1月25日,全球第二大存儲芯片制造商SK海力士公布第四季度財務(wù)報告,表示,公司2023年第四季度實現(xiàn)扭虧為盈,營業(yè)利潤為3460億韓元(約合18.38億元人民幣)。這意味著,SK海力士結(jié)束了自2022年第四季度以來持續(xù)的營業(yè)虧損。
同時,也釋放了更加明確的存儲市場回暖的信號。事實上,SK海力士近一年來的業(yè)績表現(xiàn),相當(dāng)清晰地指明了2024年存儲市場的需求新趨勢。
扭虧為盈,并不意外
具體來看,SK海力士2023年第四季度營業(yè)利潤3460億韓元(約合18.38億元人民幣),而上年同期營業(yè)虧損1.91萬億韓元(約合100億元人民幣),分析師的預(yù)期為虧損1699億韓元;營收同比增長47.4%,至11.3萬億韓元(約合600億元人民幣),超過了分析師的最高預(yù)期。
圖源:SK海力士官網(wǎng)
對于季度業(yè)績扭虧為盈的原因,SK海力士歸結(jié)于兩點,其一是存儲器市場環(huán)境有所改善,用于AI服務(wù)器和移動端的產(chǎn)品需求增長,ASP(平均售價)上升;其二是公司持續(xù)實施以盈利為主的經(jīng)營活動發(fā)揮了效果。
其中,“用于AI服務(wù)器和移動端的產(chǎn)品”具體指的是DRAM產(chǎn)品中的AI存儲芯片HBM3和高容量DDR5 DRAM 。SK海力士透露,2023年第四季度DDR5 DRAM和HBM3的銷售額分別比上年同期增長了4倍和5倍以上。與此同時,SK海力士的DRAM業(yè)務(wù)已率先于2023年第三季度實現(xiàn)了扭虧為盈。
去年以來,生成式人工智能的浪潮席卷全球,帶動AI芯片需求大漲同時,面向AI服務(wù)器的存儲器需求以及AI存儲芯片需求也跟著水漲船高。而SK海力士持續(xù)擴大的對HBM以及DDR5的研發(fā)投入,都踩在了需求風(fēng)口上。
因此,在全球存儲市場緩慢升溫之際,SK海力士率先實現(xiàn)營收扭虧為盈,并不意外。展望2024年,以HBM以及DDR5為代表的高性能存儲器需求依舊強勁。
HBM將保持每年45%的高速增長
根據(jù)集邦咨詢的數(shù)據(jù),2022年,整個DRAM市場中,HBM的份額僅為1%。但是2023年起至2025年,HBM將保持每年45%的高速增長。去年7月一次非公開企業(yè)說明會上,SK海力士則預(yù)計,2024年公司HBM的銷售額有望翻番。
HBM未來占據(jù)DRAM市場的份額有多大呢?有券商以HBM每GB售價20美元測算,2022年全球HBM市場規(guī)模約為36.3億美元,預(yù)計至2026年市場規(guī)模將達127.4億美元,對應(yīng)CAGR約37%。另據(jù)Omdia預(yù)計,2023年HBM將占DRAM產(chǎn)業(yè)總營收的10%以上,2027年上看20%。
當(dāng)前,生產(chǎn)高性能AI芯片的大廠都需要HBM,包括英偉達、AMD、谷歌、亞馬遜等。因為HBM(高帶寬內(nèi)存)能實現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)吞吐量以及更快的數(shù)據(jù)傳輸,滿足AI芯片訓(xùn)練、運行動輒上千億參數(shù)的大模型的需求。
HBM是如何實現(xiàn)上述優(yōu)良性能呢?其實,可以把HBM理解成將很多個DDR芯片堆疊在一起的組合陣列。這就好比,傳統(tǒng)的DDR都是平房子,HBM則是加蓋起來的數(shù)層高的樓房。目前,HBM立體上最多能堆疊12層。通過堆疊的方式,不僅可以增加內(nèi)存容量,還可以實現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)吞吐量及更低的數(shù)據(jù)傳輸延遲性,以及很好地控制內(nèi)存的功耗和芯片面積。
圖為AMD MI300,采用了HBM3,圖源:Semianalysis
作為HBM技術(shù)的發(fā)明者之一,SK海力士也在引領(lǐng)HBM技術(shù)的發(fā)展。根據(jù)集邦咨詢數(shù)據(jù),2022年,SK海力士占據(jù)了全球HBM市場份額的50%,三星約40%、美光約10%。目前,只有SK海力士一家公司能夠大規(guī)模生產(chǎn)第四代HBM產(chǎn)品HBM3,也就是英偉達H100和AMD MI300中使用的存儲產(chǎn)品。此外,SK海力士計劃在2024年量產(chǎn)第五代HBM——HBM3E,2026年生產(chǎn)HBM4。
另外兩家存儲巨頭也在積極布局HBM,但是進展較SK海力士慢。其中三星在2022年表示HBM3已量產(chǎn)。有報道稱三星預(yù)計從2023年第四季度起開始向北美GPU制造商(推測為英偉達)供應(yīng)HBM3芯片。
至于美光方面,美光2020年年中才開始量產(chǎn)HBM2,預(yù)計2024年初量產(chǎn)HBM3E,且有望HBM3E于2024會計年度創(chuàng)造數(shù)億美元的營收。
目前,全球只有三星、SK海力士、美光三家存儲廠商能生產(chǎn)HBM。國內(nèi)企業(yè)提供制造過程的某些材料以及參與某些環(huán)節(jié)。不過,在封裝上,不少廠商表示有所規(guī)劃。
- 國芯科技表示,公司目前已與合作伙伴一起正在基于先進工藝開展流片驗證相關(guān)Chiplet芯片高性能互聯(lián)IP技術(shù)工作,和上下游合作廠家積極開展包括HBM技術(shù)在內(nèi)的高端芯片封裝合作,前期目標(biāo)主要用于公司客戶定制服務(wù)產(chǎn)品中。
未來三年,DDR5將大規(guī)模取代DDR4
Yole的報告顯示,從DDR4到DDR5內(nèi)存過渡將會非常迅速。得益于服務(wù)器市場,2022年DDR5內(nèi)存的使用率將增加25%,到了2023年,DDR5內(nèi)存的市場份額會超過50%。2024年至2026年,隨著DDR5內(nèi)存全面被各個市場采用,DDR4內(nèi)存的市場份額將僅有5%。
DDR5是第五代內(nèi)存的名稱,電腦上的運行內(nèi)存從DDR、DDR2、DDR3、DDR4一路發(fā)展過來,DDR5就是現(xiàn)在最新一代的產(chǎn)品。相較于DDR4,DDR5有很多提升,比如更高的頻率和帶寬、更大的容量、更低的功耗、更強的容錯能力。綜上,DDR5內(nèi)存在服務(wù)器領(lǐng)域具有巨大的潛力。隨著生成式人工智能的蓬勃發(fā)展,AI服務(wù)器需求猛漲,推動了市場對 DDR5的需求。
目前,三星、美光、SK海力士三家存儲大廠都在積極開發(fā)DDR5,在該領(lǐng)域,依舊是SK 海力士拔得頭籌。
首先,在容量方面,SK海力士是唯一能生產(chǎn)128GB DDR5大容量DRAM產(chǎn)品的供應(yīng)商,占據(jù)了該領(lǐng)域100%的市場份額。
其次,在良率上,據(jù)悉SK海力士的第四代10納米(1a)DDR5 DRAM產(chǎn)品良率已達到黃金水平,遠超競爭對手。
最后,在下一代工藝上,SK海力士也有突破。SK海力士去年年中宣布,已完成現(xiàn)有DRAM中最為微細化的第五代10納米級(1b)技術(shù)研發(fā),并將適用其技術(shù)的DDR5服務(wù)器DRAM提供于英特爾公司開始了“英特爾數(shù)據(jù)中心存儲器認證程序”。
三星則在去年9月宣布成功開發(fā)出32Gb DDR5產(chǎn)品,并計劃在去年底量產(chǎn)。去年10月,美光宣布基于業(yè)界領(lǐng)先的1β制程推出16Gb DDR5內(nèi)存。
上述三家存儲大廠在DDR5的生產(chǎn)過程中都使用上了EUV(極紫外線光刻設(shè)備),這也意味著對于國產(chǎn)存儲廠商來說,DDR5內(nèi)存的突破仍任重道遠。
在DDR5產(chǎn)業(yè)鏈方面,目前本土內(nèi)存廠商,主要從三星、SK海力士和美光這三家廠商中采購DDR5芯片顆粒,再向模組廠商購買內(nèi)存模組等,最后組裝成DDR5內(nèi)存條。
不過,在DDR5的內(nèi)存接口方面,本土半導(dǎo)體企業(yè)瀾起科技是內(nèi)存接口技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者,在全球微電子行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定機構(gòu)JEDEC中牽頭制定DDR5 RCD芯片國際標(biāo)準(zhǔn)。此外,瀾起科技于近日宣布推出DDR5第四子代寄存時鐘驅(qū)動器芯片(DDR5 RCD04),該芯片支持高達7200 MT/s的數(shù)據(jù)速率,較DDR5第一子代RCD速率提升50%。