高算力帶來海量數據，大容量存儲芯片吃香，儲存技術也要來“爭寵”

2018年，OpenAI首次提出GPT模型，自此，新一輪的全球科技領域變革新篇章正式拉開序幕，人工智能浪潮迅速席卷全球。在此過程中，AI大模型催生的海量算力需求呈現出爆發式增長，與此同時，強大的數據中心需求亦對存儲器提出了更高的要求。


大容量SSD正當時

AI存儲新寵爭奪戰打響

據SK海力士子公司Solidigm亞太區銷售副總裁此前介紹，自GPT應用開始發展，GPT模型的訓練參數量持續攀升，GPT-3已擁有數十億參數，而GPT-4更是高達數萬億參數。

面對萬億級別的參數量，HBM（高帶寬存儲器）作為一款新型的CPU/GPU內存芯片應運而生。憑借高帶寬、高容量、低延時與低功耗等優勢，HBM開始成為AI服務器搭載的標配。

而在NAND方面，QLC Enterprise SSD（QLC企業級SSD）也因為其高容量、低功耗、快速讀取速度等優勢，逐漸成為數據中心存儲解決方案的首選。尤其是隨著北美客戶擴大存儲產品訂單，QLC企業級SSD的需求也隨之攀升。據全球市場研究機構TrendForce集邦咨詢預估，2024年，QLC企業級SSD出貨位元上看30EB(EB, Exabyte)，較2023年成長四倍。

當前，AI推理服務器主要執行讀取操作，與AI訓練型服務器相比，數據寫入頻率相對較低。與HDD相比，QLC企業級SSD的讀取速度更快，且容量已發展至64TB。

除了具備了更高容量和更快的讀取優勢外，QLC企業級SSD在AI應用搭載提升的另一個重要原因是，更優的TCO總體擁有成本優勢。具體而言，憑借更高的存儲密度，優化服務器和物理占用空間，并降低能源消耗等優勢，在滿足高性能存儲需求的基礎上，QLC SSD可以幫助大規模數據中心降低TCO總擁有成本。

綜上所述，QLC企業級SSD正逐漸取代HDD成為人工智能存儲領域的又一個新寵，而隨著人工智能訓練（AI Training）逐漸成為高能耗應用，節能與否則成為了上下游廠商們重點考量的因素，基于此，QLC大容量SSD或許更適用于高容量需求的讀取密集應用場景。


存儲芯片巨頭擴產搶占AI市場

面對AI帶來的巨大市場機遇，存儲芯片領域的巨頭們紛紛加大產能擴張力度，以滿足不斷增長的需求。三星電子和西部數據（前海力士可謂是存儲芯片界的＂雙壁江山＂。

三星電子是全球最大的DRAM和NAND Flash生產商。為抓住AI浪潮，三星正在韓國平澤、美國奧斯汀等地擴建存儲芯片工廠，預計到2027年將投資逾200億美元。三星表示，新工廠將專注于生產面向AI和數據中心的高端存儲產品。

另一家存儲芯片巨頭西部數據，近年來也在加大NAND Flash產能投資。2022年，西部數據宣布將在美國鳳凰城和馬里科帕縣新建兩座工廠，總投資約400億美元，主要用于擴大3D NAND Flash產能。西部數據CEO戴維·高德說:＂我們正處于一個數據爆炸的時代，對存儲芯片的需求將持增長。＂

產能擴張面臨設備供應挑戰

大規模擴產存儲芯片產能并非一蹴而就。制造存儲芯片需要大量先進的生產設備，比如光刻機、離子注入機、化學氣相沉積設備等，而這些設備的供應可能面臨挑戰。

以光刻機為例，它是芯片制造中最關鍵也最昂貴的設備之一。目前，全球只有荷蘭的ASML公司能生產最先進的EUV光刻機，單臺價格高達1.2億美元。由于產能有限，ASML的EUV光刻機一機難求，三星、英特爾等芯片巨頭都曾遭遇供貨延遲。

除了光刻機，其他如離子注入機、化學氣相沉積設備等芯片制造設備的供應也面臨同樣困境。這些設備價格昂貴，供應商產能又有限，很可能無法完全滿足三星、西部數據等大廠的擴產需求。


抓住AI增長點，存儲廠商各顯神通

在AI需求引領市場發展的當下，市場迫切需要具備高技術含量的內存產品，這也為眾多存儲廠商提供了更多發展機會。

三星電子在下行周期的價格戰中，采取了積極的降價策略，需求量不減反增，雖然整體營收依舊沒能躲過下滑，但下滑幅度是行業中最少的那批。出貨之余，三星電子為了響應移動端AI部署的需求，計劃推出使用UFS 4.0 4技術的新產品。相較于UFS 2.2和3.1，新技術在功耗效率和傳輸速度上的表現要更加優秀，也更符合移動端AI大模型的需要。

據三星半導體介紹，后續還將積極參與到UFS 5.0的開辟中，這意味著未來移動端大模型載入、運行的效率將得到進一步提高，這對高度重視移動設備體驗感的品牌來說，也是影響采購的關鍵因素之一。

在PC端，三星電子預測PC端的SSD產品將進入PCIe 5.0時代，為此三星電子推出了兼容PCIe 5.0的存儲產品，以解決AI時代下因大量數據傳輸造成的PC負載。

另一邊，SK海力士憑借HBM、DDR5的價格優勢，以及高容量服務器DRAM模組的獲利，同樣在2023年年底實現了營收增長。現階段，擴大HBM產能、加快先進制程研發和量產節奏是SK海力士的主要方向。

回顧制程節點的發展歷程，我們可以發現SK海力士從1X、1Y、1Z，到更先進的1α、1β、1γ，制程工藝的迭代周期大約為1-2年，甚至近些年還有節奏加快的跡象。不光是SK海力士，美光、三星電子等其他存儲廠商也同樣如此，從行業大方向來看，存儲廠商加快追逐新制程工藝的節奏是大勢所趨。

針對端側AI的新需求，SK海力士宣布開發移動端NAND閃存解決方案產品“ZUFS 4.0”，計劃今年三季度開始量產。據官方介紹，這是一種基于手機、數碼相機等電子產品打造的通用閃存存儲（UFS）改善數據管理效率的新產品。毫無疑問，ZUFS 4.0瞄準的正是搭載端側AI的智能手機，如果真能有效提高存儲讀寫效率，改善端側大模型的運行體驗，那對于AI手機來說，確實是值得考慮的存儲產品。

相比起海外存儲芯片公司，國內存儲賽道玩家走出了不一樣的道路。作為國內少數具備“eSSD+RDIMM”的產品設計、組合以及持續供應能力的企業，江波龍選擇從服務模式切入，在平衡效能和成本的同時，推出了TCM模式，即對技術-合約-制造三個環節進行整合，為客戶提供定制化，且具備競爭力的存儲產品、解決方案和個性化服務。


結語

按照目前存儲行業的形式，已經沉寂兩年的存儲芯片企業們必然不會放過AI帶來的新增量，提升產能、加快迭代將是存儲行業未來幾年的發展主線。AI大模型的興起推動AI相關終端應用成為存儲上行周期的支撐，而AI終端的落地進度，影響著存儲行業的后市走勢。

目前AI手機、AI PC，甚至是汽車終端的存儲容量需求在不斷放大。AI對終端的要求和存儲技術的發展共同構建了一個發展機遇，當存儲技術無法滿足AI終端的要求，或AI終端落地進度追不上存儲技術的迭代節奏，任何一方的進度滯后都會影響對方的未來走勢。