HBM之外:谁在撑起AI的万亿参数?
是说芯语·2026-05-22 17:58

文章核心观点 - AI存储不止HBM,真正的大容量存储在DRAM、NAND和HDD三层中,构成AI存储的完整拼图 [2][3][5][6] - 2026年AI存储需求不是HBM一枝独秀,而是HBM、DRAM、NAND、HDD整座金字塔同步扩张 [14][15][16] - 速度、容量、成本三者不可兼得,因此必须采用HBM、DRAM、NAND、HDD三层分工的存储架构 [9][10][13] AI存储的三层架构与分工 - HBM:贴着GPU,容量百GB级,用于给GPU喂数据,带宽1.2TB/s,是AI训练阶段的核心 [3][4][6][14] - DRAM:位于主板插槽,容量TB级,作为系统调度缓冲,速度<20纳秒,每GB价格15-25元人民币 [3][6][10][13] - NAND:机柜存储,容量PB级,用于存放模型权重,速度10-100微秒,每GB价格0.5-1元人民币 [3][6][10][13] - HDD:数据湖存储,容量EB级,用于存放训练教材库,速度5-10毫秒,每GB价格约0.1元人民币 [3][6][10][13] 训练与推理阶段的不同存储需求 - 训练阶段:以HBM为主力,用于装载模型权重,辅助以服务器内存和NVMe SSD [14] - 推理阶段:HBM容量有限,模型权重和不断增长的KV Cache会溢出到eSSD,推理占AI算力的2/3,是eSSD需求爆发的根本原因 [14] - 容量对比:单张H200显卡HBM容量为144GB,而单盘eSSD容量可达60TB以上,是单卡HBM的400多倍 [14] 2026年AI对各存储层的需求预测 - 需求放大倍数:HBM需求扩大8-10倍,DRAM服务器内存扩大2-3倍,NAND eSSD扩大5-6倍,HDD扩大1.5-2倍 [14][16] - 需求增速预测:HBM需求增速+70%,NAND eSSD增速+41%,DRAM服务器内存增速+35%,HDD增速+18% [14][16] 三大存储介质的周期特征与现状 - DRAM周期:约2年,价格波动幅度±50-70%,当前处于上行周期,由HBM需求拉动和产能虹吸效应驱动,预计持续至2027年底 [18][20] - NAND周期:约3年,价格波动幅度±70-90%,当前处于上行周期,由企业级固态硬盘和AI推理需求驱动,预计持续至2028年 [18][20] - HDD周期:约5-7年,价格波动幅度±20-40%,当前处于上行周期,由云存储、数据湖需求及HAMR技术推进驱动,预计持续至2027年底 [18][20] - 周期决定因素:产能投放速度、库存周转速度、技术迭代速度、行业集中度共同决定周期长短 [18] - 当前共同状态:DRAM、NAND、HDD三条周期自2017年以来首次同时上行,均处于价格高位、库存紧缺状态 [18][19][20] 全球存储市场格局 DRAM市场格局 - 全球份额:三星占40%,SK海力士占35%,美光占22%,三家合计占97%市场份额,长鑫存储份额小于3%但正在冲刺 [22][25] - HBM格局:SK海力士是HBM王者,份额超过50%,美光是第二极,三星在HBM4上处于追赶状态 [22][23][25] - 利润杠杆:HBM业务占营收约3成,但贡献利润约6成,利润率高达40-75%,谁拿下HBM谁就拿走最厚的利润,这也是SK海力士利润首次反超三星的原因 [24][25] NAND市场格局 - 全球份额:三星占32%,SK海力士占29%,铠侠占18%,闪迪占14%,美光占7% [26][28][29] - 闪迪分拆:从西部数据分拆后,闪迪成为全球唯一的纯闪存独立上市公司,其估值逻辑从“周期股”转向“AI基础设施股” [26][27][29] - 技术路线:三星和SK海力士独立研发,闪迪和铠侠采用合资共享技术路线 [28][29] HDD市场格局 - 全球份额:希捷占45%,西部数据占38%,东芝占17%,三家垄断市场 [30][31] - 技术引擎:HAMR技术是当前超级周期的引擎,该技术通过激光局部加热磁盘,使数据密度提升4倍,每TB存储成本再降40% [30][31] - AI数据湖需求:AI大模型训练需要海量冷数据存储,HDD访问频率低,成本仅为SSD的1/10,是唯一经济的选择,AI模型越大,HDD越不可替代 [30][31] 新兴存储技术:HBF - 技术定义:高带宽闪存,由闪迪和SK海力士联合定义,定位为介于HBM和eSSD之间的“温层”存储 [32][34] - 性能对比:相比HBM,HBF断电后数据可保留,带宽1.6TB/s,容量2TB以上,成本远低于HBM;相比eSSD,HBF速度快50倍 [32][34] - 应用场景:解决HBM装不下完整模型、而eSSD速度又太慢的推理阶段容量带宽矛盾 [32][34] - 发展时间轴:2027年推出样片,2028年规模量产,2029年渗透AI推理市场 [32][34] 中国存储产业链现状 存储芯片制造 - DRAM:长鑫存储已实现17纳米制程量产,但尚无HBM产品,与国际先进制程有代际差距 [35][38][42] - NAND:长江存储已实现232层3D NAND量产,并已有企业级固态硬盘产品,但无高带宽闪存 [35][38][42] - NOR Flash/利基DRAM:兆易创新在NOR Flash领域位居全球第三,北京君正是车规DRAM龙头,该领域中国已接近全球水平 [35][38] 产业链上游设备与材料 - DRAM命门:光刻机,尤其是EUV光刻机被禁运,是中国突破的主要瓶颈 [42][43][51] - NAND命门:深孔刻蚀机,中微公司在该领域已进入全球前三,是中国设备的突破口 [42][43][51] - HDD命门:磁头和磁盘基板,整条产业链依赖日美,A股目前几乎空白 [42][43][51] - 设备/材料公司:北方华创、中微公司、拓荆科技、华海清科、沪硅产业、安集科技、雅克科技等覆盖了DRAM和NAND的多个关键工序 [42][51][57] 产业链中下游:封测、模组与品牌 - 利润分配:原厂晶圆毛利率40-60%,封测环节毛利率14-18%,模组环节毛利率18-22% [45][49] - 封测:常规封测代表企业有长电科技、通富微电;2.5D先进封装主要用于HBM,由台积电CoWoS垄断 [45][46][49] - 模组类型: - DRAM模组:如内存条,用于服务器/PC,A股代表有江波龙、佰维存储 [47][49] - NAND模组:如固态硬盘,用于数据中心/PC,A股代表有江波龙、德明利 [47][49] - 嵌入式存储:如eMMC/UFS,焊接于手机/平板,A股代表有江波龙、佰维存储 [47][49] - 模组厂护城河:不制造芯片,核心能力在于封装工艺、品牌渠道和客户绑定,离客户最近是其重要壁垒 [48][49] 全球投资地图与A股标的 - 金字塔结构:塔尖为HBM,塔腰为DRAM,塔基为NAND eSSD和HDD [50][53][57] - AI受益弹性:HBM和DRAM为直接受益,弹性大;NAND和HDD为间接受益,弹性相对小 [51][57] - A股相关公司: - 存储芯片/模组:兆易创新、北京君正、澜起科技、聚辰股份、江波龙、佰维存储、德明利 [35][38][51] - 上游设备/材料:北方华创、中微公司、拓荆科技、华海清科、沪硅产业、安集科技、雅克科技 [42][51][57] - 分销商:香农芯创 [51]

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