AI浪潮對存儲器提出了更高要求，高容量、高性能存儲產品重要性正不斷凸顯，存儲產業技術與產能之爭也因此愈演愈烈：NAND Flash領域，閃存堆疊層數持續提升；DRAM領域HBM持續擴產，技術不斷迭代，同時3D DRAM潛力備受關注；兼具DRAM與NAND Flash優勢的新型存儲技術再次被原廠提及；PCIe 5.0尚未全面普及，PCIe 7.0已經開始蓄勢待發…

三星第九代V-NAND閃存啟動量產

三星近日宣布其第九代V-NAND 1Tb TLC產品開始量產，今年下半年三星將開始量產四層單元（QLC）第九代V-NAND。

與三星上一代產品第八代V-NAND相比，第九代V-NAND 1Tb TLC產品提高約50%的位密度(bit density)，功耗也降低了10%。同時，三星通過通道孔蝕刻技術（channel hole etching）提高了生產效率，該技術通過堆疊模具層來創建電子通路，可在雙層結構中同時鉆孔，達到三星最高的單元層數，從而最大限度地提高了制造生產率。

第九代V-NAND配備了下一代NAND閃存接口“Toggle 5.1”，可將數據輸入/輸出速度提高33%，最高可達每秒3.2千兆位（Gbps）。三星表示 ，通過最新的V-NAND，三星將在高性能、高密度SSD市場中持續創新，滿足未來人工智能時代的需求。

三星新聞稿中未公布第九代V-NAND層數，此前業界表示，三星第八代V-NAND閃存為236層，第九代V-NAND閃存預計是290層。

除了三星外，美光、SK海力士、鎧俠/西數等原廠也在持續提高NAND堆疊層數。從原廠動作來看，200層遠遠不是終點，三星計劃2030年前實現1000層NAND Flash，鎧俠則計劃到2031年批量生產超過1000層的3D NAND Flash芯片。


2024是DRAM技術迸發活力的一年

從1998年三星生產出最早的商用DDR SDRAM芯片，到DDR1、DDR2、DDR3、DDR4的延續，再到今年躍升主流的DDR5，和即將到來的DDR6、DDR7，DRAM技術還在持續突破。按照不同的應用場景劃分，固態技術協會（JEDEC）把DRAM分成標準DDR、LPDDR、GDDR三類，其中DDR主要應用于服務器和PC端，LPDDR主要應用于手機端和消費電子，GDDR的主要應用領域為圖像處理領域，近期上述三類DRAM技術新品對原廠營收占比貢獻不斷上升。


2024年是DDR5/LPDDR5的天下

在主流DRAM市場格局上，三星、美光、SK海力士三分天下，目前DDR5/LPDDR5市場競爭

以上述三家為主流。此外，中國臺灣存儲企業華邦及南亞科技，以及大陸存儲企業長鑫存儲的定位也在主流DRAM市場。

從過往歷史看，每代DDR新標準發布后都需要經過2年左右的優化，才能實現性能的較為全面的穩定提升，而后實現對上一代產品的市場替代則可能需要3到5年的時間。業界數據顯示，DDR3和DDR4都享有大約7年的生命周期。DDR4存儲器標準于2012年發布，而其初代產品則于2014年入市，直到2016年才實現了市場份額的大幅提升。

對于最新一代的DDR5而言，經歷了2023年上半年的產能爬坡和性能攀升，下半年在三大原廠營收比重不斷上升，并在2024年正式迎來黃金發展期。

據TrendForce集邦咨詢研究顯示，2023年四季度三星（Samsung）營收高達79.5億美元，季增幅度逾五成，主要受惠于1alpha nm DDR5出貨拉升，使得Server DRAM的出貨位元季增超過60%。SK海力士（SK hynix），雖然出貨位元季增僅1~3%，然持續受惠于HBM、DDR5的價格優勢，以及來自于高容量Server DRAM模組的獲利，平均銷售單價季增17~19%，第四季營收達55.6億美元，季增20.2%。美光（Micron）量價齊揚，出貨位元及平均銷售單價均季增4~6%，DDR5與HBM比重相對低，故營收成長幅度較為和緩，第四季營收達33.5億美元，季增8.9%。

而LPDDR5方面，TrendForce集邦咨詢認為，AI PC有望帶動PC平均搭載容量提升，并拉高PC DRAM的LPDDR比重。以Microsoft定義的滿足NPU 40 TOPS的CPU而言，共有三款且依據出貨時間先后分別為Qualcomm Snapdragon X Elite、AMD Strix Point及Intel Lunar Lake。其中，三款CPU的共同點為皆采用LPDDR5x，而非現在主流采用的DDR SO-DIMM模組，主要考量在于傳輸速度的提升；以DDR5規格而言，目前速度為4800-5600Mbps，而LPDDR5x則是落于7500-8533Mbps，對于需要接受更多語言指令，及縮短反應速度的AI PC將有所幫助。因此，TrendForce集邦咨詢預期，今年LPDDR占PC DRAM需求約30~35%，未來將受到AI PC的CPU廠商的規格支援，從而拉高LPDDR導入比重再提升。

行業人士表示，由于DDR5/LPDDR5(X)技術愈發成熟，其保質期或將比上一代更長。目前，存儲廠商目前擴產重點集中在HBM、DDR5與LPDDR5(X)產品上。

TrendForce集邦咨詢研究顯示，產能規劃方面，三星去年第四季大幅減產，在庫存壓力改善后，今年第一季投片開始回升，稼動率約為80%。下半年旺季，需求預期將較上半年明顯增溫，產能會持續拉高至第四季。SK海力士則積極擴張HBM產能，投片量緩步增加，隨著HBM3e量產后，相關先進制程投片亦持續上升。美光投片量有回溫趨勢，后續將積極增加其先進制程1beta nm比重，用于生產HBM、DDR5與LPDDR5(X)產品，因先進制程的設備增加，屆時產能將較為收斂。


GDDR7顯存標準正式發布

3月6日，JEDEC（固態技術協會）正式發布了GDDR7顯卡（JES239圖形雙倍數據速率(GDDR7)SGRAM）技術規范，旨在提供更高的帶寬、更高的數據傳輸速率、更高的能效和更大的存儲容量，以支持未來高性能計算應用的發展。

官方披露，JESD239GDDR7是第一款使用脈沖幅度調制(PAM)接口進行高頻操作的JEDEC標準DRAM。其PAM3接口提高了高頻操作的信噪比(SNR)，同時提高了能效。通過使用3個電平(+1、0、-1)在2個周期內傳輸3個比特，而傳統的NRZ(非歸零)接口在2個周期內傳輸2個比特，PAM3在每個周期內提供了更高的數據傳輸速率，從而提高了性能。

相比GDDR6，GDDR7的帶寬是其兩倍，每個器件的帶寬可達192 GB/s。這是通過增加獨立通道數量至4個來實現的。GDDR7還支持16 Gbit至32 Gbit的密度，并包括支持雙通道模式，可以將系統容量翻倍，可以滿足未來圖形、游戲、計算、網絡和人工智能應用對高內存帶寬不斷增長的需求。

同時，核心獨立的 LFSR(線性反饋移位寄存器)訓練模式，帶有眼罩和錯誤計數器，可提高訓練精度，同時縮短訓練時間。此外，通過整合最新的數據完整性功能，包括帶實時報告的片上 ECC (ODECC)、數據中毒、錯誤檢查和清理以及帶命令阻塞的命令地址奇偶校驗(CAPARBLK)，滿足 RAS(可靠性、可用性、可維護性)的市場需求。

在容量上，目前第一批GDDR7顯存只有2GB(16Gb)，和如今的GDDR6/6X一致，因此首發搭載的NVIDIA RTX 50系列、AMD RX 8000系列對于顯卡的需求還較大。JEDEC表示，未來會有3GB、4GB、6GB甚至是8GB，其中3GB這種反常規容量是首次出現。

目前，AMD和NVIDIA都已經加入了這個新標準，而三星和美光也已經確定了下一代GDDR7內存模塊的開發計劃。三星的目標是實現32Gbps的速度，而美光則計劃推出24Gb+32 Gbps的芯片。據悉，美光在其最新的路線圖中也公布了到2026年達到36Gbps和24Gb+的內存模塊。

潛力新技術ReRAM，蟄伏待機

資料顯示，ReRAM（RRAM）全稱為Resistive Random Access Memory，電阻式隨機存取存儲器，是以非導性材料的電阻在外加電場作用下，在高阻態和低阻態之間實現可逆轉換為基礎的非易失性存儲器。該技術具備一般小于100ns的高速度、耐久性強、多位存儲能力的特點。

1962年, T.W. Hickmott在研究Al/SiO2/Au,Al/Al2O3/Au,Ta/Ta2O5/Au等結構的電流電壓特性曲線時發現了金屬氧化物介質層在特定情況下可以發生阻變現象。這一發現奠定了未來ReRAM技術的基礎。

相比其他技術，ReRAM被稱為結構最簡單的存儲技術。該技術結構看上去像一個三明治，絕緣介質層（阻變層）被夾在兩層金屬之間，形成由上、下電極和阻變層構成金屬-介質層-金屬（metal-insulator-metal，簡稱MIM）三層結構。這種金屬-介質層-金屬（MIM）三明治結構，在偏壓變化時電阻會在高、低兩種狀態間切換。

從類別上看，ReRAM被分為許多不同的技術類別，包括氧空缺存儲器 (OxRAM，Oxygen Vacancy Memories)、導電橋存儲器 (CBRAM，Conductive Bridge Memories)、金屬離子存儲器 (MeRAM，Metal Ion Memories)、憶阻器 (Memristors)、以及納米碳管 (CaRAM，Carbon Nano-tubes)。

業界指出，ReRAM可以將DRAM的讀寫速度與SSD的非易失性結合于一身，因此其擁有了擦寫速度高、耐久性強、單個存儲單元能存儲多位數據的優勢，并且它的功耗極低。在新興的存儲技術中，ReRAM技術更適合在存儲單元中采用多級存儲，有利于降低存儲器計算的能耗、提高成本效益。

近年來，Crossbar、英特爾、富士通、三星、UMC、Adesto、臺積電、英飛凌等國際廠商正在重點布局。其中，2018年兆易創新和Rambus宣布合作建立合資企業合肥睿科微，進行ReRAM技術的商業化，但目前還無量產消息。2021年，臺積電代工廠的40納米ReRAM技術成功進入量產，28納米和22納米節點也可作為物聯網市場的低成本解決方案。2022年12月，英飛凌宣布基于臺積電28納米eFlash技術的Autrix TC4x系列微控制器樣品已經交付給主要客戶，其基于臺積電28納米ReRAM技術的第一批樣品將于2023年底提供給客戶。

此外，Rambus Labs高級副總裁Gary Bronner曾強調，RRAM的功耗比閃存低得多，可能是下一代MCU的一個關鍵差異化因素。


“磁電”存儲顛覆存儲行業！

數據安全是政府與企業的頭等大事，用于數據存儲的設備安全性就至關重要。目前，存儲設備被Intel、三星、海士力，美光等美國與韓國企業保持，安全性存在重大隱患！

據國外媒體報道稱，華為正在積極研發一種前沿的“磁電”存儲技術，該技術有望徹底改變數據存儲行業的格局。新型“磁電”存儲每PB耗電僅為71W，相比傳統的磁性硬盤驅動器（HDD）節能高達90%，這無疑為數據中心和大型企業節省了大量的能源成本。

根據行業內人士推測，華為將于2025年推出商業化產品。MWC2024的展會華為也對外展示了相關產品的參數，但是沒有展出具體產品！

華為“磁電”存儲技術不僅完全國產，而且可以顛覆整個行業，甚至會形成對某些國家的卡脖子！