存储芯片巨头，开启AI算力争霸赛-电子发烧友网

巨头排队疯抢、价格一路暴涨，HBM乘上生成式AI快车。

韩国存储芯片巨头们正在打一场翻身仗。

尽管从最新财报来看，存储芯片复苏未见好转，供应过剩导致营业利润大幅下降，但这些存储芯片巨头们的股价均在上周上涨。力挽狂澜的核心功臣，便是逐渐成为数据中心AI训练必备组件的AI相关内存芯片——高带宽内存（HBM）。

因生成式AI开发和商业化竞争加剧，第二季度对AI相关内存的需求大幅增加。HBM的受关注程度，在上周SK海力士和三星发布最新财报后举行的电话会议期间可见一斑，分析师们就HBM相关进展和后续规划密集发问。

自去年英伟达发布世界首款采用HBM3的GPU H100以来，HBM3及更先进HBM芯片的热度一直居高不下。据英国《金融时报》援引两位接近SK海力士的消息人士报道，英伟达和AMD要求SK海力士提供尚未量产的下一代HBM3E芯片的样品。英伟达已要求SK海力士尽快供应HBM3E，并愿意支付“溢价”。

▲英伟达GPU及其他AI芯片HBM采用情况（图源：SemiAnaysis）

虽说今年缩减开支是重头戏，但存储芯片巨头们在HBM方向的投资仍相当舍得——合计掌控着全球90%HBM芯片市场的两家大厂SK海力士和三星均表态，计划明年将HBM芯片产量提高一倍，并为了更好应对HBM不断增长的需求，而减少其他类别存储芯片的投资。

01.英伟达AMD微软亚马逊排队

坐等用上HBM3E

高带宽内存（HBM）属于DRAM的一类分支，使用堆叠技术来提高图形处理器（GPU）等计算芯片的带宽和性能，相比传统DRAM芯片产品具有尺寸更小、功耗更低、带宽更高、处理数据速度更快等优势。

▲2015年AMD介绍新型存储芯片HBM（图源：AMD）

HBM最初用于高端游戏显卡，目前在全球动态随机存取存储器（DRAM）市场中占有的市场份额较小，但潜力非常可观。随着云计算及生成式AI服务的发展，全球大型科技公司将越来越多地使用HBM，来快速处理快速增长的数据。

据芯片行业咨询公司SemiAnalysis披露，HBM的价格大约是标准DRAM芯片的5倍，利润丰厚，预计到HBM占全球内存收入的比例将从目前的不到5%增长到2026年的20%以上。

自2013年开发全球首款HBM芯片以来，全球第二大存储芯片巨头SK海力士一直处于HBM领先地位。这也是SK海力士首次在内存技术竞赛中领先于三星。随后两家韩企进入激烈的HBM抢位赛，争相开始量产HBM2、HBM2E等芯片。

2022年6月，SK海力士宣布开始量产业界首款HBM3内存，与英伟达H100 GPU配合使用，预计将于2022年第三季度发货。该内存将为H100提供高达819GB/s的内存带宽。

▲历代HBM性能演进（图源：SK海力士和Rambus）

目前SK海力士是目前唯一一家批量出货HBM3的供应商，拥有超过95%的市场份额。它正在为AMD MI300X和英伟达H100生产数据速率为5.6GT/s的12层24GB HBM3。

今年一开年，HBM3便呈大热之势，订单迅速增加。2月份有报道称，据市场人士透露，HBM3价格近期上涨了5倍。

随后在5月30日，SK海力士乘胜追击推出最新的HBM3E，每个堆栈的带宽从HBM3的819GB/s增加到1TB/s，将于明年上半年投入生产，据说英伟达、AMD、微软、亚马逊等芯片大厂正排队抢货。这驱动HBM价格进一步大幅上涨。

据行研机构TrendForce的数据，SK海力士2022年在全球HBM市场占有50%的份额，三星以40%的份额紧随其后，美国存储芯片巨头对手美光以10%的份额排名第三。

SK海力士披露，生成式AI市场的扩张已迅速推高对AI服务器内存的需求。在AI相关需求激增的驱动下，上周三，SK海力士报告其今年第二季度同比由盈转亏，营业亏损为2.88万亿韩元，其股价上周却上涨了12%。

▲过去半年SK海力士股价变化

次日，三星宣布第二季度营业利润为6685亿韩元，同比下降95%。受益于最新一代HBM3芯片在内的高端内存技术订单激增，三星股价周四上涨了2.4%，然后又有所回落。

▲过去半年三星电子股价变化

TrendForce预测，2023年全球HBM芯片需求将增长60%，达到2.9亿GB，明年将再增长30%，2025年整体市场有望达20亿美元以上。预计明年SK海力士将占据HBM市场53%的份额，其次是三星（38%）和美光（9%）。

02.AI服务器使用的内存

比传统服务器至少多出1~8倍

在财报电话会议上，SK海力士首席财务官Kim Woohyun说：“与传统服务器相比，AI服务器使用的内存至少多出1~8倍，以实现更快的计算处理，并采用HBM等高性能内存产品，这不仅会推动需求，而且对盈利能力产生了积极影响。”

他谈道，从今年年初开始，智能手机、个人电脑和服务器的需求一直疲软。但从第二季度开始，AI服务器的需求急剧上升，抵消了其他产品需求的部分损失。自第二季度以来，生成式AI引发的对高端服务器的需求迅速增加。相应地，高密度DDR5和HBM产品的需求也在快速增长。

三星内存业务执行副总裁Jaejune Kim在三星财报电话会议上谈到第二季度在服务器方面的内存需求，由于对生成式AI的强劲需求，数据中心领域的投资在有限的资本支出中集中在AI服务器上，对通用服务器和存储的需求相对有限。

今年随着企业投资水平的降低，存储芯片客户将重点放在昂贵的AI服务器上的投资，对传统服务器的投资可能会暂时下降。不过，SK海力士分析预测，通用服务器仍将广泛用于AI服务的开发、部署和运营，因此从长远来看也将刺激通用服务器的需求增长。

据Kim Woohyun披露，SK海力士的图形DRAM销售额（包括HBM产品）此前仅占DRAM销售额的个位数百分比。但自从去年第四季度达到DRAM销售额的10%以来，这一比例迅速增长到第二季度超过20%。SK海力士用于AI服务器的HBM和高密度DDR5模块的销量大幅增长。该公司预计今年HBM的销量预计将比去年增长两倍以上，并预计明年将进一步增长。

03.今明HBM需求预计陡峭增涨

两家大厂披露HBM最新路线图

业内专家表示，由于调整产能需要时间，未来两年HBM供应预计仍将紧张，而快速增加HBM产量也很困难，因为它需要专门的生产线。

SK海力士和三星给出了相近的产业趋势解读：内存需求一直在从去年创纪录的低增长水平中复苏，当前复苏尚不足以使全行业库存水平恢复正常，上半年库存水平仍较高，但库存已经见顶，并预测随着减产效果进一步显现，下半年存储芯片需求将较上半年有所改善。

为了进一步加速库存正常化，两家存储芯片大厂都在选择性地对DRAM和NAND的某些产品进行额外的生产调整，下半年重点抓盈利能力，专注于高附加值和高密度产品来优化其产品组合，特别是加强销售组合中HBM、DDR5等高价值前沿产品的份额的增长，减少库存水平较高、盈利能力不及DRAM的NAND的产量。

SK海力士相信第三季度AI服务器需求将持续增涨，特别是高密度DDR模块和HBM，这两款产品的收入有望在下半年比上半年增速更高，HBM的需求将在明年保持相当健康的增长。

近期，特别是随着超大规模企业对生成式AI服务的竞争加剧，三星收到了来自此类客户的大量需求，预计今年和明年HBM的需求可能会出现相当陡峭的增长。

目前SK海力士的首要任务是投资增加HBM的大规模生产。该公司刚刚对今年年初制定的有关技术产能组合的规划进行了调整，以应对对高密度DDR5和HBM不断增长的需求。

对于HBM路线图来说，重要的是与GPU的发布或领先加速器市场的公司的时间表保持一致。SK海力士预计将在2026年某个时候转向HBM Gen 4，并正为此做准备。

根据其路线图，明年下半年将是HBM3E量产期，也是HBM3E的供应扩大期。今年SK海力士的重点是增加HBM量产所需的1Z纳米的比例，还准备增加1B纳米产能和TSV产能，为明年上半年开始供货的HBM3E做准备。

为了与市场增长预期保持一致，三星一直在扩展其HBM业务，产品方面拥有向主要客户独家供应HBM2的记录，后续还就HBM2E开展业务，计划2023年下半年开始大规模生产HBM3。三星HBM3正在接受具有行业顶级性能和密度或容量的客户资格认证，已开始向主要的AI SoC公司和云计算公司发货8层16GB和12层24GB产品。具有更高性能和容量的三星下一代HBM3P芯片计划于今年晚些时候发布。