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熬过2023年谷底,存储产业能否借力AI绝处逢生?

分类:新趋势 | 时间:2024-2-18 15:57 | 阅读:97

摘要: 作为半导体产业中占比超过20%的存储行业,产品渗透几乎每一类终端硬件。因此,在行业对总体市场未来几年的乐观预期下,存储芯片厂商势必也将受惠于各类新需求、新技术的增长,从而走出2023年这一行业低谷,迎来复苏 ...

当今全球半导体行业年产值超5000亿美元,存储芯片行业占比约22.6%。但是这一领域短短三年间经历了过山车一般的激荡,2023年全年产值暴跌超30%。自疫情带来的短期爆发之后,从2021年第四季度起存储芯片单价便一路下滑,不论是DRAM还是NAND均在2023年第二、第三季度来到谷底,早已击穿成本,全球三大原厂也不得不在过去的一年承受巨额亏损。

以NAND、DRAM为主的存储行业,在2023年末终于迎来回暖迹象,合约价涨幅明显,那么存储行业2024年能否走出谷底,借助人工智能(AI)等浪潮绝处逢生?

营收跌超30%,2023年遭遇寒冬

2020年起新冠疫情带来的全球半导体热潮,短时间推动存储芯片各领域快速拉升。然而,爆发性消费势必带来之后的需求减弱,个人电脑(PC)、智能手机在2022年至2023年间需求下滑明显。俄乌冲突、通货膨胀以及地缘政治等不稳定因素影响,进一步加剧了终端需求的下滑,而存储芯片领域,DRAM、NAND及模组厂商严重依赖消费电子,受到冲击最为严重。以主要产品DDR4 8Gb为例,一年内价格暴跌45%。

除了需求下滑之外,高库存也让企业经营雪上加霜。不论是三星、SK海力士、美光等原厂,还是经销商、终端客户,疫情期间扩大的产能惯性,使得库存水位居高。此后需求的迅速下降,更使得库存压力在2022年陡然增加。日本三井住友信托银行分析三星、美光等厂商,得出“库存周转天数”在2022年10~12月创下了过去10年来最高纪录,达到158天。多种因素加持下,存储芯片价格快速下跌,因此厂商不得不以低于成本价清库存,这也导致存储厂商遭遇始料未及的季度亏损。

2023年上半年,三星电子负责半导体业务的设备解决方案部门(DS)的库存资产达33.6896万亿韩元(约合251.769亿美元),与2022年同期的21.5079万亿韩元相比激增56.6%。

研究机构Counterpoint统计,三星受到NAND Flash、DRAM两大市场萎缩影响,2023年营收减少38%至434亿美元,2023年失去全球最大半导体公司地位,被英特尔赶超。SK海力士2023年营收大减33%,排名从第四跌至第六;美光科技同样大幅下跌36%。

手机、PC和可穿戴市场的需求疲软,同样影响NOR Flash领域,2023年也经历了价格下跌。华邦电此前对工厂减产30%~40%。华邦电预计,进入2024年NOR Flash价格跌幅将收窄至10%以内,虽然手机和PC将复苏,但NOR闪存供应商之间的竞争仍将激烈。

纵观2023年整体半导体产业,凭借年初人工智能(AI)带来并持续的热潮,行业平稳度过低谷期,机构预计全年总营收约为5213亿美元,年减8.8%。可以看出,存储行业超过30%的跌幅,遭受的冲击显著高于半导体产业总体水平。

大厂减产生效,合约价谷底反弹

自2022年下半年起至2023年初,以三星为首的存储大厂频频放出减产消息,并且在几个月之后一再加大减产力度。美光科技宣称,将DRAM和NAND晶圆产量减少约20%;铠侠2022年宣布将晶圆投入量减少三成;三星进行了多轮减产,减产DDR4芯片并转向DDR5、LPDDR5生产,同时对西安厂等地NAND产能进行控制,以稳定价格。2023年上半年,三星减产程度约25%。

进入2023年第三季度,不论是现货市场还是合约价,DRAM、NAND存储芯片/模组价格均开始上涨,止跌迹象很明显。研究机构统计,2023年第四季度,移动设备DRAM内存芯片涨幅达18%~23%,eMMC、UFS存储芯片涨幅10%~15%。SSD固态硬盘方面,2023年7月起同样保持稳定的涨幅,迅速摆脱历史低点。

智能手机厂商在2023年末推出一系列新品,业界表示,从今年第三季度开始,智能手机制造商的库存调整工作已经停止。小米表示,移动存储芯片价格还将继续上涨。

DRAM产品中,2023年11月代表性产品DDR4 8Gb大宗交易价格为每片1.65美元左右,较10月上涨11%,为2021年6月以来的首次上涨;NAND产品中,2023年10~12月代表性TLC产品256Gb价格为每片1.85美元左右,较上一季度上涨12%,为9个季度以来首次呈现上涨。日本电子产品商社指出,“存储芯片库存过剩情况缓解,减产效应终于显现。”

HBM需求高涨,乘AI东风未来可期

消费数码需求低迷之外,也有利好信号为市场注入活力。ChatGPT引发人工智能(AI)的火热,在2023年带动先进制程、封装等产业链一路上扬。AI不仅需要高算力芯片,同时对高性能、高利润HBM内存芯片的需求也迅速增长。由于采用堆叠8至12层硅晶圆的方式,HBM与传统DRAM相比,速度、容量可提高十倍,这类芯片通常与GPU、CPU核心组成3D封装,进一步提高互联带宽。

HBM是高附加值产品,毛利是常见DRAM芯片的5~10倍。不过,在整个DRAM市场中HBM的份额仅为1%,人工智能的火热无法遏制2023年整体存储市场的跌势。

以目前最受欢迎的英伟达H100芯片为例,其搭载6颗HBM3芯片,总容量80GB。2023年11月新推出的H200 AI加速卡,采用新升级的HBM3e芯片,总容量增至141GB。

三星、SK海力士、美光均已布局HBM芯片多年,并持续将该领域研发作为优先事项,并量产当前最先进的HBM3e产品。机构统计2022年HBM市场中,SK海力士占据50%的市场份额,三星占比40%,美光占比10%。随着新产品的陆续推出以及量产,预计2023~2024年各家份额会有变化。

美光表示,日本广岛工厂将生产HBM芯片;三星在美国得克萨斯州新建的芯片工厂未来也有望生产先进制程HBM芯片。SK海力士将在美国印第安纳州建设先进工厂,消息人士近期透露该工厂将专门负责HBM芯片制造,预计2024年一季度将供应给英伟达。

2024年,三大存储厂商HBM3e产品将开始放量出货,除了英伟达、AMD、英特尔之外,一些科技巨头自研AI芯片同样需要HBM芯片。机构预测,2024年HBM营收年增长率将达到172%。

据市场调查机构Gartner预测,2022~2027年,全球HBM市场规模将从11亿美元增至52亿美元,复合年均增长率(CAGR)为36.3%。同期,HBM容量需求将从1.23亿GB增加到9.72亿GB,复合年均增长率为51.3%。

2024年初,多方报道称长鑫存储也在计划制造HBM高带宽内存芯片,以满足AI等领域的迫切需求。

展望2024年,回暖趋势稳健

进入2024年,业界普遍看好消费电子领域的复苏。有供应链厂商表示,人工智能个人电脑(AI PC)预计将在2024年下半年开始放量;DDR5内存的进一步普及、电子终端搭载内存容量的提升,也将推动存储芯片发展。1月有消息称,三星等厂商开始考虑恢复DDR5等芯片产能,预计第一、第二季度会出现部分产品供不应求的状况。

业内人士称,NAND闪存价格自2023年下半年以来飙升了60%~70%。手机品牌厂商嗅到涨价势头,也在囤积存储芯片。


进入2024年,TrendForce集邦咨询预计一季度DRAM合约价季涨幅约13%~18%;NAND Flash则是18%~23%。第二季度合约价涨幅将放缓,第三季度进入传统旺季之后,两类芯片季涨幅有机会扩大至8%~13%,其中DRAM得益于DDR5、HBM渗透率提升,导致平均单价提高,可带动整体DRAM市场涨幅扩大。预计2024年全年,DRAM涨幅可达32%~52%,NAND Flash涨幅可达29%~49%。

尽管当今全球仍面临经济、政治等不确定因素,但至少业界对于消费电子、AI等领域仍抱有乐观展望;即便部分产品领域难以很快迎来复苏,但至少不会比2023年的行业低谷表现更差。AI高端服务器的需求预计仍将长期持续,未来继续保持双位数百分比年增长率。对于半导体存储领域厂商来说,至少AI领域的蓬勃发展,将从数据中心逐渐扩展至消费市场,进而保证企业的营收以及利润率,同时推动对前沿技术的研发和投入。

作为半导体产业中占比超过20%的存储行业,产品渗透几乎每一类终端硬件。因此,在行业对总体市场未来几年的乐观预期下,存储芯片厂商势必也将受惠于各类新需求、新技术的增长,从而走出2023年这一行业低谷,迎来复苏增长的新周期。

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