當(dāng)英偉達(dá)GPU作為AI算力核心被全球科技巨頭斥巨資爭搶時(shí)，一種芯片因其核心地位被視為GPU的“咽喉”——這就是DRAM內(nèi)存芯片。
摩根士丹利近期指出，全球半導(dǎo)體行業(yè)正在進(jìn)入一個(gè)新的“存儲超級周期”。本輪超級周期由爆炸式的AI算力需求驅(qū)動，其中心是并非用于長期存儲數(shù)據(jù)的NAND閃存等，而是用于AI計(jì)算高速數(shù)據(jù)處理的DRAM（動態(tài)隨機(jī)存取存儲器，也就是常說的“內(nèi)存”），特別是其頂尖形態(tài)——HBM（高帶寬內(nèi)存）。
隨著AI模型參數(shù)量突破萬億級別，行業(yè)正在達(dá)成共識：在AI時(shí)代，算力的上限不完全取決于GPU等邏輯芯片計(jì)算得有多快，而取決于作為數(shù)據(jù)輸送管道的DRAM內(nèi)存能以多快的速度“喂養(yǎng)”這些芯片。
算力提升的關(guān)鍵：打破“內(nèi)存墻”
ChatGPT和Claude等生成式 AI模型的訓(xùn)練依賴于海量數(shù)據(jù)的并行處理。在這種高強(qiáng)度負(fù)載下，傳統(tǒng)的內(nèi)存架構(gòu)已成為系統(tǒng)性能的短板，即所謂的“內(nèi)存墻”，也就是DRAM內(nèi)存的數(shù)據(jù)傳輸速度落后于GPU、CPU的計(jì)算速度，導(dǎo)致算力無法完全釋放。
在此背景下HBM應(yīng)運(yùn)而生，通過將多個(gè)DRAM芯片垂直堆疊，并與GPU封裝在一起，提供了數(shù)倍于傳統(tǒng)內(nèi)存的數(shù)據(jù)傳輸速度。目前，HBM已成為英偉達(dá)H100、H200等旗艦產(chǎn)品和即將推出的Blackwell架構(gòu)芯片的標(biāo)準(zhǔn)配置。
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，沒有HBM，就沒有這一輪AI大潮，它是計(jì)算系統(tǒng)的核心。這一轉(zhuǎn)變正在重塑存儲芯片行業(yè)的估值邏輯。HBM的關(guān)鍵地位和技術(shù)門檻，使得掌握DRAM技術(shù)的企業(yè)成為了AI價(jià)值鏈的戰(zhàn)略中樞。
制造鴻溝：DRAM 與NAND 的分道揚(yáng)鑣
盡管DRAM和NAND Flash均屬于存儲芯片，但在制造層面兩者屬于完全不同的方向，這使得“跨界”的可能性微乎其微。
NAND Flash的主要功能是數(shù)據(jù)存儲，當(dāng)前業(yè)界主要通過增加堆疊層數(shù)（如 232 層或更多）來提升存儲容量等關(guān)鍵性能。
相比之下，DRAM是系統(tǒng)的短期記憶，直接與CPU、GPU進(jìn)行交互，制造工藝側(cè)重于極微觀層面的電路精密度和電荷控制能力。
專業(yè)人士認(rèn)為DRAM的制造工藝難度更接近 CPU等邏輯芯片，遠(yuǎn)高于 NAND。如果以NAND的堆疊層數(shù)來對標(biāo)，那目前國內(nèi)DRAM的生產(chǎn)工藝大概可換算為400+層的NAND水準(zhǔn)。
這導(dǎo)致了兩者的生產(chǎn)線幾乎無法互通，一家NAND 工廠無法簡單地轉(zhuǎn)產(chǎn)DRAM，這涉及數(shù)年的工藝重新調(diào)試、數(shù)十億美元的設(shè)備更換，在工藝上和經(jīng)濟(jì)上都是巨大的挑戰(zhàn)。
HBM：DRAM 技術(shù)的集大成者
HBM的短缺進(jìn)一步凸顯了DRAM在AI算力中的“咽喉”地位。
HBM本質(zhì)上是DRAM芯片的3D封裝體。根據(jù)拆解分析，在HBM的物料清單中，DRAM 裸片的成本占比超過70%。這意味著HBM 的產(chǎn)能上限嚴(yán)格受限于高端DRAM的產(chǎn)能。
更為關(guān)鍵的是，HBM的制造良率遵循“乘法效應(yīng)”。由于 HBM 通常涉及8層、12層乃至更高層數(shù)DRAM芯片的堆疊，任何一層芯片的微小缺陷都會導(dǎo)致整個(gè)堆棧報(bào)廢，這直接對DRAM芯片的制造要求提升了幾個(gè)數(shù)量級。
DRAM的極高技術(shù)難度、重資產(chǎn)投入使得行業(yè)的進(jìn)入門檻極高。目前，全球主要的DRAM制造商包括SK海力士、三星、美光和中國的長鑫科技，長鑫科技也是中國唯一一家具備大規(guī)模量產(chǎn)DRAM能力的企業(yè)。
DRAM企業(yè)：超越商業(yè)價(jià)值的戰(zhàn)略資源
AI驅(qū)動的需求激增正在加劇DRAM市場熱度，然而熱潮之下更需要理性分析分得市場一杯羹的可行性。
SEMI國際半導(dǎo)體協(xié)會分析指出，新建先進(jìn)DRAM晶圓廠的資本支出通常在 150 億至 200 億美元之間，且需要18至24個(gè)月的建設(shè)及認(rèn)證周期。此外，HBM并不是“單機(jī)游戲”，還需要經(jīng)過DRAM廠商與GPU廠商長達(dá)數(shù)年的協(xié)同設(shè)計(jì)驗(yàn)證。
這意味著DRAM注定是“少數(shù)人的游戲”，無論是新進(jìn)者或者是有一定積累的其它類型存儲企業(yè)，進(jìn)入DRAM領(lǐng)域不僅必須跨越巨大的技術(shù)鴻溝和資金壁壘，而且在缺乏DRAM核心知識產(chǎn)權(quán)和長期工藝積累的情況下進(jìn)軍HBM領(lǐng)域，極大可能最終面臨巨額資金損失與資源浪費(fèi)等局面。
隨著AI軍備競賽的升級，存儲芯片行業(yè)正在迎來巨大的市場機(jī)遇，尤其是DRAM企業(yè)已站在聚光燈下。在新的存儲超級周期中，DRAM制造能力已不再僅僅是商業(yè)資產(chǎn)，而已成為決定算力分配權(quán)的關(guān)鍵戰(zhàn)略資源。
