2017年6月,，負責計算機內(nèi)存技術(shù)標準的組織JEDEC宣稱,，下一代內(nèi)存標準DDR5將亮相,，并預(yù)計在2018年完成最終的標準制定,。

2020年7月,，JEDEC協(xié)會正式公布了DDR5標準,，起步4800MHz，未來可以達到6400MHz,。

從此DDR5開始進入大廠研發(fā)和量產(chǎn)的舞臺,。Yole Group做出預(yù)測指出，DDR5的廣泛采用應(yīng)該會從2022年的服務(wù)器開始,，手機,、筆記本電腦和PC等主流市場則是2023年開始廣泛采用DDR5。

今年下半年半導(dǎo)體行業(yè)開始經(jīng)歷陣痛,，大廠財報叫苦連連,，被稱為半導(dǎo)體行業(yè)風向標的存儲也價格一跌再跌。然而同時在2022年下旬,，陸續(xù)有許多邊緣運算方案供應(yīng)商推出了以DDR5為主要運算核心的次世代系統(tǒng),，可以預(yù)料以DDR5為新主流電腦市場的競賽,，儼然將于2022年底正式展開。

DDR5,，是寒冬里的第一束光嗎,？

01

亟需救援

三星電子、SK海力士和美光,，正在減產(chǎn),、應(yīng)對庫存問題、節(jié)約資本開支,，并推遲先進技術(shù)的進展,，以應(yīng)對存儲器需求的疲軟態(tài)勢。存儲器是半導(dǎo)體市場占比的最高分支,，2021年市場空間大約1600億美元,，也在電子產(chǎn)品中隨處可見，它是一項標準化的產(chǎn)品,，在國際市場上發(fā)展得很成熟,，產(chǎn)業(yè)隨庫存、需求,、產(chǎn)能的變化具有明顯的周期性,，廠商的生產(chǎn)和盈利情況隨行業(yè)周期性波動而劇烈變動。

根據(jù)TrendForce集邦咨詢研究顯示,，2022年閃存（NAND）市場的增長率只有23．2％,，這達到近8年來最低增長數(shù)值；內(nèi)存（DRAM）的增長率僅有19％,，并預(yù)計在2023年進一步降至14．1％,。 市場的供過于求強烈推動了下行周期，這也是DRAM和NAND低價的主要原因,。2021年廠商們在擴產(chǎn)方面較為樂觀,，NAND和DRAM還供不應(yīng)求，隨著需求端在2022年開始下降,，行情進入供過于求,。

SK海力士在三季度財報中說，DRAM和NAND產(chǎn)品需求低迷,，銷量和價格雙雙下降,。SK海力士在三季度財報會上表示，為優(yōu)化成本,，公司在三季度努力提高新品的銷售比例和良率,，但是大幅降價超過了降低的成本，營業(yè)利潤也有所下降,。

三星電子,、SK海力士,、美光三家廠商內(nèi)存的產(chǎn)出量在今年僅保持了12－13％的增長。2023年,，三星電子的產(chǎn)出量還將減少8％,，SK海力士減少6．6％，美光減少4．3％,。

大廠在資本支出,、擴產(chǎn)方面行為謹慎。SK海力士表示,，明年資本開支將同比減少50％以上,，今年的投資預(yù)計在10－20萬億韓元左右。美光也稱會大幅削減2023財年的資本支出,，并降低制造廠的利用率,。

02

DDR5是曙光嗎？

DDR4在約10年的時間里一直是DRAM的主力產(chǎn)品,。不過,，業(yè)界預(yù)測今年將是DDR5的預(yù)熱年，而從明年開始,，DDR5滲透率將大幅提升,。

相比DDR4的優(yōu)勢

實際上早在2016年，美光就曾發(fā)布關(guān)于DDR5內(nèi)存的相關(guān)信息,。從美光當時公布的文件來看,，DDR5內(nèi)存將從8GB容量起步,，最高可達單條32GB,，I／O帶寬能達到3．2－6．4Gbps，同時電壓1．1V,，內(nèi)存帶寬將為DDR4內(nèi)存的兩倍,。此外，美光當時還在芯片論壇上表示DDR5內(nèi)存將從3200MHz起步,，主流內(nèi)存頻率可達6400MHz,。從已經(jīng)公布的產(chǎn)品情況來看，當時美光的預(yù)測偏差不大,。目前已經(jīng)亮相的DDR5內(nèi)存大多是4800MHz,，但廠商也并未表示不會出3200MHz系列。同時,，據(jù)公開數(shù)據(jù)顯示,，在主板開啟XMP超頻的話，內(nèi)存頻率可達8400MHz,。在官方介紹中,，針對DDR5和DDR4內(nèi)存的一些硬性指標進行了對比,。與上一代產(chǎn)品DDR4相比，DDR5提供2個獨立子通道,，速度（帶寬）快約2倍,，同時額定電壓為1．1V，低于DDR4（1．2V）,，耗電降低約20％,。

事實上，DDR5模塊與DDR4模塊之間的一個關(guān)鍵區(qū)別就是前者存在子通道,。一個標準的DDR5模塊有兩個獨立的子通道,，每個子通道最多有兩個物理軟件包級別。每個DRAM包都可以在主／次拓撲中配置,，以實現(xiàn)增加密度的額外邏輯級別,。正因為如此，內(nèi)存的并發(fā)性在DDR4的基礎(chǔ)上提升了一倍,，信號能夠更完整高效地傳遞,。DDR5DIMM新架構(gòu)提高了并發(fā)性，并使系統(tǒng)中可用的內(nèi)存通道增加了一倍,，從而實現(xiàn)內(nèi)存性能的提升,。

根據(jù)已經(jīng)公開的資料顯示，在優(yōu)化DDR5 DRAM內(nèi)核運算能力上,，DDR5內(nèi)存增加了內(nèi)置糾錯碼（ECC）,，全面實現(xiàn)數(shù)據(jù)糾錯能力，進一步提高數(shù)據(jù)完整性,，同時也緩解了系統(tǒng)錯誤校正負擔并充分利用DRAM讀寫的高效機制,。同時，有的DDR5品牌在研發(fā)時還加入了SAME－BANK Refresh（同步刷新）功能,。此命令允許刷新每個BG中的一個Bank,，使所有其他Bank保持打開狀態(tài)以繼續(xù)正常操作。

相較于DDR4,，DDR5的劣勢約可整理為以下兩方面：

溫度：因DDR5是以極高速運轉(zhuǎn),，因此須留意系統(tǒng)機構(gòu)散熱，避免IC和電源管理IC溫度過高,；

價格：隨著規(guī)格提升,，DDR5價格也較DDR4高出逾50％，可能成為企業(yè)的阻礙,。但如前所述,，包括5G、機器學(xué)習（ML）等各類進階應(yīng)用中，DDR5的整體效能,、規(guī)格的提升,，對相關(guān)企業(yè)來說仍具一定優(yōu)勢與吸引力。

03

大廠押注

三星奪取 DDR5 內(nèi)存芯片新陣地

在DRAM這個重要的存儲芯片細分領(lǐng)域,，三星,、SK海力士和美光是當之無愧的佼佼者。研究機構(gòu)ICInsights的數(shù)據(jù)顯示,，2021年三大廠商共占據(jù)DRAM市場94％的份額,。具體來說，三星作為DRAM市場的第一大企業(yè),，坐擁43％的市場份額,；三星的“韓國同胞”SK海力士則占據(jù)28％的市場份額；美光強勁的發(fā)展態(tài)勢同樣引人注目,，目前占據(jù)23％的DRAM市場份額,。DDR5作為一種正在開發(fā)的高帶寬電腦存儲器規(guī)格，目前在DRAM市場受到的關(guān)注度越來越高,，或許會成為三家廠商提升自身市場競爭力的關(guān)鍵點之一,。

據(jù)了解，與DDR4相比,，DDR5將提供兩倍以上的有效帶寬,，有助于緩解每個核心的帶寬緊張，進一步推動CPU內(nèi)核數(shù)量的增加,，使計算能力逐年提高,。

事實上，三大廠商在2021年下半年就陸續(xù)宣布量產(chǎn)DDR5產(chǎn)品,。三星作為DRAM市場中市占率第一的廠商,，自然不會錯過這一發(fā)展機會。2021年,，面向DDR5模塊,，三星選擇幫助數(shù)據(jù)中心,、企業(yè)服務(wù)器和PC應(yīng)用程序充分利用DDR5性能,，以完成高要求、高內(nèi)存密集型任務(wù),。2021年5月18日,，三星宣布推出集成能源管理電路（PMIC）——S2FPD01、S2FPD02和S2FPC01,，用于DDR5雙列直插式存儲模塊（DIMM）,。

現(xiàn)階段，三星正在與AMD共同研發(fā)單條容量達512GB、甚至1TB的DDR5內(nèi)存產(chǎn)品,。三星在與AMD的探討中,，找到了DDR5DRAM的研發(fā)新方向，能夠?qū)?nèi)存核心容量提高到32Gb,，將堆棧層數(shù)提升至8H,，多種技術(shù)之下可以實現(xiàn)32Gb、3DS,、8H堆棧,，使系統(tǒng)內(nèi)存容量可提升至32TB。

SK 海力士競爭籌碼

SK海力士在DRAM市場占據(jù)28％的市場份額,，對于DDR5同樣勢在必得,。單從時間節(jié)點來看，SK海力士在DDR5市場先聲奪人,，于2021年10月推出了全球首款DDR5產(chǎn)品,，發(fā)布產(chǎn)品的時間節(jié)點略微領(lǐng)先其他兩個廠商。

近期,，SK海力士宣布,，已經(jīng)開發(fā)出了首款基于DDR5DRAM的CXL存儲器樣品。SK海力士方面表示,，基于PCIe的CXL是為了高效使用CPU,、GPU、加速器,、存儲器等而開發(fā)的全新規(guī)范化接口,。SK海力士開發(fā)的首款CXL存儲器是采用最新技術(shù)節(jié)點1anm DDR5 24Gb的96GB產(chǎn)品。SK海力士預(yù)計將在近期的全球性半導(dǎo)體活動中推出實物產(chǎn)品,，明年開始批量生產(chǎn),。

對于SK海力士而言，EUV光刻也是重要的競爭籌碼,。此前,，DRAM生產(chǎn)大多不需要先進工藝去完成，而是采用成熟的制程節(jié)點,，涉及的元器件數(shù)量較少,。三星作為第一個“吃螃蟹的人”，讓DRAM的技術(shù)進入了新紀元,，SK海力士作為三星的勁敵,，自然不會落后，在2021年2月完成了首個用于DRAM的EUV晶圓廠M16,，正式引入了EUV光刻設(shè)備,。2021年7月，SK海力士宣布量產(chǎn)了1anm工藝的8千兆的LPDDR4 EUV DRAM。9月1日消息,，SK海力士將與JSR聯(lián)合研制DRAMEUV光刻膠,，以推動實現(xiàn)EUV用金屬氧化物PR的應(yīng)用，確保自身內(nèi)存技術(shù)領(lǐng)先,。

“存儲器產(chǎn)品工藝制程不斷演進,，已經(jīng)進入10nm級階段。隨著產(chǎn)品對性能,、功耗等要求的提升,，技術(shù)演進將需要借助EUV光刻機來進行探索?！痹诋a(chǎn)能擴張方面,，SK海力士目前正基本按照計劃推進。今年支出約21萬億韓元以建設(shè)DRAM和NAND產(chǎn)能,。9月6日,， SK海力士將在韓國忠北清州市建設(shè)新半導(dǎo)體生產(chǎn)工廠M15X。據(jù)悉,，M15X將于今年10月動工,，預(yù)計2025年年初竣工，決定在今后5年內(nèi)投資約15萬億韓元,。對此,，SK海力士副會長樸正浩表示，M15X的開建將成為公司奠定未來成長基礎(chǔ)的第一步,。

美光表現(xiàn)強勁

美光科技CEOSanjayMerotra在8月29日宣布,，將向企業(yè)銷售服務(wù)器用DDR5 DRAM。據(jù)美光方面介紹,，其DDR5產(chǎn)品傳輸速率可達4800MT／s,，比現(xiàn)有DDR4快約1．87倍，系統(tǒng)性能提升高達85％,。與DDR4相比,，CPU運算性能有所提高，人工智能,、高性能計算等性能也可以最大化,。比起三星和SK海力士，美光在EUV光刻的使用方面起步稍晚,?；蛟S是三星和SK海力士對于EUV光刻的追逐給美光帶來了一定壓力，美光如今也將EUV光刻技術(shù)用于DRAM發(fā)展,。據(jù)了解，美光計劃從2024年開始，將EUV納入DRAM開發(fā)路線圖,。

今年5月26日,，美光表示在中國臺灣中科新廠啟用后，將導(dǎo)入最先進的EUV設(shè)備生產(chǎn)1αnm DRAM制程,。美光在增加產(chǎn)能方面同樣采取了相應(yīng)舉措,。9月1日，美光科技宣布,，計劃于2030年之前投資150億美元,，在美國愛達荷州博伊西（Boise）建造一座新的尖端存儲器制造廠。存儲器產(chǎn)品屬于大宗集成電路通用產(chǎn)品,，標準性較高,，重復(fù)性生產(chǎn)比例高。TrendForce集邦咨詢分析師吳雅婷表示,，因為制程改進能造就的供給端位元增長空間有限,，所以三大原廠可事先備好新工廠的建置。DDR5作為DRAM的新一代產(chǎn)品,，各家新產(chǎn)品在速率,、效能等各方面相較于DDR4都有明顯提升。

在產(chǎn)品單價,、產(chǎn)能達到需求,，英特爾和 AMD 等廠商的積極應(yīng)用推動下，DDR5 將會取代 DDR4 成為 DRAM 的主流產(chǎn)品,，可能會成為第一寒冬里的第一束光,。

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