繼DDR5 DRAM成為英特爾“Alder Lake”第12代處理器的標準配置之后，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，該平臺將不再支持DDR4，只支持DDR5產(chǎn)品，這無疑將進一步擴大DDR5內(nèi)存的需求。

　　DDR5似乎只是DRAM激烈市場競爭的一根“導火線”。圍繞EUV光刻等DRAM領(lǐng)域的先進技術(shù)，三星、SK海力士和美光始終保持著你追我趕的態(tài)勢，不斷推動DRAM領(lǐng)域迎來新的發(fā)展潮流。毫無疑問，這三家DRAM領(lǐng)先廠商圍繞DDR5的競爭正在展開。

　　三星奪取DDR5內(nèi)存芯片新陣地

　　存儲芯片市場各細分領(lǐng)域占比情況

　　來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院

　　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)IC Insights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。

　　2021年三大DRAM廠商所占市場份額

　　來源：IC Insights

　　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縮，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)服務器和PC應用程序充分利用DDR5性能，以完成高要求、高內(nèi)存密集型任務。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。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（測試和系統(tǒng)封裝）副總裁Younggwan Ko此前表示，隨著存儲半導體變得更強大，封裝技術(shù)必須與存儲半導體一起發(fā)展。三星的競爭對手已經(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。三星預計DDR6設(shè)計會在2024年完成。

　　在奪取DDR5內(nèi)存芯片新陣地的過程中，三星同樣沒有忽視當前DRAM市場的“兵家必爭之地”——極紫外（EUV)光刻技術(shù)的應用。

　　公開資料顯示，EUV制程采用波長為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月便開始批量生產(chǎn)基于EUV的14nm DRAM。在此過程中，三星將其最先進的14nm DDR5上的EUV層數(shù)從兩層增加到了五層DRAM工藝。

　　三星對于EUV光刻的追逐還在繼續(xù)。2021年11月，三星表示，其已經(jīng)應用EUV技術(shù)開發(fā)了14nm 16Gb低功耗雙倍數(shù)據(jù)速率5X (LPDDR5X) DRAM，專門用于5G、人工智能、機器學習和其他大數(shù)據(jù)終端應用等高速率應用。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)劃長遠產(chǎn)能建置，希望通過擴大產(chǎn)能的方式靜待新一輪市場周期上行，為自身后續(xù)發(fā)展蓄能。

　　近期，三星計劃在韓國京畿道平澤市再建3條產(chǎn)線。考慮到每個半導體工廠約需30萬億韓元以上投資，三星電子將為該計劃共投入100萬億韓元（約740億美元）資金。

　　EUV光刻或是SK海力士競爭籌碼

　　三星的“韓國同胞”也是其最大的競爭者——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)先其他兩家廠商。

　　近期，SK 海力士宣布，已經(jīng)開發(fā)出了首款基于DDR5 DRAM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海力士預計將在近期的全球性半導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，以推動實現(xiàn)EUV用金屬氧化物PR的應用，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。”賽迪顧問集成電路高級分析師楊俊剛對記者說。

　　在產(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，記者從SK海力士方面了解到，SK海力士將在韓國忠北清州市建設(shè)新半導體生產(chǎn)工廠M15X。據(jù)悉，M15X將于今年10月動工，預計2025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。

　　美光在DRAM先進制程研發(fā)方面表現(xiàn)強勁

　　除“韓國雙雄”之外，美光強勁的發(fā)展態(tài)勢同樣引人注目，目前美光占據(jù)23%的DRAM市場份額。

　　隨著DRAM相關(guān)技術(shù)愈發(fā)成熟，美光在DRAM先進技術(shù)研發(fā)方面的市場表現(xiàn)同樣可圈可點。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：“對比上一代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)銷售服務器用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。或許是三星和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，將在中國臺灣中科新廠啟用后，導入最先進的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。但芯謀研究高級分析師張彬磊認為，盡管三星、海力士、美光都已經(jīng)推出了DDR5的產(chǎn)品來搶占市場，但還無法對當前的DRAM市場格局造成影響，目前在服務器、電腦用內(nèi)存市場上，大部分的產(chǎn)品是2013年上市的DDR4，2021年，DDR4的市場占有率達90%。

　　吳雅婷十分看好DDR5的發(fā)展。在她看來，隨著時間的推移，預計自2023年起，服務器端將逐步導入DDR5，DDR5有望取代DDR4，DDR5 DRAM將迎來快速普及期，成為市場中供給/采用的主流產(chǎn)品。

　　楊俊剛同樣相信，在產(chǎn)品單價、產(chǎn)能達到需求，英特爾和AMD等廠商的積極應用推動下，DDR5將會取代DDR4成為DRAM的主流產(chǎn)品，三家企業(yè)在DDR5 DRAM領(lǐng)域的競爭將會變得更加激烈。

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