FMS 2024報(bào)告，作者是Yole Intelligenc首席分析師Simone Bertolazzi博士。

一、內(nèi)存與計(jì)算技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)

數(shù)據(jù)來(lái)源：YoleYole Intelligence聯(lián)合Intel、Micron共同發(fā)布內(nèi)存與計(jì)算技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)，核心揭示了內(nèi)存性能提升速度已無(wú)法匹配計(jì)算需求的爆炸式增長(zhǎng)，呈現(xiàn)了以下關(guān)鍵矛盾與趨勢(shì)：

1.計(jì)算需求加速 vs 內(nèi)存帶寬滯后

左側(cè)圖表顯示計(jì)算芯片的核心數(shù)量（# of cores）和帶寬需求（GB/s）持續(xù)上升（如核心數(shù)從個(gè)位數(shù)增至上百，帶寬從200GB/s升至800GB/s），反映AI、高性能計(jì)算等場(chǎng)景對(duì)算力的渴求。

中間圖表卻表明每個(gè)核心的帶寬實(shí)際在下降（如早期單核帶寬較高，隨著核心數(shù)增加，分?jǐn)偟絾魏说膸挏p少），形成“算力越強(qiáng)，內(nèi)存越擠”的瓶頸。

2.DRAM密度擴(kuò)展放緩

右側(cè)圖表通過(guò)三個(gè)階段展示DRAM裸片密度的歷史演變：1990-2005年（Phase 1）：密度每3年翻倍（1Mb → 2Gb）。

2005-2015年（Phase 2）：工藝進(jìn)步推動(dòng)每2年翻倍（2Gb → 16Gb）。

2015年后（Phase 3）：技術(shù)逼近物理極限，密度僅每4年翻倍（16Gb → 32Gb需更長(zhǎng)時(shí)間）。

關(guān)鍵結(jié)論：DRAM的摩爾定律顯著減速，內(nèi)存容量增長(zhǎng)無(wú)法跟上數(shù)據(jù)生成速度（副標(biāo)題直接點(diǎn)明“Memory is struggling”）。

3.技術(shù)失衡的后果

“內(nèi)存墻”問(wèn)題加?。河?jì)算性能的提升因內(nèi)存帶寬不足而受限，尤其在多核/眾核場(chǎng)景下，單核帶寬下降導(dǎo)致效率降低。

新興需求雪上加霜：AI訓(xùn)練、自動(dòng)駕駛等應(yīng)用依賴海量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，但DRAM密度和帶寬的緩慢改進(jìn)難以滿足需求。

4.行業(yè)隱含方向

短期方案：通過(guò)HBM（高帶寬存儲(chǔ)器）、CXL協(xié)議等提升內(nèi)存子系統(tǒng)效率。

長(zhǎng)期突破：需依賴存算一體（In-Memory Computing）、新型存儲(chǔ)介質(zhì)（如3D XPoint）或架構(gòu)革命（Chiplet異構(gòu)集成）。

報(bào)告揭示了半導(dǎo)體行業(yè)的核心矛盾——計(jì)算與內(nèi)存的技術(shù)演進(jìn)失衡，敦促業(yè)界探索超越傳統(tǒng)DRAM scaling的解決方案，以打破“內(nèi)存墻”對(duì)算力發(fā)展的制約。

二、下一代DRAM技術(shù)路線圖

數(shù)據(jù)來(lái)源：Yole
Yole Group系統(tǒng)性地揭示了DRAM技術(shù)從2023到2035年的演進(jìn)方向，核心在于傳統(tǒng)2D縮放逼近物理極限后，行業(yè)向3D架構(gòu)與新材料技術(shù)的突破性轉(zhuǎn)型。以下是關(guān)鍵解讀：

1. 技術(shù)路線雙軌制：2D微縮與3D架構(gòu)并行

左側(cè)（2D技術(shù)路徑）

制程節(jié)點(diǎn)：延續(xù)1αnm →1βnm →1γnm →1δnm的命名規(guī)則（10nm以下），依賴EUV（極紫外光刻）和未來(lái)的High-NA EUV（高數(shù)值孔徑極紫外光刻）推動(dòng)晶體管密度提升。

關(guān)鍵技術(shù)：CBA（Cross-Bar Array）結(jié)構(gòu)：通過(guò)優(yōu)化布線減少單元面積（目標(biāo)4F2，F(xiàn)為特征尺寸）。

垂直通道晶體管：突破平面晶體管限制，提升電流控制能力。

右側(cè)（3D技術(shù)路徑）

列舉多種顛覆性研究方向，反映行業(yè)對(duì)傳統(tǒng)1T-1C（1晶體管-1電容）架構(gòu)的突破嘗試：

1T-1C DRAM with Flipped Capacitors：電容翻轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)以優(yōu)化空間利用率。

2T-0C DRAM（如IGZO）：用氧化銦鎵鋅（IGZO）晶體管替代電容，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。

1T DRAM with 3D閃存架構(gòu)：借鑒閃存技術(shù)（浮體、電荷陷阱、鐵電層等）實(shí)現(xiàn)堆疊。

2. 核心挑戰(zhàn)與轉(zhuǎn)型動(dòng)因

物理極限：1δnm（約2030年后）制程后，2D微縮的經(jīng)濟(jì)性和可行性將急劇下降。

需求倒逼：AI/高性能計(jì)算需要更高帶寬（HBM）和更低功耗，但傳統(tǒng)DRAM的電容漏電問(wèn)題難以解決。

3. 關(guān)鍵時(shí)間節(jié)點(diǎn)與技術(shù)里程碑

2023-2027年：EUV量產(chǎn)深化（1αnm→1βnm），CBA結(jié)構(gòu)驗(yàn)證。

2028-2030年：High-NA EUV導(dǎo)入（1γnm），3D方案進(jìn)入原型階段。

2030年后：3D DRAM技術(shù)（如IGZO或鐵電存儲(chǔ)器）可能成為主流。

4. 行業(yè)影響與潛在顛覆

供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)：3D技術(shù)若成熟，可能重塑DRAM市場(chǎng)格局（如IGZO技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)三巨頭三星/海力士/美光的沖擊）。

異構(gòu)集成：3D DRAM與邏輯芯片的堆疊（如存算一體）將加速Chiplet生態(tài)發(fā)展。

報(bào)告揭示了DRAM行業(yè)的技術(shù)分水嶺——從“如何縮得更小”轉(zhuǎn)向“如何堆得更巧”，標(biāo)志著后摩爾時(shí)代存儲(chǔ)器技術(shù)的范式革命。企業(yè)需在延續(xù)2D工藝改進(jìn)的同時(shí)，押注3D路徑以避免技術(shù)斷代風(fēng)險(xiǎn)。

三、高帶寬存儲(chǔ)器（HBM）技術(shù)路線圖

數(shù)據(jù)來(lái)源：Yole

Yole Group清晰對(duì)比了三星、SK海力士、美光三大DRAM巨頭在HBM領(lǐng)域的技術(shù)演進(jìn)節(jié)奏與競(jìng)爭(zhēng)格局，核心揭示了以下關(guān)鍵信息：

1. HBM代際升級(jí)的加速趨勢(shì)

技術(shù)節(jié)點(diǎn)：從HBM2（2019年前）→HBM2E（2020-2022）→HBM3（2023-2024）→HBM3E（2024-2026）→HBM4（2027后），迭代周期從3-4年縮短至2年，反映AI/GPU對(duì)帶寬的迫切需求。

性能躍遷：容量：?jiǎn)晤wHBM從8GB（HBM2）→16GB（HBM2E）→24GB（HBM3E）→32GB（HBM4），8年內(nèi)提升4倍。

堆疊層數(shù)：從8-Hi（HBM2）→12-Hi（HBM3）→16-Hi（HBM3E），通過(guò)TSV（硅通孔）技術(shù)突破垂直密度極限。

2. 三巨頭的技術(shù)路線差異

三星：早期領(lǐng)先（HBM2量產(chǎn)最早），但HBM3E進(jìn)度略慢于SK海力士（2025 vs 2024）。押注1.2Gb核心顆粒（HBM4階段），可能采用更先進(jìn)制程。

SK海力士：技術(shù)激進(jìn)派：率先量產(chǎn)HBM3（2023）和HBM3E（2024），且單顆容量達(dá)24GB（8-Hi堆疊）。提前布局HBM4E（2028），目標(biāo)32Gb容量，彰顯領(lǐng)跑野心。

美光：起步較晚（HBM3E于2025推出），但HBM4規(guī)劃與三星同步（2027），試圖通過(guò)4-Hi/8-Hi靈活堆疊差異化競(jìng)爭(zhēng)。

3. 關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

TSV密度提升：12-Hi/16-Hi堆疊要求TSV間距微縮至個(gè)位數(shù)微米級(jí)。

混合鍵合（Hybrid Bonding）：HBM4可能采用該技術(shù)替代傳統(tǒng)凸塊，提升互連可靠性。

邏輯層集成：HBM4E（2029）或引入底層邏輯芯片，向存算一體邁進(jìn)。

4. 行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局

SK海力士暫時(shí)領(lǐng)跑：憑借HBM3/HBM3E先發(fā)優(yōu)勢(shì)，綁定NVIDIA等客戶，市占率超50%。

三星的制程反撲：1.2Gb顆粒若量產(chǎn)成功，可能在HBM4階段重奪技術(shù)話語(yǔ)權(quán)。

美光的追趕策略：聚焦成本優(yōu)化（如4-Hi低層數(shù)方案），爭(zhēng)奪細(xì)分市場(chǎng)。

5. 無(wú)法繞過(guò)的產(chǎn)業(yè)挑戰(zhàn)

良率與成本：16-Hi堆疊的良率可能低于60%，推高HBM3E單價(jià)。

散熱瓶頸：24GB以上容量對(duì)封裝散熱提出極高要求（需液冷等方案）。

生態(tài)依賴：HBM4需與GPU/ASIC廠商協(xié)同設(shè)計(jì)，技術(shù)壁壘進(jìn)一步抬高。

圖表不僅展示HBM技術(shù)“更高、更快、更密”的發(fā)展軌跡，更揭示了AI算力競(jìng)賽下存儲(chǔ)器行業(yè)的軍備競(jìng)賽——誰(shuí)掌握HBM主導(dǎo)權(quán)，誰(shuí)就扼住了高性能計(jì)算的咽喉。未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)將圍繞TSV密度、異構(gòu)集成和量產(chǎn)成本展開。

四、高帶寬存儲(chǔ)器（HBM）市場(chǎng)預(yù)測(cè)

數(shù)據(jù)來(lái)源：Yole
Yole Intelligence通過(guò)比特出貨量、收入、晶圓產(chǎn)量三大維度，揭示了HBM技術(shù)如何從DRAM市場(chǎng)的細(xì)分領(lǐng)域躍升為驅(qū)動(dòng)行業(yè)增長(zhǎng)的核心引擎。

1. 爆炸性增長(zhǎng)：HBM成為DRAM市場(chǎng)最大變量

比特出貨量（Bit Shipments）2023年HBM出貨量?jī)H0.5B GB（占DRAM總量2%），但2025年預(yù)計(jì)達(dá)1.7B GB（占比8%），2023-2029年CAGR高達(dá)48%，增速是傳統(tǒng)DRAM的5倍以上。

同比增長(zhǎng)率：2024年（+170% YoY）、2025年（+145% YoY），反映AI服務(wù)器、GPU（如NVIDIA H100/H200）的爆發(fā)需求。

收入（Revenue）2023年HBM收入約10B美元（占DRAM市場(chǎng)6%），2025年將飆升至30B美元（占比18%），2023-2029年CAGR 41%。

單價(jià)優(yōu)勢(shì)：HBM收入增速（41%）低于出貨量增速（48%），暗示技術(shù)成熟后價(jià)格逐步下降，但仍是DRAM中利潤(rùn)率最高的品類。

2. 產(chǎn)能爬坡：晶圓供應(yīng)緊平衡

晶圓產(chǎn)量（Wafer Production）2023年HBM晶圓產(chǎn)能約80K WPM（千片/月），2025年預(yù)計(jì)達(dá)191K WPM（占DRAM總產(chǎn)能24%），2023-2028年CAGR 24%。

擴(kuò)產(chǎn)滯后于需求：2024年晶圓產(chǎn)量同比+128%，但仍需匹配+170%的出貨量增長(zhǎng)，短期供需缺口可能持續(xù)。

3. 結(jié)構(gòu)性變化：DRAM市場(chǎng)格局重塑

份額顛覆：HBM在DRAM市場(chǎng)的占比從2021年1%飆升至2025年18%（收入口徑），2030年或超30%，倒逼三星/海力士/美光將產(chǎn)能轉(zhuǎn)向HBM。

技術(shù)壁壘：HBM需TSV（硅通孔）、先進(jìn)封裝（CoWoS）等工藝，頭部廠商（如SK海力士）憑借先發(fā)優(yōu)勢(shì)市占率超50%，后進(jìn)者追趕難度大。

4. 挑戰(zhàn)與機(jī)遇

供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)：HBM產(chǎn)能依賴少數(shù)IDM廠商，晶圓廠擴(kuò)產(chǎn)周期長(zhǎng)（2-3年），可能制約AI芯片交付。

技術(shù)迭代：HBM3E（2024）→HBM4（2027）的升級(jí)需解決散熱、良率問(wèn)題，推動(dòng)材料（low-α粒子）和設(shè)備（High-NA EUV）創(chuàng)新。

圖表驗(yàn)證了“AI=算力+存儲(chǔ)”的產(chǎn)業(yè)邏輯，更預(yù)示HBM正從技術(shù)選項(xiàng)變?yōu)閼?zhàn)略必需品——未來(lái)DRAM行業(yè)的勝負(fù)手，將取決于企業(yè)在HBM領(lǐng)域的產(chǎn)能分配與技術(shù)卡位速度。

五、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器市場(chǎng)概覽

數(shù)據(jù)來(lái)源：Yole

存儲(chǔ)現(xiàn)貨市場(chǎng)資源緊缺，拉動(dòng)行業(yè)DDR4和LPDDR4X價(jià)格上漲

通過(guò)市場(chǎng)結(jié)構(gòu)分解和歷史-預(yù)測(cè)趨勢(shì)的雙重視角，可以窺見一些結(jié)論：

1. 2023年市場(chǎng)格局：DRAM與NAND產(chǎn)品雙寡頭壟斷

DRAM主導(dǎo)：占比54%（520億美元），支撐計(jì)算設(shè)備主存需求（PC/服務(wù)器/手機(jī)）。

NAND次席：占比41%（390億美元），滿足存儲(chǔ)需求（SSD/閃存卡）。

其他技術(shù)產(chǎn)品：包括HBM（5.4億美元，5.4%）、新興非易失存儲(chǔ)器（2.5億美元，2.6%）等，合計(jì)不足10%。

2. 動(dòng)態(tài)演變：HBM成唯一爆發(fā)增長(zhǎng)點(diǎn)

整體市場(chǎng)周期性波動(dòng)：2019-2022年：受疫情/缺芯影響，市場(chǎng)先降后升（2019年-15%，2021年+32%）。

2023年：行業(yè)下行周期導(dǎo)致同比-33%（從2022年1440億美元驟降至960億美元）。

HBM逆勢(shì)崛起：2023年雖僅5.4億美元，但2025年預(yù)測(cè)占比顯著提升（圖中未標(biāo)具體值，結(jié)合趨勢(shì)線預(yù)計(jì)超10%）。

對(duì)比其他技術(shù)：DRAM/NAND受價(jià)格波動(dòng)影響大，而HBM因AI算力剛需持續(xù)放量。

3. 未來(lái)趨勢(shì)（2024F-2025F）：復(fù)蘇與結(jié)構(gòu)性轉(zhuǎn)變

市場(chǎng)反彈：2025年預(yù)測(cè)總收入回升至接近2022年水平（市場(chǎng)數(shù)據(jù)約1400-1600億美元）。

技術(shù)權(quán)重重構(gòu)：DRAM/NAND仍占主體，但HBM份額加速提升（受HBM3/HBM3E推動(dòng)）。

新興存儲(chǔ)器（如MRAM/ReRAM）尚未規(guī)?；?023年合計(jì)不足1%。

警示行業(yè)周期性：存儲(chǔ)器市場(chǎng)波動(dòng)劇烈（如2023年DRAM收入同比-35%），需警惕產(chǎn)能過(guò)剩風(fēng)險(xiǎn)。

凸顯技術(shù)拐點(diǎn)：HBM從“小眾技術(shù)”升級(jí)為“戰(zhàn)略品類”，2025年后或與DRAM/NAND形成三足鼎立。

指引投資方向：AI浪潮下，HBM及配套先進(jìn)封裝（如TSV）成為產(chǎn)業(yè)鏈必爭(zhēng)之地。

數(shù)據(jù)備注：圖中2025年預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)需結(jié)合Yole完整報(bào)告，但趨勢(shì)線明確顯示HBM增速遠(yuǎn)超行業(yè)均值（78% vs DRAM/NAND個(gè)位數(shù)增長(zhǎng)）。

六、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器市場(chǎng)預(yù)測(cè)（按技術(shù)分類）

數(shù)據(jù)來(lái)源：Yole
通過(guò)對(duì)比2023年實(shí)際數(shù)據(jù)和2029年預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)性地揭示了存儲(chǔ)器行業(yè)三大核心趨勢(shì)：

1. 市場(chǎng)整體擴(kuò)張與結(jié)構(gòu)性轉(zhuǎn)變

總量增長(zhǎng)：市場(chǎng)規(guī)模從2023年960億美元翻倍至2029年2340億美元（CAGR 16%），反映數(shù)字化/AI浪潮對(duì)存儲(chǔ)需求的強(qiáng)力驅(qū)動(dòng)。

技術(shù)分化：DRAM：保持主導(dǎo)地位（2023年520億美元→2029年1340億美元，CAGR 17%），受益于服務(wù)器/PC內(nèi)存容量升級(jí)。

NAND Flash：同步增長(zhǎng)（390億→930億美元，CAGR 16%），但增速略低于DRAM，受SSD價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)拖累。

HBM（高帶寬存儲(chǔ)器）：爆發(fā)式增長(zhǎng)（5.4億→440億美元，CAGR41%），成為增長(zhǎng)最快細(xì)分市場(chǎng)，凸顯AI芯片對(duì)高帶寬存儲(chǔ)的依賴。

其他技術(shù)（NOR/EEPROM等）：增長(zhǎng)停滯（合計(jì)規(guī)?；境制剑鸩竭吘壔?/p>

2. 2023年市場(chǎng)低谷與復(fù)蘇信號(hào)

短期衰退：2023年多數(shù)技術(shù)同比下滑（DRAM -35%、NAND -33%），反映行業(yè)周期性調(diào)整和庫(kù)存壓力。

HBM逆勢(shì)增長(zhǎng)：盡管整體市場(chǎng)萎縮，HBM仍實(shí)現(xiàn)增長(zhǎng)（同比+29%），驗(yàn)證其抗周期特性。

3. 技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)格局重構(gòu)

HBM的顛覆性地位：2029年規(guī)模將達(dá)DRAM的33%（440億vs 1340億），且增速是DRAM的2.4倍，預(yù)示存儲(chǔ)器行業(yè)從“容量?jī)?yōu)先”轉(zhuǎn)向“帶寬優(yōu)先”。

技術(shù)壁壘（TSV/先進(jìn)封裝）可能重塑廠商排名（如SK海力士憑借HBM領(lǐng)先超越三星）。

傳統(tǒng)技術(shù)的挑戰(zhàn)：NOR Flash等低增長(zhǎng)領(lǐng)域（CAGR 8%）面臨產(chǎn)能擠出風(fēng)險(xiǎn)。

AI重塑需求：HBM的41%超高增速直接綁定AI服務(wù)器（GPU/TPU）擴(kuò)張，未來(lái)HBM產(chǎn)能將成為半導(dǎo)體供應(yīng)鏈的關(guān)鍵瓶頸。