一文で理解するAIストレージ階層の利益プールと産業構造

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作者：ゴドーGodot

AIストレージは六層に分かれることができる、

1）チップ上SRAM

2）HBM

3）マザーボードDRAM

4）CXLプール層

5）エンタープライズSSD

6）NASとクラウドオブジェクトストレージ

この層構造は、ストレージの位置に基づいて分類されており、下に行くほど計算ユニットから遠くなり、ストレージ容量は増加する。

2025年にはこれら六層（SRAMは計算チップ上にあり、埋め込み価値は除外）が合計約2290億ドルとなり、そのうちDRAMが半分、HBMが15%、SSDが11%を占める。

利益状況は、各層とも極めて寡占的であり、上位3社の市場占有率は一般的に90%以上。

これらの利益プールは三つに分けられる、

1）シリコン層の高粗利寡占プール（HBM、埋め込みSRAM、QLC SSD）

2）インターコネクト層の高粗利新興プール（CXL）

3）サービス層の規模拡大複利プール（NAS、クラウドオブジェクトストレージ）

三つのプールは性質も成長速度も異なり、競争優位性も異なる。

なぜストレージは層に分かれるのか？

それは、制御を担当するCPUと計算を担当するGPUチップ上に、臨時のキャッシュ、すなわちチップ上SRAMしか存在しないからだ。このキャッシュ空間は非常に小さく、大きなモデルを格納できない。

これらのチップ外には、より大きなメモリが必要であり、大規模モデルや推論のコンテキストを保存するためのストレージが必要となる。

非常に高速で、異なるストレージ層間のデータ移動には遅延とエネルギー消費が伴うことが最大の課題だ。

したがって、現在の三つの方向性は、

1）HBMを積み重ね、メモリをGPUの側に配置し、搬送距離を短縮する。

2）CXLを用いてメモリプールをラックレベルで共有し、容量を拡大する。

3）計算とストレージを同一のウエハ上に焼き付け、計算と記憶を一体化する。

これら三つの方向性は、今後五年間の各層の利益プールの形状を決定づける。

以下に具体的な層構造を示す。

L0 チップ上SRAM：TSMCだけの利益プール

SRAM（静的ランダムアクセスメモリ）は、CPU/GPU内部のキャッシュであり、各チップに埋め込まれており、個別に取引されない。

独立したSRAMチップ市場は規模が小さく、約10〜17億ドル。主要企業はInfineon（約15%）、Renesas（約13%）、ISSI（約10%）で、市場は小さい。

この部分の利益プールはTSMCにあり、AIチップの各世代でSRAMを多く搭載するために、より多くのウエハを購入しなければならない。

世界の先進的なプロセスウエハの70%以上はTSMCの手にある。H100、B200、TPU v5などのSRAM面積は最終的にTSMCの収益に変わる。

L1 HBM：AI時代最大の利益プール

HBM（High Bandwidth Memory、高帯域幅メモリ）は、DRAM（ダイナミックランダムアクセスメモリ）をシリコン通孔TSV技術で垂直積層し、CoWoSパッケージでGPUの側に貼り付けた高帯域メモリだ。

HBMは、AIアクセラレータがどれだけ大きなモデルを動かせるかをほぼ決定づける。SKハイニックス、Micron、Samsungの市場占有率はほぼ100%。

2026年第1四半期時点での最新の市場シェアは、SKハイニックス57〜62%、Samsung22%、Micron21%。SKハイニックスはNVIDIAなどの大量調達を獲得し、現在の支配的な供給者となっている。

Micronは2026年度第1四半期の決算説明会で、HBMのTAM（総潜在市場）が約40%の複合年間成長率で拡大し、2025年の約350億ドルから2028年には1000億ドルに達すると予測。これにより、予測より2年前倒しで1000億ドルの節目に到達。

HBMの最大の強みは、非常に高い利益率にある。2026年第1四半期、SKハイニックスの営業利益率は記録的な72%に達した。

高利益の理由は、

1）TSV製造工程が従来のDRAMの一部生産能力を犠牲にし、HBMの供給不足を維持している。

2）先進パッケージの歩留まり向上が難しく、Samsungのシェアが40%から22%に低下したのもこの影響。

3）主要サプライヤーは増産に慎重であり、2026年第1四半期にはDRAMの平均販売価格（ASP）が前期比60%以上の上昇を示し、売り手市場の明確な地位を示している。

三巨頭の中で、SKハイニックスはHBMの好調に牽引され、2025年の営業利益は47.21兆韓国ウォンに達し、史上初めてSamsung Electronicsを超えた。2026年第1四半期には72%の営業利益率を背景に、TSMC（58.1%）やNVIDIA（65%）を超える収益水準にある。

Micronは非常に高い成長予測を持ち、米国銀行（BofA）は2026年5月に目標株価を大幅に引き上げて950ドルに設定。SamsungはHBM4の量産推進により、最大のシェア回復余地を持つ。

L2 マザーボードDRAM

この層は一般に「メモリースティック」と呼ばれる。

マザーボードDRAMには、DDR5、LPDDR、GDDR、MR-DIMMなどの一般的なメモリ製品が含まれ、現在はAIストレージ体系の中で最も売上高比率が高い部分であり、2025年の世界DRAM市場規模は約1218.3億ドルに達している。

Samsung、SKハイニックス、Micronの三社が大部分を占めている。2025年第4四半期の最新データによると、Samsungが36.6%、SKハイニックスが32.9%、Micronが22.9%の市場シェア。

現在、利益の高いHBMに生産能力をシフトさせており、一般的なマザーボードDRAMは粗利率は低いが、市場規模は最大。

L3 CXLプール層

CXL（Compute Express Link）は、DRAMを単一サーバーマザーボードから「プール」し、ラック全体で共有・調整できる仕組み。

CXL 3.x以降、将来的には一つのキャビネット内のすべてのメモリを複数のGPUで共有・割り当て可能となる。これにより、AI推論時のKVキャッシュやベクトルデータベース、RAGインデックスの格納・移動の問題を解決。

2024年のCXLメモリモジュールの市場規模はわずか16億ドルだが、2033年には237億ドルに拡大予測。依然としてSamsung、SKハイニックス、Micronの寡占状態。

この層では、Astera LabsがCXLとPCIe間のリタイマー（Retimer）やインテリジェントメモリコントローラーを提供し、市場の約55%を占める。最新四半期の収益は3.08億ドル、前年比+93%、非GAAP粗利率は76.4%、純利益は前年比+85%。非常に高い利益率を誇る。

L4 企業向けSSD：推論時代の最大の恩恵者

エンタープライズ向けNVMe SSDは、AIトレーニングのチェックポイント、RAGインデックス、KVキャッシュのオフロード、モデル重みのキャッシュの主要な舞台となる。QLC大容量SSDはHDDをAIデータ湖から完全に排除した。

2025年のエンタープライズSSD市場は約261億ドル、CAGRは24%、2030年には760億ドルに拡大予測。

市場構造はやはり三巨頭が支配。

2025年第4四半期の売上高に基づく市場シェアは、Samsung36.9%、SKハイニックス（Solidigm含む）32.9%、Micron14.0%、Kioxia11.7%、SanDisk4.4%。上位五社で約90%。

この層の最大の変化は、AI推論シナリオにおけるQLC SSDの爆発的普及だ。ハイニックス子会社のSolidigmやKioxiaは、122TBの単一ドライブ容量の製品を既に展開しており、KVキャッシュやRAGインデックスはHBMからSSDへと外部化されつつある。

利益プールの観点から見ると、エンタープライズSSDはHBMほどの極端な粗利率はないが、容量拡大と推論拡張の二重の恩恵を享受している。

ハイニックスとKioxiaは比較的純粋なターゲットだ。SamsungとSKハイニックスは、HBM + DRAM + NANDの三層の恩恵を享受し、より総合的なAIストレージプラットフォーム企業となっている。

L5 NASとクラウドオブジェクトストレージ：データの引力の複利プール

NASとクラウドオブジェクトストレージは、AIデータ湖、トレーニングコーパス、バックアップ・アーカイブ、チーム間協力の最外層。2025年のNASは約396億ドル（CAGR 17%）、クラウドオブジェクトストレージは約91億ドル（CAGR 16%）。

エンタープライズ向けファイルストレージの主要企業はNetApp、Dell、HPE、Huawei。中小企業はSynology、QNAP。クラウドオブジェクトストレージのIaaSシェアは、AWS約31〜32%、Azure約23〜24%、Google Cloud約11〜12%、三社合計で約65〜70%。

この層の利益は、長期ホスティング、データの外部出荷、エコシステムのロックインによるもの。

まとめると、

1）DRAMは最大の市場だが、粗利率は最低の30〜40%；HBMはDRAMの三分の一の規模だが、粗利率は倍以上の60%以上；CXLリタイマーは最小の市場だが、粗利率は最高の76%以上。計算に近い層ほど希少で、利益率も高い。

2）利益プールの増加は主に三つの分野から：HBM（複合年間成長率28%）、エンタープライズSSD（CAGR 24%）、CXLプール（CAGR 37%）。

3）各層には異なるビジネスの壁があり、HBMは技術的な壁（TSV、CoWoS、歩留まり向上）、CXLはIPと認証、リタイマーは単一サプライチェーン、サービス層は切り替えコストに依存している。