除了以上三大存储原厂,南亚科、威刚、十铨、宇瞻等都积极投入DDR5相关产品。随着长鑫存储突破LPDDR5之后,国内内存接口芯片龙头企业澜起科技也在行业内率先率先试产DDR5 第二代产品并率先推出DDR5第三代产品。市场研究公司Omdia预计,2023年四季度DDR5销售比例预计将超过20%(基于服务器DRAM),2024年有望进一步上升至51%。

在AI技术与应用的推动下,2023年DDR5作为高附加值的DRAM备受关注。全球各大存储大厂在不断推进技术演进的同时,还加大了这一市场的激烈争夺。11月28日,长鑫存储正式推出LPDDR5系列产品,包括12Gb的LPDDR5颗粒,POP封装的12GB LPDDR5芯片及DSC封装的6GB LPDDR5芯片。这意味着中国存储厂商也加入到DDR5竞争战局中。

图源:存储

JEDEC(固态技术协会)2019年2月确定LPDDR5低功耗标准,而后各大存储厂商争相布局LPDDR5产品。此次长鑫存储LPDDR5的推出,不仅进一步完善了长鑫存储在移动终端市场的产品布局,而且对填补国产大容量LPDDR5的产品空白,助力国产供应链安全具有重大意义。

实现DRAM高端存储技术突破

尽管目前中国已初步完成在存储芯片领域的战略布局,但由于起步较晚,且不时受到技术封锁,在DRAM高端存储产品市场较韩系、美系龙头厂商仍有一定差距,全球存储芯片市场份额基本被韩国、日本以及美国等国家占据。目前DRAM市场由三星、SK海力士和美光三家厂商主导,市占率合计超过95%,市场高度集中,使得中国厂商对DRAM芯片议价能力很低。中国龙头合肥长鑫与福建晋华有小批量产能,但整体占有率依然较低。而长鑫存储推出的最新LPDDR5 DRAM存储芯片,意味着中国在DRAM高端存储产品上实现了技术突破。

据长鑫存储官网产品介绍显示,LPDDR5是第五代超低功耗双倍速率动态随机存储器。与上一代LPDDR4X相比,长鑫存储LPDDR5单一颗粒的容量和速率均提升50%,分别达到12Gb和6400Mbps,同时功耗降低30%。LPDDR5加入了强大的RAS功能,通过内置纠错码(On-die ECC)等技术,实现实时纠错,减少系统故障,确保数据安全,增强稳定性。长鑫12GB LPDDR5芯片由8个12Gb颗粒封装,这是长鑫存储首款采用层叠封装(Package on Package)的芯片产品。

作为国内首个推出自主研发生产LPDDR5产品的品牌,长鑫存储实现了国内市场零的突破,是其加速DRAM产业化成果转化的又一个里程碑,同时也将国内DRAM芯片产业加速带入LPDDR5赛道。

从产品应用和市场空间上看,LPDDR5芯片能够为其搭载的移动端电子设备带来更快的速度体验和更低的功耗消耗,全面提升产品使用性能,其应用场景和市场份额也会迎来快速增长。

据长鑫官网显示,长鑫存储LPDDR5产品目前已在国内主流手机厂商小米、传音的品牌机型上完成验证,计划全面加快市场化落地速度。目前在移动设备端LPDDR5的应用不断拓宽,长鑫存储的LPDDR5产品预计也将赋能更多的移动设备,满足数字时代日益增长的存储需求。

2023年第三季度之后,全球存储芯片市场已经进入触底缓升的发展阶段。尽管未来一年宏观经济的不确定性可能会持续存在,传统消费电子市场持续疲弱,但AI、大数据中心需求持续增长,特别是高端服务器需求依旧强劲。在此背景下,长鑫存储突破LPDDR5产品,将极大提升主流存储芯片国产替代的信心,预计后续不同容量的DDR5及HBM产品也有望加快国产替代步伐。预计,长鑫存储LPDDR5将利好整条国内存储产业链,包括上游的设备、材料到下游的模组及终端客户等。

DDR5需求将大幅增长

具体来看,与DDR4相比,DDR5的优势如下:一是容量更大:单个存储芯片密度是DDR4最大密度的4倍速度更快,内存的带宽是DDR4的两倍,起始频率比DDR4标准频率增加50%;二是速度更快:DDR5内存的带宽是DDR4的两倍,起始频率比DDR4标准频率增加50%;三是定性更佳:增加了空调节器(DCA)、片上ECC、DRAM接收O均衡、RD和WR数据的循环几余校验(CRC)以及内部DQS延迟监控等;四是能耗更低:工作电压从1.2V降低到1.1V,降低功耗。

2023年,由生成式AI引发的对高带宽内存(HBM)和DDR5的需求,使DRAM市场出现了一些显著的增长势头。2023年7月,JEDEC固态存储协会正式发布了DDR5 SDRAM内存标准规范。在市场和标准升级的双重驱动下,DDR4内存作为主流内存标准将在一些高性能应用领域将被DDR5替代。

根据国外科技媒体WccFtech报道,2024年手机的一个明显变化是终端AI的崛起,包括骁龙 8 Gen 3、天玑 9300和Exynos 2400等各种芯片组在内,都加码AI元素。这意味着用户要在本地运行这些AI元素,必然离不开更大的内存空间,将给LPDDR5的应用带来新的发展契机。

最近,麦格里(Macquarie)也发布报告指出:目前典型的智能手机配备8GB内存;运行图像生成功能的终端侧AI,手机大约需要12GB内存;具备数字AI助手功能的设备,大约需要20GB内存。

据悉,目前中国手机厂商不断推高手机内存容量,包括小米Redmi K60至尊版、一加Ace 2 Pro、realme真我GT5在内的部分手机已提供24GB版本。

当然,除了移动端之外,DDR5的高速度和大容量的优势,还将满足服务器、数据中心和高性能计算机等领域不断增长的内存需求。

DDR5作为一种高附加值的DRAM,其需求可能会受到各种因素的影响而增长。工业级存储与内存厂商威刚预计,来自PC市场的需求已明显回升,特别是PC存储器容量的提升将推动DDR5市场的增长,甚至预测,在2024上半年,DDR5有望超越DDR4,形成市场上备受期待的“黄金交叉“。

存储厂商转向DDR5市场争夺

当前,随着DDR5在存储市场逐渐占据主导地位,全球各大存储厂商纷纷投入相关产品的研发,以应对未来市场的潜在增长。

过去一年里,在各大存储大厂减产量、控库存等措施影响下,加上AI带动需求推波助澜下,存储器市场开始了恢复性增长发展态势。目前,三星、SK海力士、美光等三大DRAM厂已量产DDR5,随占产能比重仍然不高,但在大内存需求领域的推动下,DDR5正迈向主流规格之路,推升DDR5在2024年的出货量。

2018年11月,SK海力士成功开发首款16Gb DDR5 DRAM。2023年1月,SK海力士又成功开发出移动DRAM(内存)“LPDDR5T”,并已向客户提供了样品。LPDDR5T的主要应用范围不仅限于智能手机,还将扩展到人工智能(AI)、机器学习(Machine Learning)、增强/虚拟现实(AR/VR)。

最近,SK海力士又宣布,正式发布DDR5内存,主要面向服务器、数据中心的RDIMM,基于1Ynm工艺制造的16Gb颗粒,单条容量64GB,而借助TSV硅穿孔技术,最高可以达到256GB。这款DDR5内存数据传输速率起步为4800MHz,最高为5600MHz,其速率相较前一代DDR4最多提升了1.8倍。

目前,SK海力士已计划提高DDR5产品比重。

三星电子也计划,从2023年第四季度开始将重点销售高带宽内存(HBM)等高附加值产品,以满足市场对DDR5、LPDDR5x、PCIe Gen5和UFS 4.0等新接口不断增长的需求。

美光科技也透露将加速向DDR5过渡。美光科技在今年9月末的财报会议上表示,正在出样128 GB DDR5内存模块,采用美光32 Gb DDR5内存芯片。公司预计其DDR5出货量将在2024年第一季度末超过DDR4,超过行业进展速度。

除了以上三大存储原厂,南亚科、威刚、十铨、宇瞻等都积极投入DDR5相关产品。随着长鑫存储突破LPDDR5之后,国内内存接口芯片龙头企业澜起科技也在行业内率先率先试产DDR5 第二代产品并率先推出DDR5第三代产品。同时,澜起科技目前正在进行DDR5第四子代RCD芯片的研发,与聚辰股份合作开发DDR5 SPD芯片。

市场研究公司Omdia预计,2023年四季度DDR5销售比例预计将超过20%(基于服务器DRAM),2024年有望进一步上升至51%。

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