DRAM技术发展与微缩挑战 - DRAM单元包含一个访问晶体管和一个存储电容,其尺寸在过去数十年间不断缩小,以降低每比特成本[2] - 历史上DRAM密度增长远超逻辑芯片,大约每18个月翻一番,极大地降低了成本,导致许多无法在成本上竞争的供应商破产,行业整合至仅剩少数几家主要厂商[2] - 过去十年,DRAM密度总共只增长了约2倍,远低于行业鼎盛时期每十年约100倍的增长,微缩速度已显著放缓[3] - 现代DRAM单元中的电容器是高度立体的结构,长宽比接近100:1,却只能存储数万个电子,信号极其微弱[3] - 位线和读出放大器已成为DRAM微缩的主要制约因素,尺寸的每一次微小缩小都会降低信号裕度、增加变异性并提高成本[3][6] - DRAM微缩放缓导致每比特成本的下降速度随之放缓,定价如今更多地取决于产能和供需关系,而非技术驱动的成本降低[8] 存储器行业的周期性特征 - 存储器行业具有商品化和周期性波动的特点,由需求变化与供应响应之间的时间错配造成[9][10] - DRAM供应灵活性很差,建造领先的晶圆厂需要数十亿美元投资和数年时间,包括漫长的良率学习曲线和产能爬坡期[10] - 供应商需要保持较高的产能利用率(从超级周期的约95%到严重下行周期的低至50%)才能产生现金利润以收回巨额资本投资[13] - 通过迁移到先进工艺节点(如三星1c节点相比1a节点每片晶圆比特输出量提高约70%)可以在不新增产能的情况下提高比特供应量[13] - 新节点初始良率低限制有效产量,但随着良率学习深入,即使晶圆产量不变也能带来更多比特供应,这在经济低迷时期会加剧供应过剩和价格下行压力[14] - 价格下跌对制造商影响巨大,因固定成本已投入,毛利率大幅压缩,现金流迅速恶化[14] - 行业参与者从20世纪90年代约20家重要供应商,经过周期性衰退淘汰,整合至2020年代不足10家,如今只有3-4家材料供应商[15][16] 历史上的存储器超级周期 - 存储器需求在“拐点期”(如新计算平台出现)可能发生突变,呈非线性甚至爆发式增长,例如个人电脑、智能手机、云计算和人工智能加速器[16][17] - 以往的超级周期往往在一两年内达到顶峰并转为下跌周期,因高利润率推动激进的资本投资和产能扩张,最终导致供应过剩[17] - 1993年Windows PC超级周期:图形用户界面(GUI)使每台PC的平均DRAM容量从1-2MB跃升至4-8MB,增长约4倍,与PC出货量近两位数增长相吻合,导致DRAM短缺和价格大幅上涨[19][21] - 1993-1994年周期后,激进的产能扩张和良率提升使市场从短缺转为过剩,价格暴跌超过60%,加速了行业整合[22] - 2010年超级周期:由智能手机快速普及和超大规模数据中心早期建设驱动,每台服务器的DRAM容量从个位数GB增长到数十GB[25] - 该周期中LPDDR占比迅速提升,由于其定价特性,价格涨幅不及以往剧烈,且峰值出现更早,回落更快,DDR3 2Gb合约价格从峰值约46.5美元下跌了约46%[27] - LPDDR2的标准化加速了移动DRAM商品化,削弱了供应商定价能力,缩短了上升周期持续时间[28] - 2017-2018年超级周期:由服务器升级和扩容驱动,每台服务器DRAM容量显著增加,服务器DRAM更高的平均售价和利润率带来了创纪录的财务业绩[28] - 2018年末,供应增长加速和需求增长正常化导致供应过剩和价格下跌[29] - 新冠疫情周期(约2021年):居家办公、云计算等需求激增,加上恐慌性订单(重复下单),导致库存迅速下降,价格大幅上涨[30] - 供应受结构性制约(劳动力短缺、物流中断),且供应商资本支出谨慎,优先节点升级而非新建工厂,导致增量供应量低于以往周期[31] - 该周期重塑了行业行为,供应商更重视审慎资本支出和库存管理,客户意识到确保存储器产能的战略重要性,为当前周期奠定了基础[32] 当前人工智能驱动的超级周期分析与展望 - 当前周期由人工智能需求驱动,传统DRAM和NAND短缺推高价格,芯片制造商优先发展AI相关产品(如HBM、服务器DDR5)[34] - 三星和SK海力士在2025年取得破纪录业绩,SK海力士全年营业利润首次超过三星[34] - 与以往周期不同,当前需求正从AI训练阶段(主要用HBM)过渡到推理阶段(更广泛使用传统DRAM、HBM和图形DRAM),预计将带来长期结构性增长[35][36] - 智能体人工智能和物理人工智能(如人形机器人、自动驾驶)的广泛应用预计将为AI半导体创造新的需求来源[36] - 每个AI数据中心服务器的内存容量至少比过去翻了一番[37] - 供应方面,芯片制造商在2023年低迷后保持谨慎,维持产能紧缩,当前供应量比需求量低约10%[37] - 即使5%的供应缺口也可能导致价格上涨40%至50%,因此在周期转向之前,存储器价格可能会上涨高达2.5倍[37] - 预计本轮上涨周期(约始于2024年)持续时间将超过2001-2007年的上一轮周期,AI的总体影响预计远超上一轮驱动因素[38] - 预计内存供应短缺至少会持续到2027年,行情将从2024-2025年以HBM为中心,扩展到2026-2027年以服务器内存为中心[38] - 峰值出现时间取决于供需动态,如新工厂竣工带来的出货量增加,以及大型科技公司AI业务的盈利能力和持续资本支出[38] - 主要风险在于如果OpenAI等主要投资者资金耗尽导致建设放缓,或客户因芯片成本过高(占服务器总成本一半以上)而谨慎投资[39] - 大型科技公司的AI基础设施支出源于争夺市场领导地位的竞争,短期内出现突然萎缩的可能性不大[40][41] - 半导体公司在设施投资方面的资本支出保持相对谨慎,这有助于维持强劲的价格势头[41] - 预计2025年第四季度内存价格上涨约50%,2025年第一季度预计进一步上涨70%至80%,此后价格上涨速度可能放缓[43] - 从5月开始,价格涨幅放缓及客户对高成本的担忧可能导致下半年订单被推迟或取消[43] 公司竞争格局与股价展望 - 三星和SK海力士在HBM市场保持领先地位,得益于下一代HBM和服务器DDR5等高利润产品的强劲表现[34] - 推动股价进一步上涨的关键因素包括产能和存储半导体的战略布局,存储器正日益被视为战略核心资产[42] - 随着物理人工智能时代到来,预计大容量内存和高性能低功耗内存(如LPDDR5X)部署量将大幅增加[42] - 股价已处于前所未有的高位,市场进入“新常态”,任何回调在短期内可能较为温和,直至第一季度财报发布可能上调盈利预期[43] - 目前三星和SK海力士在可预见的未来不太可能失去HBM市场领导地位,市场结构更可能保持稳定的“三巨头”(三星、SK海力士、美光)格局[46] - 美光也在大力投资HBM,是重要竞争对手,但其整体产能仍低于两家韩国公司[46] - 中国在硬件开发方面因高度依赖软件和基础设施,追赶需要时间,韩国公司目前保持技术领先优势[45] - 地缘政治风险(如美国关税)对韩国芯片制造商影响预计有限,因AI半导体多通过台积电供应给美国客户,传统存储器多嵌入成品中出口[43][44][45]
存储芯片,远未见顶
半导体行业观察·2026-02-09 09:18