如果說，現在的我們正沐浴在一波又一波以ChatGPT為代表的AI（人工智能）所制造的“春雨”中；那么，我們或許首先要關注的是：

在雨勢漸漲的今天，作為“水庫”的——存儲芯片將走向何方？

存儲芯片——是電子信息數據存儲的核心組成部分，按照不同的類別會有很多不同的分類；比如我們電腦中的硬盤，內存，寄存器，CPU中的高速緩存，其實都有用到存儲芯片。

存儲芯片雖種類較多，但大致主要可以按照易失性及非易失性進行分類。

存儲芯片的分類；圖片來自：Google

易失性存儲芯片以DRAM和SRAM（靜態隨機訪問存儲器）為例：

DRAM是易失性存儲器的重要分支，易失性存儲器的特點是斷電丟失數據，DRAM所使用的電容容量極小，電子僅能保存幾毫秒的時間，為了使電子不丟失，每隔幾毫秒就要充電刷新一次。

雖然DRAM具有斷電丟失數據的缺點，但由于讀寫速度較快被應用于PC機的內存、智能手機、服務器。

與此類似，SRAM（靜態隨機訪問存儲器）只要保持通電，里面儲存的數據就可以恒常保持；但是只要斷電，數據就會丟失。屬于易失性存儲器。

非易失性存儲芯片則以Flash（閃存）和ROM（只讀存儲器）為例：

Flash是非易失性存儲器最重要的分支，非易失性存儲器的特點是斷電不失數據，這使得FLASH能夠在沒有電流供應的條件下長久地保存數據。

我們電腦中的硬盤所用的存儲芯片就是Flash，Flash相比DRAM的優點在于斷電不失數據，且成本較低；缺點在于由于每一次寫入數據均需要擦除一次，使得寫入速度慢于DRAM。

ROM（只讀存儲器）也一樣，其信息一旦寫入后就固定下來，即使切斷電源，信息也不會丟失。

將其運用于應用端則更易區分，簡單地來說：

假設我們在備戰一場考試，CPU就相當于是大腦，負責短期記憶，最為直接，速度也最快，但能存儲的數據也是最少的。

當我們記不住的時候，去看的課堂筆記就是內存；如果手邊上的筆記沒有要的答案，就得去查閱更多的資料，那就是硬盤。

對于存儲芯片的應用端市場而言：本次AI的爆發，或將驅動“從算力到存力”的長期需求。

存儲芯片應用廣泛，在消費電子、計算機及周邊、工業控制、白色家電、通信等傳統應用領域均存在穩定的數據存儲需求，市場規模在 2016 年之前呈現平穩發展的態勢。

但，隨著智能手機攝像頭模組升級和AIoT 的發展，智能手機攝像頭、汽車電子、智能電表、智能家居、可穿戴設備等新型市場均對其顯露出較大需求的可能；與此同時，傳統應用領域的快速智能化發展也為其需求提升增添了助力。

其中，DRAM和NAND Flash的需求量最大，DRAM占據了53%的存儲器市場，NAND Flash能占到45%，兩者合起來達到了98%，是最重要的兩類存儲芯片。

當我們將視線拉向全球，或許不難發現：ChatGPT等新興AI產品的不斷發展，正在快速地拉升市場對存儲芯片的需求：

此前，服務器市場中采用AI運算卡的比例并不多，與之配套的存儲芯片仍使用GDDR5(x)、GDDR6來支持其算力；例如在2021年時，HBM相關產品占據DRAM市場甚至未及1%，價格是一方面，需求的欠缺并沒有激活HBM的市場。

而隨著AI發展迎來新的階段，企業對于大算力的需求提出了更高的要求，HBM作為助力突破算力瓶頸的重要硬件支持，開始被英偉達、AMD等廠商大規模采用。

據悉，目前英偉達旗下最強AI芯片H100已采用SK海力士旗下HBM3技術，而H100正大規模地為ChatGPT提供算力。

特別是今年3月份，僅于30日-31日兩天，有關于存儲芯片的新聞就分別兩次地登上了國內及國外各大媒體的頭版頭條：

圖片來自：nature

其一，3月30日據科技日報，美國南加州大學電氣和計算機工程教授——楊建華在最新一期《自然》雜志上刊發論文中稱：

其與麻省理工的研究人員攜手一同，為邊緣人工智能（便攜式設備內的人工智能）開發出一種將硅與金屬氧化物憶阻器結合在一起、功能強大能耗很低的存儲芯片；

這是迄今存儲密度最高的存儲芯片，有望在便攜式設備內實現強大的人工智能，如讓迷你版ChatGPT的功能在個人便攜式設備內“遍地開花”。

其二，緊接著3月31日，據網絡安全審查辦公室表示：

為保障關鍵信息基礎設施供應鏈安全，防范產品問題隱患造成網絡安全風險，維護國家安全，依據《中華人民共和國國家安全法》《中華人民共和國網絡安全法》，網絡安全審查辦公室按照《網絡安全審查辦法》，對美光公司（Micron）在華銷售的產品實施網絡安全審查。

而其中的——美光公司（Micron）是全球最大的半導體存儲及影像產品制造商之一，其主要產品包括DRAM、NAND閃存和CMOS影像傳感器。

對于中國半導體從業者而言，直面存儲需求旺盛和自給率低的矛盾點依然存在：

圖片來自：前瞻經濟學人

中國存儲芯片處于上行周期，存儲芯片市場相較與全球而言占比最高，且其增速遠超行業均值；其中，大容量的 DRAM、SRAM 等易失性存儲市場集中度較高，且美韓三家企業占據壟斷地位，技術布局早、競爭較為激烈。

但，相較于傳統的CPU和GPU，存儲芯片的相關設計及制造壁壘或許可以依靠堆疊實現追趕：

相較于傳統的CPU和GPU對運算速度的追求，存儲芯片則更看重數據的穩定性：換句話說，存儲芯片并不是一味地追求先進制程；

理論上制程越小，單個芯片的密度就越高、讀寫速度就越快、功耗也越低，而堆疊則是你能把多少個芯片疊起來并且把他們連起來實現信號和電力的互通。

換句話說就是：我們將存儲芯片的設計及制造簡單理解為蓋樓房：

房子占比面積是固定的，而制程小意味著你能把每層建得空間又大又通風，而堆疊則意味著你能在這塊地蓋多高的樓，并且還能用個電梯把樓層高效的串起來，屬于工藝不夠數量來湊。

這也就給中國廠商提供了機會；既然在制程方面拼不過海外，那就從堆疊層數下手。

長江存儲Xtacking架構；圖片來自：長江存儲

特別是，應用了閃存堆疊技術的3D NAND Flash的出現，比以往的2D NAND Flash提供了更大存儲空間，滿足了業界日益增長的存儲需求，因而成為主流。

根據加拿大半導體分析與IP服務機構TechInsights報告指出：長江存儲首款232層3D NAND Flash產品已經成功量產，是首個進入零售市場的超過200層堆疊3D NAND Flash產品。

當然，發展還需持續突進：SK 海力士在近期的ISSCC會議上，展示了300層堆疊第八代3D NAND Flash存儲器原型，計劃兩年內上市；三星則計劃在2030年前實現1000層NAND Flash，此舉也將助力三星之后推出1PB SSD。

綜上所述，我們不難看出：

當前全球存儲芯片市場的競爭格局基本均被韓國、日本以及美國等國家壟斷；想要在短時間內打破這一競爭格局，實屬不易。

但，中國在存儲芯片領域的戰略布局已日漸完善；且隨著新應用端市場的不斷噴涌，將為中國未來在存儲芯片領域的發展提供源源不斷的需求保障。

編輯：黃飛

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