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？

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)計算和數(shù)據(jù)分析、高性能計算等領(lǐng)域。

然而現(xiàn)代應(yīng)用的復(fù)雜度在不斷提升，對計算能力的要求也越來越高。為了提高計算性能，無論是英特爾還是AMD，都將多核CPU視為重點。隨著核數(shù)增多，實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、降低功耗并增強數(shù)據(jù)完整性，DDR5應(yīng)運而生。

DDR5內(nèi)存的時鐘頻率通常在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，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)品的時間節(jié)點略微領(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，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“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。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(shù)用于DRAM發(fā)展。據(jù)了解，美光計劃從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年過去的十個月，存儲市場經(jīng)歷了沉重的打擊，降價、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，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月為主要機構(gòu)投資者和證券分析師舉行的私人企業(yè)簡報（IR）上，SK海力士預(yù)計其兩條產(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，由于DDR5需求高漲，拉動產(chǎn)品平均銷售單價，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月末的財報會議上表示，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強勁訂單需求做準(zhǔn)備，計劃今年第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，吸引消費者從DDR4上升級。除了消費級市場之外，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)一步擴大DDR5內(nèi)存的需求，足以見得AMD押注DDR5的決心。

漲價號角已然吹起

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年底金融海嘯時的單季36%跌幅，主要下跌原因是受DRAM產(chǎn)品平均價（ASP）下跌影響。

在存儲市場蕭條之際，DDR5也沒扛得住壓力，價格不斷走低。

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

其實提高DDR5滲透率的最大障礙就是價格，造成DDR5內(nèi)存價格居高不下的罪魁禍?zhǔn)资请娫垂芾硇酒琍MIC，其價格比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，DDR5內(nèi)存的價格自然就水漲船高。

同時，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)擴張。

如今伴隨著DDR5來到價格甜蜜點，DDR5漲價的暖風(fēng)率先吹來。

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

此前中泰證券數(shù)據(jù)也顯示，7月DDR5模組合約價首次環(huán)比上漲，環(huán)比增幅在3%-4%之間。TrendForce表示，需求方因預(yù)期價格反彈，正在增加DDR5產(chǎn)品的庫存，預(yù)計第四季度DRAM固定交易價格將保持穩(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價格已上漲，并看好DDR4、DDR3價格翻漲。

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。這是因為我們自身還沒有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制程的機臺設(shè)備出口到中國。

近日，北京君正在接受機構(gòu)調(diào)研時表示：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攻堅之路或許不會太遠(yuǎn)。