DRAM市場剛回暖,存儲三雄已開戰

DRAM市場剛回暖,存儲三雄已開戰
DRAM市場剛回暖,存儲三雄已開戰

DRAM第一季度價格回暖,“存儲三雄”三星、美光、海力士圍繞DRAM的新一輪競爭已經開始。三星將EUV導入DRAM,DDR5及LPDDR5等新產品的崛起,透露哪些迭代趨勢?在寒意猶存的第二季度,三大內存企業的產能佈局有什麼側重點,聚焦哪些市場方向?

DRAM邁向EUV時代

三星於近期宣佈,已經成功出貨了一百萬個基於EUV技術的10nm級(D1x)DDR4模塊,成為首個在DRAM生產中使用EUV的企業。目前三星的EUV DDR4模塊已經完成了全球範圍的客戶評估,將為高端PC、手機、企業服務器、大數據等應用使用更先進的EUV技術開啟大門。

EUV光刻是邏輯IC 7nm及以下製程的關鍵技術,能夠提升產能,降低單片生產成本。EUV波長僅為13.5nm,遠遠小於DUV光刻機的193nm,能實現更高的分辨率,打造更小更快的芯片。臺積電的7nm加強版N7+以及後續的6nm、5nm、3nm工藝都將使用EUV設備,三星也從7nm節點開始使用EUV設備並將一直沿用到3nm工藝的開發。

三星首度在DRAM生產引入EUV,既有利於降低生產成本,也有利於提升差異化競爭能力。集邦諮詢在文字答覆記者採訪時表示,DRAM進入10nm級時代,製程所需的光罩數越來越高,EUV可有效減少光罩數量來壓低成本。隨著DRAM向更先進的節點發展,EUV會變成不可或缺的工具,不過現階段供應商仍處於試產階段,達到較高的經濟效益才會將EUV導入量產。

賽迪智庫集成電路所分析師黃陽棋向記者指出,從技術必要性來看,當前DRAM先進節點為1Znm(第三代10nm等級製造工藝),即使再進步兩代依舊沒有必須使用EUV的要求。但是三星宣稱EUV能夠使生產效率翻倍,從而大幅降低成本,使得其他廠商必須跟進,否則將在競爭中處於劣勢。在未來DRAM競爭中,EUV是一個必須的選項,這是市場競爭的結果。

海力士也注意到EUV對DRAM的重要性。2019年10月,海力士在聲明中稱,為滿足微型化電子設備及存儲單元對大容量、高密度數據存儲的需求,導入EUV勢在必行,海力士在韓國利川的M16工廠有望為EUV設備設立單獨區域。海力士預計,EUV將在2020年部分用於1Ynm(第二代10nm等級製造工藝)及以下DRAM的生產。

美光則在第一季度財報中指出,其在中國臺灣生產基地的淨室已經具備EUV能力。

除了製程技術,海力士、美光還聚焦封裝方案創新。海力士與科技公司Xperi旗下子公司Invensas簽訂新的專利與技術授權協議,獲得DBI Ultra 2.5D/3D互連技術授權,該技術通過化學鍵而非銅柱實現芯片互聯,能實現16層堆疊,顯著提升帶寬和存儲密度。美光的uMCP封裝方案將低功耗DRAM芯片與NAND芯片以及其主控相結合,與雙芯片解決方案相比節省40%空間,目前已經送樣。

LPDDR5引領新一輪產品競爭

今年2月,美光宣佈交付全球首款LPDDR5(低功耗DDR5)DRAM芯片。小米創始人兼董事長雷軍表示,小米10全線採用LPDDR5內存,供應商為美光和三星。根據美光提供的參數,LPDDR5相較LPDDR4整機省電5%~10%,續航延長5%~10%。在小米採用LPDDR5的實測結果中,LPDDR5綜合場景下較LPDDR4續航提升約10%,遊戲場景(王者榮耀)省電約20%,微信語音和視頻場景省電約10%。

在美光宣佈小米將搭載其首款量產的LPDDR5後僅4個小時,努比亞創始人兼總裁倪飛在社交賬號宣佈紅魔5G全系列標配LPDDR5,配圖為三星LPDDR5產品圖。兩天後,Realme副總裁徐起宣佈realme真我X50 Pro全系標配三星LPDDR5。

小米10系列和realme真我X50 Pro的LPDDR5內存最高為12GB,不過消費者有望在下半年見到搭載16GB LPDDR5的手機。今年2月,三星宣佈面向下一代高端手機的16 GB LPDDR5開始量產,數據傳輸速率達到5500Mb/s,是LPDDR4X版本的1.3倍。相比8GB LPDDR4, 16GB LPDDR5能降低20%的功耗並提供兩倍的性能。三星計劃在平澤工廠繼續擴產LPDDR5,並在第二季度規模量產基於第三代10nm工藝的16GB LPDDR5。美光科技移動產品事業部市場副總裁Christopher Moore也表示,預計2020年下半年就會出現16GB內存的手機,美光已經接到很多16GB內存需求。

相比LPDDR5,DDR5的規模量產和應用步伐稍緩,但領軍內存企業都在加緊佈局。海力士計劃今年量產DDR5,三星計劃2021年基於D1a工藝大規模量產DDR5,美光1Znm製程的 DDR5 寄存型 DIMM (RDIMM) 已開始出樣。據悉,海力士DDR5內存頻率最高達8400MHz,單顆最大內存容量為64GB,相比DDR4帶寬翻倍。集邦諮詢向記者表示,DDR5的進程比LPDDR5更晚,主要應用場景以計算機、服務器產品為主,但需要配合主流CPU的規格,預計到2021年的下半年才能在市場上看到一定數量的產品。

產能向先進製程和新產品傾斜

2019年,內存價格經歷至暗時刻。三星2019年盈利較2018年下降52.8%,海力士2019年盈利同比下降87%,美光同比下降23%。集邦諮詢向記者表示,在產能擴增放緩的情況下,三大DRAM供應商今年的發展方向為持續朝向1Y、1Znm製程做轉換。在比拼技術的同時,也要比拼產品質量、良率和轉換進度。

海力士計劃2020年重點提升1Ynm DRAM產量。海力士首席技術官Jin-seok Cha表示,海力士今年的投資會聚焦在向1Ynm的技術遷移以及96層和128層NAND,採用1Ynm的DRAM佔比將提升40%。1Znm也將於年內正式投入批量生產。

三星也將為新產品建立產線。為了更好地滿足市場對下一代DDR5及LPDDR5 DRAM不斷增長的需求,三星除導入EUV技術,還將於今年下半年在韓國平澤市建立第二條半導體產線。

美光則跟據市場需求調整產能結構。美光在第二季度財報指出,受新冠肺炎疫情影響,遠程辦公、遊戲、宅經濟導致數據中心DRAM需求走高,隨之上升的需求還有筆記本電腦,手機和個人電子設備的DRAM需求則低於預期。美光表示,對DRAM和SSD的供應將更多從智能手機轉移到數據中心市場。黃陽棋表示,今年手機內存原本預計會有隨著5G換機所帶來的高速增長,但由於受到疫情影響,手機出貨量不及預期,也會影響到內存行業全年的增長不及預期。服務器將會是今年內存增長的主要動力。


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