今天小编分享的财经经验:“落后”的内存要大幅涨价,中国厂商迎来商机,欢迎阅读。
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文 | 半导体产业纵横,作者 | 畅秋
当下,AI 伺服器系统和应用最为火爆,其对 DDR5 和 HBM 的需求量大增,因此,在全球内存市场,DDR5 和 HBM 成为大宗存储器市场的宠儿。
AI 大模型持续迭代更新,参数持续增长,大模型的参数规模越大,算力负担越重,而 AI 伺服器是算力的核心。2023 年,AI 伺服器出货量近 120 万台,年增 38.4%,占整体伺服器出货量的 9%,按照这个势头发展下去,2026 年将占到 15% 的市场份额。更多的大模型参数需要大容量、高速的内存支持。
针对 AI 伺服器的高性能要求,更强大的内存—— DDR5 需求随之提升。与 DDR4 相比,DDR5 具备更高速度、更大容量和更低能耗等特点。DDR5 内存的最高传输速率达 6.4Gbps,比 DDR4 高出一倍。
虽然发展势头很猛,实际上,DDR5 还在成长期,未达到普及的阶段,整体市占率依然不如 DDR4。在全球内存市场,DDR4 和 DDR3 依然有庞大需求,而在 PC、工作站和数据中心这几大主流市场,DDR4 占据着绝大多数市场份额。相对而言,DDR3 的存在感似乎越来越弱了,特别是在过去两年里,由于全球芯片市场疲软,DDR3 的市场需求情况就更难以引起人们关注了。
然而,从 2023 年第四季度开始,随着应用市场回暖,相关应用对 DDR3 的需求量开始回升,库存见底,2024 年第一季度,相关厂商开始补充库存,使得 DDR3 市场开始热起来。近期,随着网络通信和物联网等设备需求增长,DDR3 出现供给吃紧情况。在需求明显增长,内存制造商产能供应未增的情况下,DDR3 开始涨价。
实际上,2023 年第四季度,三星、美光和 SK 海力士就开始喊涨 DDR3 价格。去年 11 月,DDR3 芯片价格急涨,合约价上涨了 10%~15%。之后的两个月,价格有所振荡,2024 年 1 月,2Gb 128Mx16 1600/1866 DDR3 的现货均价从去年 9 月的 0.86 美元上涨至最高点的 0.99 美元,与去年 9 月相比,上涨了 10.2%。
进入 2024 年 3 月后,业界继续喊涨 DDR3,利基型内存大厂华邦规划在第二季度调升 DDR3 价格,要一口气大涨 20%。
01 DDR3 落后于 DDR4,但仍有用
随着技术和应用的发展,主流计算机内存已经从 DDR3 过渡到了 DDR4,虽然这两种内存在基本功能上相似,但在性能上存在显著差异,主要表现在以下几方面:速度和带宽,功耗,容量和密度,兼容性和更新,价格和性价比。
DDR4 内存的速度明显高于 DDR3。DDR4 内存的典型速度为 2133-3200Mbps,而 DDR3 的速度通常在 800-2133Mbps 之间。这意味着 DDR4 可以在更短的时间内处理更多的数据,从而提高系统性能。
DDR4 的功耗比 DDR3 低。DDR4 采用了更先进的制程工艺和优化设计,使其在相同的频率下功耗更低,这有助于提高设备的能效,降低运行成本。
DDR4 的单个芯片容量通常比 DDR3 大。DDR4 的主流容量为 4Gb-16Gb,DDR3 的容量通常为 1Gb-8Gb。这意味着 DDR4 可以支持更高的总内存容量,可满足大型应用程式的需求。
DDR4 的针脚数比 DDR3 多。DDR4 采用了 288-320 针脚的 FBGA 封装,DDR3 的针脚数为 240。更多的针脚数使 DDR4 的数据传输速率更高,从而提高性能。
用户在选择内存时,要考虑自己的性能需求和硬體兼容性,如果主機板支持 DDR4 且需要更高的性能和能效,就选择 DDR4,对于预算有限或使用较老主機板的用户,DDR3 仍然是不错的选择。
与 DDR5 相比,DDR3 在速度和带宽方面更落后了,DDR3 的最高数据传输速率为 2133 Mbps,而 DDR5 的最高速度可达到 6400Mbps。DD5 比 DDR3 拥有更高的带宽,能够同时处理更多的数据。DDR5 更节能,因为它采用更先进的制程工艺和更智能的电源管理技术。DDR5 可以支持更高的存储容量,因为它可以在单个芯片中集成更多单元。DDR5 还具有更低的延迟时间。
总体来说,DDR5 比 DDR3 更快,更高效,更节能,可以支持更高的存储容量,但也更昂贵。
在不断变化的数字化时代,伺服器内存的选择变得愈发重要。DDR3、DDR4 和 DDR5 三种内存标准具有各自的特点和优势,在不同的应用场景中发挥着各自的作用。要选择合适的内存,应该综合考虑性能需求、应用场景、预算限制以及未来的发展方向。
02 DDR3 的应用及发展
目前,DDR3 主要应用于液晶电视、数字机顶盒、播放机等消费类电子产品,以及网络通信和物联网等领網域,很多都是定制化芯片。
一般情况下,消费类电子产品对内存容量要求不高,该类产品不追求高性能,短时间内无更新需求,如 WiFi 路由器、家电等,内存首选是 DDR3。DDR3 在通信基础设施中也有广泛应用。另外,在汽车、工业应用领網域,DDR3 也有其较为稳定的市场。
在汽车领網域,DDR3 可用于 ADAS、车载娱乐、汽车链接等,其中,ADAS 含前视摄像头、环视、传感器融合等应用场景,车载娱乐包括仪表盘、联网广播等。虽然在汽车智能化趋势下,有车厂切换到性能更好的 DDR4,但很多传统燃油车厂在车载影音、仪表盘中仍大量使用 DDR3,因为车厂对稳定性要求更高,向 DDR4 演进的速度较慢。
在一些伺服器应用场合,DDR3 内存依然具有使用价值,特别是以下这些场景:小型企业和办公环境,对于轻负载的任务,如基本办公应用、网站托管等,DDR3 内存的性能足够满足需求;低预算项目,DDR3 内存相对于 DDR4 更经济实惠,适用于预算有限的项目。不过,总体来看,在伺服器应用领網域,随着技术的进步和应用需求的发展,DDR3 在性能方面已经逐渐落后,DDR4 已经站在了舞台中心。
在具体应用中,DDR3 需要匹配主控芯片,DDR3 与主控芯片(如 MCU、MPU、SoC)配套使用,满足主控芯片的存储需求,如 NXP 用于仪表盘的 i.MX6S 系列 MCU,在外部配置了 2 个 DRAM,1 个是 LPDDR2,另一个是 DDR3。
根据测算,消费类电子应用占 DDR3 市场份额的 79%,是第一大应用,工业占比为 12%,汽车占比 9%。
从 DDR3 标准推出,到 2010 年市场规模超过 DDR2,历经 3 年时间。从 2012 年 JEDEC 推出 DDR4 标准,到 2018 年 DDR4 市场规模超过 DDR3,用时 6 年。总体来看,DDR3 被 DDR4 替代的速度比较缓慢。
DDR3 的市场规模在 2014 年达到顶峰,约为 394 亿美金,到 2020 年缩小到 129 亿美金,该年内,DDR3 在 DRAM 整体市场中的占比约为 20%,2021 年为 8%,2022 年继续保持在 8% 左右。目前,DDR3 内存的市场规模约为 70 亿美元,虽然市场逐渐缩小,但生命力持久,在可预见的未来,依然会占据一定的行业地位。
03 厂商如何布局 DDR3
虽然三大 DRAM 原厂都在减少 DDR3 业务比重,但三星在 DDR3 市场依然是龙头,市场份额接近 40%,但该公司 1Gb、2Gb、4Gb 容量的 DDR3 内存已经停产,目前,三星提供的都是大容量 DDR3 产品,美光在 DDR3 市场的份额也达到 22%,SK 海力士为 4% 左右。当然,随着这三大厂商进一步减少 DDR3 业务比重,它们的市场占比会持续缩小。
过去几年,三星和 SK 海力士一直在减产 DDR3,并将产能移转至 DDR4、DDR5,以及 CIS 影像传感器。目前,三星已经停止 4Gb 及以下低容量 DDR3 供货。
目前,SK 海力士的业务重心也不在 DDR3 了,可提供 4Gb 容量产品。
相对而言,美光的 DDR3 和 DRR4 料号数量占比较均衡。按照该公司的规划,至少到 2026 年,美光依然会向市场提供 DDR3 产品,但是,会调整 DDR3 产能,转移至以生产利基型产品为主的美国厂,在车用存储芯片需求增长的情况下,其产能会向毛利率更高的车规级产品倾斜,减少消费类产品的供给。
总体来看,三星、SK 海力士都准备在将来停产 DDR3 内存,但没有公开具体时间表。而美光则没有停产 DDR3 的打算,会继续生产。
目前,除了以上三巨头,中国台湾厂商南亚科、华邦在 DDR3 市场占有较大份额,而且比较依赖这方面的营收。南亚科市占率达到 22%,华邦的 DDR3 市占率约为 5%。南亚科在生产 DDR3 的同时,也在进行 DDR4 迭代,而华邦则一直专注于 DDR3 市场。
在业界很多大厂停产 DDR3 之时,华邦表示未来会持续生产 DDR3。华邦电子中国大陆产品营销处处长朱迪介绍说:" 三星、美光和 SK 海力士很早就告知客户,将停止供应 DDR3,不过,对于特定客户,他们还在持续供货,比如,三星仍在为一些 CIS 传感器供应 DDR3 内存。不过,从长远看,这些厂商都将退出 DDR3 市场。而华邦将会持续进行 DDR3 的生产和技术支持。"
OMDIA 的报告提到,一直到 2028 年,DDR3 产品依然会存在,因为它的主要应用市场,如汽车、工业用的主控芯片接口演进速度并不快,而 DDR3 又是一种非常成熟的产品。相较于 DDR4,相同的制程、速度和容量,DDR3 的尺寸比 DDR4 小 10%,相较于 LPDDR4 会更小。基于此,华邦认为,在特定的容量上,DDR3 是性价比最高的选项,很多主芯片厂商也会继续大量采用 DDR3,这是华邦仍将 DDR3 作为重要业务的原因。预计该公司会在 2025 年将 DDR3 制程工艺演进到 16nm。
在中国大陆,也有多家芯片厂商十分看重 DDR3 业务,如长鑫存储,兆易创新,北京君正 ( ISSI ) ,东芯股份等。相对而言,在 DDR3 的基础上,长鑫存储更专注于 DDR4,而兆易创新、北京君正、东芯股份则侧重于 DDR3 和小容量 DDR4。
北京君正因收购 ISSI 获得了比较全面的利基型 DRAM 产品阵列,包括 DDR3 和小容量 DDR4,目前,主力产品是 DDR3,料号占比 44%。
兆易创新的 DDR 产品容量覆盖 2Gb 和 4Gb,有 x8、x16 两种结构,数据传输速率达到 2133Mbps,电压 1.35/1.5V,工作温度 -40~95、-40~105 摄氏度,参数与国际三巨头和台系厂商旗鼓相当,主要是在容量覆盖面、料号数量、下游应用、制程上有所差异。容量覆盖方面,兆易创新的 DDR3 容量是 2Gb、4Gb,台系厂商覆盖 1Gb-4Gb;料号数量方面,兆易创新 DDR3 产品的料号数量是 24 个,而台系厂商达到 75 个;下游应用方面,兆易创新的 DDR3 产品主要应用于商规和工规,如网络通信、电视、安防监控、机顶盒、智慧家庭等领網域,而国际三巨头、台系厂商,以及北京君正的 DDR3 是全覆盖,应用面比兆易创新更广;制程工艺方面,国际三巨头的 DDR3 产品主要是 20nm 制程,而兆易创新采用 17nm 制程,制程更先进,成本更低。
东芯股份是中国大陆 SLC NAND 闪存龙头企业,同时也在 DDR3 方面有所布局。2015 年,该公司收购了韩国的 Fidelix,持股比例为 30.18%,加速了东芯的 DRAM 研发进程。目前,东芯股份的 DDR3 覆盖 1Gb、2Gb、4Gb 等共计 10 款产品,主要应用于消费类电子产品。该公司 DDR3 产品的制程为 25nm。除了 DDR3,东芯股份还在进行 25nm 制程 LPDDR4 的研发。
04 结语
在 DDR4 大行其道,DDR5 火爆异常的当下,DDR3 依然保持着应用适应性,在很多嵌入式应用场合,DDR3 依然是必不可少的内存选项。在一些对性能要求不高的伺服器应用领網域,DDR3 也是不错的选择。
随着三星、SK 海力士逐渐退出 DDR3 市场,给中国台湾和中国大陆厂商留出了足够的市场空间,特别是对中国大陆厂商来说,可以复制前些年在 NOR Flash 市场爬升的经验和发展路径,争取尽快拿下全球 DDR3 大部分市场份额。
目前来看,DDR3 市场争夺战将在中国台湾和中国大陆几大厂商之间展开,未来几年,产品和价格竞争可能会很激烈。