半导体产业纵横 7小时前
存储扩产 “卡壳”了?
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文 | 半导体产业纵横

近期,全球存储行业正经历一场 " 量价博弈 " 的特殊周期。一方面,AI 数据中心带来的强劲需求推动存储芯片价格持续飙升,行业步入上行通道;另一方面,国内外头部企业纷纷掀起扩产热潮,试图抢占市场份额。

半导体洁净室是芯片制造的基础设施,其技术要求和建设难度随制程节点微缩而指数级提升。在存储芯片价格飙升、全球扩产遇阻的背景下,洁净室建设已成为制约产能释放的关键瓶颈,让这场产业升级之路充满挑战。

存储芯片价格飙升,行业进入强周期

行业数据显示,此前三星、SK 海力士、美光三大存储巨头在 DDR4 等传统存储芯片领域的月产能合计仍有数十万片,而 2025 年这一数字已较此前缩减过半,预计 2026 年相关产能将基本清零。与之形成鲜明对比的是,AI 服务器领域对 DRAM 的需求呈爆发式增长,第三方市场调研数据显示,2026 年服务器端 DRAM 需求将较 2025 年同比激增 21%。

值得注意的是,全球 90% 的 DRAM 产能集中于上述三大巨头,头部厂商正持续将产能向 AI 服务器专用高端 DRAM 产品倾斜,直接导致传统存储芯片市场供需失衡,呈现 " 僧多粥少 " 的紧张态势。价格端已率先反映这一格局变化:2025 年 5 月至 11 月,DDR4 内存价格实现连续 6 个月上涨,其中第三季度同比涨幅高达 171.8%,第四季度 DRAM 合约价同比涨幅进一步扩大至 75% 以上;其他传统存储品类同步跟涨,监控硬盘价格累计上涨超 30%,监控内存卡、消费级 SSD 等产品价格实现翻倍,NAND 闪存领域中闪迪相关合约价涨幅亦达到 50%。

据 TrendForce(集邦咨询)最新发布的存储现货价格趋势报告,受买家抢购报价影响,DRAM 现货价格飙升,其中 DDR5 芯片在一周之内上涨 30%,原因是整体供应依然紧张,且主要模组厂商继续限制出货量。NAND 方面,由于现货供应有限,交易较为零星,随着市场趋紧,预计价格将进一步上涨。

美光也在其业绩说明会上表示,公司 2026 年全年高带宽内存(HBM)的供应量已就价格和数量与客户达成协议,全部售罄;并且,公司还预计 HBM 总潜在市场(TAM)将在 2028 年将达到 1000 亿美元(2025 年为 350 亿美元),较此前指引提前两年。美光预测,到 2028 年,HBM 总潜在市场的复合年增长率(CAGR)约为 40%。

价格上涨的背后,是整机制造成本的显著抬升。终端设备如服务器、PC 乃至智能手机,均面临成本压力,或将被迫调高售价,进而对消费市场形成抑制效应。

全球掀起扩产潮,聚焦高端 AI 存储

面对供不应求的局面,各大存储厂商纷纷加速扩产,尤其聚焦于高附加值、面向 AI 应用的高端产品。

三星电子已逐步提升 DRAM 与 NAND 闪存产能,并于 2024 年 11 月重启平泽工厂第五条生产线建设,预计 2028 年投产。其战略重心明显向 DDR5 和 HBM(高带宽内存)倾斜,优先保障 AI 客户订单。

SK 海力士则推进清州新建的 M15X 工厂,专攻 DRAM 及 AI 存储产品;同时,其龙仁半导体集群首座制造厂建设提速,规模相当于六座 M15X 工厂,原定 2027 年完工。

美光的爱达荷州第一座晶圆厂预计将于 2027 年年中开始生产晶圆,早于此前预期;爱达荷州第二座晶圆厂将于 2026 年动工,2028 年投入运营;纽约晶圆厂计划于 2026 年初破土动工,2030 年及以后开始供应产品。在 NAND 领域,美光正在推进 G9 节点的量产,数据中心和客户端固态硬盘(SSD)的良率均实现稳健提升。

美光在业绩说明会上表示,计划将 2026 财年的资本支出增加至约 200 亿美元,高于此前估计的 180 亿美元。这一增长将主要用于支持 HBM 供应能力以及 2026 日历年 1-gamma 的供应。美光正在提前设备订单并加快安装时间表,以最大化产出能力。美光科技公司还在全球制造基地进行投资,以增加供应,支持长期需求。

洁净室是芯片制造的基础设施

半导体洁净室是芯片制造的基础设施,其技术要求和建设难度随制程节点微缩而指数级提升。

洁净室,又称无尘室,是指通过控制空气中的微粒浓度、温湿度、压差等参数,提供特定洁净度级别的受控环境空间。洁净室的诞生源于 1950 年代美国军事工业的需求,当时美军发现雷达等电子仪器故障率奇高,每年维护费甚至超出原价,后来在生产车间引入高效空气过滤器后才解决问题,这标志着现代洁净室的诞生。1960 年代,NASA 在阿波罗计划中开发了百级洁净实验室,利用垂直层流设计和 HEPA 高效过滤器实现了前所未有的微粒控制水平,为太空探索提供了关键技术支持。

洁净室技术的演进与半导体工艺发展紧密相连。1970 年代,随着集成电路的蓬勃发展,洁净技术开始快速发展。从 1990 年代开始至今,随着芯片线宽不断缩小,洁净技术开始腾飞。

半导体洁净室的核心控制参数包括颗粒浓度、温湿度、气流组织与压差、振动控制、气态分子污染物 ( AMC ) 和静电防护等,这些参数共同构成了芯片制造的精密环境。

颗粒浓度控制是最基础也是最关键的参数。洁净度级别是一个用来衡量环境中空气颗粒物的数量分类标准,不同的洁净度等级对应着不同的颗粒物浓度,颗粒物的浓度越低,洁净度等级越高。洁净室按粒径在 0.1-5μm 范围的粒子浓度分为 1-9 级 。其中,ISO 1 级要求每立方米空气中 ≥0.1μm 的颗粒不超过 10 个,ISO 3 级不超过 1000 个 。不同制程节点对洁净度的要求差异显著:28nm 制程通常需要 ISO 5 级 ( 每立方米 ≤3520 个 0.5μm 颗粒 ) ,7nm 以下制程需达到 ISO 3 级,而 3nm 制程则需 ISO 1 级环境。

洁净室成扩产 " 隐形瓶颈 "

尽管扩产意愿强烈,但实际落地却遭遇 " 看不见的天花板 " ——洁净室建设瓶颈。

在晶圆厂总投资中,约 80% 用于设备采购,其余 20% 用于厂房建设,包括土建工程、机电安装、洁净室建设以及配套设施等。其中洁净室是核心组成部分。洁净室为芯片制造、先进封装、服务器组装等提供温湿度、微粒浓度、气流等严格受控的环境,是产能扩张的前提条件。通常,厂务工程及洁净室投资占项目总投资的 10% – 20%。

晶圆厂在大幅新增产能之前,需要依赖于前期洁净室的建设。对于存储芯片这样的精密制造产业而言,洁净室的建设质量直接决定了产品良率和性能,尤其是随着工艺制程尺寸持续缩小,对洁净室的环境控制要求愈发严苛。目前,先进制程存储芯片生产所需的洁净室已达到 ISO 1 级标准,即每立方米空气中大于等于 0.1 微米的颗粒数不超过 10 个,这样的高标准对建设技术和人才提出了极高要求。

美光表示,目前公司正专注于最大化现有产能的产量、推进行业领先的技术节点量产,并投资建设新的洁净室以提升供应能力。例如在日本广岛工厂新增洁净室空间以支持先进节点,扩大生产规模并优化工厂经济效益。

值得注意的是,由于 HBM 与 DDR5 的产能置换比例为 3:1,且未来几代 HBM 的这一置换比例还将进一步提高,HBM 需求的急剧增长进一步加剧了存储供应紧张。要满足这种增长的需求,需要额外的洁净室空间,而全球范围内洁净室建设的交付周期正在延长。这些供需因素共同导致 DRAM 和 NAND 行业供应紧张,预计这种紧张状况将持续到 2026 日历年及以后。

当前,全球洁净室市场正面临 " 需求激增、供给不足 " 的困境。一方面,AI 驱动的存储扩产潮使得洁净室建设需求短期内爆发式增长;另一方面,行业供给能力却难以同步跟进。此前参与洁净室建设的主力供应商已处于满负荷运转状态,而洁净室建设涉及机电安装、环境控制、精密调试等多个专业领域,核心工程师的培养周期长(通常为 2-3 年),短期内无法快速补充人才缺口。这一供需失衡直接导致部分企业的扩产订单出现 " 溢出 ",项目建设周期被迫延长,原本计划的产能释放时间节点面临推迟风险。

总结

存储行业的本轮上行周期由 AI 需求点燃,但能否持续兑现业绩,取决于产能释放的速度与效率。当前,洁净室等基础设施的制约,正成为制约扩产节奏的关键变量。那些能提前锁定工程资源、优化建设流程、或具备垂直整合能力的企业,将在下一轮竞争中占据先机。

对中国企业而言,除了加快技术研发与产能布局,还需重视供应链韧性建设——包括洁净室工程、特种气体、超纯水系统等 " 幕后 " 环节的自主可控。唯有打通从芯片设计到工厂落地的全链条堵点,才能真正把握住 AI 时代带来的存储红利。

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