如今，無論是 PC、筆記本電腦還是人工智能，各行業(yè)正在加速向 DDR5 新紀(jì)元邁進(jìn)。今年，生成式 AI 市場蓬勃發(fā)展，用于大模型應(yīng)用的 AI 服務(wù)器大力推動了對 DDR5 的需求。隨著內(nèi)存市場需求的回暖，內(nèi)存芯片供應(yīng)商們已著手在今年第四季度全面拉高 DDR5 產(chǎn)能。

那么，DDR5 究竟有哪些優(yōu)勢？以及它如何成為未來存儲市場的焦點(diǎn)？

DDR3、DDR4 再到 DDR5

在過去的十多年，DDR3 內(nèi)存是服務(wù)器中常用的內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)，其時(shí)鐘頻率通常從 800MHz 到 2133MHz 不等，適用于小型企業(yè)和辦公環(huán)境等，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步以及服務(wù)器等應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?nèi)存帶寬等提出更高的需求，DDR4 登場。

相比 DDR3，DDR4 具有更高的頻率和帶寬、更大的容量以及更低的能耗。據(jù)悉，DDR4 內(nèi)存的時(shí)鐘頻率通常從 2133MHz 開始，隨后逐步提高，達(dá)到 3200MHz 以上。這使得 DDR4 可以更好地服務(wù)于企業(yè)級服務(wù)器、科學(xué)計(jì)算和數(shù)據(jù)分析、高性能計(jì)算等領(lǐng)域。

然而現(xiàn)代應(yīng)用的復(fù)雜度在不斷提升，對計(jì)算能力的要求也越來越高。為了提高計(jì)算性能，無論是英特爾還是 AMD，都將多核 CPU 視為重點(diǎn)。隨著核數(shù)增多，實(shí)際性能卻并非線性增長，限制性能發(fā)揮的原因之一，就是單核內(nèi)存帶寬的下降。受限于帶寬降低，應(yīng)用延遲就會增大、性能會降低，為進(jìn)一步提高內(nèi)存性能、降低功耗并增強(qiáng)數(shù)據(jù)完整性，DDR5 應(yīng)運(yùn)而生。

DDR5 內(nèi)存的時(shí)鐘頻率通常在 4800MHz 以上，隨后又有了 5600MT/s 等更高標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)存，未來 DDR5 的峰值將達(dá)到 8800MT/s，DDR5 的內(nèi)存提升幅度會很大。

此外，在架構(gòu)層面，DDR5 的芯片密度是 DDR4 的兩倍，結(jié)合新的芯片設(shè)計(jì)，這意味著 DDR4 內(nèi)存芯片的容量最高可達(dá) 16GB，而 DDR5 芯片的容量最高可達(dá) 64GB。

盡管 DDR5 提供了更高的頻率和帶寬以及更大的容量，DDR5 卻能做到更省電。DDR4 的工作電壓為 1.2V，而 DDR5 的工作電壓下降至 1.1V，功耗降低 8%。

整體來看，DDR5 可提供更高的效率、更大的容量卻只需要更低的能耗，因此備受市場青睞。

存儲三巨頭，DDR5 爭鋒

在 DRAM 這個(gè)重要的存儲芯片細(xì)分領(lǐng)域，三星、SK 海力士和美光是當(dāng)之無愧的佼佼者。

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(shí)間節(jié)點(diǎn)略微領(lǐng)先其他兩家廠商。今年 5 月，SK 海力士宣布，已完成現(xiàn)有 DRAM 中最為微細(xì)化的第五代 10 納米級（1β）技術(shù)研發(fā)，并向英特爾供應(yīng)使用該技術(shù)的服務(wù)器的 DDR5 產(chǎn)品，進(jìn)入數(shù)據(jù)中心的存儲器認(rèn)證流程。本次向英特爾供應(yīng)的 DDR5 產(chǎn)品，處理速度為 6.4Gbps，與 DDR5 初期樣品 4.8Gbps 相比，提高了 33%。同時(shí)，采用高介電常數(shù)金屬閘極（High-kMetalGate；HKMG）制程，與 10 納米級（1a）DDR5 相比，耗電量降低 20%，處理速度約提高 14%。

三星是業(yè)界第一個(gè)「吃螃蟹的人」，率先將 EUV 處理技術(shù)成功應(yīng)用于 DRAM 生產(chǎn)。2021 年 10 月，三星宣布已開始量產(chǎn)基于 EUV 技術(shù)的 14 納米 DRAM 芯片。

今年 5 月，三星宣布開始量產(chǎn) 12nm 級 16Gb DDR5，與上一代產(chǎn)品相比，三星的 12 納米級 DDR5 功耗降低了 23%，晶圓生產(chǎn)率提高了 20%，最高可支持 7.2Gbps 的速度。隨后在今年 9 月，三星又成功開發(fā)出 2 倍容量的 32Gb DDR5 產(chǎn)品，三星計(jì)劃在今年底量產(chǎn) 32Gb DDR5 內(nèi)存芯片。

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(jì)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(jìn)的 EUV 設(shè)備生產(chǎn) 1α DRAM 制程。

今年 10 月，美光宣布已將業(yè)界領(lǐng)先的 1β制程技術(shù)應(yīng)用于 16Gb 容量版本的 DDR5 內(nèi)存。美光 1βDDR5 DRAM 在系統(tǒng)內(nèi)的速率高達(dá) 7,200MT/s，現(xiàn)已面向數(shù)據(jù)中心及 PC 市場的所有客戶出貨。

在 2023 年過去的十個(gè)月，存儲市場經(jīng)歷了沉重的打擊，降價(jià)、減產(chǎn)和去庫存環(huán)繞著三大廠商，但是仔細(xì)觀察來看，這些動作似乎都聚焦在 DDR4 以及更成熟的存儲產(chǎn)品中，DDR5 的影響似乎并不太大，反而各大廠商還在奮力推動 DDR5 的技術(shù)進(jìn)步。

據(jù)悉，目前服務(wù)器用 DDR5 DRAM 的大多由 SK 海力士供應(yīng)，特別是主力產(chǎn)品 64GB DDR5 DRAM、高效能產(chǎn)品 128GB DDR5 DRAM。有分析指出，SK 海力士 DDR5 產(chǎn)品良率較高，因而成功掌握 DDR5 初期市場。以 10 納米級第四代（1a）、14 納米級（1a）為基準(zhǔn)，SK 海力士產(chǎn)品良率大多已達(dá)黃金良率 95%。另外，也有部分產(chǎn)品良率接近 90%，進(jìn)入穩(wěn)定量產(chǎn)。

新韓投資證券分析，在 DRAM 三巨頭三星、美光、SK 海力士之中，SK 海力士新一代制程（1β）發(fā)展進(jìn)度也較為領(lǐng)先，預(yù)計(jì)到 2024 年，SK 海力士都可以在 DDR5 領(lǐng)域拿下市占冠軍寶座。

不過，僅憑 SK 海力士一家的 DDR5 產(chǎn)能是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。

各界押寶 DDR5

根據(jù) Yole Developpement 的報(bào)告顯示，從 DDR4 到 DDR5 內(nèi)存過渡將會非常迅速。DDR5 內(nèi)存大規(guī)模應(yīng)用將在 2022 年從服務(wù)器和企業(yè)市場開始，到 2023 年，消費(fèi)級的主流市場將廣泛采用 DDR5 內(nèi)存，無論是臺式電腦、筆記本電腦還是手機(jī)，都會充分利用新一代內(nèi)存技術(shù)。DDR5 內(nèi)存在 2023 年出貨量會超越 DDR4 內(nèi)存，兩種內(nèi)存技術(shù)之間會快速過渡。

得益于服務(wù)器市場，2022 年 DDR5 內(nèi)存的使用率將增加 25%，到了 2023 年，DDR5 內(nèi)存的市場份額會超過 50%。2024 年至 2026 年，隨著 DDR5 內(nèi)存全面被各個(gè)市場采用，DDR4 內(nèi)存的市場份額將僅有 5%。

面對海量市場的強(qiáng)勁需求，全球 DRAM 三巨頭美光、三星、SK 海力士均已緊鑼密鼓地展開籌備，計(jì)劃在第四季度全面拉高 DDR5 產(chǎn)能。

據(jù)悉，在今年 7 月為主要機(jī)構(gòu)投資者和證券分析師舉行的私人企業(yè)簡報(bào)（IR）上，SK 海力士預(yù)計(jì)其兩條產(chǎn)品線的規(guī)模將在 2024 年增長到兩倍以上。韓國投資證券分析師預(yù)計(jì)，由于 DDR5 需求高漲，拉動產(chǎn)品平均銷售單價(jià)，SK 海力士 DRAM 業(yè)務(wù)有望加快轉(zhuǎn)虧為盈，公司整體業(yè)績也有望提前擺脫虧損。

另一存儲巨頭美光之前也已透露，將加速向 DDR5 過渡。美光科技在 9 月末的財(cái)報(bào)會議上表示，正在出樣 128GB DDR5 內(nèi)存模塊，采用美光 32GbDDR5 內(nèi)存芯片。公司預(yù)計(jì)其 DDR5 出貨量將在 2024 年第一季度末超過 DDR4，超過行業(yè)進(jìn)展速度。

三星也正在為明年可能出現(xiàn)的 DDR5 強(qiáng)勁訂單需求做準(zhǔn)備，計(jì)劃今年第 4 季度提高 DDR5 內(nèi)存產(chǎn)量。

除了押寶 DDR5 的存儲大廠外，英特爾、AMD 等芯片大廠也正在全面擁抱 DDR5 技術(shù)。

據(jù)悉，英特爾、AMD 等 PC 平臺計(jì)劃明年推出新的平臺，進(jìn)一步推廣和普及 DDR5 內(nèi)存，吸引消費(fèi)者從 DDR4 上升級。除了消費(fèi)級市場之外，在服務(wù)器市場 DDR5 內(nèi)存也受到追捧。英特爾計(jì)劃在今年年底前推出第五代 EmeraldRapids 服務(wù)器平臺，加之未來 AI 服務(wù)器需求增加，DDR5 內(nèi)存有望進(jìn)入高速增長期。

根據(jù)集邦咨詢數(shù)據(jù)，得益于英特爾 MeteorLake 處理器僅支持 DDR5 和 LPDDR5，推動 DDR5 內(nèi)存的普及，有望在 2024 年下半年超過 DDR4 成為主流，因此 DRAM 平均容量預(yù)計(jì)增長 12.4%。值得一提的是 2022 年 5 月 AMD 發(fā)布的 Ryzen 7000 也只支持 DDR5，對于 AMD 來說，只支持 DDR5 無疑是一次大膽的嘗試，此舉也無疑將進(jìn)一步擴(kuò)大 DDR5 內(nèi)存的需求，足以見得 AMD 押注 DDR5 的決心。

漲價(jià)號角已然吹起

根據(jù) TrendForce 集邦咨詢發(fā)布數(shù)據(jù)顯示，2022 年第四季 DRAM 全球營收 122.8 億美元，環(huán)比下降 32.5%，跌幅甚至超越第三季的 28.9%，已逼近 2008 年底金融海嘯時(shí)的單季 36% 跌幅，主要下跌原因是受 DRAM 產(chǎn)品平均價(jià)（ASP）下跌影響。

在存儲市場蕭條之際，DDR5 也沒扛得住壓力，價(jià)格不斷走低。

TrendForce 數(shù)據(jù)顯示，2022 年第四季 DDR4 價(jià)格環(huán)比下降 23%~28%；DDR5 價(jià)格環(huán)比下降擴(kuò)大至 30%~35%。2023 年上半年期間 DDR5 價(jià)格繼續(xù)下跌。

其實(shí)提高 DDR5 滲透率的最大障礙就是價(jià)格，造成 DDR5 內(nèi)存價(jià)格居高不下的罪魁禍?zhǔn)资请娫垂芾硇酒?PMIC，其價(jià)格比 DDR4 上使用的貴了足有 10 倍，而且供應(yīng)非常緊缺，漫長的 35 周采購周期，讓產(chǎn)業(yè)鏈不斷抬價(jià)，DDR5 內(nèi)存的價(jià)格自然就水漲船高。

同時(shí)，DDR5 的應(yīng)用需要 CPU 芯片的支持，目前已發(fā)布的可支持 DDR5 的 CPU 產(chǎn)品還比較少，這也是限制 DDR5 滲透的重要原因。但也有很多專家認(rèn)為，DDR5 對產(chǎn)品性能、功耗等方面大幅度提升，隨著技術(shù)不斷成熟、成本持續(xù)降低，DDR5 產(chǎn)品未來應(yīng)用領(lǐng)域?qū)^續(xù)擴(kuò)張。

如今伴隨著 DDR5 來到價(jià)格甜蜜點(diǎn)，DDR5 漲價(jià)的暖風(fēng)率先吹來。

市場研究公司 DRAM Exchange 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，8 月最新 DRAM 規(guī)格 DDR5 16Gb(2Gx8) 固定成交價(jià)平均為 3.40 美元，環(huán)比上漲 7.26%。分析指出，由于供應(yīng)商在價(jià)格談判中態(tài)度強(qiáng)硬，需求方企業(yè)也接受了小幅提價(jià)。

此前中泰證券數(shù)據(jù)也顯示，7 月 DDR5 模組合約價(jià)首次環(huán)比上漲，環(huán)比增幅在 3%-4% 之間。TrendForce 表示，需求方因預(yù)期價(jià)格反彈，正在增加 DDR5 產(chǎn)品的庫存，預(yù)計(jì)第四季度 DRAM 固定交易價(jià)格將保持穩(wěn)定，但 DDR5 可能會小幅上漲，漲幅最高可達(dá) 5%。

南亞科技總經(jīng)理李培瑛日前也于法說會上透露，目前 DDR5 價(jià)格已上漲，并看好 DDR4、DDR3 價(jià)格翻漲。

國產(chǎn) DDR5 仍在路上

在行業(yè)加速發(fā)展的背景下，中國半導(dǎo)體存儲產(chǎn)業(yè)也在快速發(fā)展。然而在 DDR5 這條賽道，中國還需要面臨諸多阻礙。

目前中國眾多的內(nèi)存廠商，大都是從三星、SK 海力士和美光這三家廠商中采購 DDR5 芯片顆粒，再找模組廠商購買內(nèi)存模組等，然后在工廠組裝成 DDR5 內(nèi)存條。這是因?yàn)槲覀冏陨磉€沒有 DDR5 顆粒的制造能力。

中國缺席 DDR5 顆粒的原因主要有兩方面：一方面是中國大陸半導(dǎo)體存儲產(chǎn)業(yè)起步較晚，另一方面美國商務(wù)部的新一輪技術(shù)制裁，也精準(zhǔn)的打擊了中國正在迅速發(fā)展的存儲產(chǎn)業(yè)。

2022 年，美國發(fā)布公告稱禁止 16/14 nm 邏輯制程、18 nm 以下 DRAM 制程、128 層以上 3D NAND 制程的機(jī)臺設(shè)備出口到中國。

近日，北京君正在接受機(jī)構(gòu)調(diào)研時(shí)表示：目前我們的 DDR4、LPDDR4 最新工藝是 25 納米，目前正在研發(fā) 21nm 的產(chǎn)品。我們目前還沒有進(jìn)行 DDR5 的研發(fā)，這需要有非常先進(jìn)的制程，是美光這類 IDM 大廠做的，我們和美光的主要產(chǎn)品是差異化競爭的，短時(shí)間內(nèi)還是做 DDR4、LPDDR4 及以下的產(chǎn)品，但是我們會往更高容量去做。

這也意味著，18 nm 以下 DRAM 制程設(shè)備的限制直接制約了國產(chǎn) DRAM 公司的 DDR5 研發(fā)進(jìn)程。不過在 DDR5 的內(nèi)存接口方面，瀾起科技、聚辰股份等公司已經(jīng)取得一些成就。如今瀾起科技已推進(jìn) DDR5 第二子代 RCD 芯片量產(chǎn)準(zhǔn)備工作，并開展 DDR5 第三子代 RCD 芯片量產(chǎn)版本的研發(fā)；聚辰股份與瀾起科技合作開發(fā)配套新一代 DDR5 內(nèi)存條的 SP 產(chǎn)品，為 DDR5 內(nèi)存模組不可或缺的組件。

綜合來看，雖然中國是全球最大的 DRAM 芯片消費(fèi)國之一，但在 DDR5 顆粒制造方面，中國企業(yè)的技術(shù)積累尚不充分，因此難以實(shí)現(xiàn)自主制造。不過，中國在內(nèi)存產(chǎn)業(yè)的發(fā)展正在逐步提高。一些國內(nèi)企業(yè)正在加大科研投入，積極研發(fā) DDR5 顆粒的制造技術(shù)，并取得了一些進(jìn)展，國產(chǎn) DDR5 攻堅(jiān)之路或許不會太遠(yuǎn)。