存儲芯片荒「新劇情」：AI吃太飽，消費電子「餓壞了」

智通財經APP獲悉，人工智能(AI)需求正在引發一場歷史性的存儲芯片短缺。要滿足芯片需求的指數級增長將代價昂貴、甚至可能根本無法實現。

存儲芯片製造商一直以來都需要應對供應過剩和供應不足的周期。這些製造商通常會提前數年根據預期需求制定計劃，而不可避免地有時會判斷失誤。但如今行業中發生的情況，遠遠超出了這種常見的劇烈波動。

市場研究機構IDC表示，隨着AI熱潮給供應帶來壓力，存儲芯片短缺正成為「一場前所未有的危機」。而AI基礎設施建設仍在加速推進，大型科技公司預計在2026年的支出將高達驚人的6500億美元，較去年創紀錄的水平增長約80%。因此，即使存儲芯片製造商提高產量，緩解短缺的可能時間也要在一年之后——甚至更久。

包括蘋果(AAPL.US)、谷歌(GOOGL.US)和特斯拉(TSLA.US)在內的高管們已經在討論存儲芯片短缺對盈利能力乃至AI進展時間表的影響。Google DeepMind負責人德米斯·哈薩比斯稱其為行業的「瓶頸」。在1月下旬的特斯拉財報電話會議上，首席執行官埃隆·馬斯克甚至提出了自己生產存儲芯片的想法。

為什麼存儲芯片如此重要?

存儲芯片是現代計算的關鍵組成部分。它們本身不執行計算，但負責存儲數據並將其提供給中央處理器(CPU)——設備的「大腦」。這些芯片被嵌入在智能手機、遊戲主機、汽車和家庭電子產品中，並越來越多地用於AI數據中心。如果沒有它們，數字系統將陷入停滯。應用程序和電腦軟件會加載緩慢，視頻會不斷緩衝，用户也不會再得到來自Siri或Alexa那樣流暢的語音回覆。

幾十年來，計算機主要依賴兩種類型的存儲器。第一種是NAND，這是一種閃存，即使設備斷電也能保存數據。它被用於固態硬盤(SSD)和U盤等產品的長期存儲。

第二種是DRAM(動態隨機存取存儲器)，是計算機中最常見的工作內存。它用於臨時存儲CPU正在使用的數據。在個人電腦中，DRAM通常位於連接到主板的可拆卸模塊上。

AI的興起推動了一種新的DRAM封裝方式——高帶寬內存(HBM)。這種技術通過將多個存儲顆粒垂直堆疊，並將其放置在處理器附近，從而相比傳統內存大幅提高數據傳輸速度。

據悉，使用DDR5芯片(目前廣泛部署的一種傳統DRAM)傳輸1TB數據可能需要超過10秒，而使用單個HBM3則大約快10倍。這種速度對AI系統至關重要，因為AI必須在沒有瓶頸的情況下處理海量數據。通過縮短傳輸時間，HBM能夠幫助模型更快加載和處理數據，使其成為AI供應鏈中最搶手的組件之一。

存儲芯片短缺是如何出現的?

隨着AI模型變得越來越龐大和複雜，服務器的設計需要比過去更多的HBM。同時，它們還需要更多傳統DRAM和NAND來處理訓練數據並支持雲計算工作負載。

自2023年以來，科技公司如亞馬遜(AMZN.US)、谷歌、微軟(MSFT.US)以及Meta Platforms(META.US)已共同承諾投入數千億美元擴建數據中心和計算能力，從而加劇了建設更大型AI基礎設施的競爭。

來自AI的強勁需求

根據行業研究，數據中心對DRAM的需求在2025年已佔全球消費量約50%，而五年前這一比例僅為32%。這一比例預計還會繼續上升。到2030年，AI服務器預計將佔全球存儲需求的60%以上。推動這一增長的部分原因是所謂的AI代理(AI agents)——這類軟件被設計為持續運行，並在有限的人類監督下完成任務。

建設AI系統的公司願意支付更高價格，並簽訂更長期的供應協議以確保芯片供應。作為迴應，存儲芯片製造商正把資本和新增產能轉向利潤率更高的HBM芯片，而減少用於主流設備的傳統DRAM生產。

這意味着智能手機、個人電腦、遊戲主機和其他設備製造商現在必須為更緊張的存儲供應競爭，即使是滿足日常需求也不例外。許多企業實際上被排在了隊伍后面，因為AI客户獲得了優先供應。結果是，消費電子產品的製造成本大幅上升。

全球三大PC廠商之一的惠普(HPQ.US)表示，如今存儲芯片約佔一臺筆記本電腦材料成本的35%，而僅在一個季度前這一比例還只有約15%至18%。因此，該公司已經開始提高電腦價格以抵消成本上漲。同時，它也在調整部分產品配置——例如推出內存容量更低的機型，這可能會影響設備性能和使用壽命。戴爾科技(DELL.US)則在去年12月中旬開始提高服務器價格，並在1月上調PC價格。

壓力不僅限於PC領域。市場研究機構Counterpoint Research估計，未來幾個季度存儲價格上漲可能會使智能手機的材料成本提高15%甚至更多。

為應對成本壓力，手機廠商也在降低部分機型的內存配置，並重新評估利潤率較低的入門級設備。IDC預計，2026年全球智能手機市場將萎縮12.9%，這將成為該行業有記錄以來最大的跌幅。根據全球最大的智能手機處理器供應商高通(QCOM.US)的説法，這一影響在中國可能尤其明顯——因為中國低價智能手機市場競爭最為激烈。

遊戲主機廠商也面臨類似限制。包括索尼和任天堂在內的公司警告稱，零部件供應趨緊和成本上升可能影響產品定價，甚至可能推迟未來產品的發佈。

難道不能擴建工廠來生產更多芯片嗎?

全球存儲芯片市場由三家公司主導——韓國的三星電子和SK海力士，以及美國的美光科技(MU.US)。這種高度集中是幾十年來利潤波動以及建設和裝備晶圓廠成本飆升所形成的結果。

儘管這些公司正通過新建或升級製造設施和先進封裝廠來擴充產能，但這類項目往往需要多年時間和數十億美元投資才能產生顯著產量。

HBM芯片還帶來了額外挑戰——它們在大規模製造方面異常困難。HBM是通過將多個存儲顆粒(每片厚度比頭發絲還薄)以微米級精度堆疊而成。任何一個缺陷都可能毀掉整個堆疊結構，使得生產速度更慢、良率也低於傳統DRAM。某些HBM版本還集成了小型邏輯芯片，用於管理和路由數據，這進一步增加了複雜性，並佔用大量製造產能。

接下來會怎樣?

存儲芯片行業長期以來一直難以讓新增產能與需求波動相匹配。即使製造商正在擴建產能，他們仍然警惕重演過去那種繁榮與崩潰交替的周期——這些周期曾經吞噬利潤並讓較弱的企業破產。

就在2023年，美光科技和SK海力士曾因為高估疫情時期需求持續時間，在行業長期供過於求中損失了數十億美元。儘管他們希望抓住AI帶來的訂單，但並不願再次經歷供應過剩帶來的虧損。因此，產能擴張很可能會保持謹慎——至少比許多客户希望的更加謹慎。

製造存儲芯片是一門周期性極強的生意，收入波動往往會導致資本支出出現類似劇烈起伏

目前尚不清楚的是，行業是否會再次進入熟悉的下行周期，還是AI代表了一種結構性變化，使得存儲需求在未來多年保持高位，從而迫使芯片製造商持續擴張。

就目前而言，與數據中心建設相關的公司仍在確保獲得所需的存儲芯片以繼續擴張。它們的收入和利潤與受益於需求激增的存儲芯片製造商一起增長。:然而，對消費電子公司來説，這場供應緊張可能意味着產品更貴、利潤率更低以及產品升級速度更慢。