已經降價的固態硬碟為什麼突然漲價了?
我相信有不少數碼愛好者已經注意到了,從2023年初開始固態硬碟價格跳水,在大概5、6月份的時候價格到達了歷史新低。但到了第三季度,固態硬碟價格又開始漲起來了。那麼固態硬碟為什麼突然漲價了?
什麼是固態硬碟?
固態硬碟(Solid State Disk)簡稱SSD,是一種主要以快閃記憶體(NAND Flash)作為儲存媒體的長期性記憶體。這裡面有兩個概念要重點說明:
第一,對於儲存媒體來說,傳統的機械硬碟是依靠「碟片」儲存資料。上圖為東芝DT02 7200RPM 2TB機械硬碟的拆解圖,其中圓形的部分就是儲存資料的「碟片」。
而固態硬碟則是依賴晶片儲存資料。具體來說,市面上大多數硬碟都是依賴NAND Flash晶片來儲存資料。不過也有少數固態硬碟依賴其它晶片儲存數據,例如英特爾的900P、905P、P4800X、P5800X都採用了3D XPoint作為儲存媒體。而3D XPoint簡而言之就是介於NAND和DRAM之間的產品。
第二,固態硬碟是長期性記憶體。這點主要是為了說明固態硬碟與記憶體的不同。由於固態硬碟和記憶體都能儲存數據,且都以晶片作為儲存介質,所以這兩者經常會被一些人混淆。特別是對於手機產品來說,混淆的情況更加嚴重。簡單來說,斷電之後資料全沒的是內存,斷電之後資料能維持相當長時間的(例如幾年)是固態硬碟。
固態硬碟的價格
一般固態硬碟主要由3類晶片組成,如上圖所示:
1、NAND晶片:這是儲存資料的晶片
2.DRAM晶片:用於快取(並非必須,有些固態硬碟會將DRAM晶片閹割掉)
3.主控晶片:用於完成資料存取等工作
而在上述3類晶片中,固態硬碟成本的大頭一般是在NAND晶片,主控晶片和DRAM晶片在總成本中佔較小。也因此固態硬碟的售價往往和NAND晶片價格直接關聯。
從中長期來看,NAND晶片的價格主要受兩個因素影響:
1、技術迭代
2、產能調整
技術迭代:例如出現了新的儲存技術,可以有效降低記憶體晶片單位容量的成本,這樣NAND晶片的價格會整體下降。
目前,儲存密度提升的主要技術路徑包括提高儲存單元的可儲存數位(bit)量和提升3D NAND Flash的堆疊層數。根據每個儲存單元儲存的可儲存數位量,NAND Flash分為SLC、MLC、TLC、QLC。SLC(Single-level Cell)為每個儲存單元儲存的資料只有1位,而MLC(Multi-level Cell)、TLC(Triple-level Cell)和QLC(Quad-Level Cell)每個儲存單元儲存的數據分別為2位、3位與4位,儲存密度梯度提升。傳統NAND Flash為平面快閃記憶體(2D NAND),3D NAND使用多層垂直堆疊技術,擁有更大容量、更低功耗、更優耐用性以及更低成本的優勢。
簡單來說就是,如果將來PLC(Penta-Level Cell)普及了,或是有廠商能創造出堆疊層數更高的NAND晶片,那麼NAND晶片價格又會迎來一波下降。
產能調整:例如上游記憶體晶片原廠增加資本支出擴張產能,導致供過於求,NAND晶片的市場價格就會呈現下降趨勢。反之亦然,當上游記憶體晶片原廠削減產能,導致供不應求,NAND晶片的市場價格就會呈現上升趨勢。
從短期來看,NAND晶片的價格主要受下游需求波動影響。例如固態硬碟價格的上漲可能導致固態硬碟下游客戶短期內加大採購量,價格下跌則可能導致下游客戶短期內減少採購量,進而對固態硬碟的供需產生影響,導致固態硬碟的市場價格波動幅度高於上游NAND晶片市場價格的波動。
QLC的普及
NAND晶片價格為什麼先降後漲?簡單來說可以歸結為兩個因素:QLC的普及和NAND晶片減產。
QLC從誕生之日起,來自性能和壽命的質疑就始終不絕於耳。但在2022年,眾多伺服器廠商開始接受並大量配置QLC固態硬碟進入自己的產品。以戴爾為例,戴爾科技集團在2022年宣布專為非結構化資料而生的PowerScale率先引進QLC SSD。
其中PowerScale F600和F900這兩款支援NVMe的節點提供了15TB和30TB兩種QLC SSD的選擇。特別是30TB的QLC SSD將提供PowerScale產品組合中密度最高的快閃記憶體。單一PowerScale F900節點就可支援高達736TB的原始容量或900TB的有效容量(每個節點都開啟資料縮減的情況下),而整個儲存叢集容量更提高至高達186PB,這將是先前最大容量的兩倍。
其實伺服器廠商對於QLC固態硬碟表現出「真香」的態度並不讓人意外。一方面隨著產業的發展,需要儲存的資料量不斷增長。那麼配置大容量固態硬碟就是必須的。另一方面,QLC真的便宜。或者依照官方的話來說:「引進QLC固態硬碟可以進一步降低企業部署全快閃儲存的整體TCO成本」。
至於QLC的效能和壽命嘛,其實沒有那麼大的問題。在壽命方面,雖然QLC的壽命低於TLC,但在「產品生命週期」內,QLC的壽命其實還是夠用的。
性能方面則可以透過其它技術進一步優化。對於基於QLC的固態硬碟產品,目前固態硬碟的供應商其實會透過多種技術對效能進行補償,例如多通道、多die、利用高並發對效能進行補償等。而伺服器廠商則可以透過對儲存系統的最佳化和創新對效能進行補償,例如戴爾的PowerScale透過其儲存系統整體效能的最佳化,使得使用QLC SSD的節點的效能和使用TLC SSD的節點維持在了同一個水平。
具體來說,PowerScale本身是一個橫向擴展,且透過多個節點和高速網路連接組合而成的儲存叢集系統,因此在實現讀寫功能時,或者說當有一個檔案進來之後,PowerScale會把檔案進行切片,然後分散給到所有的節點,讓節點自己去實現落盤——而背後代表的含義就是,數據不會只單獨寫到每一個節點之中,而是所有相關節點的多塊存儲介質分散地寫,這樣性能就得到了保障。
在此基礎上,PowerScale還有一個NVDIMM系統,也就是說它提供非揮發性記憶體的能力,因此當資料寫入每個節點時,並不是直接落盤,而是先落在每個節點的NVDIMM裡,等在NVDIMM中攢夠了一批再落盤。這樣無論是TLC或QLC的SSD,對PowerScale幾乎都是沒有任何區別的,由此也最大化的利用了儲存媒體效能,並保證了對整個儲存系統寫入操作的效能發揮。
NAND晶片減產
根據TrendForce的數據顯示,五大NAND晶片廠商在2023年第三季佔了約95.4%的市佔率。也就是說三星、海力士、西部數據、鎧俠、美光這五大廠商只要開始減產,NAND晶片漲價就只是時間問題。
鎧俠:對四日市和北上快閃廠進行生產調整,從2022年10月開始將其晶圓產量減少約30%。
西部數據:2022年第四季業績電話會議上表示,將NAND快閃記憶體晶圓產量減少30%。
美光:在2022年11月,美光就宣布了要將DRAM和NAND晶圓產量減少約20%(與截至9月1日的2022財年第四季度相比),並且美光首席執行官Sanjay Mehrotra還表示將繼續監測行業狀況,並根據需要做出進一步調整。這意味著美光實際減少的產能可能高於20%。
海力士:在2022年10月海力士發布第三季財報時,海力士曾表示今後將以收益性較低的產品為中心減少產量。也就是說,在一定時期內,將維持投資縮減減產的基調,使市場的供需平衡恢復正常。
三星:三星在聲明中表示:「根據評估,公司已經獲得了足夠的產量,以應對未來的記憶體晶片需求變化,三星正在調整將儲存晶片產量降至有意義的水平,重點是已經獲得額外供應的產品,以及優化生產線營運。」而對於三星具體的減產措施,2023年9月有業內人士透露,三星電子已加大NAND快閃記憶體減產力度,預計到2023年底減產幅度將達50%。三星已在2023年上半年將NAND快閃記憶體產量削減了20%。自2023年下半年以來,三星減產的步伐有所加快,三星已將NAND快閃記憶體產量縮減約40%。
所以由於五大NAND晶片廠商都進行了大規模的減產策略,等到市場上的存量晶片消耗差不多了,NAND晶片也就會迎來漲價了。
固態硬碟漲價
NAND晶片漲價了,身為「下游產品」的固態硬碟也會跟著漲價。不過在這個過程中,下游廠商對於漲價這件事會表現出比較正面的態度。
以江波龍為例,江波龍電子主要從事Flash及DRAM記憶體的研發、設計與銷售。擁有嵌入式儲存、行動儲存、固態硬碟及記憶體4條產品線,提供消費級、工規級、車規級記憶體以及產業儲存軟硬體應用解決方案。
江波龍在其招股書中給了這樣的數據:
假設晶圓採購價格上升5%,若產品銷售價格分別上升5%、8%,則主營業務毛利率分別增加1%、3%左右;假設晶圓採購價格下降5%,若產品銷售價格分別下降5%、8%,則主營業務毛利率分別降低為1%、4%左右。
從這樣的數據我們可以看出,當NAND快閃記憶體(晶圓)價格上漲後,下游廠商哪怕只是維持同幅度漲價,實際上會因此變得更加賺錢(毛利率上漲)。造成這種情況的原因在於,產品銷售時點與晶圓採購時點之間存在生產和銷售週期間隔。一般而言,在市場價格上行階段,銷售價格先於成本上升,毛利率通常呈上升趨勢;而在市場價格下行階段,銷售價格先於成本下降,毛利率通常呈下降趨勢。
結語
1.由於五大NAND廠商一起減產,NAND晶片漲價是一個必然的結果。在2023年4月發布的《美光被審查能否成為國產記憶體晶片崛起的契機?》一文中也準確預測了相關的趨勢。
2、NAND晶片漲價應該還會持續一段時間。根據目前的數據進行估計,漲價過程可能至少會持續到2024年第3季。如果在這段期間有需要固態硬碟的小夥伴可以考慮早點入手。
3.雖然機械硬碟的製造並不依賴NAND晶片,但NAND晶片漲價確實影響了整個儲存市場。因此機械硬碟也會一定程度上跟著固態硬碟一起漲價。