DDR5 成竞逐焦点

如今，无论是 PC、笔记本电脑还是人工智能，各行业正在加速向 DDR5 新纪元迈进。今年，生成式 AI 市场蓬勃发展，用于大模型应用的 AI 服务器大力推动了对 DDR5 的需求。随着内存市场需求的回暖，内存芯片供应商们已着手在今年第四季度全面拉高 DDR5 产能。

那么，DDR5 究竟有哪些优势？以及它如何成为未来存储市场的焦点？

DDR3、DDR4 再到 DDR5

在过去的十多年，DDR3 内存是服务器中常用的内存标准，其时钟频率通常从 800MHz 到 2133MHz 不等，适用于小型企业和办公环境等，随着技术的不断进步以及服务器等应用领域对内存带宽等提出更高的需求，DDR4 登场。

相比 DDR3，DDR4 具有更高的频率和带宽、更大的容量以及更低的能耗。据悉，DDR4 内存的时钟频率通常从 2133MHz 开始，随后逐步提高，达到 3200MHz 以上。这使得 DDR4 可以更好地服务于企业级服务器、科学计算和数据分析、高性能计算等领域。

然而现代应用的复杂度在不断提升，对计算能力的要求也越来越高。为了提高计算性能，无论是英特尔还是 AMD，都将多核 CPU 视为重点。随着核数增多，实际性能却并非线性增长，限制性能发挥的原因之一，就是单核内存带宽的下降。受限于带宽降低，应用延迟就会增大、性能会降低，为进一步提高内存性能、降低功耗并增强数据完整性，DDR5 应运而生。

DDR5 内存的时钟频率通常在 4800MHz 以上，随后又有了 5600MT/s 等更高标准的内存，未来 DDR5 的峰值将达到 8800MT/s，DDR5 的内存提升幅度会很大。

此外，在架构层面，DDR5 的芯片密度是 DDR4 的两倍，结合新的芯片设计，这意味着 DDR4 内存芯片的容量最高可达 16GB，而 DDR5 芯片的容量最高可达 64GB。

尽管 DDR5 提供了更高的频率和带宽以及更大的容量，DDR5 却能做到更省电。DDR4 的工作电压为 1.2V，而 DDR5 的工作电压下降至 1.1V，功耗降低 8%。

整体来看，DDR5 可提供更高的效率、更大的容量却只需要更低的能耗，因此备受市场青睐。

存储三巨头，DDR5 争锋

在 DRAM 这个重要的存储芯片细分领域，三星、SK 海力士和美光是当之无愧的佼佼者。

SK 海力士在 DDR5 市场先声夺人，于 2021 年 10 月推出了全球首款 DDR5 产品，发布产品的时间节点略微领先其他两家厂商。今年 5 月，SK 海力士宣布，已完成现有 DRAM 中最为微细化的第五代 10 纳米级（1β）技术研发，并向英特尔供应使用该技术的服务器的 DDR5 产品，进入数据中心的存储器认证流程。本次向英特尔供应的 DDR5 产品，处理速度为 6.4Gbps，与 DDR5 初期样品 4.8Gbps 相比，提高了 33%。同时，采用高介电常数金属闸极（High-kMetalGate；HKMG）制程，与 10 纳米级（1a）DDR5 相比，耗电量降低 20%，处理速度约提高 14%。

三星是业界第一个「吃螃蟹的人」，率先将 EUV 处理技术成功应用于 DRAM 生产。2021 年 10 月，三星宣布已开始量产基于 EUV 技术的 14 纳米 DRAM 芯片。

今年 5 月，三星宣布开始量产 12nm 级 16Gb DDR5，与上一代产品相比，三星的 12 纳米级 DDR5 功耗降低了 23%，晶圆生产率提高了 20%，最高可支持 7.2Gbps 的速度。随后在今年 9 月，三星又成功开发出 2 倍容量的 32Gb DDR5 产品，三星计划在今年底量产 32Gb DDR5 内存芯片。

比起三星和 SK 海力士，美光在 EUV 光刻的使用方面起步稍晚。或许是三星和 SK 海力士对于 EUV 光刻的追逐给美光带来了一定压力，美光如今也将 EUV 光刻技术用于 DRAM 发展。据了解，美光计划从 2024 年开始，将 EUV 纳入 DRAM 开发路线图。今年 5 月 26 日，美光表示在中国台湾中科新厂启用后，将导入最先进的 EUV 设备生产 1α DRAM 制程。

今年 10 月，美光宣布已将业界领先的 1β制程技术应用于 16Gb 容量版本的 DDR5 内存。美光 1βDDR5 DRAM 在系统内的速率高达 7,200MT/s，现已面向数据中心及 PC 市场的所有客户出货。

在 2023 年过去的十个月，存储市场经历了沉重的打击，降价、减产和去库存环绕着三大厂商，但是仔细观察来看，这些动作似乎都聚焦在 DDR4 以及更成熟的存储产品中，DDR5 的影响似乎并不太大，反而各大厂商还在奋力推动 DDR5 的技术进步。

据悉，目前服务器用 DDR5 DRAM 的大多由 SK 海力士供应，特别是主力产品 64GB DDR5 DRAM、高效能产品 128GB DDR5 DRAM。有分析指出，SK 海力士 DDR5 产品良率较高，因而成功掌握 DDR5 初期市场。以 10 纳米级第四代（1a）、14 纳米级（1a）为基准，SK 海力士产品良率大多已达黄金良率 95%。另外，也有部分产品良率接近 90%，进入稳定量产。

新韩投资证券分析，在 DRAM 三巨头三星、美光、SK 海力士之中，SK 海力士新一代制程（1β）发展进度也较为领先，预计到 2024 年，SK 海力士都可以在 DDR5 领域拿下市占冠军宝座。

不过，仅凭 SK 海力士一家的 DDR5 产能是远远不够的。

各界押宝 DDR5

根据 Yole Developpement 的报告显示，从 DDR4 到 DDR5 内存过渡将会非常迅速。DDR5 内存大规模应用将在 2022 年从服务器和企业市场开始，到 2023 年，消费级的主流市场将广泛采用 DDR5 内存，无论是台式电脑、笔记本电脑还是手机，都会充分利用新一代内存技术。DDR5 内存在 2023 年出货量会超越 DDR4 内存，两种内存技术之间会快速过渡。

得益于服务器市场，2022 年 DDR5 内存的使用率将增加 25%，到了 2023 年，DDR5 内存的市场份额会超过 50%。2024 年至 2026 年，随着 DDR5 内存全面被各个市场采用，DDR4 内存的市场份额将仅有 5%。

面对海量市场的强劲需求，全球 DRAM 三巨头美光、三星、SK 海力士均已紧锣密鼓地展开筹备，计划在第四季度全面拉高 DDR5 产能。

据悉，在今年 7 月为主要机构投资者和证券分析师举行的私人企业简报（IR）上，SK 海力士预计其两条产品线的规模将在 2024 年增长到两倍以上。韩国投资证券分析师预计，由于 DDR5 需求高涨，拉动产品平均销售单价，SK 海力士 DRAM 业务有望加快转亏为盈，公司整体业绩也有望提前摆脱亏损。

另一存储巨头美光之前也已透露，将加速向 DDR5 过渡。美光科技在 9 月末的财报会议上表示，正在出样 128GB DDR5 内存模块，采用美光 32GbDDR5 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。

三星也正在为明年可能出现的 DDR5 强劲订单需求做准备，计划今年第 4 季度提高 DDR5 内存产量。

除了押宝 DDR5 的存储大厂外，英特尔、AMD 等芯片大厂也正在全面拥抱 DDR5 技术。

据悉，英特尔、AMD 等 PC 平台计划明年推出新的平台，进一步推广和普及 DDR5 内存，吸引消费者从 DDR4 上升级。除了消费级市场之外，在服务器市场 DDR5 内存也受到追捧。英特尔计划在今年年底前推出第五代 EmeraldRapids 服务器平台，加之未来 AI 服务器需求增加，DDR5 内存有望进入高速增长期。

根据集邦咨询数据，得益于英特尔 MeteorLake 处理器仅支持 DDR5 和 LPDDR5，推动 DDR5 内存的普及，有望在 2024 年下半年超过 DDR4 成为主流，因此 DRAM 平均容量预计增长 12.4%。值得一提的是 2022 年 5 月 AMD 发布的 Ryzen 7000 也只支持 DDR5，对于 AMD 来说，只支持 DDR5 无疑是一次大胆的尝试，此举也无疑将进一步扩大 DDR5 内存的需求，足以见得 AMD 押注 DDR5 的决心。

涨价号角已然吹起

根据 TrendForce 集邦咨询发布数据显示，2022 年第四季 DRAM 全球营收 122.8 亿美元，环比下降 32.5%，跌幅甚至超越第三季的 28.9%，已逼近 2008 年底金融海啸时的单季 36% 跌幅，主要下跌原因是受 DRAM 产品平均价（ASP）下跌影响。

在存储市场萧条之际，DDR5 也没扛得住压力，价格不断走低。

TrendForce 数据显示，2022 年第四季 DDR4 价格环比下降 23%~28%；DDR5 价格环比下降扩大至 30%~35%。2023 年上半年期间 DDR5 价格继续下跌。

其实提高 DDR5 渗透率的最大障碍就是价格，造成 DDR5 内存价格居高不下的罪魁祸首是电源管理芯片 PMIC，其价格比 DDR4 上使用的贵了足有 10 倍，而且供应非常紧缺，漫长的 35 周采购周期，让产业链不断抬价，DDR5 内存的价格自然就水涨船高。

同时，DDR5 的应用需要 CPU 芯片的支持，目前已发布的可支持 DDR5 的 CPU 产品还比较少，这也是限制 DDR5 渗透的重要原因。但也有很多专家认为，DDR5 对产品性能、功耗等方面大幅度提升，随着技术不断成熟、成本持续降低，DDR5 产品未来应用领域将会继续扩张。

如今伴随着 DDR5 来到价格甜蜜点，DDR5 涨价的暖风率先吹来。

市场研究公司 DRAM Exchange 统计数据显示，8 月最新 DRAM 规格 DDR5 16Gb(2Gx8) 固定成交价平均为 3.40 美元，环比上涨 7.26%。分析指出，由于供应商在价格谈判中态度强硬，需求方企业也接受了小幅提价。

此前中泰证券数据也显示，7 月 DDR5 模组合约价首次环比上涨，环比增幅在 3%-4% 之间。TrendForce 表示，需求方因预期价格反弹，正在增加 DDR5 产品的库存，预计第四季度 DRAM 固定交易价格将保持稳定，但 DDR5 可能会小幅上涨，涨幅最高可达 5%。

南亚科技总经理李培瑛日前也于法说会上透露，目前 DDR5 价格已上涨，并看好 DDR4、DDR3 价格翻涨。

国产 DDR5 仍在路上

在行业加速发展的背景下，中国半导体存储产业也在快速发展。然而在 DDR5 这条赛道，中国还需要面临诸多阻碍。

目前中国众多的内存厂商，大都是从三星、SK 海力士和美光这三家厂商中采购 DDR5 芯片颗粒，再找模组厂商购买内存模组等，然后在工厂组装成 DDR5 内存条。这是因为我们自身还没有 DDR5 颗粒的制造能力。

中国缺席 DDR5 颗粒的原因主要有两方面：一方面是中国大陆半导体存储产业起步较晚，另一方面美国商务部的新一轮技术制裁，也精准的打击了中国正在迅速发展的存储产业。

2022 年，美国发布公告称禁止 16/14 nm 逻辑制程、18 nm 以下 DRAM 制程、128 层以上 3D NAND 制程的机台设备出口到中国。

近日，北京君正在接受机构调研时表示：目前我们的 DDR4、LPDDR4 最新工艺是 25 纳米，目前正在研发 21nm 的产品。我们目前还没有进行 DDR5 的研发，这需要有非常先进的制程，是美光这类 IDM 大厂做的，我们和美光的主要产品是差异化竞争的，短时间内还是做 DDR4、LPDDR4 及以下的产品，但是我们会往更高容量去做。

这也意味着，18 nm 以下 DRAM 制程设备的限制直接制约了国产 DRAM 公司的 DDR5 研发进程。不过在 DDR5 的内存接口方面，澜起科技、聚辰股份等公司已经取得一些成就。如今澜起科技已推进 DDR5 第二子代 RCD 芯片量产准备工作，并开展 DDR5 第三子代 RCD 芯片量产版本的研发；聚辰股份与澜起科技合作开发配套新一代 DDR5 内存条的 SP 产品，为 DDR5 内存模组不可或缺的组件。

综合来看，虽然中国是全球最大的 DRAM 芯片消费国之一，但在 DDR5 颗粒制造方面，中国企业的技术积累尚不充分，因此难以实现自主制造。不过，中国在内存产业的发展正在逐步提高。一些国内企业正在加大科研投入，积极研发 DDR5 颗粒的制造技术，并取得了一些进展，国产 DDR5 攻坚之路或许不会太远。