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(dāng)下CPU提升速度的訴求。存儲廠商不斷發(fā)表測試模組,為推出完整的產(chǎn)品蓄力,DDR5在今年開啟蓬勃發(fā)展元年。
眼下,我們距DDR5產(chǎn)品顯然更進(jìn)一步。DDR5的開發(fā)分階段進(jìn)行,包括內(nèi)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(jīng)進(jìn)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(guān)產(chǎn)品。繼今年7月JEDEC固態(tài)存儲協(xié)會正式發(fā)布DDR5內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范后,SK海力士也再次將DDR5帶入我們的視野。
存儲三強(qiáng)起跑
DRAM存儲器有三種主流技術(shù),分別是DDR、LPDDR和GDDR。按照應(yīng)用類型,DDR又可以劃分為PC端、服務(wù)器端、以及消費(fèi)端。
目前,Graphics DRAM推進(jìn)最快。終端主流顯卡去年陸續(xù)導(dǎo)入DDDR6,全球市場研究機(jī)構(gòu)TrendForce集邦咨詢預(yù)測,今年三星GDDR6的滲透率預(yù)期將達(dá)到7成左右。
用于智能手機(jī)等移動終端的低功耗LPDDR5導(dǎo)入速度次之,目前已經(jīng)被不少高端手機(jī)采用。一方面是由于規(guī)格定義較早;一方面得益于高通和聯(lián)發(fā)科兩大平臺的支持。同樣據(jù)TrendForce集邦咨詢預(yù)測,LPDDR5將在2022年正式取代LPDDR4成為市場主流。
DDR陣營內(nèi),消費(fèi)級DRAM推進(jìn)遲緩,目前消費(fèi)性電子產(chǎn)品仍然處于DDR3到DDR4的轉(zhuǎn)換期,預(yù)計(jì)初期導(dǎo)入要到2023年??紤]到推進(jìn)時程,以及DDR5本身就側(cè)重?cái)?shù)據(jù)中心等應(yīng)用場景的特點(diǎn)。故當(dāng)前討論DDR5時,我們主要著眼于服務(wù)器和PC端市場。
技術(shù)轉(zhuǎn)換預(yù)計(jì)帶來成本降低和溢價(jià)商機(jī),各大廠商卡位DDR5有著通順的邏輯?;诖?,把控全球超95% DRAM市場份額的存儲三強(qiáng)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(fā)出首款DDR5 DRAM,并在今年3月宣布,將于2021年正式開始量產(chǎn)DDR5內(nèi)存。
雖然最初的開發(fā)進(jìn)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(shù)語。2018年11月,SK海力士宣布成功開發(fā)全球第一款滿足JEDEC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的16Gb DDR5 DRAM。
美光的1納米制程DDR5已經(jīng)送客戶試樣,計(jì)劃在2020到2023年間陸續(xù)發(fā)展1Z、1A與1B納米制程,并將于2021年面向利基型終端產(chǎn)品量產(chǎn)8Gb小容量解決方案。
內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范在今年7月確立后,DDR5大戰(zhàn)正式拉開序幕。在此之后的最新動態(tài),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(jīng)搶占DDR5時代的高地。
國內(nèi)方面,國產(chǎn)存儲在今年取得突破,不過目前還沒有本土廠商真正進(jìn)入DDR5賽場內(nèi)。長鑫存儲已經(jīng)能夠批量生產(chǎn)DDR4內(nèi)存芯片、DDR4模組及LPDDR4X移動內(nèi)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(nèi)存接口芯片廠商仍能搭上順風(fēng)車。瀾起科技計(jì)劃在今年完成DDR5第一代內(nèi)存接口及其配套芯片量產(chǎn)版本芯片的研發(fā)。隨著技術(shù)的迭代,內(nèi)存接口芯片新產(chǎn)品的價(jià)格不斷上漲,瀾起科技也將分羹溢價(jià)商機(jī)。
關(guān)于目前的賽局,來自TrendForce集邦咨詢的分析師透露了更多細(xì)節(jié):目前來看,廠商封裝以16Gb為準(zhǔn),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(qiáng)調(diào),決定DDR5滲透率的關(guān)鍵是平臺,當(dāng)前服務(wù)器端明顯快于PC端。
EUV導(dǎo)入DRAM進(jìn)行時
DDR5競賽當(dāng)前,龍頭廠商仍在改良第四代內(nèi)存,成為近期值得關(guān)注的小趨勢,其原因何在?
SK海力士預(yù)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(nèi)存還會在長期內(nèi)占據(jù)市場,為不斷滿足客戶需求,進(jìn)一步改良DDR4仍有其必要性。其次,考慮到DRAM產(chǎn)品同質(zhì)性高、價(jià)格決定購買決策的產(chǎn)業(yè)特性,廠商降低制造成本的壓力持續(xù)存在。
在滿足消費(fèi)者需求,提升成本結(jié)構(gòu)并提高生產(chǎn)效率為導(dǎo)向的競爭策略之外,存儲廠商不斷改進(jìn)成熟產(chǎn)品的工藝,也是在一同對抗著存儲產(chǎn)業(yè)的周期。
由于供需失衡,存儲產(chǎn)品價(jià)格自2018年中進(jìn)入下行通道,這一態(tài)勢延續(xù)到2019年底。雖然DRAM現(xiàn)貨價(jià)格近期出現(xiàn)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(lǐng)域崛起,并進(jìn)一步對市場供求關(guān)系施加影響,韓系廠商原本就緊繃的神經(jīng)更是無法放松。
從頭部廠商當(dāng)前采取的策略來看,除了持續(xù)轉(zhuǎn)進(jìn)1Znm、1alpha納米制程,EUV光刻技術(shù)的引入,成為今年存儲廠商改進(jìn)內(nèi)存產(chǎn)品的鮮明主線。EUV指極紫外光刻,EUV光刻設(shè)備能夠以更短時間刻畫出細(xì)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(lǐng)域,三星率先跨入EUV世代。2020年3月,該公司成功開發(fā)了基于EUV光刻技術(shù)的第四代10納米級(1a)DRAM。三星還計(jì)劃在2020年下半年引入EUV光刻設(shè)備,量產(chǎn)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(shè)備唯一生產(chǎn)商ASML,以確保EUV設(shè)備的安全。不僅是為了和臺積電搶奪先進(jìn)制程訂單,也是為了在DRAM領(lǐng)域升級工藝。
SK海力士計(jì)劃在2020年底之前完成無塵室的建設(shè),并在2021年引進(jìn)EUV設(shè)備,以生產(chǎn)第四代10納米DRAM。
積極的一面是,市場預(yù)期,在存儲器工藝技術(shù)的拐點(diǎn)處,也就是DDR4向DDR5轉(zhuǎn)換之際,供應(yīng)將進(jìn)一步趨緊,這將有助于廠商改善營運(yùn)。
One More Thing
DDR4到DDR5的技術(shù)迭代還意味著什么?
在CPU等運(yùn)算半導(dǎo)體領(lǐng)域,臺積電和英特爾率先采用EUV;而在存儲器領(lǐng)域,三星開創(chuàng)了應(yīng)用EUV光刻設(shè)備的先河。三星在克服DRAM挑戰(zhàn)的同時獲取競爭優(yōu)勢,也在不斷地引領(lǐng)著行業(yè)突破極限。
2018年6月,三星電子副社長李圭弼在題為“半導(dǎo)體的技術(shù)沒有極限”的演講中指出:10年前大家都認(rèn)為DRAM技術(shù)將在2015年面臨極限,然而三星的團(tuán)隊(duì)卻克服了。如今存儲器即將借助EUV跨過10納米制程大關(guān),真像是歷史的回響。
回到商業(yè)范疇,DRAM市場有著超高市場集中度,價(jià)格呈周期波動態(tài)勢,技術(shù)創(chuàng)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(shù)再升級……存儲廠商競合的商業(yè)戰(zhàn)爭之外,存儲技術(shù)的演進(jìn)也分外精彩。
封面圖片來源:SK 海力士