看着新手机价格又涨了,你无奈地摇摇头,却没意识到,手里这个智能设备的涨价秘密,正藏在比沙粒还小的存储芯片里。

手机和笔记本电脑,似乎总是在悄悄涨价,商家常把原因归咎于“内存和硬盘成本上升”,这听起来像是个借口。

根据国际数据机构Omdia的报告,全球DRAM的市场规模正以近16%的年均复合增长率飙升,预计从2024年的976亿美元跃升至2029年的2045亿美元-1

另一个关于NAND市场的预测显示,到2030年,单颗NAND芯片容量将达到惊人的32Tb-10


01 存储双雄

生活中,我们常听到“内存”和“硬盘”,其实它们背后是两种完全不同的技术:DRAM和NAND闪存。

DRAM是电脑手机的“工作台”,程序运行时所需的数据和指令就临时存放在这里。特点是速度快,但一旦断电,上面的数据就会消失。

它的存储单元其实很简单,一个晶体管加一个微小电容构成,电容充放电分别代表1和0-4。但它的设计难点也在于此,电容会漏电,所以需要不停地刷新数据。

NAND更像是电脑手机的“档案柜”,用于长期保存文件、照片和应用程序。它的存储单元采用浮栅晶体管技术,通过捕获电子来实现数据存储,断电后数据也不会丢失-4

02 工作模式对比

这种结构差异直接决定了它们截然不同的工作模式。DRAM能够像书桌一样,随机、快速地存取任何位置的信息-8

当你切换应用、浏览复杂网页时,正是DRAM在背后进行高速数据交换。

NAND则更像是翻找档案,它必须以“页”为单位读取,以“块”为单位擦除-4。这也解释了为什么固态硬盘在长期使用后速度可能会下降,以及为什么需要“TRIM”这样的优化指令来维持性能。

03 AI时代的新需求

AI技术的爆炸式增长正在改写DRAM和NAND的命运版图。

人工智能尤其是大语言模型的训练和推理,产生了对高带宽、大容量内存的前所未有的需求-2

AI服务器的普及使市场对HBM的需求激增,HBM收入预计将从2024年的约170亿美元翻倍至2025年的340亿美元-2

与AI的深度融合使得DRAM和NAND不再是简单的存储介质,而成为智能计算体系的关键组成部分-3

04 未来技术路线

面对AI时代的新挑战,DRAM和NAND技术正沿着不同的路径进化。

在DRAM领域,HBM技术通过3D堆叠实现了“存算一体”的理想形态,从根本上缓解了“存储墙”问题-1

平面DRAM缩放的物理极限促使行业探索3D DRAM和CBA等新技术-2。到2033-2034年左右,DRAM架构预计将全面向3D架构靠拢-2

NAND闪存则向着更高堆叠层数迈进,预计将扩展到500甚至600层,可能需要三晶圆堆叠技术-2

05 国产存储的追赶

面对国际巨头数十年的技术积累和专利壁垒,中国存储企业正试图突破“三重封锁”:技术封锁、资本封锁和生态客户封锁-1

长鑫存储等国产DRAM企业通过持续的技术攻关,正努力在这场全球半导体竞赛中寻找突破点-1

据中商产业研究院预测,2025年中国DRAM市场规模将达2517亿元,这为本土产业链提供了成长的基础支撑-1


随着AI应用从云端向终端扩散,边缘设备对存储的能效和响应速度提出了更严苛的要求,DRAM与NAND需要在各自路径上探索更紧密的协作方式。

这场由AI引发的存储技术革命,让看似平凡的DRAM和NAND站上了半导体产业舞台的中央。它们未来的进化方向将不仅决定存储芯片市场的格局,也将重塑整个计算产业的面貌

SK海力士CEO郭鲁正宣布公司的新愿景:“全线AI存储创造者”-3,这或许指向了DRAM与NAND共同的未来——与AI计算深度绑定,不再是配角,而是智能时代的基石。

网友问题与回答

@数码圈小白: 总听人说“存储超级周期”,这跟普通消费者有啥关系?现在买手机、电脑是不是亏了?

答: 你这个问题问得很实在!所谓的“存储超级周期”听起来高大上,但落到咱们消费者头上,最直接的感受就是电子产品涨价。去年底到今年,存储芯片价格涨得有多猛?有些NAND产品单月合同价涨幅超过60%-3

现在买设备确实可能多花点钱,但也不完全是坏事。这个涨价背后,其实是技术大升级在推动。

比如,AI手机、AI电脑越来越普及,它们需要的不是普通存储,而是专门优化的“AI DRAM”和“AI NAND”-3。这些新芯片能更好地处理AI任务,让你的设备更聪明、反应更快。

所以,如果你手头的设备还能用,不妨等一等。但如果你急需一台性能强劲、能很好支持AI应用的新设备,那现在买也不算“亏”,因为你买到的很可能是技术更先进的产品。

长远看,存储芯片行业正在从“比谁更便宜”转向“比谁性能更好”-2,这对消费者来说是好事——未来我们会用上更快、更智能的设备。

@科技爱好者: HBM这么火,它跟普通DRAM到底有啥不同?为什么对AI这么重要?

答: 嘿,这可是个专业问题!简单说,普通DRAM像是双向两车道的县道,而HBM就是双向八车道的高速公路。

普通DRAM的数据是一个一个传的,而HBM通过3D堆叠技术,把多个DRAM芯片像摞饼干一样摞起来,还用了更宽的“数据通道”,一次性可以传输大量数据-1

为什么AI特别需要这个?训练大语言模型就像让成千上万的人同时查阅一个巨型图书馆,HBM的高带宽能让数据快速进出,不让处理器闲着等数据。

现在最新的HBM3E,SK海力士已经做到12层堆叠-2。更夸张的是,未来的HBM还要“定制化”,根据不同的AI芯片量身打造,把一些控制功能直接做到HBM里,进一步提升效率、降低功耗-3

可以说,没有HBM技术的突破,就没有今天AI发展的速度。它和AI芯片的关系,就像高速公路网和汽车工业的关系——路修得越好,车才能跑得越快。

@学生党: 想了解一下国内存储芯片发展到什么水平了?能打破国外垄断吗?

答: 同学,你关心这个问题很有意义!国内存储产业可以用“起步晚、进步快、挑战大”来概括。

在DRAM领域,长鑫存储是我们的主力军。它面临的挑战可不小:一是技术壁垒高,DRAM被称为“芯片皇冠上的明珠”,每个存储单元都要做晶体管和电容,工艺复杂-1;二是专利墙厚,三星、SK海力士、美光这些巨头积累了数十年的专利-1

但咱们也有自己的优势。中国是全球最大的电子产品生产和消费国,市场巨大-1。国内企业先从市场需求大的产品做起,比如现在一些国产DRAM已经在消费电子领域得到应用。

在NAND领域,国内企业也在追赶。虽然现在国际大厂已经在搞200层以上的3D NAND-2,但国内企业也在加紧研发。

要打破垄断不是一朝一夕的事,但产业链自主化的趋势已经很明显了。国家重视,企业努力,市场需求也在,这几股力量合在一起,咱们的存储芯片产业前景是光明的。也许未来几年,你就能买到完全采用国产存储芯片的高性能电子产品了!