2025年伊始,存储器三大终端应用市场中,手机与笔电复苏动能尚不明显,服务器则在AI强劲加持下保持稳定成长,进而有望驱动半导体发展。AI为存储器市场带来了发展机会,大容量、高性能存储器备受青睐,HBM、企业级SSD市场前景值得期待,吸引存储器大厂持续下注布局。

HBM快速迭代

高带宽存储器(HBM)因其低延迟、高带宽的特点,成为AI应用的理想选择。全球市场研究机构TrendForce集邦咨询数据显示,2024年HBM需求位元年成长率接近200%,2025年将再翻倍。

随着英伟达和AMD等主力GPU产品的迭代,以及搭载HBM规格变化,市场已逐步由HBM3向HBM3e升级。与此同时,更新一代HBM技术也愈发受到关注。

目前全球HBM市场由SK海力士、三星和美光占据着主导地位。

SK海力士于2024年4月表示将在2025年开始采用台积电先进制程生产HBM4,并计划于2026年实现量产。SK海力士HBM4将会开始采用台积电的先进逻辑(Logic)制程,以超细微制程基础裸片(base die)增加更多的功能。同时SK海力士也将在性能和功效等方面,满足客户的客制化(Customized)需求。据报道称,SK海力士还计划将于2025年下半年推出12层HBM4,2026年推出16层HBM4。

根据美光技术路线,美光HBM4有望2026年量产,HBM4e也会在2027~2028年亮相。美光总裁兼执行长Sanjay Mehrotra曾表示,HBM4E将带来存储器业务的模式转变,其因为采用了台积电先进的逻辑代工制程技术,为某些客户客制化逻辑基础芯片,预计将给美光未来业绩带来改善。

2024年11月,媒体报道三星电子已着手为微软和Meta平台,量身打造第六代、客制化高频宽存储器HBM4。三星目标是在2025年之前完成HBM4的开发,并投入大量生产,该公司看好HBM4的未来前景。

HBM4作为存储技术领域的一项重要进展,正在受到全球各大存储厂商的积极关注和研发。此外,HBM5也非常重要,业界透露其将引发HBM商业模式变革。

2024年10月,TrendForce集邦咨询调查显示,三大HBM原厂正在考虑是否于HBM4 16hi采用Hybrid Bonding,并已确定将在HBM5 20hi世代中使用这项技术。

采用Hybrid Bonding可能导致HBM的商业模式出现变化。使用Wafer to Wafer模式堆叠,须确保HBM base die(基础裸晶)与memory die(内存裸晶)的晶粒尺寸完全一致;而前者的设计是由GPU/ASIC业者主导,因此,同时提供base die及GPU/ASIC foundry(晶圆代工)服务的TSMC(台积电)可能将担负base die与memory die堆叠重任。若循此模式发展,预计将影响HBM业者在base die设计、base die与memory die堆叠,以及整体HBM接单等商业环节的产业地位。

QLC SSD大风继续吹

AI浪潮催生海量数据存储与计算需求,利好HBM的同时,也为企业级SSD带来了发展机会。

QLC SSD正在企业级存储领域扮演着越来越重要的角色。相较于SLC、MLC与TLC技术,QLC技术在相同物理空间内可以存储更多的数据,从而满足大数据、云计算等应用场景对高存储容量的需求。目前,已知的企业级SSD最大容量为61.44TB,未来还将推出128TB超大容量,皆采用QLC技术。

主要厂商方面,Solidigm已开发并交付了D5-P5336 61.44TB QLC SSD等产品,其耐用性水平远远超过了传统的HDD。Solidigm还积极利用CSAL软件来做缓存层,推动数据中心工作复杂的优化,提升存储效率。

SK海力士于2024年12月18日宣布,开发出适用于AI数据中心的高容量固态硬盘产品PS1012,并计划在2025年第三季度将产品群扩大至122TB。PS1012采用了最新的第五代PCIe,与基于第四代的产品相比其带宽增大了一倍。因此,数据传输速度可达32GT/s,顺序读取性能是以前一代规格产品的两倍,可达13GB/s。

三星已开始量产1Tb QLC的第九代V-NAND存储器,提供全系列先进的SSD解决方案,满足AI时代的需求。三星还计划通过QLC和TLC的第9代V-NAND存储器来巩固其在企业级SSD市场的领先地位。

铠侠第八代BiCS FLASH 2Tb QLC已开始送样,全新的QLC产品架构可在单个存储器封装中堆叠16个芯片,提供领先的4TB容量。业界指出,未来采用第八代BiCS FLASH QLC的存储产品在存储空间拥有质的飞跃,可以将企业级SSD和数据中心级SSD容量提升至120TB以上。

国内厂商方面,大普微在国内最早推出QLC企业级SSD——J5000系列,容量为15.36TB,随后大普微又发布了J5060 QLC SSD系列,最高容量到达了61.44TB。

展望未来,随着技术的进步,QLC SSD的容量将继续提升,满足更大数据存储的需求。

本文转载于“全球半导体观察”微信公众号,FOREXBNB编辑:刘家殷。