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AI需求激增,SSD、DRAM价格攀升,内存短缺将至?

过去很便宜的固态硬盘,现在价格飞涨,动态随机存取内存,原先很经济,现在也贵了不少,机械硬盘,以前很划算,如今成本也在急剧上升。人工智能(AI)的求大于供现象,正在形成近期极为严峻的市场态势,这是多年以来最为吃紧的局面。

当前众多研究机构及存储器厂商普遍发出警示,NAND存储芯片与DRAM内存面临供应不足的风险,接下来数月乃至数个年份内,固态硬盘和内存产品的价格将出现显著上涨,个别组织更是预计这一供应紧张状况或许能延续十年之久,这一潜在风险已变得不容小觑,行业发出的警告也愈发强烈,由于人工智能计算中心的庞大需求,目前已开始主导全球存储器与闪存的整体生产容量。

过去两年多,存储设备升级对电脑组装爱好者来说是个难得的佳音。2023年,固态硬盘价格猛降到历史新低,高性能 NVMe 固态硬盘的定价几乎与普通机械硬盘持平。DRAM 内存也紧步其后,价格跌到了十年来罕见的低点。不过到了 2024 年,状况发生根本性转变,NAND 闪存和 DRAM 内存的价格都开始一路走高。

这种变化主要是由存储器生产所具有的规律性特点造成的,而在当前这个阶段,人工智能领域以及超大规模数据中心服务商的异常需求,更加剧了这一现象。整个行业遭遇供应困难,几乎涉及所有行业:包括个人电脑使用的固态硬盘、DDR4 内存组合,以及公司级存储设备、大容量传统硬盘的销量,所有产品都显现出相同现象——价格普遍增加,这种普遍的涨价情况是市场多年来罕见的。

从供应过剩到短缺:市场的剧烈反转

2022年那个年份到2023年上半年的行业不景气,让内存生产公司处境艰难。那个时段里,NAND闪存和DRAM内存的售卖价格都跌破了生产成本,仓库里货物堆积如山。为了控制损失,这些公司纷纷选择大幅度降低产量。到了 2023 年下半年,减产的影响开始显现于销售环节:价格一度跌到历史最低点的 512Gb TLC(三级单元)NAND 闪存芯片,在六个月里现货价格猛增超过百元,合约价格也跟着上涨。

价格迅速体现在零售层面:2024年初,西部数据(Western Digital)2TB Black SN850X 固态硬盘标价超过150美元;同期,三星(Samsung)990 Pro 2TB 固态硬盘从节假日时的大约120美元,急剧涨到175美元以上。

DRAM 市场动向滞后于 NAND 闪存一个季度,发展轨迹却十分相似。2023 年尚被视为廉价货的 DDR4 内存条,由于制造环节逐步收缩,出现了供应吃紧的状况。预计 2025 年第三季度,面向个人用户的 DDR4 内存售价或将比上季度提升 38% 到 43% ,面向服务器的 DDR4 内存价格也即将跟进,预计将比前一个季度增长 28% 至 33% 。显存市场也面临压力,新一批显卡将采用图形双倍数据速率 7 代(GDDR7)内存,这使得 GDDR6 内存供应量减少,价格增长了三成左右;与此同时,目前广泛使用的 DDR5 内存,虽然价格波动不大,但整体上升趋势已经很明显。

机械硬盘同样存在自身的供应瓶颈。2024年4月,西部数据告知相关企业,由于供货不足,打算将机械硬盘的售价提高5%至10%。另外,市场调研公司集邦咨询(TrendForce)最近表示,数据中心所用的容量较大的近线机械硬盘(nearline HDDs)出现了供应紧张的情况。这种不足导致部分任务流程迁往固态存储,从而使得 NAND 固态存储的供需矛盾更加尖锐。

人工智能的 “无尽需求”:本轮短缺的核心推手

每个内存市场阶段都有其特定的促成条件,例如,先前的动力来自移动设备的广泛使用,接着是固态存储在便携式电脑上的流行,然后是云端数据存储的快速增长。当前需求旺盛的主要推手,则是机器学习技术的进步。构建并应用巨型语言模型,必须依赖庞大的内存与存储资源——单个训练单元里的 GPU 服务器,或许就需要数百 GB 的内存芯片和数 TB 的固态硬盘;在极为庞大的计算中心里,这种资源需求更加巨大。

OpenAI 的Stargate计划最近和三星、SK 海力士(SK hynix)达成了合作意向,按月订购高达90万枚的DRAM硅片。单是这个订单量,就几乎占据了全球DRAM内存制造总量的四成。即使采购目标未必能全部实现,这类合作的存在也明确显示:人工智能公司正在大规模锁定内存资源。

云服务供应商的做法完全相同。高密度 NAND 闪存商品早已提前数月卖光:三星下一代 V9 NAND 闪存还未推出,订单就几乎全部预订;美光科技到 2026 年底的高带宽内存(HBM,即高带宽内存)产能,也几乎全部预先售罄。原先仅限于一个季度的供货协议,现在有效期扩展到了好几年,那些超大型数据中心的负责人更是直接从最初的设备制造商那里进货。

价格上涨的连锁反应:消费者端亦难幸免

供应短缺的连锁反应已传导至消费者市场。树莓派(Raspberry Pi)在市场不景气时储备了内存,不过内存价格攀升后,该公司决定在 2025 年 10 月调整产品售价:计算模块 4(Compute Module 4)与计算模块 5(Compute Module 5)的 4GB 型号提价 5 美元,8GB 型号则增加 10 美元。树莓派公司负责人埃本·厄普顿于官方网站发布消息表明,近期内存的价格较之去年增加了大约120个百分点。

投资重心转移:加剧主流产品供应紧张

供应过剩并非仅由需求增长过猛造成,生产端的策略变动同样扮演关键角色。过去十年间,NAND存储芯片与DRAM内存生产商已深刻认识到:不受控制的产能增加常引发行业性危机——每次繁荣阶段结束后,紧随其来的供过于求现象都会压缩盈利空间,所以当前周期里,厂商们的应对措施更为审慎。

三星、SK 海力士、美光科技都把投资重点放在了 HBM 和尖端工艺节点上。HBM 因为利润空间很大,被列为首要考虑方向:美光 2026 年的 HBM 产品全部售罄,并且生产一块 HBM 晶圆,就会相应减少一块用于制造 DRAM 的晶圆数量。NAND存储行业现状雷同,厂商的研发力量和制造能力主要投入到面向企业用户的三维四层单元NAND闪存上。

群联电子作为台湾地区规模最大的NAND闪存控制器制造商的负责人指出,这种投资流向的转变,将会造成未来十年的时间里供应难以满足需求的情况。他在最近的一次接受访问时谈到:“NAND闪存在来年会出现显著的不足,依我判断,往后十年供应都会持续偏紧。”被问及缘由,他说明情况是这样的:有两点解释,其一,过去每当闪存厂商增加投入,就会引发价格暴跌,并且从未能够补偿所付出的成本;其二,2023年美光与SK海力士因为HBM利润空间可观,把大量资金投向了那个领域,因此分配给闪存的资源就变得稀少了。

这种资本流向的变动使得核心商品的供给状况更加吃紧:DDR4 存储器的生产缩减幅度大于市场需求的萎缩程度;过去供应量充足的 TLC NAND 闪存,现在也遭遇配额约束,原因是生产商将重心转向了利润丰厚的业务,导致一些虽已过时却仍不可或缺的品类(例如部分家用产品)出现供不应求的情况。

存储行业也显现出相同趋势:NAND 闪存与机械硬盘首次遭遇同时性的供给瓶颈。回顾过往惯例,这两类存储产品通常呈现 “此消彼长” 的格局,当其中一种价格攀升时,另一种往往能充当 “替代选项”。不过培养大型人工智能系统需要管理极海量信息,这些信息必须借助存储设备来保存:所谓“温数据”一般保存在数据中心附近的传统机械硬盘里,不过现在对大容量机械硬盘的需求已经高到供货时间被拉长到一年以上。

由于邻近的机械硬盘供应不足,一些超大型数据中心的使用者不得不快速推行 QLC 闪存系统——虽然这种做法消除了机械硬盘的阻碍,却引发了新的挑战:把压力转嫁到了 NAND 闪存的供给环节上。固态硬盘先前因为 “每单位容量的价格偏高” 的原因,在不少温数据存储场景无法获得广泛使用,现在首次实现了大规模部署。最终结果体现为“双向挤压”,一方面,由于供应受限,机械硬盘的价格出现上涨,另一方面,固态硬盘因云服务提供商的参与而填补了市场空缺,导致其价格保持稳定。

为何不建造更多晶圆厂?多重限制下的无奈

该制造基地目前正处于施工阶段,不过此类工程耗资巨大,并且从动工到正式产出需要漫长的等待时间,尤其是在北美地区表现得尤为突出。单独一座全新的存储芯片工厂的投资额就能达到数十亿美元级别,并且要经过数个寒暑才能开始大规模制造;即便是为既有生产线增添设备,也要耗费数月的设备调试与设置——而像阿斯麦、应用材料这些设备提供方,其订单数量早已严重超出其产能负荷。

另外,生产方也小心避免再次犯错:要是将来需要减少或者公司储存后停止买入,供过于求的行情或许会造成价格大幅下挫。前两年该领域的危机记忆犹新,因此公司即便面对目前看似“无穷无尽”的智能领域需求,也不愿轻易下注长期发展——因为许多人觉得,现在可能正处在人工智能的虚高阶段。

国际形势恶化加重了当前难题。对尖端光刻机器的出口约束、对稀土矿物的限制等措施,让机械硬盘制造企业的扩产方案变得更为棘手。机械硬盘需要钕磁铁(Neodymium magnets)——这是需求最为迫切的稀土材料之一,而机械硬盘也是全球稀土磁铁最主要的用途之一。现阶段中国掌握全球稀土材料制造主导权,同时在美国和中国之间的持续贸易冲突中,已经把控制磁体出口当作针对美国的报复手段。

即使有充裕的财力兴办新厂,设备与原材料的供应渠道也受到制约;再加上半导体工艺方面的人才匮乏,使得扩大生产规模的步伐更加缓慢。最终,生产商“有意识地控制发展”——倾向于以更高回报卖出当前产品,而不是冒再次遭遇市场波动的风险。

市场前景:价格高企或成常态,消费者与企业均受影响

这种保守做法,短期内恐怕不会转变。对普通用户来说,代表“价格极低的电脑升级”时期已经结束;对商业用户而言,意味着必须投入更多资金用于基础建设——存储设备、运算主机、图形处理器组合都需要更大内存,而且费用更贵。一些大型数据中心管理者会整合不同厂商的专用控制器来制造固态存储设备;而像纯存储公司这样的巨型企业,则大量买入NAND芯片,为人工智能计算中心组装纯闪存系统。一些大型数据中心服务商提前几年就已经固定了货源,以此应对供应不足的情况,然而规模较小的服务商由于议价能力不足,因此会遭遇更长的等待时间和更高的费用。

个人与机构均面临选择困境:个人可考虑延缓设备更新或选择存储容量较小的方案,然而总体上,这种做法会减慢大容量存储设备及高内存配置的推广进程;机构则由于内存对于人工智能和云端任务的重要性,基本上只能无奈接受开支增加。

市场终将达成新的均衡状态,不过具体时间难以预料。眼下已有官方出台政策鼓励增设芯片制造基地,倘若将来产业需求增长放慢脚步或者购买行为停止,行业循环或许会再度面临供过于求的局面。

不过在那之前,NAND 存储芯片、易失性存储器、旋转式存储设备的费用在二十六年度内或许依然高昂。机构客户会继续获得优先配置,个人用户则要参与剩余物资的分配;而我们惯常看到的周期性减价,短期内或许难以再现。

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