DDR5是下一世代的DRAM,能降低功耗、提升效能并帶來更高的可靠性。由于帶寬是DDR4的兩倍,DDR5還能夠滿足當下CPU提升速度的訴求。存儲廠商不斷發表測試模組,為推出完整的產品蓄力,DDR5在今年開啟蓬勃發展元年。
眼下,我們距DDR5產品顯然更進一步。DDR5的開發分階段進行,包括內存控制器、接口、電氣等效測試IP和模組。科技媒體AnandTech指出:“SK海力士已經進行到了最后一個階段,至少是完成了模組中的芯片”
10月6日,SK海力士宣布推出全球首款DDR5 DRAM。此番成果意味著,在即將到來的DDR5時代,SK海力士隨時能夠銷售相關產品。繼今年7月JEDEC固態存儲協會正式發布DDR5內存標準規范后,SK海力士也再次將DDR5帶入我們的視野。
存儲三強起跑
DRAM存儲器有三種主流技術,分別是DDR、LPDDR和GDDR。按照應用類型,DDR又可以劃分為PC端、服務器端、以及消費端。
目前,Graphics DRAM推進最快。終端主流顯卡去年陸續導入DDDR6,全球市場研究機構TrendForce集邦咨詢預測,今年三星GDDR6的滲透率預期將達到7成左右。
用于智能手機等移動終端的低功耗LPDDR5導入速度次之,目前已經被不少高端手機采用。一方面是由于規格定義較早;一方面得益于高通和聯發科兩大平臺的支持。同樣據TrendForce集邦咨詢預測,LPDDR5將在2022年正式取代LPDDR4成為市場主流。
DDR陣營內,消費級DRAM推進遲緩,目前消費性電子產品仍然處于DDR3到DDR4的轉換期,預計初期導入要到2023年。考慮到推進時程,以及DDR5本身就側重數據中心等應用場景的特點。故當前討論DDR5時,我們主要著眼于服務器和PC端市場。
技術轉換預計帶來成本降低和溢價商機,各大廠商卡位DDR5有著通順的邏輯。基于此,把控全球超95% DRAM市場份額的存儲三強超前布局并互相追趕。
存儲器龍頭三星電子在2018年2月開發出首款DDR5 DRAM,并在今年3月宣布,將于2021年正式開始量產DDR5內存。
雖然最初的開發進程稍慢,但位居DRAM市場第二名的SK海力士,仍用上了“全球第一”或者說“首款”這樣的營銷術語。2018年11月,SK海力士宣布成功開發全球第一款滿足JEDEC標準規范的16Gb DDR5 DRAM。
美光的1納米制程DDR5已經送客戶試樣,計劃在2020到2023年間陸續發展1Z、1A與1B納米制程,并將于2021年面向利基型終端產品量產8Gb小容量解決方案。
內存標準規范在今年7月確立后,DDR5大戰正式拉開序幕。在此之后的最新動態,即是SK海力士于近日宣布推出全球首款DDR5 DRAM。
整體來看,絲毫不令人意外的是,韓系廠商已經搶占DDR5時代的高地。
國內方面,國產存儲在今年取得突破,不過目前還沒有本土廠商真正進入DDR5賽場內。長鑫存儲已經能夠批量生產DDR4內存芯片、DDR4模組及LPDDR4X移動內存,雖然其采用的19nm工藝相比三星落后了兩到三代水平,但仍屬于目前主流水平。
DDR世代更迭的列車向前,內存接口芯片廠商仍能搭上順風車。瀾起科技計劃在今年完成DDR5第一代內存接口及其配套芯片量產版本芯片的研發。隨著技術的迭代,內存接口芯片新產品的價格不斷上漲,瀾起科技也將分羹溢價商機。
關于目前的賽局,來自TrendForce集邦咨詢的分析師透露了更多細節:目前來看,廠商封裝以16Gb為準,有助于8Gb切換到16Gb世代;制程工藝以1Y與1Z為主。分析師還強調,決定DDR5滲透率的關鍵是平臺,當前服務器端明顯快于PC端。
EUV導入DRAM進行時
DDR5競賽當前,龍頭廠商仍在改良第四代內存,成為近期值得關注的小趨勢,其原因何在?
SK海力士預估,2022年DDR5將占全球市場的10%,2024年將增至43%。這也意味著,DDR4內存還會在長期內占據市場,為不斷滿足客戶需求,進一步改良DDR4仍有其必要性。其次,考慮到DRAM產品同質性高、價格決定購買決策的產業特性,廠商降低制造成本的壓力持續存在。
在滿足消費者需求,提升成本結構并提高生產效率為導向的競爭策略之外,存儲廠商不斷改進成熟產品的工藝,也是在一同對抗著存儲產業的周期。
由于供需失衡,存儲產品價格自2018年中進入下行通道,這一態勢延續到2019年底。雖然DRAM現貨價格近期出現久違漲勢,下半年仍然承壓。
長期來看,隨著中國本土廠商在DRAM領域崛起,并進一步對市場供求關系施加影響,韓系廠商原本就緊繃的神經更是無法放松。
從頭部廠商當前采取的策略來看,除了持續轉進1Znm、1alpha納米制程,EUV光刻技術的引入,成為今年存儲廠商改進內存產品的鮮明主線。EUV指極紫外光刻,EUV光刻設備能夠以更短時間刻畫出細微電路。三星表示,引入EUV不僅能夠提升存儲器的性能,也能使效率大幅提升。
在DRAM領域,三星率先跨入EUV世代。2020年3月,該公司成功開發了基于EUV光刻技術的第四代10納米級(1a)DRAM。三星還計劃在2020年下半年引入EUV光刻設備,量產第四代10納米級(1a)16Gb DDR5 DRAM。
三星電子副董事長李在勇最近飛往荷蘭拜訪EUV設備唯一生產商ASML,以確保EUV設備的安全。不僅是為了和臺積電搶奪先進制程訂單,也是為了在DRAM領域升級工藝。
SK海力士計劃在2020年底之前完成無塵室的建設,并在2021年引進EUV設備,以生產第四代10納米DRAM。
積極的一面是,市場預期,在存儲器工藝技術的拐點處,也就是DDR4向DDR5轉換之際,供應將進一步趨緊,這將有助于廠商改善營運。
One More Thing
DDR4到DDR5的技術迭代還意味著什么?
在CPU等運算半導體領域,臺積電和英特爾率先采用EUV;而在存儲器領域,三星開創了應用EUV光刻設備的先河。三星在克服DRAM挑戰的同時獲取競爭優勢,也在不斷地引領著行業突破極限。
2018年6月,三星電子副社長李圭弼在題為“半導體的技術沒有極限”的演講中指出:10年前大家都認為DRAM技術將在2015年面臨極限,然而三星的團隊卻克服了。如今存儲器即將借助EUV跨過10納米制程大關,真像是歷史的回響。
回到商業范疇,DRAM市場有著超高市場集中度,價格呈周期波動態勢,技術創新才是對抗周期的不二法門。與此同時,DRAM跨足EUV世代,NAND Flash 150層疊堆技術再升級……存儲廠商競合的商業戰爭之外,存儲技術的演進也分外精彩。
封面圖片來源:SK 海力士