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「落後」的記憶體要大幅漲價,中國廠商迎來商機

2024-03-16推薦

圖片來源@視覺中國

文 | 半導體產業縱橫,作者 | 暢秋

當下,AI伺服器系統和套用最為火爆,其對DDR5和HBM的需求量大增,因此,在全球記憶體市場,DDR5和HBM成為大宗記憶體市場的寵兒。

AI大模型持續叠代升級,參數持續增長,大模型的參數規模越大,算力負擔越重,而AI伺服器是算力的核心。2023年,AI伺服器出貨量近120萬台,年增38.4%,占整體伺服器出貨量的9%,按照這個勢頭發展下去,2026年將占到15%的市場份額。更多的大模型參數需要大容量、高速的記憶體支持。

針對AI伺服器的高效能要求,更強大的記憶體——DDR5需求隨之提升。與DDR4相比,DDR5具備更高速度、更大容量和更低能耗等特點。DDR5記憶體的最高傳輸速率達6.4Gbps,比DDR4高出一倍。

雖然發展勢頭很猛,實際上,DDR5還在成長期,未達到普及的階段,整體市占率依然不如DDR4。在全球記憶體市場,DDR4和DDR3依然有龐大需求,而在PC、工作站和數據中心這幾大主流市場,DDR4占據著絕大多數市場份額。相對而言,DDR3的存在感似乎越來越弱了,特別是在過去兩年裏,由於全球芯片市場疲軟,DDR3的市場需求情況就更難以引起人們關註了。

然而,從2023年第四季度開始,隨著套用市場回暖,相關套用對DDR3的需求量開始回升,庫存見底,2024年第一季度,相關廠商開始補充庫存,使得DDR3市場開始熱起來。近期,隨著網路通訊和物聯網等裝置需求增長,DDR3出現供給吃緊情況。在需求明顯增長,記憶體制造商產能供應未增的情況下,DDR3開始漲價。

實際上,2023年第四季度,三星、美光和SK海麗仕就開始喊漲DDR3價格。去年11月,DDR3芯片價格急漲,合約價上漲了10%~15%。之後的兩個月,價格有所振蕩,2024年1月,2Gb 128Mx16 1600/1866 DDR3的現貨均價從去年9月的0.86美元上漲至最高點的0.99美元,與去年9月相比,上漲了10.2%。

進入2024年3月後,業界繼續喊漲DDR3,利基型記憶體大廠華邦規劃在第二季度調升DDR3價格,要一口氣大漲20%。

01 DDR3落後於DDR4,但仍有用

隨著技術和套用的發展,主流電腦記憶體已經從DDR3過渡到了DDR4,雖然這兩種記憶體在基本功能上相似,但在效能上存在顯著差異,主要表現在以下幾方面:速度和頻寬,功耗,容量和密度,相容性和升級,價格和價效比。

DDR4記憶體的速度明顯高於DDR3。DDR4記憶體的典型速度為2133-3200Mbps,而DDR3的速度通常在800-2133Mbps之間。這意味著DDR4可以在更短的時間內處理更多的數據,從而提高系統效能。

DDR4的功耗比DDR3低。DDR4采用了更先進的制程工藝和最佳化設計,使其在相同的頻率下功耗更低,這有助於提高裝置的能效,降低執行成本。

DDR4的單個芯片容量通常比DDR3大。DDR4的主流容量為4Gb-16Gb,DDR3的容量通常為1Gb-8Gb。這意味著DDR4可以支持更高的總記憶體容量,可滿足大型應用程式的需求。

DDR4的針腳數比DDR3多。DDR4采用了288-320針腳的FBGA封裝,DDR3的針腳數為240。更多的針腳數使DDR4的數據傳輸速率更高,從而提高效能。

使用者在選擇記憶體時,要考慮自己的效能需求和硬體相容性,如果主機板支持DDR4且需要更高的效能和能效,就選擇DDR4,對於預算有限或使用較老主機板的使用者,DDR3仍然是不錯的選擇。

與DDR5相比,DDR3在速度和頻寬方面更落後了,DDR3的最高數據傳輸速率為2133 Mbps,而DDR5的最高速度可達到6400Mbps。DD5比DDR3擁有更高的頻寬,能夠同時處理更多的數據。DDR5更節能,因為它采用更先進的制程工藝和更智慧的電源管理技術。DDR5可以支持更高的儲存容量,因為它可以在單個芯片中整合更多單元。DDR5還具有更低的延遲時間。

總體來說,DDR5比DDR3更快,更高效,更節能,可以支持更高的儲存容量,但也更昂貴。

在不斷變化的數位化時代,伺服器記憶體的選擇變得愈發重要。DDR3、DDR4和DDR5三種記憶體標準具有各自的特點和優勢,在不同的套用場景中發揮著各自的作用。要選擇合適的記憶體,應該綜合考慮效能需求、套用場景、預算限制以及未來的發展方向。

02 DDR3的套用及發展

目前,DDR3主要套用於液晶電視、數位數位電視機上盒、播放機等消費類電子產品,以及網路通訊和物聯網等領域,很多都是客製化芯片。

一般情況下,消費類電子產品對記憶體容量要求不高,該類產品不追求高效能,短時間內無升級需求,如WiFi路由器、家電等,記憶體首選是DDR3。DDR3在通訊基礎設施中也有廣泛套用。另外,在汽車、工業套用領域,DDR3也有其較為穩定的市場。

在汽車領域,DDR3可用於ADAS、車載娛樂、汽車連結等,其中,ADAS含前視網路攝影機、環視、傳感器融合等套用場景,車載娛樂包括儀表盤、聯網廣播等。雖然在汽車智慧化趨勢下,有車廠切換到效能更好的DDR4,但很多傳統燃油車廠在車載影音、儀表盤中仍大量使用DDR3,因為車廠對穩定性要求更高,向DDR4演進的速度較慢。

在一些伺服器套用場合,DDR3記憶體依然具有使用價值,特別是以下這些場景:小型企業和辦公環境,對於輕負載的任務,如基本辦公套用、網站托管等,DDR3記憶體的效能足夠滿足需求;低預算計畫,DDR3記憶體相對於DDR4更經濟實惠,適用於預算有限的計畫。不過,總體來看,在伺服器套用領域,隨著技術的進步和套用需求的發展,DDR3在效能方面已經逐漸落後,DDR4已經站在了舞台中心。

在具體套用中,DDR3需要匹配主控芯片,DDR3與主控芯片(如MCU、MPU、SoC)配套使用,滿足主控芯片的儲存需求,如NXP用於儀表盤的i.MX6S系列MCU,在外部配置了 2個DRAM,1個是LPDDR2,另一個是DDR3。

根據測算,消費類電子套用占DDR3市場份額的79%,是第一大套用,工業占比為12%,汽車占比9%。

從DDR3標準推出,到2010年市場規模超過DDR2,歷經3年時間。從2012年JEDEC推出DDR4標準,到2018年DDR4市場規模超過DDR3,用時6年。總體來看,DDR3被DDR4替代的速度比較緩慢。

DDR3的市場規模在2014年達到頂峰,約為394億美金,到2020年縮小到129億美金,該年內,DDR3在DRAM整體市場中的占比約為20%,2021年為8%,2022年繼續保持在8%左右。目前,DDR3記憶體的市場規模約為70億美元,雖然市場逐漸縮小,但生命力持久,在可預見的未來,依然會占據一定的行業地位。

03 廠商如何布局DDR3

雖然三大DRAM原廠都在減少DDR3業務比重,但三星在DDR3市場依然是龍頭,市場份額接近40%,但該公司1Gb、2Gb、4Gb容量的DDR3記憶體已經停產,目前,三星提供的都是大容量DDR3產品,美光在DDR3市場的份額也達到22%,SK海麗仕為4%左右。當然,隨著這三大廠商進一步減少DDR3業務比重,它們的市場占比會持續縮小。

過去幾年,三星和SK海麗仕一直在減產DDR3,並將產能移轉至DDR4、DDR5,以及CIS影像傳感器。目前,三星已經停止4Gb及以下低容量DDR3供貨。

目前,SK海麗仕的業務重心也不在DDR3了,可提供4Gb容量產品。

相對而言,美光的DDR3和DRR4料號數量占比較均衡。按照該公司的規劃,至少到2026 年,美光依然會向市場提供DDR3產品,但是,會調整DDR3產能,轉移至以生產利基型產品為主的美國廠,在車用儲存芯片需求增長的情況下,其產能會向毛利率更高的車規級產品傾斜,減少消費類產品的供給。

總體來看,三星、SK海麗仕都準備在將來停產DDR3記憶體,但沒有公開具體時間表。而美光則沒有停產DDR3的打算,會繼續生產。

目前,除了以上三巨頭,中國台灣廠商南亞科、華邦在DDR3市場占有較大份額,而且比較依賴這方面的營收。南亞科市占率達到22%,華邦的DDR3市占率約為5%。南亞科在生產DDR3的同時,也在進行DDR4叠代,而華邦則一直專註於DDR3市場。

在業界很多大廠停產DDR3之時,華邦表示未來會持續生產DDR3。華邦電子中國大陸產品行銷處處長朱迪介紹說:「三星、美光和SK海麗仕很早就告知客戶,將停止供應DDR3,不過,對於特定客戶,他們還在持續供貨,比如,三星仍在為一些CIS傳感器供應DDR3記憶體。不過,從長遠看,這些廠商都將結束DDR3市場。而華邦將會持續進行DDR3的生產和技術支持。」

OMDIA的報告提到,一直到2028年,DDR3產品依然會存在,因為它的主要套用市場,如汽車、工業用的主控芯片介面演進速度並不快,而DDR3又是一種非常成熟的產品。相較於DDR4,相同的制程、速度和容量,DDR3的尺寸比DDR4小10%,相較於LPDDR4會更小。基於此,華邦認為,在特定的容量上,DDR3是價效比最高的選項,很內送流量備援容錯機制芯片廠商也會繼續大量采用DDR3,這是華邦仍將DDR3作為重要業務的原因。預計該公司會在2025年將DDR3制程工藝演進到16nm。

在中國大陸,也有多家芯片廠商十分看重DDR3業務,如長鑫儲存,兆易創新,北京君正(ISSI),東芯股份等。相對而言,在DDR3的基礎上,長鑫儲存更專註於DDR4,而兆易創新、北京君正、東芯股份則側重於DDR3和小容量DDR4。

北京君正因收購ISSI獲得了比較全面的利基型DRAM產品陣列,包括DDR3和小容量DDR4,目前,主力產品是DDR3,料號占比44%。

兆易創新的DDR產品容量覆蓋2Gb和4Gb,有x8、x16兩種結構,數據傳輸速率達到2133Mbps,電壓1.35/1.5V,工作溫度-40~95、-40~105攝氏度,參數與國際三巨頭和台系廠商旗鼓相當,主要是在容量覆蓋面、料號數量、下遊套用、制程上有所差異。容量覆蓋方面,兆易創新的DDR3容量是2Gb、4Gb,台系廠商覆蓋1Gb-4Gb;料號數量方面,兆易創新DDR3產品的料號數量是24個,而台系廠商達到75個;下遊套用方面,兆易創新的DDR3產品主要套用於商規和工規,如網路通訊、電視、安防監控、數位電視機上盒、智慧家庭等領域,而國際三巨頭、台系廠商,以及北京君正的DDR3是全覆蓋,套用面比兆易創新更廣;制程工藝方面,國際三巨頭的DDR3產品主要是20nm制程,而兆易創新采用17nm制程,制程更先進,成本更低。

東芯股份是中國大陸SLC NAND快閃記憶體龍頭企業,同時也在DDR3方面有所布局。2015年,該公司收購了南韓的Fidelix,持股比例為30.18%,加速了東芯的DRAM研發行程。目前,東芯股份的DDR3覆蓋1Gb、2Gb、4Gb等共計10款產品,主要套用於消費類電子產品。該公司DDR3產品的制程為25nm。除了DDR3,東芯股份還在進行25nm制程LPDDR4的研發。

04 結語

在DDR4大行其道,DDR5火爆異常的當下,DDR3依然保持著套用適應力,在很多嵌入式套用場合,DDR3依然是必不可少的記憶體選項。在一些對效能要求不高的伺服器套用領域,DDR3也是不錯的選擇。

隨著三星、SK海麗仕逐漸結束DDR3市場,給中國台灣和中國大陸廠商留出了足夠的市場空間,特別是對中國大陸廠商來說,可以復制前些年在NOR Flash市場爬升的經驗和發展路徑,爭取盡快拿下全球DDR3大部份市場份額。

目前來看,DDR3市場爭奪戰將在中國台灣和中國大陸幾大廠商之間展開,未來幾年,產品和價格競爭可能會很激烈。