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產品，這無疑將進一步擴大DDR5內存的需求。
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領域的先進技術，三星、SK海力士和美光始終保持著你追我趕的態勢，不斷推動DRAM領域迎來新的發展潮流。毫無疑問，這三家DRAM領先廠商圍繞DDR5的競爭正在展開。
三星奪取DDR5內存芯片新陣地
存儲芯片市場各細分領域占比情況
來源：中商產業研究院
在DRAM這個重要的存儲芯片細分領域，三星、SK海力士和美光是當之無愧的佼佼者。研究機構IC Insights的數據顯示，2021年三大廠商共占據DRAM市場94%的份額。具體來說，三星作為DRAM市場的第一大企業，坐擁43%的市場份額；三星的“韓國同胞”SK海力士則占據28%的市場份額；美光強勁的發展態勢同樣引人注目，目前占據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作為一種正在開發的高帶寬電腦存儲器規格，目前在DRAM市場受到的關注度越來越高，或許會成為三家廠商提升自身市場競爭力的關鍵點之一。據了解，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內核數量的增加，使計算能力逐年提高。
事實上，三大廠商在2021年下半年就陸續宣布量產DDR5產品。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展機會。
2021年，面向DDR5模塊，三星選擇幫助數據中心、企業服務器和PC應用程序充分利用DDR5性能，以完成高要求、高內存密集型任務。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)。
現階段，三星正在與AMD共同研發單條容量達512GB、甚至1TB的DDR5內存產品。記者了解到，三星在與AMD的探討中，找到了DDR5 DRAM的研發新方向，能夠將內存核心容量提高到32Gb，將堆棧層數提升至8H，多種技術之下可以實現32Gb、3DS、8H堆棧，內存單條容量可提升到512GB甚至1TB，這也意味著系統內存容量可提升至32TB。
三星電子TSP（測試和系統封裝）副總裁Younggwan Ko此前表示，隨著存儲半導體變得更強大，封裝技術必須與存儲半導體一起發展。三星的競爭對手已經將MSAP封裝技術用于DDR5內存，而三星正在努力將這種封裝技術用于DDR6。三星預計DDR6設計會在2024年完成。
在奪取DDR5內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產能和良率，并降低DRAM生產成本。
2020年3月，三星率先使用EUV光刻技術，同年10月便開始批量生產基于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。2021年11月，三星表示，其已經應用EUV技術開發了14nm 16Gb低功耗雙倍數據速率5X (LPDDR5X) DRAM，專門用于5G、人工智能、機器學習和其他大數據終端應用等高速率應用。今年2月，三星官方表示其基于EUV光刻技術的1z-nm工藝的DRAM已完成了量產。
三星目前還在規劃長遠產能建置，希望通過擴大產能的方式靜待新一輪市場周期上行，為自身后續發展蓄能。
近期，三星計劃在韓國京畿道平澤市再建3條產線。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28%的市場份額，對于DDR5同樣勢在必得。單從時間節點來看，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產品，發布產品的時間節點略微領先其他兩家廠商。
近期，SK 海力士宣布，已經開發出了首款基于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、存儲器等而開發的全新規范化接口。SK 海力士開發的首款CXL存儲器是采用最新技術節點1anm DDR5 24Gb的96GB產品。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品，明年開始批量生產。
對于SK海力士而言，EUV光刻也是重要的競爭籌碼。此前，DRAM生產大多不需要先進工藝去完成，而是采用成熟的制程節點，涉及的元器件數量較少。三星作為第一個“吃螃蟹的人”，讓DRAM的技術進入了新紀元，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光刻設備。2021年7月，SK海力士宣布量產了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聯合研制DRAM EUV光刻膠，以推動實現EUV用金屬氧化物PR的應用，確保自身內存技術領先。
“存儲器產品工藝制程不斷演進，已經進入10nm級階段。隨著產品對性能、功耗等要求的提升，技術演進將需要借助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DRAM和NAND產能。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新半導體生產工廠M15X。據悉，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的第一步。
美光在DRAM先進制程研發方面表現強勁
除“韓國雙雄”之外，美光強勁的發展態勢同樣引人注目，目前美光占據23%的DRAM市場份額。
隨著DRAM相關技術愈發成熟，美光在DRAM先進技術研發方面的市場表現同樣可圈可點。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)節點的DRAM產品，該制程在密度、功耗和性能等各方面均有較大突破。美光技術與產品執行副總裁Scott DeBoer稱：“對比上一代1z DRAM 制程，1α 技術將內存密度提升了40%。”
近期，美光在DDR5產品的研發方面也展現出可喜進展。記者了解到，美光科技CEO Sanjay Merotra在8月29日宣布，將向企業銷售服務器用DDR5 DRAM。
據美光方面介紹，其DDR5產品傳輸速率可達4800MT/s，比現有DDR4快約1.87倍，系統性能提升高達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光刻技術用于DRAM發展。據了解，美光計劃從2024年開始，將EUV納入DRAM開發路線圖。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設備生產1α nm DRAM制程。
美光在增加產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。
存儲器產品屬于大宗集成電路通用產品，標準性較高，重復性生產比例高。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的新一代產品，各家新產品在速率、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、美光都已經推出了DDR5的產品來搶占市場，但還無法對當前的DRAM市場格局造成影響，目前在服務器、電腦用內存市場上，大部分的產品是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/采用的主流產品。
楊俊剛同樣相信，在產品單價、產能達到需求，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的主流產品，三家企業在DDR5 DRAM領域的競爭將會變得更加激烈。
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