Почему дорожают SSD: репортаж с завода Lexar и как бум ИИ забирает чипы флеш-памяти

За кулисами производства: как делают современные накопители

Обсуждая постоянный рост цен на оперативную память и накопители, пользователям и журналистам легко ругать производителей за алчность и не замечать реальные причины подорожания. На самом деле за каждым компактным SSD стоит огромный технологический процесс, который мы привыкли принимать как должное. Чтобы своими глазами увидеть, как устроен этот бизнес изнутри, я отправился в Китай по приглашению компании Lexar и её материнского холдинга Longsys. В рамках пресс-тура «Behind the Build» мне удалось посетить производственные и исследовательские площадки компании в Шанхае, Сучжоу, Чжуншане и Шэньчжэне.

Эта поездка кардинально меняет представление о том, почему оборудование, которым мы пользуемся ежедневно, резко прибавило в цене. Главный фактор — вовсе не сговор брендов, а колоссальный спрос со стороны дата-центров, обрабатывающих задачи искусственного интеллекта.

Чистые комнаты и полный цикл — от кремниевой пластины до готового диска

Визит на производственную линию Longforce в Сучжоу начался со строгой подготовки: всей нашей группе пришлось облачиться в специальные стерильные костюмы для чистых помещений и пройти через деконтаминационный воздушный шлюз. Мощные струи воздуха сдувают с одежды малейшие частицы пыли и волокон. Подобные меры предосторожности — не формальность, а суровая необходимость: малейшая соринка на производстве полупроводников может привести к браку всей партии.

Предприятие Longforce представляет собой совместное производство Longsys и тайваньской компании PTI, выполняющее сборку и упаковку автомобильных и потребительских систем хранения данных. Представители Lexar с гордостью отметили, что они являются одной из немногих компаний в мире, контролирующих полный цикл — от момента, когда кремниевая пластина (wafer) поступает на фабрику, до отгрузки готовых M.2 SSD, карт памяти SD или модулей RAM конечному покупателю.

Процесс начинается с прецизионной нарезки кремниевых пластин на отдельные кристаллы (dies). Затем эти кристаллы вместе с контроллером собственной разработки Lexar монтируются на печатную плату (PCB), после чего выполняются разварка выводов микропроводниками (wire bonding) и компаундная герметизация корпуса.

Лаборатории тестирования: проверка каждого экземпляра

Но больше всего меня впечатлил даже не процесс автоматизированной сборки в Сучжоу, а последующий этап проверки качества, который организован на территории кампуса Longsys в Чжуншане. В отличие от стандартной практики многих заводов, где тестируют случайные образцы из партии, здесь проверке подвергается абсолютно каждый сошедший с конвейера накопитель.

На испытательных стендах оценивают показатели длительной скорости записи, уровень энергопотребления и эффективность алгоритмов работы с битыми секторами. После этого накопители отправляют на тесты в экстремальных условиях: их подвергают резким перепадам температур, высокой влажности, механическим ударам и даже рентгеновскому сканированию внутренней структуры.

Отдельного внимания заслуживает масштабная лаборатория совместимости с реальными устройствами. Это огромный зал, заполненный практически всеми гаджетами с потребительского рынка, куда можно вставить SSD или карту памяти: здесь собраны игровые консоли всех актуальных брендов, квадрокоптеры, смартфоны, ноутбуки, профессиональные фотокамеры и даже панели умного дома.

Инженерные инновации: упаковывание M.2 2230

Инженеры компании продемонстрировали нам интересную технологию однокристальной интеграции: контроллер, кристаллы памяти NAND и микросхему управления питанием (PMIC) объединяют в единый компактный чип. Это позволяет сократить габариты стандартного накопителя формата M.2 2280 до компактного размера M.2 2230 без потери ёмкости и скоростных характеристик.

На базе этой концепции создан SSD Lexar Play X — накопитель стандарта PCIe 4.0, демонстрирующий скорость чтения до 7400 МБ/с и записи до 6500 МБ/с. Когда видишь все этапы создания такого устройства своими глазами, становится очевидно: современный SSD — это не просто кусочек текстолита с микросхемами, а результат сложных R&D-разработок, прецизионной сборки и всестороннего тестирования, которые требуют гигантских затрат ещё до попадания товара на полки магазинов.

Почему SSD непрерывно дорожают: серверы для ИИ забирают все чипы

После знакомства со столь высокотехнологичным производством текущий скачок цен может показаться парадоксом. Однако стоит посмотреть на структуру мировых отгрузок, чтобы понять истинную причину. Проблема заключается не в нехватке сами заводских линий, а в том, куда именно перенаправляются произведенные кристаллы NAND flash и DRAM.

Вся свободная емкость полупроводниковых фабрик сегодня уходит на обеспечение ИИ-инфраструктуры. Масштабы этого потребления таковы, что обычный розничный рынок потребительских ПК и консолей просто не в состоянии конкурировать с IT-гигантами по уровню бюджета. Аналитики TrendForce прогнозируют устойчивый рост контрактных цен на клиентские SSD, и реальность уже опережает эти негативные прогнозы.

Масштабы аппетитов нейросетей и гиперскейлеров

Корпоративные твердотельные накопители (Enterprise SSD) стали самым крупным сегментом потребления памяти NAND flash, обогнав как потребительские диски для ПК, так и чипы для смартфонов. Причины этого механизма становятся понятны при изучении оборудования для обучения нейросетей:

• Для эффективной работы одного топового ускорителя вычислений ИИ требуется около 16 ТБ быстрой флеш-памяти NAND.
• Одна полная серверная стойка для ИИ-вычислений способна задействовать более 1000 терабайт (1 петабайт) емкости флеш-памяти.

Облачные провайдеры закупают кремниевые пластины в таких объемах, что легко перебивают цены розничного сегмента. Производителям памяти намного выгоднее работать с высокодоходными корпоративными контрактами. Инфраструктура ИИ требует примерно в три раза больше емкости кремниевых пластин на гигабайт по сравнению с обычной памятью. Вдобавок каждый кремниевый диск, отданный под производство памяти с высокой пропускной способностью (HBM) для ИИ-ускорителей, уменьшает объемы выпуска стандартных чипов DRAM и NAND. Некоторые бренды и вовсе сворачивают линейки потребительских SSD ради выполнения масштабных контрактов для дата-центров.

Ждать ли падения цен: прогнозы до 2027 года и далее

Каждый специалист, с которым мне удалось пообщаться в ходе поездки по Китаю, оценивает происходящее не как временный локальный дефицит, а как масштабный структурный сдвиг всей отрасли. Представители Lexar отмечают, что хотя цены на полупроводники всегда подвержены цикличным колебаниям, компания делает ставку на собственные научные разработки для сохранения конкурентоспособности.

Ограниченность поставок памяти для потребительского сектора сохранится на протяжении ближайших лет. Доля чипов, забираемая системами искусственного интеллекта, будет только расти, а у фабрик нет никаких экономических стимулов переносить мощности с высокодоходной HBM-памяти на стандартные SSD.

Ситуация осложняется тем, что крупнейшие облачные корпорации (включая Microsoft, Google и AWS) уже заключили долгосрочные контракты на поставку флеш-памяти, заблаговременно забронировав квоты вплоть до 2027 года. При прогнозируемом росте мирового спроса на NAND на 20–22% в год, объем производства увеличивается лишь на 15–17%. Этот дефицит не удастся перекрыть в краткосрочной перспективе.

Фактор китайских производителей и выводы для покупателей

Единственным фактором, способным скорректировать рыночную ситуацию, остаётся расширение фабрик китайскими производителями флеш-памяти (в первую очередь YMTC). Однако запуск новых полупроводниковых производств занимает годы. Ничто из увиденного мной на площадках в Сучжоу и Чжуншане не указывает на вероятность снижения цен в ближайшие кварталы.

Если вам необходим накопитель для сборки ПК, модернизации ноутбука или расширения памяти игровой консоли, я рекомендую приобрести его сейчас. Расчет на скорый возврат к низким ценам прошлых лет сегодня не подкреплен никакими реальными рыночными факторами.

Источник: www.howtogeek.com