全球巨頭搶購這一 AI 產品，台積電也 “被迫” 加單，機構還挖出四大潛力存儲器

7 月 6 日，內存板塊大漲，德明利、萬潤科技漲停，香農芯創一度 20cm 封板，後排雅克科技等也大漲。

消息面上，據證券日報報道，繼英偉達之後，近期包括 AMD、微軟和亞馬遜等多個科技巨頭開始競購 SK 海力士高帶寬內存 HBM3E，

報道稱，目前巨頭們正在請求獲取 HBM3E 樣本，而樣品請求是下訂單之前的強制性流程，旨在證明其 GPU、其他半導體芯片或雲系統以及內存半導體之間的兼容性。這表明產品的良率足夠穩定，可以進行量產，標誌着交付前的最後階段。

資料顯示，HBM 是一種新型的 CPU/GPU 內存芯片，將多個 DDR 芯片堆疊在一起後和 GPU 封裝在一起，實現大容量和高位寬的 DDR 組合陣列。

目前英偉達的 A100 及 H100，各搭載達 80GB 的 HBM2e 及 HBM3，在其最新整合 CPU 及 GPU 的 Grace Hopper 芯片中，單顆芯片 HBM 搭載容量再提升 20%，達 96GB。另外，AMD 的 MI300 也搭配 HBM3。

事實上，此前該產品一度價格飆漲。據半導體風向標稱，2023 年開年後三星、SK 海力士兩家存儲大廠 HBM 訂單快速增加，HBM3 規格 DRAM 價格上漲 5 倍。HBM3 原本價格大約 30 美元每 GB，現在的價格怕是更加驚人。

而除英偉達和 AMD 兩大巨頭外，市場研究公司 TrendForce 表示：“亞馬遜網絡服務和谷歌等主要雲服務公司正在開發自己的專用集成電路（ASIC）和配備英偉達 GPU 的 AI 服務器，是當前 HBM 激增的推動力之一。”

行業格局上，目前 SK 海力士為唯一量產新世代 HBM3 供應商，而行業整體上由三巨頭壟斷，分別為 SK 海力士 50%、三星約 40%、美光約 10%。新思界預測 2025 年中國 HBM 需求量將超過 100 萬顆。

台積電新封測技術也被帶動

芯片封裝技術的進步速度慢於晶圓製造技術，這導致芯片數據傳輸速率的提升低於芯片算力的提升，傳輸帶寬已經成為限制芯片性能的瓶頸之一。因此各種 2.5D、3D 先進封裝技術將成為 AI 等高性能計算場景中算力提升的關鍵。

在 GPU、HBM 等需求帶動下，其封裝技術 COWOS 也開始被加碼。

目前台積電的 CoWoS-S 技術是目前 HBM 與 CPU/GPU 處理器集成的主流方案。業內消息稱，由於 CoWoS 需求高漲，台積電於 6 月底向設備廠商啓動第二波追單，同時要求供應商全力縮短交期支援，預期今年第四季至明年首季將進入大量出機高峰。

據集邦諮詢觀察，在英偉達 A100 及 H100 等需求帶動下，對 CoWoS 產能較年初需求量，估提升近 5 成，加上 AMD、Google 等高端 AI 芯片需求成長下，將使下半年 CoWoS 產能較為緊迫，而此強勁需求將延續至 2024 年，預估若在相關設備齊備下，先進封裝產能將再成長 3-4 成。

內存行業價格即將觸底？

然而有意思的是，與 HBM 貨源緊缺相對應的，是 NAND Flash 價格一路下跌。

據集邦諮詢數據顯示，NAND Falsh 售價今年一季度平均下降 10-15%，二季度價格進一步下跌，DRAM 價格跌幅擴大至 18%，NAND 擴大至 13%。與此同時，據集邦諮詢最新預測，第三季 NAND Flash 市場仍處於供給過剩，NAND Flash 均價預估將續跌 3-8%。

不過集邦諮詢同時指出，第三季 NAND Flash Wafer 均價預估將率先上漲，預期 2023 年第三季起將轉為上漲，漲幅約 0-5%，2023 年第四季漲幅將再擴大至 8-13%；SSD、eMMC、UFS 等模組產品，則因下游客户拉貨遲緩，價格續跌，估第三季整體 NAND Flash 均價持續下跌約 3-8%，第四季有望止跌回升。

民生證券也指出，美光資本開支於 23 年一季度開始出現明顯下降，2023 年全年資本開支計劃為 70 億美元，同比將下降 40% 以上，並且預計到 24 年 WFE 支出仍將繼續同比下降。

其認為，從產量看，DRAM 與 NAND 產量相比於 Q2（減產 25%）將進一步減產 30%，同時減產將持續到 24 年。此前海力士也發佈 23 年 Q1 財報，資本開支在 22 年 Q2 後保持下降趨勢，且庫存也望迎來拐點。

民生證券：四大新型新型存儲有望成未來

除了 HBM 外，民生證券在最新研報中表示，CPU 與存儲芯片間的 “性能牆” 與各級存儲芯片間的 “存儲牆” 成為限制傳統存儲器應用於新興領域的兩座難關。

其指出，基於材料介質改造或技術升級的 PCRAM（相變存儲器）、MRAM（磁存儲器）、ReRAM（可變電阻式存儲器）和 FeRAM（鐵電存儲器）四大類新型存儲，或將成為未來存儲器的發展趨勢之一。

具體來看：

1）PCRAM 是通過改變温度實現相變材料電阻變化，以此為基礎存儲數據信息。PCRAM 目前無物理極限，厚度 2nm 的相變材料可以實現存儲功能，因此可能解決存儲器工藝的物理極限問題，成為未來通用的新一代半導體存儲器件之一。

國際廠商英特爾先後與三星、美光合作開展 PCRAM 研發，國內廠商時代全芯也已掌握研發、生產工藝和自主知識產權。但 PCRMA 對温度的高敏感度、存儲密度過低、高成本、低良率等問題限制其大規模產業化，2021 年美光宣佈停止基於 3DXPoint 技術產品的進一步開發。

2）MRAM 可分為獨立式和嵌入式兩種技術。其中，獨立式 MRAM 目前已經應用於航空、航天、軍工等對可靠性要求較高的領域，但市場規模較小。嵌入式 MRAM 已成功進入 MCU 嵌入式系統，並逐步替代慢速 SRAM 成為工作緩存新方案，應用於相機 CMOS 等。未來嵌入式 MRAM 更具成長空間，提速降價後有望替代 SRAM 或 eDRAM 等高速緩存，進入手機 SoC 和 CPU 等產品。

3）ReRAM 則是以基本單位電阻變化存儲數據。Data Bridge 測算 2022 年全球 ReRAM 市場規模為 6.07 億美元，預計 2030 年有望達到 21.60 億美元。松下、富士通等為 ReRAM 產品主要設計廠商，國內兆易創新與昕原半導體也基本實現商業化。

其中，獨立式 ReRAM 目前在工業級小容量存儲得到廣泛應用，並在 IoT 領域逐步替代 NORFLASH，突破容量和讀寫速度後有望替代閃存進入企業級存儲市場。嵌入式 ReRAM 目前已替代 eFLash 可用於模擬芯片內，進一步有望進入 MCU 芯片等，技術長足發展後有望進入 CPU 作為最後一級高速緩存。

4）而 FeRAM 具有非易失性、讀寫速度快、壽命長、功耗低、可靠性高等特點。小部分 FeRAM 產品已實現量產。但 FeRAM 存儲密度較低，容量有限，無法完全取代 DRAM 與 NANDFlash，在對容量要求不高、讀寫速度要求高、讀寫頻率高、使用壽命要求長的場景中擁有發展潛力。

國際廠商英飛凌、富士通等已實現 FeRAM 在汽車電子的應用，國內廠商匯峯已實現 130nm 製程 FeRAM 產品小批量量產。目前 FeRAM 技術瓶頸尚在，仍需繼續研究突破。