nèi)存專(zhuān)家、 Coughlin Associates總裁Thomas Coughlin解釋說(shuō)，由于新建晶圓廠(chǎng)的成本高達(dá) 150 億美元甚至更多，企業(yè)極不愿擴(kuò)張，可能只有在繁榮時(shí)期才有資金進(jìn)行擴(kuò)張。但建設(shè)這樣一座晶圓廠(chǎng)并使其投入運(yùn)營(yíng)可能需要 18 個(gè)月或更長(zhǎng)時(shí)間，這實(shí)際上意味著新增產(chǎn)能的到來(lái)遠(yuǎn)遠(yuǎn)晚于最初的市場(chǎng)需求高峰期，導(dǎo)致市場(chǎng)供過(guò)于求，價(jià)格下跌。

Thomas Coughlin表示，上一輪存儲(chǔ)芯片繁榮周期的可以追溯到新冠疫情期間引發(fā)的芯片供應(yīng)恐慌。他指出，為了避免供應(yīng)鏈中斷并支持向遠(yuǎn)程辦公的快速轉(zhuǎn)型，超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心巨頭——例如亞馬遜、谷歌和微軟大量購(gòu)入DRAM和NAND，推高了價(jià)格。

但隨后供應(yīng)趨于穩(wěn)定，數(shù)據(jù)中心擴(kuò)張?jiān)?022年放緩，導(dǎo)致DRAM和NAND價(jià)格暴跌。Thomas Coughlin表示，這場(chǎng)衰退持續(xù)到2023年，甚至導(dǎo)致三星等大型內(nèi)存和存儲(chǔ)設(shè)備公司減產(chǎn)50%，以試圖防止價(jià)格跌破制造成本。這是一種罕見(jiàn)且相當(dāng)無(wú)奈的舉措，因?yàn)槠髽I(yè)通常需要滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)才能收回成本。

Thomas Coughlin指出，在2023年末開(kāi)始復(fù)蘇之后，“所有DRAM和NAND公司都非常謹(jǐn)慎地對(duì)待再次擴(kuò)大產(chǎn)能的問(wèn)題。因此，2024年和2025年的大部分時(shí)間里，幾乎沒(méi)有對(duì)新的產(chǎn)能進(jìn)行投資?！?/p>

新投資的匱乏與2025年新建數(shù)據(jù)中心需求的激增形成了鮮明對(duì)比。根據(jù)Data Center Map的數(shù)據(jù)顯示，目前全球有近2000個(gè)新建數(shù)據(jù)中心正在規(guī)劃或建設(shè)中。如果這些數(shù)據(jù)中心全部建成，全球數(shù)據(jù)中心供應(yīng)量將增長(zhǎng)20%，而目前全球數(shù)據(jù)中心數(shù)量約為9000個(gè)。

如果目前的建設(shè)速度持續(xù)下去，麥肯錫預(yù)測(cè)，到2030年，企業(yè)將在數(shù)據(jù)中心建設(shè)上投入7萬(wàn)億美元，其中5.2萬(wàn)億美元將用于A(yíng)I數(shù)據(jù)中心。該公司預(yù)測(cè)，在這5.2萬(wàn)億美元中，約3.3萬(wàn)億美元將用于服務(wù)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

迄今為止，AI數(shù)據(jù)中心熱潮的最大受益者無(wú)疑是GPU制造商英偉達(dá)。其數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)的收入從2019年第四季度的不足10億美元飆升至2025年10月結(jié)束的季度的510億美元。在此期間，其AI GPU所需的HBM容量越來(lái)越多。最近發(fā)布的B300使用了8個(gè)HBM芯片，每個(gè)芯片由12個(gè)DRAM芯片堆疊而成。競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手對(duì)HBM的使用也與英偉達(dá)的做法大體相同。例如，AMD的MI350 GPU也使用了8個(gè)12層堆疊的HBM芯片。

根據(jù)SemiAnalysis預(yù)計(jì) ，HBM 的成本通常是其他類(lèi)型DRAM的三倍，并且占AI加速器總成本的 50% 甚至更多。

由于需求旺盛，HBM在DRAM制造商的收入中所占比例越來(lái)越高。美光報(bào)告稱(chēng)，HBM和其他云相關(guān)內(nèi)存產(chǎn)品在其DRAM收入中的占比將從2023年的17%增長(zhǎng)到2025年的近50%。

美光科技首席執(zhí)行官桑杰·梅赫羅特拉 (Sanjay Mehrotra) 在去年12月向分析師表示，該公司預(yù)測(cè)HBM市場(chǎng)總規(guī)模將從2025年的350億美元增長(zhǎng)到2028年的1000億美元，這一數(shù)字將超過(guò)2024年整個(gè)DRAM市場(chǎng)的規(guī)模。這一數(shù)字比美光此前的預(yù)期提前了兩年達(dá)到。他表示，在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，整個(gè)行業(yè)的需求將“大幅超過(guò)供應(yīng)”。

DRAM或?qū)㈤L(zhǎng)期供不應(yīng)求

Mkecon Insights的經(jīng)濟(jì)學(xué)家Mina Kim解釋說(shuō)：“解決DRAM供應(yīng)問(wèn)題有兩種方法：一是創(chuàng)新，二是建設(shè)更多晶圓廠(chǎng)。隨著DRAM規(guī)模化變得越來(lái)越困難，業(yè)界轉(zhuǎn)向了先進(jìn)封裝技術(shù)……而這實(shí)際上就是使用更多的DRAM?！?/p>

三星、SK海力士、美光三家公司占據(jù)了全球DRAM和NAND市場(chǎng)的大部分份額，而且這三家公司都在籌建新的晶圓廠(chǎng)和生產(chǎn)設(shè)施。然而，這些舉措不太可能對(duì)降低價(jià)格產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性影響。

美光正在新加坡建設(shè)一座HBM晶圓廠(chǎng)，預(yù)計(jì)將于2027年投產(chǎn)。同時(shí)，該公司正在對(duì)其從中國(guó)臺(tái)灣PSMC收購(gòu)的一座晶圓廠(chǎng)進(jìn)行改造，該晶圓廠(chǎng)也將于2027年下半年投產(chǎn)。然而，這些設(shè)施大多將專(zhuān)注于生產(chǎn)英偉達(dá)AI GPU 所需的HBM，而非消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品所需的標(biāo)準(zhǔn)DRAM。至于，美光今年1月在美國(guó)紐約州動(dòng)工興建的一座DRAM晶圓廠(chǎng)，則是要等到2030 年才能全面投產(chǎn)。

SK海力士正積極在韓國(guó)清州（Cheongju）和美國(guó)印第安納州建設(shè)新的HBM 工廠(chǎng)，這兩處設(shè)施預(yù)計(jì)都要等到2028 年底才能完工投產(chǎn)。該公司甚至為了滿(mǎn)足AI 客戶(hù)巨大且驚人的需求，將原本的2027 年設(shè)廠(chǎng)計(jì)劃提前了三個(gè)月，并承諾投入超過(guò)5,000 億美元建設(shè)四座新晶圓廠(chǎng)，更宣布投資近130 億美元于新的封裝設(shè)施?？深A(yù)見(jiàn)的是，這一切重心皆在于A(yíng)I。

三星位于韓國(guó)平澤（Pyeongtaek）的新晶圓廠(chǎng)預(yù)計(jì)于2028年開(kāi)始量產(chǎn)。

由于這些擴(kuò)建項(xiàng)目在未來(lái)幾年內(nèi)無(wú)法發(fā)揮作用，因此需要其他因素來(lái)增加供應(yīng)?！熬徑夤?yīng)緊張的途徑包括現(xiàn)有DRAM領(lǐng)先企業(yè)逐步擴(kuò)大產(chǎn)能、先進(jìn)封裝工藝的良率提升以及供應(yīng)鏈的多元化，”全球電子協(xié)會(huì)（前身為IPC）首席經(jīng)濟(jì)學(xué)家肖恩·杜布拉瓦克（Shawn DuBravac）表示?！靶陆ňA廠(chǎng)會(huì)起到一定作用，但更快速的提升將來(lái)自工藝學(xué)習(xí)、更高的DRAM堆疊效率以及存儲(chǔ)器供應(yīng)商和AI芯片設(shè)計(jì)商之間更緊密的合作?！?/p>

那么，一旦這些新工廠(chǎng)自2027年陸續(xù)投產(chǎn)，DRAM價(jià)格就會(huì)下降嗎？別抱太大希望。

“一般來(lái)說(shuō)，經(jīng)濟(jì)學(xué)家發(fā)現(xiàn)價(jià)格下降的速度遠(yuǎn)比上漲的速度慢得多，而且下降的幅度也小得多。如今DRAM芯片不太可能成為這一普遍規(guī)律的例外，尤其是在A(yíng)I計(jì)算需求如此旺盛的情況下，”Mina Kim說(shuō)道。

與此同時(shí)，一些正在研發(fā)中的技術(shù)有望使HBM成為更大的硅片消耗者。HBM4標(biāo)準(zhǔn)可以容納16個(gè)堆疊的DRAM芯片，而目前的芯片僅使用12個(gè)芯片。實(shí)現(xiàn)16個(gè)芯片的堆疊高度很大程度上取決于芯片堆疊技術(shù)。如何有效地將熱量傳導(dǎo)至由硅、焊料和支撐材料組成的HBM“層疊結(jié)構(gòu)”是限制芯片堆疊高度以及重新定位封裝內(nèi)HBM以獲得更高帶寬的關(guān)鍵因素。

SK海力士聲稱(chēng)，其名為先進(jìn)MR-MUF（回流焊注塑成型底部填充）的制造工藝能夠帶來(lái)導(dǎo)熱優(yōu)勢(shì)。展望未來(lái)，一種名為混合鍵合的芯片堆疊技術(shù)有望通過(guò)將芯片間的垂直距離幾乎降至零來(lái)提升導(dǎo)熱性能。2024年，三星的研究人員證明，他們能夠利用混合鍵合技術(shù)制造出16層高的芯片堆疊，并表示20層芯片堆疊并非遙不可及。

然而，更多層數(shù)堆疊的HBM的推出，無(wú)疑將會(huì)消耗更多的DRAM產(chǎn)能，這對(duì)于緩解DRAM供應(yīng)緊缺問(wèn)題并沒(méi)有幫助。

英特爾首席執(zhí)行官陳立武上周在思科人工智能峰會(huì)上談到他對(duì)DRAM市場(chǎng)的看法時(shí)表示：“到2028年之前，（存儲(chǔ)芯片的供應(yīng)緊缺）情況都不會(huì)有所好轉(zhuǎn)?！?/p>

值得一提的是，由于NAND Flash同樣面臨產(chǎn)能排擠與減產(chǎn)策略，SSD 的價(jià)格也正在飆漲。市場(chǎng)消息指出，三星、SK 海力士和Sandisk 等大廠(chǎng)皆計(jì)劃在2026 年將NAND Flash芯片價(jià)格翻倍。

慧榮科技（Silicon Motion）的CEO甚至發(fā)出警告，表示機(jī)械硬盤(pán)（HDD）、DRAM、HBM 和NAND Flash在2026 年都將面臨嚴(yán)重短缺，這是前所未見(jiàn)的情況。

同樣，顯卡產(chǎn)品由于所需顯存（VRAM）供應(yīng)的緊缺，也將面臨減產(chǎn)。傳聞?dòng)ミ_(dá)由于顯存供應(yīng)緊缺，計(jì)劃在2026年不再推出新產(chǎn)品，并且將削減高達(dá)40%的游戲顯卡產(chǎn)量，以保障對(duì)于利潤(rùn)率更高的高端顯卡產(chǎn)品的供應(yīng)。這代表著，未來(lái)的顯示卡不僅價(jià)格昂貴，甚至可能面臨缺貨。

編輯：芯智訊-浪客劍