CH06 · Memory

AI存储芯片
HBM/NAND/DRAM全解析

HBM是GPU的黄金搭档 · NAND驱动AI存储需求 · DDR5加速渗透

$35BHBM市场规模2025
62%SK hynix HBM市占
22 TB/sHBM4目标带宽
288GBHBM4单颗容量
~80%+DDR5 AI服务器渗透率
01

存储芯片供应链传导路径

从晶圆到GPU/服务器的完整链路
💎
DRAM/NAND晶圆
SK hynix/Samsung/Micron
🔬
先进封装
TSV + Hybrid Bonding
💾
HBM内存
HBM3e · TSV堆叠
🎮
GPU/ASIC
CoWoS集成
🗄️
AI服务器
NVL72/存储阵列
02

HBM高带宽内存 — AI算力的核心瓶颈

SK hynix绝对龙头 · HBM3E售罄至2026年
💾
HBM 高带宽内存 — SK hynix / Samsung / Micron
HBM通过TSV垂直堆叠DRAM die,是GPU和AI ASIC的必需配置,带宽是GDDR7的约5倍。
存储芯片

板块概念解析

HBM(High Bandwidth Memory)通过TSV(硅通孔)垂直堆叠DRAM die,是GPU和AI ASIC的必需配置。HBM3e带宽8TB/s,是GDDR7的约5倍,单颗容量192GB(8层×24Gb die)。HBM占AI服务器BOM成本约35-40%,是除GPU芯片外最贵的单一组件。

SK hynix:是绝对龙头,Q2 2025 HBM市占62%,HBM3E已售罄至2026年。核心技术突破点:HBM4 控制底座(Base Die)走向先进制程委外。从 HBM4 世代开始,由于互联性能和功耗控制的极度严苛,底座芯片无法再使用传统的 DRAM 工艺,必须转用 TSMC 的 5nm 或 7nm 先进制程逻辑工艺。这一改变使得 SK hynix(以及美光)与台积电先进封装/制程生态形成了坚不可摧的“超同盟”壁垒。三星虽然拥有自家的晶圆代工部门,但为了争取 NVIDIA 等大客户,其 HBM4 也宣布将支持使用台积电制造的控制底座。

Micron HBM3E已获NVIDIA认证,Q1 FY2026财季HBM收入创历史新高,HBM4也在开发中。美光是美国唯一的HBM供应商,具有战略价值。

Samsung因良率问题在NVIDIA认证上落后,目前仅向部分客户少量供货。正在加速追赶HBM4,2026年是关键验证节点。

HBM4量产时间表将决定2026-2027年市场格局;HBM认证周期12-18个月

关键数据

HBM市场规模 2025
~$35B
SK hynix HBM市占 Q2 2025
62%
Micron HBM市占
~21%
Samsung HBM市占
~17%
HBM3e单颗容量
192GB
HBM4目标带宽
22 TB/s
HBM占服务器BOM
~35-40%

投资标的

000660.KRX SK hynix 韩股 HBM绝对龙头
MU Micron 美股 HBM3E已认证
005930.KRX Samsung 韩股 HBM4追赶中
风险提示
Samsung HBM4量产成功可能侵蚀SK hynix市场份额
HBM市场2027年可能出现供应过剩
HBM4量产良率不确定性高
韩元汇率波动影响SK hynix/Samsung收益
03

NAND闪存 — AI大模型存储需求引擎

Samsung/SK hynix/Kioxia · QLC NAND在AI存储中崛起
💿
NAND闪存 — Samsung / SK hynix / Kioxia / Western Digital
NAND Flash用于AI服务器的大容量存储(数据集、模型权重、缓存),AI训练需要大量高速存储读取。
存储芯片

板块概念解析

NAND Flash用于AI服务器的大容量存储(数据集、模型权重、缓存)。AI训练需要大量高速存储读取,NVMe SSD(基于NAND)成为主流。AI服务器对NAND的需求来源:训练数据集存储(TB-PB级)、模型权重存储、高速缓存层、高密度服务器存储。

QLC NAND(四层单元)在AI存储中应用增多:每个存储单元存储4bit数据,容量大(相同芯片面积下单bit成本最低),适合读密集型负载(模型推理、批量数据读取)。数据中心QLC SSD顺序读取速度可达7GB/s。

Samsung是全球NAND龙头(Q4 2024市占约35%),SK hynix(含Solidigm)约25%,Kioxia约20%,Western Digital约13%。长江存储(YMTC)是中国本土NAND厂商,已能量产232层3D NAND,受美国出口限制影响扩产受阻。

QLC vs TLC NAND:读写性能相近,但QLC寿命较短(PE cycles约1000 vs TLC约3000);AI存储多为读密集型,QLC适用

关键数据

NAND市场规模 2025
~$68B
Samsung NAND市占
~35%
SK hynix NAND市占
~25%
Kioxia NAND市占
~20%
QLC SSD读取速度
~7 GB/s

投资标的

005930.KRX Samsung 韩股 NAND全球龙头
000660.KRX SK hynix(含Solidigm) 韩股 QLC NAND领先
WDC Western Digital 美股 数据中心NVMe SSD
风险提示
NAND周期性强,价格波动大(2022-2023年NAND价格暴跌)
长江存储等中国厂商本土竞争,但受制于出口限制
AI存储需求节奏不确定,可能出现库存调整
04

DRAM演进 — DDR5成为AI服务器标配

DDR5渗透率 · LPDDR5在边缘AI · 标准DRAM与HBM互补

DDR5是数据中心DRAM的新标准,相比DDR4带宽提升50%以上(DDR5-4800 vs DDR4-3200 MT/s)。AI服务器需要大量高速DRAM用于数据加载和缓存,DDR5成为AI服务器CPU侧的标准配置。服务器DDR5渗透率2024年底约60-70%,预计2026年超过85%。

技术演进路线

DDR5标准频率从4800 MT/s起步,当前主流6400 MT/s。下一代LPDDR6(预计2026年)频率可达14.4 GT/s,功耗进一步降低。LPDDR5在AI PC和边缘AI推理中广泛使用(功耗23-45W,NPU算力45+ TOPS),低功耗特性适合边缘场景。

重要区分:HBM是GPU专用(与GPU通过CoWoS封装集成,带宽极高但成本高),DDR5是CPU和系统DRAM(通过DIMM插槽连接,带宽较低但成本低)。两者是互补关系,不是替代关系。

关键数据

DDR5 vs DDR4带宽
>50%提升
DDR5颗粒速度
4800-6400 MT/s
AI服务器DDR5渗透率 2025
>80%
LPDDR5功耗降低
~30% vs DDR4

投资标的

MU Micron 美股 DDR5+LPDDR5全系列
005930.KRX Samsung 韩股 DDR5量产
000660.KRX SK hynix 韩股 DDR5+HBM双线

AI存储芯片全景对比

存储类型 主要厂商 应用场景 带宽/速度 AI价值 市况
HBM3e SK hynix/Micron/Samsung GPU/ASIC内存核心 8 TB/s 占BOM 35-40% 供不应求至2026
HBM4 SK hynix/TSMC(Base Die) 下一代AI GPU未来 22 TB/s(目标) 2026 Q4量产 2026年放量
DDR5 Micron/Samsung/SK hynix CPU侧系统DRAM标配 6400 MT/s 数据加载/缓存 渗透率>80%
NAND/QLC SSD Samsung/SK hynix/Kioxia/WDC 大容量数据存储重要 ~7 GB/s读取 数据集/模型存储 周期波动

投资逻辑

1. HBM是AI算力扩张最大瓶颈之一:SK hynix HBM3E售罄至2026年,供需紧张持续至2027年。HBM价格高、利润率高,SK hynix直接受益。

2. SK hynix技术领先+产能扩张:HBM4量产(2026 Q4)将巩固龙头地位,Base Die与TSMC 5NP协同是技术优势。

3. Micron HBM3E认证通过:是美国市场的重要受益者,政策支持+技术改善双轮驱动。

4. NAND在AI存储需求中量价齐升:QLC SSD在大模型存储中广泛应用,但周期性强需择时。

关键风险

1. Samsung HBM4追赶风险:若Samsung在2026年成功通过NVIDIA HBM4认证,将分流SK hynix订单。

2. HBM周期见顶风险:2026年HBM产能大幅扩张,2027年可能出现供应过剩。

3. NAND价格周期风险:NAND价格波动剧烈,库存调整可能拖累厂商盈利。

4. 地缘政治:长江存储受制裁、SK hynix在韩美布局,供应链安全成焦点。

05

投资要点

本章核心投资逻辑 · 仅供参考
核心驱动因素
HBM成为GPU刚需,单芯片容量与层数快速提升;DDR5/LPDDR5X渗透率加速;企业级QLC SSD大容量存储爆发
关键风险
各巨头HBM产能大幅扩张可能导致2027年起供应过剩;三星通过NVIDIA验证进展滞后
受益方向
SK hynix(HBM龙头)MU(美光科技)WDC(西数存储)
风险暴露
传统DRAM和NAND价格周期性波动;高额的HBM设备资本开支折旧压力;供应链重组成本
近期催化剂
三星12层HBM3E通过英伟达验证进展;各大巨头月度存储报价走势;Micron新一期财报
06

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