新一代DRAM技术DDR5能否带动存储市场进入上升通道?

业界 作者:中国电子报 2023-02-22 12:58:01
当下,存储芯片市场仍处于低迷状态。各大存储芯片企业的最新财报显示,企业利润均在下跌。在产业下行周期,新技术、新产品的诞生往往会成为振奋市场的关键点。DDR5 DRAM作为存储领域的新产品,逐渐成为各大企业竞逐的焦点。例如,近期SK海力士就宣布,公司已经开发出了当前速度最快的移动DRAM “LPDDR5T”。但就目前情况来看,DDR5的市场渗透率还未达到预期,DDR5能否拉动存储行业上扬,仍有待观察。
上下游厂商“惺惺相惜”猛推新品
2020年7月15日,JEDEC固态技术协会正式发布了下一代主流内存标准DDR5 SDRAM的最终规范(JESD79-5)。DDR5作为最新的高带宽电脑存储器规格,被业界视为具备“革命意义”的内存架构。与DDR4相比,DDR5具备更高速度、更大容量与更低能耗。全新DDR5内存的最高传输速率达6.4Gbps,比DDR4内存提升了一倍。这些特性有助于缓解每个核心的带宽紧张难题,可进一步推动CPU内核数量增加,并逐年提升计算能力。由于近期内存市场需求低迷,DDR5被认为是提振市场需求、扩大内存厂商营收的“利器”。
SK海力士一直在加速研发DDR5新产品,以刺激客户淘汰旧产品,扩大市场需求。1月12日,SK海力士宣布,公司研发的第四代10纳米级DDR5服务器DRAM,获得了英特尔全新第四代Xeon服务器处理器兼容认证。SK海力士表示,英特尔的第四代Xeon服务器处理器是存储器半导体行业反弹的关键,SK海力士将把握此次机会,尽早克服存储器半导体的低迷市况。1月25日,SK海力士再次宣布,公司已经开发出当前速度最快的移动DRAM(内存)“LPDDR5T”,并已向客户提供了样品。据介绍,本次产品的速度比现有产品快13%,运行速度高达9.6Gbps。
SK海力士预测,虽然今年上半年的半导体市场情况可能持续低迷,但下半年会出现好转。随着市场需求逐渐回升,IT企业将增加价格大幅下降的存储芯片使用量。。
赛迪顾问集成电路高级分析师杨俊刚对《中国电子报》记者表示,SK海力士推出第四代1α工艺级别的DDR5,单芯片容量高达24Gb,在性能上比前一代DDR5要提升至少70%,功耗最多可降低20%。同时,SK海力士1α工艺级别的DDR5获得了英特尔中央处理器的兼容认可。在SK海力士收购英特尔的存储厂后,双方将进一步加强合作。
三星作为DRAM领域的领先企业,占据DRAM市场40%以上份额,研发DDR5的速度也比较快。早在2020年2月,三星就宣布成功研发出DDR5芯片。2022年12月21日,三星宣布利用12纳米级制程工艺成功开发出16Gb DDR5 DRAM,近期与AMD完成了兼容性测试。三星表示,这款产品是业界最先进的高性能且低能耗的DDR5 DRAM。
据悉,此次他们推出的16Gb DDR5 DRAM所取得的技术突破是通过使用一种新的高介电(high-k)材料来增加电池电容,以及改进关键电路特性的专利设计技术来实现的。结合先进的多层EUV光刻技术,这款产品拥有三星最高的DDR5 Die密度,可使晶圆生产率提高20%,功耗有望节省约23%,最高支持7.2Gbps的运行速度,这意味着它可以在一秒钟内处理两部30GB超高清电影。12月22日,三星表示,为了抢占逐渐扩大的DDR5市场,计划从明年开始批量生产,并向数据中心和人工智能等领域客户供货。
美光则在1月19日宣布推出新一代DDR5内存模块,产品覆盖DDR5-5200/5600,最高拥有48GB容量的版本。据悉,美光新一代DDR5内存可以支持5200MT/s和5600MT/s的数据传输速率,以及1.1V电压下的CL46延迟,同时兼容AMD EXPO和英特尔XMP 3.0配置文件。该模块在与英特尔处理器兼容上性能提升了49%,配置最高可达48GB。
记者了解到,美光的新DDR5存储模块已在英特尔处理器芯片上完成了认证。美光还与AMD在奥斯汀建立联合服务器实验室,以缩短存储芯片的验证周期。杨俊刚指出,从合作对象来看,三大存储芯片厂商在DDR5方面主要与英特尔和超威半导体服务器处理芯片供应商合作,能够高效提升处理器芯片和存储器芯片之间的兼容性。
服务器DRAM市场复苏速度低于预期
DDR5作为新一代DRAM存储技术,与DDR4相比在传输速率和容量方面出现较大突破。因此,厂商抢先布局DDR5,是构筑自身DRAM技术优势的战略需求。
但业界对DDR5 DRAM的市场预期不能太过乐观。受到全球经济前景不明朗、市场持续低迷、客户库存水位较高等因素影响,服务器DRAM市场的复苏速度将低于预期。Omdia预计,今年服务器DRAM中采用DDR5 DRAM芯片的速度将比预期的要慢。此前,市场预计DDR5将占据服务器DRAM市场的28%,但当前这一数字已被调整为13%。Omdia的数据显示,2023年第一季度,DDR5 DRAM将仅占服务器DRAM市场的3%,第二季度为8%,这一比例将在第三季度跃升至15%,在第四季度将达到24%。
Server DRAM预估DDR5第一季价格跌幅约18~23%,略高于DDR4,但DDR5第一季度导入率仅约10%,故Server DRAM价格下跌幅度主要还是由DDR4决定,预估跌幅约15%~20%。
目前存储器市场主要表现为市场需求疲软、库存仍处于高位,导致内存芯片价格下滑,存储器厂商整体营收下降。目前,市场下滑趋势还未达到终点,预计将持续一段时间。专家认为,这对DDR5 DRAM的市场渗透速度有较大影响。此外,由于目前DDR5成本较高,主要应用领域是对算力要求较大的数据中心、元宇宙、人工智能等领域的服务器产品,目前DRAM市场主流产品还是以DDR4为主,DDR5替代DDR4产品还需要一定时间。
芯谋研究分析师张先扬向《中国电子报》记者表示,DDR5并非是存储芯片市场的救命稻草。一方面,受服务器和PC终端市场萎靡影响,去年DRAM存储器市场承压明显,整体市场出现较大下滑,DDR5对比DDR4利润率和溢价空间更大,DDR5渗透率增长将会抬升DRAM整体市场ASP,另一方面,从实际市场情况来看,2022年DDR5对比利基型DRAM(DDR4及以下)市场整体降幅更大,主要原因还是终端需求的萎靡限制了高价格DDR5的渗透和应用推广。同时,DDR5的应用需要CPU芯片的支持,目前已发布的可支持DDR5的CPU产品还比较少,这也是限制DDR5渗透的重要原因。
但也有很多专家认为,DDR5对产品性能、功耗等方面大幅度提升,随着技术不断成熟、成本持续降低,DDR5产品未来应用领域将会继续扩张。
TrendForce集邦咨询分析师吴雅婷就十分看好DDR5的发展。在她看来,随着时间的推移,预计自2023年起,服务器端将逐步导入DDR5,在server新平台的带动下,将会拉高DDR5比重。DDR5有望取代DDR4,DDR5 DRAM将迎来快速普及期,成为市场中供给/采用的主流产品。TrendForce集邦咨询认为,DDR5与DDR4成为主流应用的交会点应该在2024年底前或2025年初。
相信在产品单价、产能达到需求,英特尔和AMD等厂商的积极应用推动下,DDR5将会取代DDR4成为DRAM的主流产品,三家企业在DDR5 DRAM领域的竞争将会变得更加激烈。
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作者丨许子皓
编辑丨陈炳欣
美编丨马利亚
监制丨连晓东

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