\"内存超级周期:AI驱动下的四十年一遇行业变局\" Best Partners TV 2026-02-13

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当下整个内存行业正被一场前所未有的狂潮所席卷,内存价格再度翻倍,市场陷入四十年一遇的短缺。而更值得关注的是,这场超级周期的热度还在持续攀升,我们甚至还远未触及它的峰值。从2024年底开始,研究机构 SemiAnalysis 通过持续追踪,搭建了一个内存收入、定价和利润率预测模型,也就是 SemiAnalysis内存模型。今天,我们将基于这份模型,来聊聊这场内存超级周期的来龙去脉,为什么它是四十年一遇的行业变局,又为什么会比所有人想象的更宏大、更持久。

内存超级周期的技术根源与周期逻辑

要理解当下的内存市场,我们必须先回到 DRAM(Dynamic Random-Access Memory: 动态随机访问存储器)的技术本源,从它的发展历程中找到行业周期的底层逻辑。自上世纪70年代实现商业化以来,DRAM能够成为半导体行业的核心品类,核心依托于定义了整个半导体行业的两大缩放定律:摩尔定律(Moore's Law)和登纳德缩放定律(Dennard Scaling)。

DRAM的核心结构是 1T1C单元(1 Transistor, 1 Capacitor: 一个存取晶体管和一个存储电容组成的基本存储单元)。这个结构支撑了DRAM数十年的缩放发展。在这个过程中,工程师们通过不断缩小晶体管的尺寸,实现了单位比特成本的持续下降;同时凭借精巧的电容设计,保留了足够的电荷来维持信号的完整性。这也是DRAM能够成为通用型存储产品的关键。

在半导体行业的大部分发展历史中,DRAM的密度缩放速度甚至远超逻辑芯片,这是它的核心竞争优势。常规的逻辑芯片密度大约每24个月实现翻倍,而DRAM的密度翻倍周期仅为18个月。这个速度带来了极为显著的成本下降,也让DRAM成为了高度商品化的半导体产品。对于DRAM制造商而言,维持单位比特成本的持续下降是生存的关键。一旦某家供应商无法在成本上形成竞争优势,就会陷入恶性循环:产品销量低迷导致现金流不足,无法支撑下一代工艺节点的研发与投入,进而在单位比特成本上进一步落后,最终被市场淘汰。也正是因为这个残酷的竞争法则,无数DRAM生产商在行业发展中走向破产,这也直接推动了行业的持续整合,最终形成了如今少数几家头部玩家主导市场的格局。

但所有人都必须意识到,DRAM的缩放发展在过去几十年里已经大幅放缓,密度提升的幅度持续收窄。这是当下内存行业所有变局的技术根源。在DRAM缩放的巅峰时期,密度每十年能实现大约100倍的提升,而在过去的十年里,DRAM的总密度仅提升了大约两倍,两者的差距堪称天壤之别。造成这个现状的核心原因,是DRAM的核心组件已经逼近了物理极限。

首当其冲的就是存储电容。如今的DRAM电容已经成为了极致的三维结构,深宽比已经接近100比1,而这样的电容所能存储的电子数量仅有几万个。如果做一个直观的对比,当我们用手触碰金属门把手产生的微小静电冲击,就会涉及数十亿个电子的转移;甚至一粒灰尘上的静电荷,都是现代DRAM单元存储电荷的1万倍。这一物理极限让DRAM的电荷存储能力走到了瓶颈,也让信号的读取和保持变得异常困难。

与此同时,曾经被视为次要问题的位线和灵敏放大器,如今成为了DRAM缩放的核心约束。位线是连接各个DRAM存储单元的导线,灵敏放大器则是读取存储单元中微弱电荷信号的核心组件。随着DRAM工艺节点的每一次微缩,存储单元的信号余量会持续减少,制造过程中的差异性会不断放大,芯片的生产成本也会显著上升。每一次工艺的迭代,都需要工程师在信号完整性、制造良率和生产成本之间做出艰难的平衡,而这种平衡的难度正随着工艺的进步呈指数级增长。

我们可以用一个更直观的方式来理解这个技术挑战:如果把DRAM的存储单元比作一个储存电力的小水桶,过去工程师们只是把水桶做小,就能在芯片上放下更多水桶;而现在的水桶不仅体积极小,还变成了细高的吸管形状,能装的电力少之又少。想要从这根吸管里准确读出有多少电力,还要区分开环境的噪音,难度可想而知。

DRAM缩放的停滞,直接带来了行业成本逻辑的改变。在缩放速度较快的年代,DRAM的单位比特成本下降主要由技术进步驱动,这是一种持续的、由创新带来的通缩力量。而当缩放放缓后,单位比特成本的下降不再依赖技术,而是更多取决于产能的增加。DRAM的定价逻辑也因此彻底转向,由供需关系和行业周期主导,这也是内存行业周期波动愈发剧烈的核心原因。

供需失衡:驱动内存周期波动

内存行业的核心属性是商品化,而商品化的本质就是产品的差异化极低,价格成为了核心竞争要素。这个属性与行业的生产特征结合,就催生了极具周期性的市场格局。内存周期的核心驱动力,是需求变化与供应响应之间的时间错配。

除了短期的库存缓冲,DRAM 的供应几乎没有弹性。想要形成有实际意义的新供应,需要新建晶圆厂、导入新设备、完成工艺良率爬坡,这个过程需要几年时间;而市场需求却在每天发生变化。这种供需之间的节奏差,直接导致了行业的短缺与过剩交替出现。

更重要的是,内存制造是全球最具资本密集性的行业之一。建设一座先进的 DRAMNAND 晶圆厂,需要数十亿美元的投资,而且这个投资金额在过去几十年里还在持续攀升。除了高额的初始投资,晶圆厂还有着漫长的建设周期、跨工艺节点的良率学习曲线,以及量产前的产能爬坡阶段。这些因素都让内存供应商的产能扩张决策变得异常谨慎。

对于这些供应商而言,想要收回高额的资本投入,就必须让晶圆厂保持高利用率,只有高利用率才能产生足够的现金流和利润。而晶圆厂的利用率又完全依赖市场需求,需求则受宏观经济、终端市场情绪、产品周期等多种外部因素影响。这就形成了新的矛盾:在内存超级周期的繁荣阶段,行业的产能利用率能达到95%左右;而在深度下行周期,利用率甚至会跌至50%。这种剧烈的波动,直接决定了企业的盈利水平。

即便已经投入了巨额资本,供应商也很难轻易让晶圆厂停工,因为晶圆厂的大部分成本都是沉没成本——厂房建好了、设备买来了,即便不生产,这些成本也已经产生。因此只要产品的售价能覆盖现金运营成本,供应商就会选择继续生产。这个行为在需求疲软时会进一步加剧市场的供应过剩,推动价格继续下跌。

当然,内存供应商也并非只能通过新建晶圆厂来增加供应。节点迁移就是另一个重要途径。通过向更先进的工艺节点迁移,在不增加晶圆产能的情况下,能凭借良率提升实现比特供应的增加。比如 三星(Samsung)的先进1c DRAM 工艺节点,在相同良率的前提下,每片晶圆的比特输出量比其1a节点高出约70%,这意味着同样的原材料能生产出更多的内存产品。这也是行业内增加供应的重要方式。

但节点迁移对供应的影响是动态变化的,而且会带来新的行业问题。当一款新的工艺节点刚推出时,初始良率往往较低,再加上新设备的导入、旧设备的替换和产能爬坡,实际的比特输出量会受到限制。而当良率持续提升、节点迁移逐步普及后,每片晶圆的比特输出会大幅增加,即便晶圆的总产量不变,市场的比特供应也会显著增长。更关键的是,工艺节点的升级和迁移并不会因为市场需求疲软而停止。供应商为了长期的成本竞争优势,必须持续推进节点升级。这就导致即便在行业下行周期,比特供应的增长依然会保持韧性,最终进一步加剧供应过剩,推动价格继续下行,让行业的萧条期变得更长。

在下行周期中,价格下跌对内存供应商的影响可能是致命的。当市场价格开始回落时,供应商往往已经完成了数十亿美元的资本投入,晶圆厂和设备已经落地,无法轻易闲置。而需求的疲软会导致产能利用率下降,固定成本无法被有效分摊,企业的现金流会快速恶化,毛利率大幅压缩。在资产负债表承压的同时,甚至无法获得足够的投资回报率。这种“内存经济学”的内在风险,让整个行业的经营难度大幅提升。一款高度商品化的产品,需求具有弹性;而供应却因为资本密集、周期漫长而缺乏弹性。两者结合,就造就了这个始终在繁荣与萧条之间剧烈摇摆的市场。

也正是这种残酷的周期规律,推动了内存行业的持续整合。在90年代初的 Windows PC 超级周期时期,全球还有约20家有实际竞争力的 DRAM 供应商。彼时的高需求和高价格吸引了大量的资本投入和新进入者。但随后的下行周期开始系统性地淘汰弱势玩家,从90年代的20余家,到两千年代和二零一零年代初缩减至十几家,再到二零二零年代仅剩不到10家相关供应商。如今的 DRAM 市场,真正具备核心竞争力的主流供应商仅有3到4家。我们可以清晰地看到行业整合的轨迹:日系的NEC、东芝、日立、富士通;欧美的西门子、英飞凌、德州仪器、IBM;还有后来破产的尔必达、奇梦达,以及退出市场的茂德等企业,都在一轮轮的周期中被淘汰,最终留下了 三星SK海力士(SK Hynix)、美光(Micron)这三家头部企业。而南亚、华邦、长鑫存储、江波龙等企业,仅在特定细分市场占据一定份额,无法撼动头部格局。

说完了供应端的特征,我们再来看需求端。内存的需求变化同样是周期形成的关键,而且核心特征是非线性、不可预测。在现有产品周期的成熟阶段,内存的需求增长相对稳定,增长动力主要来自终端设备出货量的小幅提升,或是单设备的内存搭载量的稳步增加。但是当行业进入拐点期,也就是有新的计算平台或架构成为核心需求驱动力时,内存的需求会发生突变,甚至出现爆发式的非线性增长。

过去几十年里,这样的需求拐点出现过多次:个人电脑、智能手机、云计算,还有如今的AI加速器。每一次新平台的出现,都不仅推动了终端设备数量的增加,更带来了单设备内存搭载量的大幅提升。而这些需求拐点,往往会让内存供应商措手不及,因为他们的产能扩张需要时间,无法及时匹配突发的需求增长。

不过历史也告诉我们,由需求拐点驱动的上行周期,往往难以长期持续。此前的每一次内存超级周期,往往在1到2年内就会达到峰值,随后转入下行周期。核心原因就是高利润会驱动供应商进行激进的资本投入,加速产能扩张,推动比特供应的增长速度超出预期。而终端需求本身又具有周期性,当供应增长超过需求增长,市场就会从短缺转向过剩,价格开始下跌,行业进入调整期。从金融市场的角度来看,投资者往往比企业更早感知到这种变化。他们会提前预判供需平衡的变化和价格走势,在供应商的盈利和利润率实际触顶之前,就开始调整对内存企业的估值。这个现象在过去三十年的每一次内存周期中,都反复出现。

回顾历史:四次经典内存超级周期

为了让大家更直观地理解内存周期的规律,我们来复盘一下四次行业内最经典的内存超级周期,看看每一次周期的驱动逻辑、行业反应和落幕原因,也从历史中找到当下超级周期的参考与不同。

第一次是1993年由Windows PC驱动的超级周期。这是半导体行业发展初期最具代表性的内存周期。当时的核心驱动,是 Windows PC 的快速普及和图形化操作系统的全面落地。在此之前,个人电脑都是基于文本界面的,对 DRAM 的需求极低。而 Windows PC 带来的图形用户界面计算,彻底改变了这个现状,单台PC的 DRAM 需求出现了跳涨。数据显示,当时单台PC的平均 DRAM 搭载量从原本的1到2兆B直接提升至4到8兆B,实现了约4倍的增长。而这个增长,还伴随着PC出货量的两位数增速。双重驱动下, DRAM 的需求出现了爆发式增长。

而在供应端,当时的行业正从80年代末的长期下行周期中恢复。彼时的行业竞争加剧、利润率下滑,大量的美国和欧洲 DRAM 供应商被淘汰,行业的产能扩张受到严重限制,工艺良率也参差不齐。供应商完全没有准备好承接这突如其来的需求增长。供需的完美错配,直接导致了行业的严重短缺。即便当时大部分晶圆厂都在满负荷生产,1993年和1994年的 DRAM 需求依然远超供应。市场上4兆B和16兆B DRAM 的现货价和合约价均大幅上涨,头部供应商的毛利率一度飙升至50%以上,这在商品化的半导体行业中是极为罕见的盈利水平。

但高利润必然带来产能的快速扩张,这也是内存周期的必然规律。当时的日本头部厂商,还有正在崛起的韩国厂商,都做出了激进的产能扩张决策,不仅新建晶圆厂,还加速了工艺微缩的进程。全球半导体行业的资本支出占生产的比例持续攀升,一度超过30%。仅在一九九五年到一九九六年,行业就公布了约50个晶圆厂的建设计划。与此同时,工艺良率的快速提升进一步放大了供应,每片晶圆的比特输出量大幅增加。市场彻底从短缺转向过剩, DRAM 价格暴跌超过60%,大量的中小企业因无法承受价格下跌而退出市场,行业整合速度进一步加快。这一次周期,让市场看到了新计算平台对内存需求的巨大拉动,也让供应商意识到激进的扩产必然带来行业的快速反转。

第二次经典周期是2010年由智能手机和云计算共同驱动的超级周期。这一周期从2009年下半年开始,核心是两大需求拐点的同时出现:一是以 苹果iPhone安卓 生态为核心的智能手机在全球的快速普及;二是谷歌、亚马逊、脸书等企业开启的早期超大规模数据中心建设。这一次的需求增长,呈现出与1993年完全不同的特征:智能手机的需求增长近乎垂直,而云计算则带来了服务器 DRAM 需求的结构性变化。

在移动端,全球智能手机的出货量在这一时期出现了爆发式增长,安卓 生态的价格下探和 iPhone 的规模扩张,让智能手机从高端小众产品成为了大众消费品。在云端,服务器的出货量增速虽然远低于移动设备,但单台服务器的 DRAM 搭载量出现了跳涨。行业正朝着虚拟化、规模化服务的方向发展,为了支撑服务器整合、虚拟化密度和早期的大数据工作负载,单台服务器的 DRAM 搭载量从个位数G·B提升至几十G·B,实现了结构性的增长。

供需层面,2008年全球金融危机后的宏观环境低迷,让内存供应商大幅削减了投资,供应增长受到显著限制,这也为需求爆发后的价格上涨奠定了基础。与1993年的周期相比,2010年的周期有两个显著的不同,也正是这两个不同,让这次周期的价格涨幅远不如前,且峰值来得更早、结束得更快。

第一个不同是 LPDDR(Low Power Double Data Rate: 低功耗双倍数据速率)成为了 DRAM 市场的核心品类。随着移动需求的爆发, LPDDR 的占比快速提升。而 LPDDR 本身的成本和定价效率更高,且面向的是价格更敏感的消费电子市场,这就让 DRAM 的整体价格涨幅被大幅限制。

第二个不同是移动 DRAM 的标准化。2009年固态技术协会完成了 LPDDR2 的标准化,这让移动 DRAM 成为了规格高度统一的产品,供应商的产品差异化被大幅削弱,定价能力也随之下降,行业的商品化程度进一步提升。

这两个因素的结合,让2010年的内存周期呈现出了短平快的特征。 DRAM 价格在2010年上半年触顶后,快速开始回落。其中 DDR3 2G·b的合约价从峰值的大约46.5美元跌至11月的25美元,跌幅达到46%。到2011年,价格的调整进一步扩散,整个行业进入下行周期。这次周期让行业意识到,产品的标准化和低功耗品类的崛起,会彻底改变内存的定价逻辑,也让供应商的盈利空间被进一步压缩。

第三次经典周期是二零一七到二零一八年的超级周期。这也是行业内很多从业者印象最深刻的一次周期,甚至被视为当下内存超级周期的重要参考。这个周期的核心驱动,依然是服务器市场的升级与扩建。随着虚拟化、横向扩展架构的普及,以及内存密集型工作负载的增加,服务器对 DRAM 的需求持续攀升,单台服务器的 DRAM 搭载量进一步提升,且需求向高容量的 DRAM 配置倾斜。

与此前的周期不同,服务器 DRAM 本身具有更高的平均销售价格和利润率,远高于PC和移动 DRAM。这也让内存供应商的盈利水平达到了历史新高。在这一周期中,内存供应商的财务表现创下纪录,2018年下半年达到峰值,企业产生了前所未有的自由现金流,毛利率也扩张到了商品化行业此前难以企及的水平。

但内存周期的底层逻辑从未改变:高盈利必然带来供应的快速增长。2018年底到2019年,两大因素让市场再次反转:一是供应商为了应对高价格,开启了激进的产能扩张和技术爬坡,供应增长重新加速;二是终端市场的需求增长回归正常,超大规模数据中心的采购节奏放缓,行业开始消化过剩的库存。供需关系的反转再次推动价格下跌,整个行业从繁荣快速跌入萧条,开启了新一轮的下行周期。

第四次经典周期是2020年由新冠疫情驱动的特殊周期。这个周期被称为“芯片危机”,核心是前所未有的需求冲击与供应中断的同步发生,也是对内存行业影响最深远的一次周期,因为它不仅是一次短期的供需错位,更重塑了行业的供需平衡和企业的经营逻辑。

2020年的全球疫情带来了线下生活向线上的全面转移:远程办公、远程教育、云服务使用、数字娱乐成为了主流。这些变化直接推动了PC、服务器、网络设备、消费电子等所有 DRAM 密集型产品的需求爆发。而这样的需求变化,是所有疫情前的市场预测都无法预见的。比终端需求爆发更甚的,是供应链的恐慌性采购行为,尤其是企业端的采购。OEM厂商、超大规模数据中心、渠道合作伙伴,为了在供应链不确定的环境下保障供应,采取了防御性的采购策略,纷纷下达了几年的订单。行业内出现了普遍的双倍、三倍下单现象。这个行为进一步放大了需求,导致行业库存被快速消耗,现货和合约市场的 DRAM 价格在2021年达到峰值。

而在供应端,行业面临着结构性的约束,这与此前的周期形成了鲜明的对比。一方面,疫情带来了劳动力短缺、物流中断、设备交付延迟等问题,即便供应商有资本支出预算,也无法快速提升晶圆产量;另一方面,二零一八到二零一九年的深度下行周期让供应商吃到了苦头,因此在疫情初期,大部分供应商都保持了高度的资本纪律,没有进行激进的新建晶圆厂扩张,而是将资源优先投入到现有晶圆厂的节点迁移和生产效率提升上。更重要的是,先进节点的 DRAM 迁移本身变得越来越复杂、资本密集度越来越高,缩放挑战的增加让每单位资本投入带来的比特增长回报持续下降。即便供应商提升了资本支出,转化的增量供应也远低于此前的周期。

这场疫情驱动的周期,最终让行业的经营逻辑发生了根本性的改变。对于内存供应商而言,他们深刻意识到了资本纪律的重要性,开始重视库存的精细化管理,将高利润率产品而非单纯的比特增长作为发展核心。对于客户而言,他们首次意识到了半导体供应链的脆弱性,也认识到了保障内存产能的战略重要性。这些变化共同造就了行业的结构性紧供应,为当下的AI驱动超级周期奠定了基础。从这个角度来说,2020年的周期不是一次简单的行业波动,而是内存行业发展的重要转折点。

AI驱动的当下与未来展望

讲完了四次经典的历史周期,我们终于回到当下,也就是由AI驱动的、四十年一遇的内存超级周期。对于经历过多次内存周期的行业老兵而言,心中的核心问题只有一个:这场超级周期什么时候会达到峰值?而这也是所有投资者和供应链从业者最关心的问题。尤其是在内存板块股价短期大幅上涨的背景下,市场的谨慎情绪始终存在。

但结合 SemiAnalysis 的内存行业模型分析,我们可以得出一个明确的结论:尽管这场周期与历史周期有诸多相似之处,但它正呈现出规模更大、持续时间更长的特征。而这一切,都源于AI驱动的独特性和行业当下的结构性供应约束。

当下的 DRAM 行业,正处于深度的供应约束状态。根据测算,行业的供需失衡不仅没有得到缓解,反而还在持续恶化。这也是为什么我们说价格还远未到峰值的核心原因。

AI 作为全新的计算平台,对内存的需求呈现出与此前所有平台都不同的特征。 AI 加速器对 DRAM 的密集度要求远超PC、智能手机和传统服务器,尤其是高带宽内存 HBM(High Bandwidth Memory: 高带宽内存)作为AI算力的核心存储组件,需求出现了爆发式增长。而 HBM 的生产工艺远比传统 DRAM 复杂,良率更低、产能爬坡更慢,这进一步加剧了行业的供应短缺。

为了让大家更清晰地看到这场超级周期的未来走势, SemiAnalysis 给出一系列核心的行业预测:

  • 首先是 DRAMHBM 的供需错配。在2027年之前,行业的整体供应缺口将持续存在,尤其是 HBM,作为AI的核心存储需求,其供需失衡的程度会远高于传统 DRAM。这也是 HBM 价格持续上涨的核心原因。
  • 其次是 HBM4 的认证进展。目前各大内存供应商都在推进 HBM4 的产品认证,不同厂商的技术路线和认证进度存在差异,这也将直接决定未来 HBM 市场的份额格局。
  • 第三是晶圆和比特产能数据。如果将 HBM 的产能从整体 DRAM 产能中单独拆解出来,可以看到 HBM 的产能增长速度远无法匹配需求增长。而传统 DRAM 的产能扩张也因资本纪律和技术约束保持谨慎。
  • 第四是晶圆产能的升级趋势。通过逐厂分析不同工艺节点的晶圆产能变化,能看到行业正缓慢向更先进的节点迁移,但良率爬坡和设备导入的速度限制了先进节点产能的释放。
  • 第五是 DRAM 的定价预测。在2027年之前, DRAM 的整体价格将保持上行趋势,其中 HBM 的价格涨幅会显著高于传统 DRAM。而不同类型的传统 DRAM 定价,会因终端需求的差异呈现出不同的涨幅特征。

内存周期的落幕,本质上还是供需关系的反转。因此未来可能触发周期结束的因素,主要集中在三个方面:一是供应商是否会打破现有的资本纪律,开启激进的产能扩张,尤其是新建晶圆厂的扩张;二是 AI 需求的增长是否会回归平稳,或是出现技术迭代,让单台 AI 加速器的内存需求出现下降;三是宏观经济和终端市场的整体表现,是否会拖累PC、智能手机、传统服务器等领域的内存需求,进而影响整个行业的供需平衡。而从目前的行业状态来看,这三个因素在短期内都不太可能出现。这也是判断这场超级周期会持续更久的核心依据。

除此之外还有两个洞察:一是 DRAMEUV(Extreme Ultraviolet Lithography: 极紫外光刻)层发展趋势。 EUV 作为先进半导体制造的核心技术,正逐步被应用到 DRAM 的生产中,而 DRAMEUV 层数量变化,直接反映了工艺的先进程度和生产难度。二是晶圆厂设备的资本支出预测。晶圆厂设备的资本支出,直接预示着行业的产能扩张节奏。从目前的预测来看,行业的设备资本支出虽有提升,但是增速远低于此前的超级周期,这也进一步印证了供应商的资本纪律。

最后总结一下,当下的内存超级周期,是四十年一遇的行业变局。它的出现并非偶然,而是 DRAM 技术缩放停滞、行业资本纪律重塑、 AI 新计算平台需求爆发三大因素的共同作用。与历史上的所有周期相比,这场周期的规模更大、持续时间更长,核心原因是供应端的结构性约束难以快速打破,而需求端的 AI 驱动具有更强的持续性。对于半导体行业的从业者和投资者而言,想要把握这场超级周期的机会,就必须跳出历史周期的固有认知,从技术、供需、企业经营逻辑三个维度,重新理解当下的内存市场。而我们也会持续追踪行业的变化,及时为大家更新预测结果,解读行业的最新趋势。

感谢大家收看本期视频,我们下期再见。

📌 文中提及的人物和组织

公司/组织: SemiAnalysis, Samsung, SK Hynix, Micron

产品/模型: DRAM, HBM

关键字: memory-super-cycle dram-scaling ai-demand supply-chain-dynamics capital-discipline