记忆体是什么?
在现今的科技生活中,我们都已经无法离开各项电子设备。你是否曾经想过,当我们在滑动手机萤幕或是开启电脑应用程式的时候,背后究竟有哪些元件在帮助我们完这些操作?这一切的关键,都离不开一项核心技术:记忆体(Memory)。
无论是负责短期资料暂存的 DRAM,或是长期资料储存的 Flash,记忆体早已成为电子系统中不可或缺的基础元件,不仅影响运算效能,也深刻牵动着使用者体验与产品设计策略。本篇将介绍记忆体的主要分类与技术特性,并了解这些记忆体类型如何实际应用于我们日常所使用的电子设备中,以及这些记忆体产品究竟是由哪些全球企业制造的。
记忆体(Memory)是电子系统中用来储存资料与执行指令的关键元件,广泛应用于个人电脑、智慧型手机、伺服器与人工智慧等高效能装置。记忆体的功能可比喻为人类大脑,区分为短期与长期储存,在数位装置中扮演暂存与持久储存资料的重要角色。
根据是否能在断电后保留资料,记忆体可分为以下两大类型:
挥发性记忆体(Volatile Memory)
挥发性记忆体主要用于暂时储存即时运算所需的资料与指令,当系统断电时资料即会消失,为电子系统中不可或缺的短期记忆单元。主要可区分为以下两种:
1. DRAM(Dynamic Random Access Memory,动态随机存取记忆体)
为目前最常见的主流记忆体,由电晶体与电容器构成。电晶体负责控制资料的存取,电容器则用来储存电荷。然而电容器上的电荷会随时间逐渐流失,因此需透过周期性的刷新(Refresh)机制维持资料完整性,这也正是「动态(Dynamic)」记忆体的命名由来。
DRAM 可依据使用场景和封装架构,再细分为:
- DDR(Double Data Rate)双倍资料速率:如 DDR4、DDR5,为通用型主记忆体。
- HBM(High Bandwidth Memory)高频宽记忆体:搭载于 AI 加速器与 GPU,强调高速度与高能效,为高阶应用主力。
HBM 利用 TSV 3D 堆叠技术,并强调高频宽处理,加快了运算效能,因次被应用在 AI 硬体、伺服器等需要高效能运算的场景。
2. SRAM(Static Random Access Memory,静态随机存取记忆体)
与 DRAM 相比,SRAM 不需刷新即可维持资料稳定,具有读写速度快、功耗低等优点,惟制程面积大、成本较高,因此多用于 CPU 的快取记忆体(Cache)中,作为处理器与主记忆体间的高速缓冲区。
非挥发性记忆体(Non-Volatile Memory)
非挥发性记忆体可在系统断电后仍保留资料内容,主要用途为长期储存与资料备份,广泛应用于各类储存装置与嵌入式系统中。主要类型如下:
1. Flash Memory(快闪记忆体)
为目前应用最广泛的非挥发性记忆体,其具备高储存密度、低成本、可重复擦写等特性,是现代固态储存技术的核心。根据储存结构与应用需求,Flash 记忆体可细分为:
- NAND Flash:以串列方式储存资料,具高度储存密度与良好写入效率,为主流的资料储存媒介。广泛应用于固态硬碟(SSD)、智慧型手机与 USB 装置。
- NOR Flash:以并联方式储存资料,提供较快的读取速度与稳定性,适用于韧体(firmware)、BIOS、微控制器等嵌入式装置。
2. ROM(Read Only Memory,唯读记忆体)
为最早期的非挥发性记忆体形式,资料于出厂时即写入,使用者无法修改。虽然现今多数应用已由 Flash Memory 取代,但在某些对稳定性要求极高的嵌入式系统中仍有使用。
记忆体类别实例
以 A牌电竞笔电为例
透过实际产品资讯,我们可以更直观地理解记忆体的分类与在终端设备中的配置。以下以一款 A 牌笔电为例,其主要硬体规格如下:
- Intel Core i7-13620H:CPU,负责执行主要运算任务。
- 16GB DDR5-4800 SO-DIMM:属于 DRAM,此处为 DDR5,资料传输速率为 4800 MT/s,提供高速暂存空间供 CPU/GPU 使用。
- 512GB PCIe SSD:属于 NAND Flash,为主要的储存装置,储存作业系统、应用程式与档案。
- NVIDIA GeForce RTX 4060 8GB GDDR6:GPU,搭载 GDDR6 记忆体,属于 DDR 分类的衍生类型,用于图像与 AI 加速任务。
这样的规格配置反映了现代笔电中,记忆体系统如何被分工应用于不同计算任务上,亦突显了 DRAM 与 NAND Flash 在终端装置中不可或缺的角色。
为深入理解记忆体产业的技术演进与应用趋势,我们将接着分别探讨 DRAM 中的 DDR 与 HBM,以及 Flash 记忆体中的 NAND 与 NOR,从技术特性、应用场景与市场结构进行说明。
DDR 与 HBM 是什么
DDR 是什么?
DDR(Double Data Rate,双倍资料速率)是一种主流的 DRAM 记忆体技术,其特点是在每一个时脉周期中同时利用上升缘与下降缘(即强拍与弱拍)传输资料,使得资料传输速率在相同时脉频率下翻倍。
时脉:记忆体与处理器进行资料同步与控制的节奏信号,就像节拍器。
简单来说,DDR 就像是将资料传输通道「拓宽成两条车道」,在相同时间内可通过更多资料,提升整体记忆体的效率与频宽表现。其技术已发展至第五代(DDR5),每一代在频宽、功耗与容量支援上持续进化,为电脑、伺服器与消费电子装置提供高效暂存支援。
HBM 是什么?
高频宽记忆体( HBM, High Bandwidth Memory)是一种专为高效能运算( HPC )与人工智慧( AI )应用设计的记忆体技术,具有高频宽、低延迟与低功耗等特性。HBM 采用 3D 堆叠技术,将多个 DRAM 晶片垂直堆叠,并透过矽穿孔( TSV, Through-Silicon Via)技术实现高速资料传输。这种设计使得 HBM 如同一条立体的高速公路,能够满足 AI 晶片与顶级显示卡对高速资料传输的需求。
2025 年,HBM3E 成为高效能记忆体的主流。HBM3E 是 HBM3 的扩展版本,采用更先进的制程节点(如 Micron 的 1β)与封装技术(如 CoWoS、SiP),提升了效能与良率。此外,HBM3E 支援更高的堆叠层数,容量从 HBM3 的 24 GB 提升至 36 GB,单堆叠频宽可达 1.2 TB/s。这使得 HBM3E 成为 NVIDIA GB300 等高阶 AI 晶片的首选记忆体。
目前,业界已开始推动 HBM4 及其扩展版本 HBM4E 的研发及量产准备。预计 NVIDIA 的下一代 Rubin 平台将搭载 HBM4,以应对更大规模的 AI 模型训练与推论需求。HBM4 预计将进一步提升记忆体频宽与容量,满足未来高效能运算的挑战。
NAND Flash 是什么?
NAND Flash 是目前主流的非挥发性记忆体架构,其命名来自于其内部储存单元采用类似 NAND 逻辑闸的串联设计,具备高储存密度、写入效率佳、制造成本低等优势。其设计特性使得资料储存以区块为单位,虽然随机读取不如 NOR Flash 快,但非常适合大量资料的储存与传输。
随着技术演进,NAND Flash 已从平面结构进化至 3D NAND,透过垂直堆叠储存单元以提升储存密度,堆叠层数已超过 200 层。此外,根据每个储存单元可储存的位元数,NAND Flash 可分为:
种类 | 储存 & 特性 | 主要应用 |
---|---|---|
SLC( Single-Level Cell ) | 每单元储存 1 bit,具备最高的耐用性与速度,写入寿命约 100,000 次 | 主要应用于工业与企业级设备 |
MLC( Multi-Level Cell ) | 每单元储存 2 bits,平衡成本与性能,写入寿命约 3,000–10,000 次 | 常见于一般消费性产品 |
TLC( Triple-Level Cell ) | 每单元储存 3 bits,成本更低,写入寿命约 1,000 次 | 为主流的消费级 SSD 与记忆卡选择 |
QLC( Quad-Level Cell ) | 每单元储存 4 bits,提供更高的储存密度与更低的成本,写入寿命约 500 次 | 适用于读取频繁但写入较少的应用(适用于 reasoning AI),如云端储存与资料备份 |
可以将 NAND Flash 想像成一座大型资料仓库,适合储存大量资料,但在随机读取速度上略逊于其他记忆体类型。
NOR Flash 是什么?
NOR Flash 为另一种非挥发性记忆体,名称来自其储存单元结构与 NOR 逻辑闸类似,采用并联方式设计。它的特点在于可提供快速、随机的读取能力与高度稳定性,适合应用于储存程式码与执行启动指令。
NOR Flash 常见应用包括:
- 嵌入式系统的韧体储存(Firmware / BIOS)
- 车用电子与工控设备
- 微控制器内建记忆体(MCU Flash)
此外,NOR Flash 可支援 Execute in Place(XIP) 技术,允许装置直接从 Flash 执行程式码,无需搬移至 RAM,是嵌入式市场中不可或缺的解决方案。
可以想像成开机引导型记忆体:指令反应快、稳定性高,适合处理小而重要的任务。
全球记忆体公司介绍
在厘清了记忆体的基本分类,包括 DRAM、NAND、SRAM 等等,让大家对这个关键元件有了初步的认识后,接下来我们就要继续分享这些记忆体产品究竟由哪些全球企业制造?
三星电子(Samsung Electronics)
三星半导体(DS Division)长年稳居全球记忆体龙头,产品涵盖 DRAM、NAND Flash、HBM 以及先进封装。
- DRAM :主打 DDR5/LPDDR5X 与 HBM3E
- NAND:已在 2024 年启动 第九代 V‑NAND(≈ 290 层) 初期量产,锁定高阶 SSD 与伺服器市场。
未来趋势&展望
- DRAM:AI 伺服器需求持续畅旺,公司将扩大 HBM3E 12‑Hi 与 128 GB 以上高密度 DDR5 模组的产能,强化高附加价值产品比重。
- NAND:官方强调「加速第八代 V‑NAND 于全部应用导入」以压低成本,同时逐步推升第九代 V‑NAND 量产规模。
随新一代 GPU 于下半年上市,三星预期 AI 记忆体需求将维持高档,并持续扩充先进封装产能(I‑Cube/X‑Cube)以守住高阶市场地位
SK 海力士(SK hynix)
SK hynix 为全球第二大记忆体厂,根据 Counterpoint Technology Market Research 数据显示,SK 海力士在全球动态随机存取记忆体(DRAM)晶片市场占据36%的最大份额,占据主导地位,也是 HBM 技术领跑者。
- DRAM:产品线涵盖 DDR5/LPDDR5 与 HBM3E,并已在 2025 年 3 月率先向客户交付 HBM4 12‑Hi 工程样品
- NAND:预计2025上半年量产 321 层 4D NAND,且透过并购 Intel NAND(Solidigm)切入企业级 SSD 市场。公司亦在清州新厂 M15X 与龙仁园区扩建未来产能,以支撑 AI 记忆体长线需求。
未来趋势&展望
- DRAM:公司维持「位元出货季增低双位数(low‑teen %)」指引,预计 HBM3E 将于 Q2 完成 8‑Hi→12‑Hi 转换;全年记忆体位元需求成长仍看「倍数」水准,HBM4 量产排程锁定 2025 下半年。
- NAND:在 eSSD 与 QLC 大容量市场采利润优先策略,Q2 位元出货目标「高个位数至低双位数(>20 %,含 Solidigm)」,并审慎控制 CapEx。
透过 HBM3E/HBM4 的技术领先与 321 层 NAND 的成本优势,SK hynix 期望在 AI 伺服器与资料中心高附加价值领域持续扩大市占。
美光(Micron)
美光是全球第三大记忆体制造商,也是唯一的美国本土 DRAM 供应商。
- DRAM:量产 1‑β/1‑γ DDR5/LPDDR5X,HBM 产品已由 HBM3E 8‑Hi 升级至 HBM3E 12‑Hi,并明确表示 HBM4 将于 2026 年量产 。
- NAND:现行主力节点为 232‑层 TLC/QLC 3D NAND(G9)
- 产能布局:2025 年初在新加坡动工 HBM 先进封装厂,预计 2027 年启用;爱达荷州新 DRAM 晶圆厂与台湾 DRAM 测试厂同步施工中 。
未来趋势&展望
- DRAM:公司指引营收续创历史高点,HBM3E 12‑Hi 将在下半年成为主要出货形态;2025 全年 HBM 产能已售罄,HBM4 量产排程锁定 2026 年。
- NAND:资料中心旗舰 9550 PCIe Gen5 SSD 已通过 NVIDIA GB200 NVL72 认证并完成多家云端客户导入;G8 QLC NAND 元件获 Pure Storage 150 TB DirectFlash 模组量产资格,美光持续以 QLC 技术推动高密度储存替代 HDD
凭借 HBM3E、1‑γ DRAM 与 QLC 大容量 SSD 的技术和成本优势,美光预期在 AI 伺服器、高效能运算及云端储存市场持续扩大市占。
台湾记忆体产业链
南亚科(2408)
南亚科是台湾唯一专注 利基型 DRAM 的 IDM。
- 制程与产品:10 nm 级 1B node 已占全产能三分之一;公司在第一季开始交货 16 Gb DDR5‑5600,并于 2025 Q2 送样 DDR5‑6400,同时持续开发 1C、1D 以及客制化 DRAM 产品 。
- 市场方向:法说会指出,AI 云端伺服器与边缘运算持续推高 DDR5 及低功耗 DRAM 需求;公司「伺服器/工控 + PC」客户比重同步提升
- 资本与供给:2025 年资本支出上限 NT$196 亿,以 1B 技术转换与良率提升为主;全年位元出货成长指标由 > 20 % 上修至 > 30 %,仍属温和扩产。
未来趋势&展望
产业趋势 | 南亚科现况 | 评估 |
---|---|---|
DDR4→DDR5 升级 | DDR5‑5600 已出货,DDR5‑6400 送样 | 🟢 直接受惠 |
AI 伺服器/HBM | 主攻客制化HBM,预计2026年底推出 | 🟡 中期布局 |
华邦电(2344)
华邦专注 CMS(客制化记忆体)与 NOR Flash,为全球市占第一的 NOR 供应商。
- 产品线:2025 Q1 营收结构中 Logic / NOR Flash / CMS 占 42% / 32% / 24%,NOR 排名持续领先;CMS 主打 低密度 LPDDR4X / LPDDR3 与 DDR3,供工控、车用与消费电子。
- Edge‑AI 布局:推出 LPDDR4X 低密度系列 与 CUBE 3D 记忆体架构,锁定 Edge‑AI SoC(智慧手机、智慧音箱、Kneron AI MCU 等)对高频宽且低功耗记忆体的需求。
未来趋势&展望
产业趋势 | 华邦现况 | 评估 |
---|---|---|
AI 伺服器/HBM | 无 HBM,受益有限 | ⚪ 受益有限 |
Edge‑AI 终端记忆体 | LPDDR4X + CUBE 架构专攻 Edge‑AI SoC | 🟢 高契合 |
DDR4→DDR5 升级 | 主力仍为 DDR3 / LPDDR4X;未涉 DDR5 | ⚪ 受益有限 |
车用/工控长周期 | NOR Flash、Secure Flash 持续出货 | 🟢 稳定受惠 |
群联(8299)
群联是全球前三大 NAND 控制器与 SSD 解决方案供应商,2025 年第一季来自 非消费型产品(控制器、企业/嵌入式/工业 SSD)营收占比已超过 70 %,显示营运重心成功转向资料中心、车用与工控等高成长市场 。
- 高速控制器 & 企业 SSD:最新 E28 PCIe Gen5 控制器支援 14.5 GB/s 与高达 32 TB 容量;基于该平台的 Pascari X200E 122 TB Gen5 企业 SSD 已在 2024 SC 展示,锁定 AI 与 HPC 伺服器对极高 I/O 的需求 。
- 车用与高速介面 IC:推出 PCIe Gen4 BGA 车用 SSD(AEC‑Q100)及 PCIe 5.0/6.0 Redriver・Retimer,累计出货逾 1,000 万颗,为全球最大 PCIe 5.0 Redriver 供应商 。
- Edge‑AI 平台:自研 aiDAPTIV™ 软硬体解决方案与 NVIDIA Jetson 搭配,已导入政府、医疗与制造客户的边缘生成式 AI 专案 。
未来趋势&展望
产业趋势 | 群联现况 | 评估 |
---|---|---|
AI 伺服器高速、本机储存 | Gen5 控制器+>100 TB 企业 SSD 直攻 AI/HPC I/O 瓶颈 | 🟢 高度契合 |
QLC NAND 大容量化 | 与 Solidigm、三星等 QLC 厂协作,推动 QLC 企业 SSD | 🟢 直接受惠 |
车用/Edge‑AI 市场 | 车规 SSD、aiDAPTIV™ 边缘 AI 平台拓展新动能 | 🟡 中期增长 |
先进介面生态 | PCIe 5.0/6.0 Redriver・Retimer 市占领先,布局 CXL 2.0 | 🟢 技术领先 |
威刚(3260)
威刚是全球第 2 大记忆体/SSD 模组品牌,根据 2024 Q4 法说会简报,模组营收结构约 DRAM 52%、SSD 占 34 %,并持续提高企业级与工业级产品比重。
- 高速消费与电竞储存:2025 年 4 月发表 XPG MARS 980 PCIe Gen5 SSD,读写可达 14 GB/s,最高 4 TB,对应 AI PC 与顶级桌机。
- 企业级 AI 储存:2025 年 5 月成立全新企业级品牌 TRUSTA,首推 T7 (PCIe Gen5 E3.S/E1.S) 与 T5 (Gen4/SATA),将于 COMPUTEX 2025 展示并送样 AI 伺服器。
- 工业与嵌入式记忆体:ADATA Industrial 已量产 DDR5-5600 DRAM 模组,并于 2025 年初推出 DDR5-6400 CU-DIMM / CSO-DIMM,面向伺服器、工控与边缘 AI。
- AI PC 内存升级:在 CES 2025 推出 DDR5 CUDIMM 6400 与 XPG LANCER CUDIMM RGB,瞄准 AI PC 与生成式 AI 软体对高频宽 DRAM 的需求。
未来趋势&展望
产业趋势 | 威刚现况 | 符合度 |
---|---|---|
AI 伺服器高速、本机储存 | TRUSTA 企业 SSD(E3.S/E1.S)与 Gen5 MARS 980 对接 AI/HPC I/O | 🟢 高度契合 |
AI PC/高频 DDR5 升级 | DDR5-6400 CUDIMM 与 XPG LANCER 系列扩大零售与 OEM 渗透 | 🟢 直接受惠 |
工业/嵌入式 Edge-AI | DDR5-5600 量产+新 DDR5-6400 工规模组,对接工控/边缘 AI | 🟡 利基市场 |
HBM / NAND 制造 | 模组/品牌商,无自产晶圆,透过采购高层数 NAND 与 DRAM 整合 | 🟡 间接受益 |