中金 | AI进化论（6）：破局与突围，企业级存储新纪元

2月24日，阿里巴巴宣布未来三年在云和AI基础设施投入将超越过去十年总和，引发市场积极关注。我们认为DeepSeek等大模型凭借其优异的性能、开源的特点以及所引发的跟随效应有望引发国内AI资本开支增长。近一两年来， 部分国产厂商 先后宣布其企业级存储器产品完成重要客户验证并开始逐步出货，我们认为经过前期若干年的深耕，当前国产企业级存储器有望跨越“从0到1”过程，进入加速放量阶段。

结合Bloomberg等数据，我们测算2024年全球企业级存储市场规模近450亿美元。 考 虑到近段时间DeepSeek V3/R1、Qwen 2.5等优质国产开源大模型发布所带来的“大模型平权”，产业界对国产AI大模型呈现的积极拥抱态度， 以及2024年以来的存储涨价周期，我们预计2025、2026年国内互联网、运营商数据中心资本开支有望维持6,000亿元以上高位， 驱动国内企业级存储器市场规模至1,500亿元以上高位，呈高速增长态势。

根据CFM数据，目前企业级NAND占比约20%，企业级DRAM占比30%~40%，我们 认为企业级存储占整体比例约30%，且这一比例有望继续增长，是存储市场的重要组成部分， 对于当前已经在消费级存储市场有一定布局的国内厂商而言是重要的增量市场。 部分国内企业均已布局企业级存储多年，近年来其企业级存储产品已陆续完成重要客户验证并开始逐步出货。

国产企业级存储产品将是数据信息安全的重要保障。当前，Samsung、SK Hynix等海外企业依然占据国内企业级存储器市场较大份额，或接近九成。我们认为在国产企业级存储产品达到和海外同类型产品相同性能的前提下，国内企业或将成为下游客户优先选择， 国产企业级存储器有望迎来份额较快提升。 我们认为当前存储晶圆、主控芯片等上游原材料或仍依赖进口，但中长期来看企业级存储晶圆、主控芯片国产替代也势在必行。

国产企业级存储器导入进展低于预期，国内数据中心资本开支低于预期，存储价格周期下行，未来市场竞争加剧，中美贸易摩擦加剧。

根据应用场景的不同，存储器可分为消费级存储器和企业级存储器。消费级存储器多用于个人电脑、智能手机等终端，用于存储操作系统、应用程序和个人文件。企业级存储器主要搭载于服务器应用于数据中心，能够处理高强度、高并发的数据读写操作。

企业级存储器相对消费级存储器在 容量与接口、性能表现、可靠性与耐用性 等方面的要求都显著更高。固态硬盘（SSD）方面，企业级固态硬盘（eSSD）容量可达8TB左右，是消费级固态硬盘（cSSD）的8倍以上，UBER（不可修复错误率）相对于消费级存储小一个数量级，MTBF（平均无故障时间）可达200万小时且支持7x24连续运行，写入寿命约为1 DWPD（Drive Writes Per Day），超过消费级存储器近3倍。内存条方面，RDIMM（企业级内存条）支持16GB-128GB容量，是UDIMM（消费级内存条）的2~4倍，虽然寄存器使得RDIMM相对UDIMM延迟增加1个时钟周期，但寄存器缓冲能减少信号干扰，提升稳定性和可靠性，适合高负载和多内存槽系统。此外，企业级存储具备端到端数据保护、掉电保护、ECC（Error Checking and Correcting）纠错等高级数据保护功能。

企业级固态硬盘（eSSD）

► TL C颗粒 v.s. QLC颗粒：目前企业级固态硬盘TLC仍是主流方案，未来QLC比例有望提升。 对于NAND Flash颗粒而言，读写性能、耐久性能的排序一般为SLC>MLC>TLC>QLC，存储密度、单位成本的排序一般为QLC>TLC>MLC>SLC。2018年密度更高、成本更优的QLC已经投入商用，但考虑TLC有着更优的写入耐久性、写入速度，TLC依然是当前企业级固态硬盘的主流选择。根据Yole数据，2024年采用TLC颗粒的企业级固态硬盘占比约九成。但随着QLC颗粒各方面性能的进一步提升，我们预计越来越多的企业级固态硬盘有望采用QLC颗粒，尤其是在AI应用场景中，固态硬盘以读出功能为主，QLC颗粒和TLC颗粒性能差异相对不大，且更具成本优势。

► 颗粒层数：目前最新3D NAND Flash颗粒约200L，未来层数有望进一步增长。 根据Yole预估，4Q24 128L产品依旧占据NAND Flash颗粒一半左右市场，但176L、≥232L产品经过过去两三年提升，占比也接近一半市场。目前，Samsung最新产品第9代V-NAND层数达到290L，SK Hynix宣布研发成功层数突破300L达到321L的产品并计划在2025年开始量产。两三年内，Samsung、SK Hynix均计划推出400L左右的NAND颗粒；中长期来看，几家厂商均计划推出1,000L+颗粒。

► 接口标准、总线协议： 过去固态硬盘、机械硬盘主要采用U.2接口（也被称为2.5”接口、SATA接口）； M.2接口 由mSATA接口发展而来， 是目前乃至未来若干年内的主流接口标准， 相较于过去的U.2接口更小且可扩展性更强，能够支持SATA和PCIe协议。 PCIe是目前以及未来一段时间内的主流总线协议，其划分为多个子代，PCIe 4.0是目前企业级存储出货占比最大的子代，我们预计未来PCIe 5.0占比有望逐步提升，PCIe 6.0产品有望进入商用。

► 硬盘容量：目前企业级固态硬盘常见的容量为数TB左右， 常见的容量有1.92TB、3.84TB、7.68TB等。随着QLC颗粒在企业级固态硬盘的逐步应用，15TB、30TB、64TB容量的企业级固态硬盘也正变得常见。截至2024年底，Solidigm（SK Hynix）、Samsung陆续推出了128TB左右的企业级固态硬盘。几家大厂也计划在未来几年推出256TB左右的产品，并在远期计划推出1PB的企业级固态硬盘。

企业级内存条（RDIMM）

过去二、三十年，个人电脑、智能手机两大终端先后成为电子行业发展重要驱动力，我们认为随着云计算、AI技术的兴起，高性能计算有望成为驱动存储需求增长的重要因素。 近十年来，企业级存储占总存储比例呈逐步提升态势。 根据CFM数据，当前企业级NAND Flash约占总NAND Flash市场20%，企业级DRAM约占总DRAM市场30%~40%（另参照TrendForce，企业级DRAM已在近年反超手机DRAM，成为DRAM最大下游市场）。 我们认为企业级存储市场对于存储厂商均具有重要战略价值，尤其是对于当前已经在消费电子领域有一定建树的国产存储厂商而言具有较大增长潜力。

结合Bloomberg、CFM等数据，我们测算得 2024年全球企业级存储市场规模接近450亿美元。 伴随着AI大模型的迅速崛起，以运营商、互联网为代表的企业面临海量数据生成量与使用量的挑战，对企业级存储器需求快速增长，同时由于存储周期上行、企业级存储器紧俏等因素， 近年来全球及中国企业级存储市场规模呈高速增长态势。

增长动力#1：“温热数据”促进机械硬盘向固态硬盘转变

AI技术发展驱动“温热数据”占比提升。 存储数据通常按访问频次划分为“热、温、冷”三级：实时访问的“热数据”、面向分析场景的“温数据”、以及长期归档的“冷数据”。随着AI技术逐步规模应用，大量“冷数据”将被重新激活用于模型训练。华为表示，数据存储结构正从传统的“热（20%）、温（30%）、冷（50%）”三级向“热（30%）、温热（70%）”两级演进。 而固态硬盘相较机械硬盘具有更低的延迟，更加适合处理“温热数据”。

根据TrendForce测算，2016-2024年全球机械硬盘出货量呈下降态势，从4.66亿块跌至1.2亿块；固态硬盘出货量呈上升态势，于2020年反超机械硬盘，2024年估计达到3.6亿块。 我们认为固态硬盘凭借其读取快速、功耗较低等优势，还将进一步替代机械硬盘。

增长动力#2：AI服务器驱动单服务器存储容量提升

AI训练、推理需求驱动AI服务器出货量快速增长。据TrendForce统计，AI服务器出货量占比预计从2022年6.6%上升到2025年16%，市场规模占比在2024年已达到约65%。AI服务器相对于传统服务器，在内存和存储容量上都有较为显著的提升。根据Semianalysis测算，以2x Intel Sapphire Rapids Server（传统服务器）和Nvidia DGX H100（AI服务器）为例，后者的内存价值量是前者的2倍，存储价值量为2.25倍。 随着AI服务器渗透率进一步提升，服务器单机搭载容量将有所增长。

NAND Flash与DRAM在AI服务器中有重要作用： 固态硬盘负责在训练服务器中长期储存AI训练模型的参数与创建检查点，在推理服务器中负责协助调整、优化模型，并储存RAG（Retrieval-augmented Generation，检索增强生成）和LLM（Large Language Model，大语言模型）参考的知识库；DRAM支持高并发处理，负责AI服务器的快速加载和访问模型参数及数据输入。根据TrendForce在2023年的统计结果，AI服务器对DRAM容量提升2-3倍，且在未来仍有翻倍可能；2024年，8TB TLC产品已和4TB产品一同成为服务器固态硬盘产品主流。

增长动力#3：AI/数据中心资本开支不断上修

全球范围来看，22年底、23年初，OpenAI发布ChatGPT引发全球AI大模型“军备竞赛”，驱动Microsoft、Google、Amazon、META等海外互联网巨头不断提升资本开支。2024年，上述四家企业资本开支已经达到2,169亿美元。