三星和SK海力士之争

作者：米乐

近年来，存储芯片行业的市场动态发生了相当大的变化。三星电子公司曾经是该领域无可争议的领导者，但现在却落后于规模较小的竞争对手 SK 海力士。两家公司之间不断扩大的差距是来自哪里？

争做CXL游戏规则改变者

造成这种差距的一个主要因素是投资者对SK 海力士作为潜在人工智能 (AI) 领导者的信心增强。公司一直积极拓展在人工智能行业的布局，吸引了来自各个领域的巨额投资。SK 海力士的尖端研发工作和战略合作伙伴关系展现了对推进人工智能技术的坚定承诺。由于对其高带宽内存 (HBM) 芯片的高需求，其股价今年飙升了 67%。

另一方面，三星股价仅上涨了24%，相对微薄。业内人士分析，为了在存储芯片领域进行有效竞争，三星需要重新考虑其战略，并确保其创新与行业的快速进步保持一致。

争夺CXL市场的核心是DRAM，三星和SK海力士是全球第一和第二大存储器厂商，自然不会错过CXL这片“新蓝海”，目前都在积极开发CXL技术，以提高服务器DRAM销量。CXL内存模块理论上在服务器中可以实现“无限”的DRAM扩展，而且还能统一不同信息处理设备直接的通信协议，简化了数据处理、减少了数据瓶颈、提高了能源效率，解决了现有计算机标准里DRAM的物理可扩展性问题。

三星于 2021 年 5 月开发了业界首款基于 CXL 的 DRAM 技术，引领下一代内存的商业化。开发两年后，三星宣布计划开始大规模生产基于CXL的 128GB DRAM。

三星最近在 HBM 芯片开发方面落后于 SK海力士。他们表示，为了避免在 CXL 开发中重蹈覆辙，这家科技巨头似乎正在积极争取在市场上占据主导地位。将积极利用 CXL 内存模块 (CMM) 等新型接口，这将有助于实现内存带宽和容量可以根据运营需求无缝扩展。

今年5月，三星发出其首款支持Compute Express Link（CXL）2.0的128GB DRAM。同时，三星与英特尔密切合作，在英特尔至强平台上取得了具有里程碑意义的进展。“作为CXL联盟的董事会成员，三星电子在CXL技术上一直处于前沿地位，”三星电子新业务企划副总裁Jangseok Choi表示，“这一突破性的进展强化了我们通过与全球各地的数据中心、企业级服务器和芯片公司合作，进一步扩大CXL生态系统的决心。”

CXL 2.0是三星有史以来第一个支持内存池（Pooling）的产品。内存池是一种内存管理技术，它将服务器平台上的多个CXL内存块绑定在一起，形成一个内存池，使多个主机能够根据需要从池中动态分配内存。这项新技术使客户尽可能的降本增效，从而帮助企业将有限的资源重新投资于增强服务器内存中去。

三星电子计划于今年年底之前开始量产这一最新的CXL 2.0 DRAM，并准备推出多种容量的产品，以满足快速变化的下一代计算市场，进一步加速扩大CXL生态系统。

CXL作为下一代内存可扩展设备，能够为高性能服务器系统中与CPU一起使用的加速器、DRAM和存储设备提高效率。由于它与主内存（main DRAM）共同使用时可扩大带宽和容量，该技术的进步有望在人工智能（AI）和机器学习（ML）等核心技术，对处理高速数据的需求极大增加的下一代计算市场引起轰动。

今年10月中旬，SK海力士与数据处理平台公司HazelCast合作，发布了Compute Express Link（CXL）技术应用白皮书。SK海力士公布的实证结果表明，通过使用下一代CXL内存，可以将数据处理能力提高40%以上。

SK海力士通过扩展 CXL 内存的带宽，系统处理速率提高了 40%，超过了仅使用 DRAM 的系统。此外，延迟时间提高了 30-50%。这表明，通过同时使用 CXL 内存，可以节省 DRAM 的高成本。传统上，不同的设备有不同的连接方法。然而，CXL 统一了多个接口，允许直接设备连接和共享内存。这不仅扩展了内存容量和性能，还解决了与数据处理延迟和速度降低相关的问题。

2022年8月，SK海力士率先开发了基于DDR5 DRAM的CXL内存样品。5月，在美国内华达州拉斯维加斯举行的IT展会Dell Technologies World (DTW) 2023上，也展示了真实服务器中的CXL内存。

CXL内存市场尚未完全成熟，因为能够利用CXL内存的CPU尚未推出。不过，英特尔预计将在明年上半年发布其首款商用服务器CPU，名为Sierra Forest。在此之前，三星电子和 SK 海力士计划于今年晚些时候生产下一代 CXL 2.0 内存。

这场战争，仍在持续。

闪存技术：层数较劲

2023年8月9日，SK海力士宣布，通过321层4D NAND样品的发布，正式成为业界首家正在开发300层以上NAND闪存的公司。

SK海力士美国加利福尼亚州圣克拉拉举办的“2023闪存峰会”上公布了321层1Tb TLC(Triple Level Cell)* 4D NAND闪存开发的进展，并展示了现阶段开发的样品。

作为业界首家公布300层以上NAND具体开发进展的公司，SK海力士宣布，将进一步完善321层NAND闪存，并计划于2025年上半期开始量产。SK海力士相关负责人表示：以正在量产的最高级238层NAND积累的技术经验为基础，公司正在有序进行321层NAND的研发。

321层1Tb TLC NAND的效率比上一代238层512Gb提高了59%。这是由于数据存储的单元可以以更多的单片数量堆栈至更高，在相同芯片上实现更大存储容量，进而增加了单位晶圆上芯片的产出数量。

此前SK 海力士在公告中称，已开始量产 238 层 4D NAND 闪存，并正在与生产智能手机的海外客户公司进行产品验证。

SK 海力士强调：“公司以 238 层 NAND 闪存为基础，成功开发适用于智能手机和 PC 的客户端 SSD（Client SSD）解决方案产品，并在 5 月已开始量产。公司在 176 层甚至在 238 层产品，都确保了成本、性能和品质方面的世界顶级竞争力，期待这些产品在下半年能够起到改善公司业绩的牵引作用。”

据介绍，238 层 NAND 闪存作为世界上最小体积的芯片，生产效率比上一代的 176 层提升了 34%。此产品的数据传输速度为每秒 2.4Gb，号称比上一代的速度快 50%，并且改善了约 20% 的读写性能。

SK 海力士表示，计划在完成智能手机客户公司的验证后，首先向移动端产品供应 238 层 NAND 闪存，随后将其适用范围扩大到基于 PCIe 5.0 的 PC 固态硬盘（SSD）和数据中心级高容量固态硬盘产品等。

SK 海力士在 2018 年研发的 96 层 NAND 闪存就导入了 4D 方式，采用电荷捕获型技术 (CTF，Charge Trap Flash) 和 PUC（Peri. Under Cell）技术。相比 3D 方式，4D 架构号称具有单元面积更小、生产效率更高的优点。

据DigiTimes报道，三星准备明年开始生产第9代V-NAND技术的产品，将超过300层，继续沿用双堆栈架构。

所谓双堆栈架构，即在300mm晶圆上先生产一个3D NAND闪存堆栈，然后在原有基础上再构建另一个堆栈。超过300层的第9代V-NAND技术将提高300mm晶圆生产的存储密度，使得制造商能够生产更低成本的固态硬盘，或者让相同存储密度及性能的固态硬盘变得更便宜。据了解，三星为了保证产量，可能会在第10代V-NAND技术上引入三堆栈架构，层数将达到430层。这意味着会增加原材料的使用量，并增加每个3D NAND晶圆的成本。去年三星在“Samsung Tech Day 2022”上提出的长期愿景是，到2030年会将层数提高至1000层。

本是同根生

三星和SK海力士看似打的不可开交，其实也是“一根绳上的蚂蚱”，本质同根生。

无论是三星还是SK海力士对于中国市场的依赖程度都很高，并且有不少芯片产能都放在中国大陆。三星和SK海力士在中国无锡、青岛等地都拥有芯片工厂，根据相关数据统计显示，三星和SK海力士有近半的芯片产能都在中国大陆，不仅如此中国市场也是三星和SK海力士最主要的海外市场之一。

然而美国的“限制”让三星和海力士苦不堪言。三星和SK海力士在中国市场上的出货也受到了限制。例如此前美光被中国相关部门部分禁售的时候，三星和SK海力士就曾被美国要求不得扩大市场份额。

就在前不久，三星和SK海力士被拜登列入到最终验证名单当中，获得了所谓的永久豁免权。其在中国大陆的工厂将可以从美设备厂商处获得设备，并且芯片出货的限制在一定程度上也被放开。这件事不仅让人们意识到三星和SK海力士本就是一根绳上的蚂蚱，更是应该齐心协力摆脱外部障碍的最佳搭档。

为了促进存储回暖，三星电子和SK海力士宣布对DRAM和NAND闪存芯片涨价10%-20%。供应商为了缓解亏损，开始降低产能和投资，减少供应量。这样一来，供需关系逐步改善，存储芯片的价格也出现了止跌回升的迹象。