认识存储产品
存储产品包括DDR、NAND、HBM。
DDR
DDR全称：Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory(双倍数据率同步动态随机存取存储器)，中文俗称“内存”。自1997年第1代问世以来，已发展至第5代DDR5，走过二十多年历程。
DDR实现原理
其核心机制包括预取技术、延时锁定回路（DLL）及低工作电压设计。
SDRAM在一个时钟周期内只传输一次数据，它是在时钟的上升期进行数据传输；而DDR内存则是一个时钟周期内传输两次数据，它能够在时钟的上升期和下降期各传输一次数据，因此称为双倍速率同步动态随机存储器。DDR内存可以在与SDRAM相同的总线频率下达到更高的数据传输率。
DDR内存的频率可以用工作频率和等效频率两种方式表示，工作频率是内存颗粒实际的工作频率，但是由于DDR内存可以在脉冲的上升和下降沿都传输数据，因此传输数据的等效频率是工作频率的两倍。
DDR使用场景
DDR：英文全称Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory。它主要应用在普通内存条。
LPDDR：英文全称Low Power Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory。它主要应用在智能手机，智能手表等对功耗，体积敏感得产品。
GDDR：英文全称Graphics Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory。主要用于高速图像处理的场合，比如计算机的显卡中，可以简单理解为专门为显卡而做的DDR内存，这种内存与普通DDR相比，拥有更高的时钟频率和更小的发热量。
DDR系列产品
DDR有以下系列产品。
DDR1
老的存储技术 DDR 称为 DDR1
DDR1的预取为2bit
DDR2
DDR2在DDR1内存技术的基础上加以改进，从而其传输速度更快，耗电量更低，散热性能更优良。
DDR2内存拥有两倍于上一代DDR内存预读取能力（即：4bit数据预读取）。
DDR2内存每个时钟能够以4倍外部总线的速度读/写数据，并且能够以内部控制总线4倍的速度运行。
DDR3
DDR3的预取为8bit，突发传输周期（Burst Length，BL）也固定为8。
DDR3新增的重置（Reset）功能和ZQ校准功能。
DDR4
DDR4工作电压为1.2V，功耗更低，最大支持内存容量为64GB，最大带宽为256GB/s。
三星电子2011年1月4日宣布，已经完成了第一款DDR4DRAM规格内存条的开发，并采用30nm级工艺制造了首批样品。
DDR5
DDR5工作电压为1.1V，功耗更低，最大支持内存容量为128GB，最大带宽可达近1TB/s。
2017年6月，JEDEC宣称，下一代内存标准DDR5将亮相，并预计在2018年完成最终的标准制定。
2017年9月22日，Rambus宣布在实验室中实现完整功能的DDR5 DIMM芯片，预期将在2019年开始量产。
2018年10月，Cadence和美光公布了自己的DDR5内存研发进度，两家厂商已经开始研发16GB DDR5产品，并计划在2019年年底之前实现量产目标。
2020年7月，JEDEC协会正式公布了DDR5标准，起步4800MHz，未来可以达到6400MHz。
2020年10月，韩国存储巨头SK海力士宣布，正式发布全球第一款DDR5内存。
2021年1月，嘉合劲威率先布局DDR5内存模组。
2021年4月26日，嘉合劲威首批DDR5内存条批量生产下线。
2021年12月，SK海力士宣布提供业界内 DRAM 单一芯片容量最大的 24Gb DDR5 样品。
2022年10月，HKEPC 拿到十铨 DDR5-7800 内存条，这是已发布的最高 DDR5 内存频率。
2023年5月18日，三星电子宣布其采用12纳米级工艺技术的16Gb DDR5 DRAM已开始量产。
2023年11月28日，据长鑫存储技术有限公司官网显示，长鑫存储推出了最新LPDDR5 DRAM存储芯片，是国内首家推出自主研发生产的LPDDR5产品的品牌，实现了国内市场零的突破。
2024年12月，首款基于国产颗粒的DDR5内存正式发布。
NAND
NAND闪存（外文名：NAND Flash）是由东芝公司于1989年提出的非易失性闪存存储器，通过非线性宏单元模式与垂直排列半导体单元提升存储密度，支持以页（512字节）为单位读写数据，主要应用于U盘、移动设备及数据中心。
NAND使用场景
NAND是一种非易失性闪存，可以在存储数据后，断电了仍然能使数据继续存储。这一特性使得NAND成为外置设备、移动便携设备、消费电子产品内置存储的理想选择，例如手机和数码相机的内置存储便可以采用NAND闪存，固态硬盘、移动固态硬盘、存储卡、USB闪存盘这些也都是由NAND闪存技术而诞生和发展。
NAND发展历程
2025年11月，三星电子在国际期刊《自然》发表关于铁电材料与氧化物半导体融合的NAND闪存技术，实现功耗降低96%。该系统解决了高密度存储与低功耗矛盾，为人工智能数据中心及移动终端能效提升提供新路径。
三星计划2026年量产430层V10 NAND，SK海力士已量产321层2Tb QLC闪存并布局400+层生产，美光第九代采用276层架构使存储密度提升40%。
NAND产品类型
NAND闪存的常见类型有SLC、MLC、TLC 和QLC等。不同类型的闪存，其结构特性、单元位数、耐久性等是不同的，其中耐久性是由闪存单元在开始磨损前可以完成的程序擦写（P/E）周期数量来决定的，擦除和写入一个单元的过程便是一个P/E周期，P/E周期的标称数值越高，则表示该闪存颗粒可擦写的次数越高，即其耐久性越高。
SLC
SLC NAND的每个单元存储一位信息，0或1，写入和检索数据都很快，性能最佳，耐久性最高，提供高达10万个P/E周期，但是因为该类型闪存低数据密度的特性也让该SLC闪存最贵。耐久性强使得SLC在对读写耐久度要求很高的行业得以应用，如服务器、军工等。
MLC
MLC NAND属于多级单元，每个单元存储2个位。MLC的数据密度比SLC要高，可以有更大的存储容量，拥有1万个P/E周期，因而耐久性比SLC低。MLC在服务器、工规级应用较多。
TLC
TLC NAND为三级单元，每个单元存储3个位，P/E周期降至最高3000个。
QLC
QLC NAND为4级单元，每个单元存储4个位，性能和耐久性比TLC要差，代表耐久性方面的P/E周期只有1000个，但价格更便宜。目前已有消费级的大容量SSD采用QLC NAND闪存颗粒，例如致态Ti600、Crucial英睿达P310等固态硬盘就采用了QLC类型的闪存。
各类型对比
速度价格对比排序：SLC > MLC > TLC > QLC > PLC
容量大小对比排序：PLC > QLC > TLC > MLC > SLC
HBM
高带宽存储器（High Bandwidth Memory，HBM）是超微半导体和SK Hynix发起的一种基于3D堆栈工艺的高性能DRAM。
HBM实现原理
HBM通过垂直堆叠多个DRAM芯片，利用TSV技术实现高速互联，形成大容量、高位宽的内存阵列。
通过宽接口总线、多通道并行传输及缩短数据路径等方式，实现远超传统内存的带宽。
HBM使用场景
相较于传统2D DRAM，其带宽显著提升，同时降低单位数据能耗。适用于高存储器带宽需求的应用场合，像是图形处理器、网络交换及转发设备，例如：
（1）AI服务器：用于AI模型训练与推理，快速传输海量数据，加速模型运算，如英伟达H100、H200等GPU搭载HBM用于AI服务器 。
（2）数据中心：支撑云计算、大数据分析等业务，满足数据快速读写与交互，提升数据中心运营效率。
（3）超级计算机：在科学研究、气象预测、模拟仿真等领域，HBM提供高带宽和大容量内存支持 。
（4）GPU加速卡：如AMD和NVIDIA的高端显卡，搭配HBM显存，实现高分辨率、高帧率图形渲染 。
（5）游戏主机：未来可能应用HBM提升游戏加载速度、画面质量与流畅度 。
（6）自动驾驶：处理传感器采集的大量数据，实现快速决策与响应，保障驾驶安全。
（7）边缘计算：在边缘设备实现低延迟数据处理，满足实时性应用需求。
（8）网络设备：如交换机、路由器等，提高数据转发速度，应对网络流量增长。
（9）医疗影像处理：快速处理高分辨率医学影像数据，辅助医生诊断。
（10）金融交易系统：满足高频交易中对数据处理速度和准确性要求。
HBM产品的挑战
演进过程中面临挑战：芯片堆叠工艺难度增加、散热问题愈发严峻、制造成本居高不下。
解决挑战的技术方向：研发新型散热材料与结构、改进芯片制造工艺、优化封装流程。
HBM系列产品
HBM出现了以下系列产品
HBM1
2013年10月HBM成为了JEDEC通过的工业标准，实现初步3D堆叠，提供约128GB/s带宽 。
HBM2
HBM2于2016年1月成为工业标准，HBM2引入伪通道（Pseudo Channel）、隐式预充电操作和ECC存储等新功能，带宽提升至256GB/s以上 。
NVIDIA在该年发表的新款旗舰型Tesla运算加速卡 —— Tesla P100、AMD的Radeon RX Vega系列、Intel的Knight Landing也采用了HBM2。
HBM3
2022年1月，JEDEC发布了HBM3新标准 JESD238。
HBM3 标准提出了多项增强功能，包括支持更大的密度、更高速运算、更高的 Bank 数、更高的可靠性、可用性、可维护性 (RAS) 功能、低功耗接口和新的时钟架构。
HBM3带宽可达410GB/s以上。
HBM3E是HBM3扩展版本，速率达8Gbps，最高每秒可处理1.15TB数据。
HBM3 存储器很快就被用于 HPC 应用，例如 AI、图形、网络，甚至可能用于汽车。
行业即将生产12层高的HBM3E（36GB内存），但仍在推动技术边界，向16层或更高堆叠的HBM4发展。为了在提高散热和能效的同时满足更高密度芯片的尺寸要求，行业正在考虑在未来的HBM节点中通过直接连接铜垫实现混合粘接（Hybrid Bonding）。这将是对目前生产的微凸点技术的重大创新。尽管用于高性能计算的芯片小块集成的亚10微米间距的芯片到晶圆混合粘接已经投入生产，但由于在更低温度下堆叠的要求，亚20微米间距的HBM的挑战要大得多。
HBM4
HBM4预计接口宽度达2048位，单堆栈带宽2TB/s，容量36～48GB/堆栈。
HBM4/4e将继续与AI GPU/ASIC一道成为AI 超算时代的“主粮”。
HBM4/4e 不只是容量升级(更大单堆容量)、更是带宽和能效的阶跃——对谷歌TPU、英伟达Blackwell/Rubin架构这类高端AI芯片来说，HBM已经成为性能上限的核心瓶颈。谁先把HBM4量产、良率和成本打下来，谁就牢牢卡在AI算力产业链利润最丰厚的位置之一。
2025年3月SK海力士出货全球首款12层HBM4样品。
2025年美光HBM4完成送样测试。
存储产业发展
全球持续井喷式扩张的AI训练/推理算力需求全面带动DRAM/NAND系列存储产品需求指数级扩张。
在这轮以AI大模型更新迭代以及AI数据中心扩建/新建为核心的史无前例AI投资周期中，英伟达/博通/AMD等核心AI算力组件厂商们无疑是最大赢家;紧随其后的，则是以HBM为代表的高端存储器供应商(SK海力士、三星以及美光等)，以及服务于AI数据中心的企业级高性能存储厂商(近线HDD 与数据中心SSD)。
美日韩三国争霸
1970年，英特尔发明了世界上第一款DRAM存储芯片，容量为1KB，售价为10美元。
1975年，韩国三星掌门人决定进入半导体领域，收购韩国第一家晶圆厂，更名为三星半导体。
1976年，日本启动超大规模集成电路计划，联合企业集中突破DRAM内存技术。
1978年，韩国三星经过8年的投资和夜以继日的研究，成功研制出了64KB的DRAM。
1981年，韩国政府推出半导体工业振兴计划，向半导体产业投入了3.46亿美元的政策性贷款，带动民间超20亿美元的投资。
20世纪80年代，存储器还是日本和美国的天下，但是美国在和日本的芯片竞争中节节败退。1981年，日本NEC率先完成256KB DRAM的研发，此后最新一代内存芯片始终由日本企业来主导。从1980～1990年，美国半导体份额从70%萎缩到20%，而日本半导体份额从25%上升到65%。美国原本扶持日本电子产业是为了找一个廉价的代工厂，但是日本学会了技术，靠着成本优势吸收美国的市场份额。美国在1985年和日本签订广场协议，1986年发起反倾销调查，1987年对日进口的电子产品加100%关税。在这些操作之下，日本半导体产业遭受重创，全球市场份额从1992年的67%降到2002年的12%。
1983～1986年，美国向韩国提供技术支持、市场准入优惠和人才支持。在美国扶持下，韩国半导体市场份额从1986年的2%，到1990年10%，再到2010年的60%。基本上让韩国吸收了日本的市场份额。
存储产业巨头
市场份额
韩国占据了存储市场70%市场份额。
存储是韩国的核心支柱产业。2024年，半导体出口占韩国总出口的31%，半导体产业占韩国GDP的12%，其中，65%以上都是存储芯片。
三星电子(韩国)
SK海力士(韩国)
SK海力士的HBM4存储系统在2026年下半年有望实现 “跨越点”——即出货量占总HBM销量的50%+，预计基于更先进1c-node 工艺的HBM4e预计将在 2026年末至2027年初上市。
美光科技(MU，美国)
美国芯片制造商美光科技公司将斥资1.5万亿日元（96亿美元）在日本西部建立一家工厂，生产用于人工智能的存储芯片。知情人士称，这家新工厂将生产高带宽内存（HBM）芯片。从2026年5月份开始，美光将在其现有的广岛工厂内建设该工厂，计划在2028年左右开始HBM出货。