HBM需求大,三大記憶體股飆漲,規格不斷升級,供應端緊俏

生成式AI帶動記憶體需求,也讓記憶體產業出現供應端緊俏現象,最近花旗集團調高美光科技的股價評等,帶動美光科技近期股價大漲。已通過Nvidia的HBM3e認證的海力士,近期宣布HBM4要進入量產,帶動海力士股價股價創24年新高。美光科技、海力士股價上漲效應,也推升三星電子的股價表現。
這幾年生成式AI給記憶體帶來革命性的發展,Nvidia在2017年推出Volta時,對HBM的規格要求就是在HBM2,這是HBM首度用在與AI相關的設備上,並讓HBM正式與AI搭上線,取代先前的GDDR記憶體。與HBM2結合的Nvidia AI GPU,主要用於HPC和早期的AI訓練。2020年Nvidia推出的Ampere(A100),記憶體規格推升到HBM2e。接下來Nvidia推出的Hopper(H00)和Blackwell(B100、B200系列),就分別把記憶體規格推升到HBM3和HBM3e。目前Nvidia的Blackwell系列機櫃正進入大量出貨期。接下來,Nvidia預計要在明年推出的Rubim和Rubin CPX系列的AI機櫃,對記憶體的規格要求將達到HBM4和SOCAMM,以支援更高層數堆疊(>12-hi),單模組帶寬>2 TB/s。日前甲骨文在財報會議中表示,未來市場對AI的需求將轉變為AI推理需求,主要是需要多組AI CPU連結而成的資料中心集叢,對記憶體要求功耗更低、容量更大。
全球HBM市場,海力士的市占率最高,高達62%,海力士最近股價上漲的理由是宣布推出HBM4,來搶攻更高階的HBM市場。海力士原本在全球記憶體市場市占率第2大,但這兩年因為該公司的HBM數量大增,使得海力士到今年上半年其記憶體市占率居然與三星電子打平,兩者都是全球記憶體龍頭。但以HBM而言,海力士在這部分領先三星電子。近3年海力士股價大漲,股價創2000年11月以來的新高,HBM是主要推升力道,也讓海力士成為南韓KOSPI指數第二大權重股(接近1700億美元)。即便與三星電子的市值仍有一段差距,但就未來成長性來說,海力士遠大於三星電子。
最近三星電子宣布其次世代高頻寬記憶體HBM4已經完成內部認證,準備進入階段,這對AI應用非常重要。海力士表示,今年初已經交付首批12層HBM4樣品給客戶,在HBM4的進度上,海力士把美光科技和三星電子等對手拋在後面。海力士HBM部門負責人趙洲煥(音譯)指出,HBM4內存寬代較前一世代產品提升一倍,效能提高超過40%,HBM4最高將使AI服務性能提升高達69%,從而幫助解決數據瓶頸問題並能降低資料中心的功耗問題。
海力士先前發布第2季財報顯示,上季營收年增35.4%、達到22.232兆韓元,毛利年增53.9%、11.983兆韓元。海力士樂觀地表示,該公司到年底前的產能全滿載,受惠AI對HBM需求激勵,該公司到2030年以前每年都會以30%的速度成長。目前AI使用的記憶體產品已嵌入專屬邏輯晶片(base die)以管理運作,使得競爭對手的產品不容易遭替換。海力士HBM高層也認為,未來客戶的客製化需求將進一步增加,目前高階HBM主要供貨給Nvidia這類大型客戶,中小型客戶採用標準化方案,每位客戶都有不同喜好,有些在意運作效能,有些重視功耗。
相較於海力士業績強勁成長以及對未來HBM前景看好,三星電子雖然也看好未來在AI加持下將提升記憶體需求。三星電子到目前為主的12層HBM3e到上半年為止還沒有真正獲得Nvidia的認證,雖然有業界傳言三星電子HBM3e之前有過熱問題已獲得解決,並獲得「可用」的評價,但Nvidia還沒正式宣布該項產品取得認證,這影響到三星電子HBM3e的出貨進度並影響該公司在HBM市占率的變化。去年三星電子在HBM市占率約在兩成,上半年下降到17%。這並不代表三星電子的HBM產品出貨遞減,而是因為競爭對手海力士和美光科技的HBM產品出貨增加,在整體HBM市場擴大後三星電子出貨數量沒跟上成長,就會造成該公司在HBM市占率下滑。
雖然還未獲得Nvidia的認證,三星電子未來仍會增加在HBM3e出貨進度,並增加高密度的DDR5產品,也在NAND推動高速、高密度SSD,提高記憶體出貨單價和提高利潤率。其實DDR5在整個Nvidia的AI系統內也屬於核心零組件,在AI伺服器整體架構中,GPU還是要透過CPU/主機板去存取DDR5系統記憶體,所以DDR5仍是支撐Nvidia AI系統的重要一環,這部分對三星電子出貨仍是有利的。只不過,DDR5的單價沒有HBM來得高,拉低三星電子整體記憶體的ASP。
美光科技在HBM的市占率雖然居於老三地位,但該公司的技術並不輸海力士,是因為產能的問題影響美光科技在HBM的市占率。Nvidia AI機櫃使用的HBM3e,美光科技很早就取得認證。美光科技也積極投入在HBM4的研發,並在HBM3e的出貨量取得相當大的規模,提高美光科技的獲利表現。如同先前所述DDR5在Nvidia AI系統上是核心零件。從美光科技的角度來看,資料中心客戶對DRAM/NAND的需求正在提升,特別是在AI模型執行階段(inference任務)對記憶體容量和效能正在提高,提升對記憶體產品的需求。
國際記憶體大廠陸續把生產線挪移到HBM,加上DDR5需求很高,使得記憶體生產端出現供應吃緊現象,先前記憶體庫存過高現象也正在改善中,使得記憶體價格可望漲價,市場分析師就認為NAND價格在明年還會進一步上漲,這也讓台灣記憶體股最近出現一波漲勢。
明年在Nvidia計畫出貨Rubin和Rubin CPX,其對接的記憶體將會是HBM4和SOCAMM。海力士宣布HBM4正式量產,也可能已經送給主要客戶進行認證,是進度最快的業者。美光科技的HBM4還沒進入量產,但在SOCAMM進度上卻是唯一已被Nvidia認證過的廠商,並已被授權可以大規模生產。SOCAMM將與Rubin CPX連結,這將會是用在AI推理市場的一款AI晶片系統。
AI推理平行運算過程中,其記憶體需求不會太高,這會讓HBM出現閒置狀態,而HBM價格又貴形成浪費。Nvidia明年要推出專屬AI推理用的Rubin CPX,使用的記憶體不是HBM4就是要解決閒置問題,同時也能降低AI機櫃系統的售價,所以採用SOCAMM。美光科技利用他們在低功耗DRAM性能上的優勢,做出未來可以用在資料中心AI伺服器的SOCAMM,主打高性能和低功耗的記憶體。