繼DDR5 DRAM成為英特爾“Alder Lake”第12代處理器的標(biāo)準(zhǔn)配置之后，AMD近日也宣布其7000系列處理器將支持DDR5內(nèi)存，并在9月27日正式上市。AMD表示，該平臺(tái)將不再支持DDR4，只支持DDR5產(chǎn)品，這無(wú)疑將進(jìn)一步擴(kuò)大DDR5內(nèi)存的需求。

　　DDR5似乎只是DRAM激烈市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的一根“導(dǎo)火線”。圍繞EUV光刻等DRAM領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，三星、SK海力士和美光始終保持著你追我趕的態(tài)勢(shì)，不斷推動(dòng)DRAM領(lǐng)域迎來(lái)新的發(fā)展潮流。毫無(wú)疑問(wèn)，這三家DRAM領(lǐng)先廠商圍繞DDR5的競(jìng)爭(zhēng)正在展開(kāi)。

　　三星奪取DDR5內(nèi)存芯片新陣地

　　存儲(chǔ)芯片市場(chǎng)各細(xì)分領(lǐng)域占比情況

　　來(lái)源：中商產(chǎn)業(yè)研究院

　　在DRAM這個(gè)重要的存儲(chǔ)芯片細(xì)分領(lǐng)域，三星、SK海力士和美光是當(dāng)之無(wú)愧的佼佼者。研究機(jī)構(gòu)IC Insights的數(shù)據(jù)顯示，2021年三大廠商共占據(jù)DRAM市場(chǎng)94%的份額。具體來(lái)說(shuō)，三星作為DRAM市場(chǎng)的第一大企業(yè)，坐擁43%的市場(chǎng)份額；三星的“韓國(guó)同胞”SK海力士則占據(jù)28%的市場(chǎng)份額；美光強(qiáng)勁的發(fā)展態(tài)勢(shì)同樣引人注目，目前占據(jù)23%的DRAM市場(chǎng)份額。

　　2021年三大DRAM廠商所占市場(chǎng)份額

　　來(lái)源：IC Insights

　　DDR5作為一種正在開(kāi)發(fā)的高帶寬電腦存儲(chǔ)器規(guī)格，目前在DRAM市場(chǎng)受到的關(guān)注度越來(lái)越高，或許會(huì)成為三家廠商提升自身市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵點(diǎn)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(gè)核心的帶寬緊縮，進(jìn)一步推動(dòng)CPU內(nèi)核數(shù)量的增加，使計(jì)算能力逐年提高。

　　事實(shí)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(chǎng)中市占率第一的廠商，自然不會(huì)錯(cuò)過(guò)這一發(fā)展機(jī)會(huì)。

　　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(chǔ)模塊(DIMM)。

　　現(xiàn)階段，三星正在與AMD共同研發(fā)單條容量達(dá)512GB、甚至1TB的DDR5內(nèi)存產(chǎn)品。記者了解到，三星在與AMD的探討中，找到了DDR5 DRAM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(shí)現(xiàn)32Gb、3DS、8H堆棧，內(nèi)存單條容量可提升到512GB甚至1TB，這也意味著系統(tǒng)內(nèi)存容量可提升至32TB。

　　三星電子TSP（測(cè)試和系統(tǒng)封裝）副總裁Younggwan Ko此前表示，隨著存儲(chǔ)半導(dǎo)體變得更強(qiáng)大，封裝技術(shù)必須與存儲(chǔ)半導(dǎo)體一起發(fā)展。三星的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手已經(jīng)將MSAP封裝技術(shù)用于DDR5內(nèi)存，而三星正在努力將這種封裝技術(shù)用于DDR6。三星預(yù)計(jì)DDR6設(shè)計(jì)會(huì)在2024年完成。

　　在奪取DDR5內(nèi)存芯片新陣地的過(guò)程中，三星同樣沒(méi)有忽視當(dāng)前DRAM市場(chǎng)的“兵家必爭(zhēng)之地”——極紫外（EUV)光刻技術(shù)的應(yīng)用。

　　公開(kāi)資料顯示，EUV制程采用波長(zhǎng)為10-14nm的極紫外光作為光源的光刻，蝕刻的各向異性明顯改善，能夠使集成電路的分辨率和良率得到極大提升，將大幅提高DRAM產(chǎn)能和良率，并降低DRAM生產(chǎn)成本。

　　2020年3月，三星率先使用EUV光刻技術(shù)，同年10月便開(kāi)始批量生產(chǎn)基于EUV的14nm DRAM。在此過(guò)程中，三星將其最先進(jìn)的14nm DDR5上的EUV層數(shù)從兩層增加到了五層DRAM工藝。

　　三星對(duì)于EUV光刻的追逐還在繼續(xù)。2021年11月，三星表示，其已經(jīng)應(yīng)用EUV技術(shù)開(kāi)發(fā)了14nm 16Gb低功耗雙倍數(shù)據(jù)速率5X (LPDDR5X) DRAM，專(zhuān)門(mén)用于5G、人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)和其他大數(shù)據(jù)終端應(yīng)用等高速率應(yīng)用。今年2月，三星官方表示其基于EUV光刻技術(shù)的1z-nm工藝的DRAM已完成了量產(chǎn)。

　　三星目前還在規(guī)劃長(zhǎng)遠(yuǎn)產(chǎn)能建置，希望通過(guò)擴(kuò)大產(chǎn)能的方式靜待新一輪市場(chǎng)周期上行，為自身后續(xù)發(fā)展蓄能。

　　近期，三星計(jì)劃在韓國(guó)京畿道平澤市再建3條產(chǎn)線?？紤]到每個(gè)半導(dǎo)體工廠約需30萬(wàn)億韓元以上投資，三星電子將為該計(jì)劃共投入100萬(wàn)億韓元（約740億美元）資金。

　　EUV光刻或是SK海力士競(jìng)爭(zhēng)籌碼

　　三星的“韓國(guó)同胞”也是其最大的競(jìng)爭(zhēng)者——SK 海力士在DRAM市場(chǎng)占據(jù)28%的市場(chǎng)份額，對(duì)于DDR5同樣勢(shì)在必得。單從時(shí)間節(jié)點(diǎn)來(lái)看，SK海力士在DDR5市場(chǎng)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(shí)間節(jié)點(diǎn)略微領(lǐng)先其他兩家廠商。

　　近期，SK 海力士宣布，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了首款基于DDR5 DRAM的CXL存儲(chǔ)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(chǔ)器等而開(kāi)發(fā)的全新規(guī)范化接口。SK 海力士開(kāi)發(fā)的首款CXL存儲(chǔ)器是采用最新技術(shù)節(jié)點(diǎn)1anm DDR5 24Gb的96GB產(chǎn)品。SK海力士預(yù)計(jì)將在近期的全球性半導(dǎo)體活動(dòng)中推出實(shí)物產(chǎn)品，明年開(kāi)始批量生產(chǎn)。

　　對(duì)于SK海力士而言，EUV光刻也是重要的競(jìng)爭(zhēng)籌碼。此前，DRAM生產(chǎn)大多不需要先進(jìn)工藝去完成，而是采用成熟的制程節(jié)點(diǎn)，涉及的元器件數(shù)量較少。三星作為第一個(gè)“吃螃蟹的人”，讓DRAM的技術(shù)進(jìn)入了新紀(jì)元，SK海力士作為三星的勁敵，自然不會(huì)落后，在2021年2月完成了首個(gè)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1a nm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DRAM EUV光刻膠，以推動(dòng)實(shí)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(chǔ)器產(chǎn)品工藝制程不斷演進(jìn)，已經(jīng)進(jìn)入10nm級(jí)階段。隨著產(chǎn)品對(duì)性能、功耗等要求的提升，技術(shù)演進(jìn)將需要借助EUV光刻機(jī)來(lái)進(jìn)行探索?！辟惖项檰?wèn)集成電路高級(jí)分析師楊俊剛對(duì)記者說(shuō)。

　　在產(chǎn)能擴(kuò)張方面，SK海力士目前正基本按照計(jì)劃推進(jìn)。今年支出約21萬(wàn)億韓元以建設(shè)DRAM和NAND產(chǎn)能。9月6日，記者從SK海力士方面了解到，SK海力士將在韓國(guó)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(dòng)工，預(yù)計(jì)2025年初竣工，決定在今后5年內(nèi)投資約15萬(wàn)億韓元。對(duì)此，SK海力士副會(huì)長(zhǎng)樸正浩表示，M15X的開(kāi)建將成為公司奠定未來(lái)成長(zhǎng)基礎(chǔ)的第一步。

　　美光在DRAM先進(jìn)制程研發(fā)方面表現(xiàn)強(qiáng)勁

　　除“韓國(guó)雙雄”之外，美光強(qiáng)勁的發(fā)展態(tài)勢(shì)同樣引人注目，目前美光占據(jù)23%的DRAM市場(chǎng)份額。

　　隨著DRAM相關(guān)技術(shù)愈發(fā)成熟，美光在DRAM先進(jìn)技術(shù)研發(fā)方面的市場(chǎng)表現(xiàn)同樣可圈可點(diǎn)。記者從美光方面了解到，美光于2021年就宣布批量出貨基于1α(1-alpha)節(jié)點(diǎn)的DRAM產(chǎn)品，該制程在密度、功耗和性能等各方面均有較大突破。美光技術(shù)與產(chǎn)品執(zhí)行副總裁Scott DeBoer稱(chēng)：“對(duì)比上一代1z DRAM 制程，1α 技術(shù)將內(nèi)存密度提升了40%。”

　　近期，美光在DDR5產(chǎn)品的研發(fā)方面也展現(xiàn)出可喜進(jìn)展。記者了解到，美光科技CEO Sanjay Merotra在8月29日宣布，將向企業(yè)銷(xiāo)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(dá)4800MT/s，比現(xiàn)有DDR4快約1.87倍，系統(tǒng)性能提升高達(dá)85%。與DDR4相比，CPU運(yùn)算性能有所提高，人工智能、高性能計(jì)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。或許是三星和SK海力士對(duì)于EUV光刻的追逐給美光帶來(lái)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(jì)劃從2024年開(kāi)始，將EUV納入DRAM開(kāi)發(fā)路線圖。今年5月26日，美光表示，將在中國(guó)臺(tái)灣中科新廠啟用后，導(dǎo)入最先進(jìn)的EUV設(shè)備生產(chǎn)1α nm 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(jì)劃于2030年之前投資150億美元，在美國(guó)愛(ài)達(dá)荷州博伊西（Boise）建造一座新的尖端存儲(chǔ)器制造廠。

　　存儲(chǔ)器產(chǎn)品屬于大宗集成電路通用產(chǎn)品，標(biāo)準(zhǔn)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?yàn)橹瞥谈倪M(jìn)能造就的供給端位元增長(zhǎng)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。但芯謀研究高級(jí)分析師張彬磊認(rèn)為，盡管三星、海力士、美光都已經(jīng)推出了DDR5的產(chǎn)品來(lái)?yè)屨际袌?chǎng)，但還無(wú)法對(duì)當(dāng)前的DRAM市場(chǎng)格局造成影響，目前在服務(wù)器、電腦用內(nèi)存市場(chǎng)上，大部分的產(chǎn)品是2013年上市的DDR4，2021年，DDR4的市場(chǎng)占有率達(dá)90%。

　　吳雅婷十分看好DDR5的發(fā)展。在她看來(lái)，隨著時(shí)間的推移，預(yù)計(jì)自2023年起，服務(wù)器端將逐步導(dǎo)入DDR5，DDR5有望取代DDR4，DDR5 DRAM將迎來(lái)快速普及期，成為市場(chǎng)中供給/采用的主流產(chǎn)品。

　　楊俊剛同樣相信，在產(chǎn)品單價(jià)、產(chǎn)能達(dá)到需求，英特爾和AMD等廠商的積極應(yīng)用推動(dòng)下，DDR5將會(huì)取代DDR4成為DRAM的主流產(chǎn)品，三家企業(yè)在DDR5 DRAM領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)將會(huì)變得更加激烈。

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