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

AIストレージは六層に分かれることができる。

1)チップ上の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

この階層は、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2290億ドルの規模となり、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)シリコンウェハー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。

なぜストレージは階層化されるのか?

制御を担当するCPUと計算を担当するGPUチップには、一時的なキャッシュ、すなわちチップ上のSRAMキャッシュしか存在しない。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。

非常に高速である一方、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い、これが最大の課題となる。

したがって、現在の三つの方向性は、

1)HBMを積み重ねてGPUの隣にメモリを配置し、移動距離を短縮

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

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

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。

具体的な階層は以下の通り。

L0 チップ上SRAM:TSMCの専属利益プール

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、10億ドルから17億ドル程度。主要企業はInfineon(約15%)、Renesas(約13%)、ISSI(約10%)で、市場は小規模。

この部分の利益プールはTSMCに集中しており、AIチップの各世代ではSRAMを多く搭載するために、より多くのウエハを購入する必要がある。

世界の先進プロセスウエハの70%以上はTSMCの手にあり、H100、B200、TPU v5などのSRAM面積は最終的にTSMCの収益に直結している。

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(動的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の隣に貼り付けた高帯域メモリ。

HBMはほぼ単独でAIアクセラレータのモデル規模を決定づける。SKハイニックス、Micron、Samsungの市場占有率はほぼ100%。

2026年第1四半期時点の最新市場シェアは、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会計年度第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1000億ドルの達成時期が早まった。

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ため。

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。

三大巨頭の中で、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47.21兆韓元に達し、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%)をも超える収益水準を示している。

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ドルとした。Samsungも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

この層は一般的に「メモリモジュール」と呼ばれる。

マザーボードDRAMには、DDR5、LPDDR、GDDR、MR-DIMMなどの標準的なメモリ製品が含まれ、現在のAIストレージ体系の中で最も売上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、より高利益のHBMへの生産シフトにより、メモリは高利益と価格決定権を維持している。従来のマザーボードDRAMの単一製品の利益率はHBMほど高くないが、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「プール化」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・動的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メモリモジュール市場はわずか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%を占めている。最新四半期の収益は3.08億ドル、前年比+93%、非GAAP粗利益率は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760億ドルに達する見込み。

市場構造はやはり三巨頭が支配している。

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、QCLSSDのAI推論シナリオでの爆発的普及。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インデックスが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であり、SamsungとSKハイニックスはHBM + DRAM + NANDの三層の利益を享受し、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、チーム間コラボレーションの最外層。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は最大の市場規模だが、粗利率は30–40%と低い。HBMはDRAMの三分の一の規模だが、粗利率は60%以上と倍増。CXLリタイマーは最小規模だが、粗利率は76%以上と最も高い。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(CAGR 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。

4-6.87%
TSM-1.21%
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