报告概述
本报告由金元证券电子行业研究团队撰写,属于一份面向2025年12月第二周的电子行业周度点评报告。报告以“3D NAND或成为存储新增长曲线”为核心主题,围绕AI算力爆发背景下存储架构的变革展开研究,对象涵盖NAND Flash存储颗粒、3D NAND制造工艺、AI存储产品矩阵以及半导体设备材料产业链。覆盖范围上,报告既包含对全球存储龙头SK海力士、三星、长江存储等厂商技术路线的梳理,也包含A股电子行业本周行情、要闻、公告和事件提示。分析框架上,报告从AI训练与推理对存储需求差异出发,逐步深入至3D NAND层数堆叠、刻蚀与混合键合工艺难点、以及相关设备材料投资机会,并辅以行业周度数据反馈市场表现。读者可借助本报告快速理解AI存储趋势、3D NAND技术演进方向以及半导体产业链中设备与材料环节的潜在机会。
报告的核心结论
AI时代存储性能瓶颈从算力转向存储
报告指出,生成式AI从模型训练迈向大规模推理时,计算系统的瓶颈正从算力转向存储。HBM虽然解决了核心计算单元的数据吞吐,但在海量数据集检索、向量数据库索引遍历和模型检查点恢复等场景中,NAND Flash的随机读取(IOPS)与能效比已成为制约系统效率的关键短板,这种不匹配正推高AI系统的总拥有成本。
3D NAND有望成为存储市场新增长曲线
报告认为,随着AI推理和应用市场持续扩张,底层非易失性存储将引起行业重视。3D NAND存储结构向更高层数演进,制造工艺复杂度显著提升,设备在晶圆成本中占比将持续上升,低温刻蚀、混合键合、薄膜沉积、CMP等设备商有望迎来景气周期,带动整个存储产业链升级。
SK海力士AI-NAND构建完整AI存储生态
报告介绍,SK海力士推出AI-NAND(AIN)产品矩阵,包括面向AI推理和向量搜索的AIN-P(目标5000万至1亿IOPS)、面向高带宽场景的AIN-B(HBF高带宽闪存,容量可达HBM的8至16倍)以及面向超高密度的AIN-D(PB级存储),形成覆盖性能、带宽、密度的全维度AI存储解决方案。
混合键合成为高堆叠3D NAND关键工艺
报告显示,当3D NAND层数向300+层甚至1000层演进时,传统单片制造面临工艺制约与面积浪费,混合键合工艺通过两片晶圆独立制造后异质键合,成为突破方向。长江存储Xtacking架构已验证该工艺量产可行性,从64层跳升至128层,并演进至294层,层数和位密度达到行业领先水平。
报告回答的关键问题
AI推理时代存储为什么会成为瓶颈?
报告指出,AI训练与推理对存储需求不同。训练阶段需要极高顺序写入带宽支持断点续训;推理结合检索增强生成则要求对向量数据库进行高并发随机读取,通常为512字节或4KB的细粒度访问。当前PCIe Gen5企业级SSD随机读取性能约200万至300万IOPS,与GPU高达数十PFLOPS的算力相比差距达几个数量级,导致“数据饥渴”和总拥有成本上升。
3D NAND为什么可能成为存储新增长曲线?
报告认为,AI推理及应用市场扩张使底层非易失性存储的读写性能和能效比成为制约系统效率的关键短板,3D NAND作为高密度、高性能的存储方案受到重视。技术层面,3D NAND正从200+层向300+层演进,行业路线图指向1000层堆叠,制造复杂度提升带动设备价值量上升,从而为半导体设备、材料企业带来新的成长空间。
SK海力士AI-NAND产品矩阵是什么?
SK海力士推出AI-NAND(AIN)矩阵,包含三个子系列:AIN-P面向AI推理和向量搜索,通过重新设计控制器架构支持512字节超细粒度访问,目标2027年实现1亿IOPS;AIN-B即高带宽闪存(HBF),采用TSV垂直堆叠NAND Die,容量可达HBM的8至16倍,用于KV Cache等场景;AIN-D聚焦超高密度,以3D QLC/PLC技术实现单机架PB级存储,替代近线硬盘。
AI-NAND发展带来哪些设备材料投资机会?
报告指出,AI-NAND的发展将带动低温刻蚀、混合键合、薄膜沉积、CMP等半导体设备需求增长,设备在晶圆成本中的占比将持续上升。相关设备商包括中微公司(刻蚀)、拓荆科技(薄膜沉积+混合键合)、盛美上海(湿法刻蚀+清洗+电镀)、精智达(测试);材料方面包括鼎龙股份、安集科技、华特气体、南大光电等。
报告中的代表性数据
AIN-P目标随机读取性能
2026年下半年至2027年,SK海力士AI-NAND旗舰产品AIN-P的IOPS规划:首批样品基于PCIe Gen 6接口实现5000万IOPS,2027年量产版利用PCIe Gen 6+或Gen 7接口达成1亿IOPS,以匹配向量数据库索引查找模式。
HBF容量相对HBM倍数
报告发布时(2025年12月),SK海力士与SanDisk(西部数据)联合推动的高带宽闪存(HBF)容量可达HBM的8至16倍,主要用于存储大模型的KV Cache或作为“热”模型参数的驻留地,释放昂贵HBM空间用于计算。
长江存储Xtacking 4.0层数
截至2025年TechInsights拆解分析,根据TechInsights对致态TiPro 9000 SSD的拆解,该代芯片拥有294层总栅极数,实际激活层数约为232层;在其232层产品上,位密度达到15.47 Gb/mm²(TLC)/19.8 Gb/mm²(QLC),超越同期三星V8和美光176层产品。
以上数据根据报告摘要整理,具体统计口径和数值请以完整报告原文为准。
完整报告包含什么
- 核心观点深度分析:详细阐述AI训练与推理双模态特征,从HBM高带宽内存到NAND Flash底层存储的需求变化,以及SK海力士AI-NAND三类产品矩阵AIN-P、AIN-B、AIN-D的技术定位与性能目标。
- 3D NAND技术路线图:展示从200+层向300+层、1000层堆叠演进的技术路线,分析单栈、多栈/串堆叠工艺差异,以及高深宽比刻蚀(HAR)、薄膜沉积、混合键合等制造工艺难点与解决方案。
- 长江存储Xtacking架构拆解:介绍Xtacking并行制造、异质键合理念,从1.0至4.0的演进历程、层数变化、位密度数据,以及对国产3D NAND产业链的示范意义。
- 电子行业行情跟踪:包含本周上证指数、深证成指、沪深300及申万电子板块涨跌幅,电子行业在全行业中的排名,及电子化学品、元件、半导体、消费电子、光学光电子等子板块表现分析。
- 个股表现与公告梳理:列出本周电子板块涨幅前五名、跌幅前五名个股的涨跌幅、收盘价和总市值,汇总经纬辉开、科森科技、兴福电子、冠捷科技、新相微等多家公司的股份减持、资产收购、利润分配等重要公告。
- 行业要闻与动态:收录SK海力士与英伟达合作开发下一代NAND、台积电CoWoS封装满载外包、高通收购Ventana、英伟达开发芯片定位技术等半导体行业重要新闻。
- 重要事件与解禁提示:整理下周行业会议、上市公司股东大会时间表,以及电子行业限售股解禁情况汇总,为投资者提供事件性交易参考。
- 投资建议与风险提示:给出电子行业“增持”评级判断,梳理AI-NAND相关的设备商、材料公司名单,并提示AI推理不及预期、生产端不及预期、工艺良率不及预期等风险。
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