電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/程文智）最近，據(jù)韓國(guó)媒體報(bào)道，三星電子預(yù)計(jì)今年在半導(dǎo)體行業(yè)投資35萬(wàn)億韓元（約316億美元），其中，存儲(chǔ)半導(dǎo)體投資約24萬(wàn)億韓元（約217億美元），晶圓代工領(lǐng)域投資11萬(wàn)億韓元（約99億美元）。報(bào)道稱此次投資將會(huì)主要集中在西安二期工廠和平澤P2工廠。據(jù)悉，存儲(chǔ)相關(guān)設(shè)備的投資已經(jīng)先行。

西安二期為NAND Flash工廠，目前已訂購(gòu)的設(shè)備將在今年6-7月交付產(chǎn)線用于生產(chǎn)128層V6 3D NAND。消息稱，西安二期工廠建成后合計(jì)月產(chǎn)能可達(dá)12萬(wàn)片，約占三星電子全球產(chǎn)量的40%。

而平澤P2工廠為NAND Flash、DRAM和晶圓代工混合產(chǎn)線，產(chǎn)線擴(kuò)充之后預(yù)計(jì)NAND Flash月產(chǎn)能將增加18-30K；DRAM月產(chǎn)能將增加30-60K；晶圓代工月產(chǎn)能增加20K。

據(jù)了解，三星電子已經(jīng)開(kāi)始訂購(gòu)相關(guān)的半導(dǎo)體設(shè)備。韓國(guó)媒體報(bào)道特別指出，三星電子已于本月15日與DI簽署了一份合同，為下一代DRAM存儲(chǔ)器的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品DDR5購(gòu)買(mǎi)價(jià)值3130萬(wàn)美元（345億韓元）的半導(dǎo)體檢測(cè)設(shè)備。其實(shí)，三星電子在2020年2月份就宣布了成功研發(fā)出了DDR5芯片，預(yù)計(jì)2021年下半年可以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

DDR5今年將接棒DDR4，它有哪些優(yōu)點(diǎn)？
自2012年9月，JEDEC協(xié)會(huì)宣布DDR4 SDRAM的最終規(guī)格到現(xiàn)在已經(jīng)過(guò)去9年了。如今JEDEC協(xié)會(huì)在2020年7月正式發(fā)布了新的內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)DDR5-SDRAM最終規(guī)格，預(yù)示著DDR5將會(huì)接棒DDR4成為新的主流標(biāo)準(zhǔn)。

從JEDEC協(xié)會(huì)公布的信息來(lái)看，與上一代DDR4標(biāo)準(zhǔn)相比，DDR5將主電壓從1．2 V降低至1．1 V，最大芯片密度提高了4倍，最大數(shù)據(jù)速率提高一倍，突發(fā)長(zhǎng)度增加一倍，存儲(chǔ)單元組數(shù)增加一倍?？梢哉f(shuō)在速度、容量、能耗和穩(wěn)定性等方面，DDR5都來(lái)了一次全面的提升。

雖然DDR5的最高速率可高達(dá)6400Mbps，但能達(dá)到這個(gè)速率的產(chǎn)品近期應(yīng)該不會(huì)出現(xiàn)，最先推出的產(chǎn)品應(yīng)該是4800Mbps的產(chǎn)品，隨后才會(huì)推出5600Mbps，再然后才會(huì)有6400Mbps的產(chǎn)品出現(xiàn)。

其實(shí)從速率方面來(lái)看，DDR5發(fā)展還沒(méi)有LPDDR5快，LPDDR5的速率會(huì)更快，有業(yè)界人士表示，如果應(yīng)用更加注重性能而看重容量，則可以先選擇LPDDR5的產(chǎn)品。


新的DDR5除了容量更大，速度更快之外，也有一些殺手锏，比如雙通道DIMM、突發(fā)長(zhǎng)度、占空比調(diào)節(jié)器、片上ECC等等。

具體來(lái)說(shuō)，雙通道DIMM可以操控更多的核數(shù)量，以提升通道效率，進(jìn)而優(yōu)化內(nèi)存整體的能效。

片上ECC則強(qiáng)化了片上RAS，減輕了控制器的負(fù)擔(dān)。

增加了數(shù)據(jù)突發(fā)長(zhǎng)度，DDR5將缺省的數(shù)據(jù)突發(fā)長(zhǎng)度（Burst Length）從DDR4標(biāo)準(zhǔn)的BL8增加到了BL16，這樣就提高了命令／地址和數(shù)據(jù)總線的效率。也就是說(shuō)，相同的CA總線讀寫(xiě)事務(wù)可以在數(shù)據(jù)總線上實(shí)現(xiàn)兩倍的數(shù)據(jù)量，同時(shí)限制在同一Bank內(nèi)受到IO／陣列時(shí)序限制的風(fēng)險(xiǎn)。突發(fā)長(zhǎng)度的增加也可減少相同的64B緩存線數(shù)據(jù)負(fù)載存取所需的IO數(shù)量，減少存取特定數(shù)據(jù)量所需的命令，這對(duì)于功耗的控制十分有利。

此外，還有有占空比調(diào)節(jié)器、DRAM接收DQ均衡、內(nèi)部DQS延遲監(jiān)控等關(guān)鍵特性。

DDR5將首先在服務(wù)器領(lǐng)域得到應(yīng)用
DDR5標(biāo)準(zhǔn)推出之后，三星電子、美光、SK海力士等內(nèi)存和模塊制造商都已經(jīng)積極行動(dòng)起來(lái)了，陸續(xù)推出了相關(guān)的樣品，為即將到來(lái)的新一波內(nèi)存升級(jí)潮積極備戰(zhàn)。按照以往的經(jīng)驗(yàn)，2021年DDR5將最先進(jìn)入服務(wù)器市場(chǎng)，之后隨著工藝穩(wěn)定和產(chǎn)能爬坡后，再逐漸向PC和消費(fèi)電子等領(lǐng)域滲透。

去年以來(lái)，在線辦公和遠(yuǎn)程教育需求爆發(fā)，云計(jì)算需求快速提升，拉動(dòng)服務(wù)器需求增長(zhǎng)，直接推動(dòng)內(nèi)存接口芯片需求提高。據(jù)IDC預(yù)測(cè)，2020年-2025年，中國(guó)X86服務(wù)器市場(chǎng)規(guī)模有望以年復(fù)合增長(zhǎng)率9.08%的速度穩(wěn)步增長(zhǎng)，拉動(dòng)上游內(nèi)存接口芯片銷售量保持增長(zhǎng)勢(shì)態(tài)。對(duì)于DDR5內(nèi)存需求，IDC預(yù)計(jì)將從 2020年開(kāi)始增長(zhǎng), 到2021年底將占DRAM總市場(chǎng)的25%，這一市場(chǎng)份額將逐步提升, 并在2022年達(dá)到44%。

對(duì)市場(chǎng)的預(yù)測(cè)，Omdia顯得更加保守一些，該機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)DDR5需求將在2021年開(kāi)始激增，到2022年將占據(jù)全球DRAM市場(chǎng)的10%，到2024年將增長(zhǎng)到43%。

其實(shí)DDR5的普及速度，還是要看CPU產(chǎn)品的支持，在服務(wù)器領(lǐng)域則要看占據(jù)服務(wù)器CPU整體出貨量90%以上的英特爾的態(tài)度。從目前公開(kāi)的信息來(lái)看英特爾在2020年時(shí)打包票說(shuō)Sapphire Rapids處理器會(huì)正式采用DDR5，2021下半年開(kāi)始做小批量的生產(chǎn)。

AMD即將問(wèn)世的Milan平臺(tái)仍沿用當(dāng)前主流解決方案DDR4，預(yù)計(jì)下一代Genoa平臺(tái)會(huì)有導(dǎo)入DDR5的規(guī)格，不過(guò)該平臺(tái)量產(chǎn)時(shí)間約為2022年，若要正式搭載DDR5，AMD的服務(wù)器存儲(chǔ)器解決方案最快2023年才會(huì)問(wèn)世。

在ARM陣營(yíng)方面，來(lái)自法國(guó)的初創(chuàng)公司SiPearl剛公布了代號(hào)“Rhea”(美洲鴕鳥(niǎo))的處理器產(chǎn)品，采用臺(tái)積電7nm工藝制造，集成多達(dá)72個(gè)CPU核心，Mesh網(wǎng)格式布局，支持4-6個(gè)通道的DDR5內(nèi)存控制器。其發(fā)布時(shí)間定在2021年，因此對(duì)DDR5的導(dǎo)入也不會(huì)早于這個(gè)時(shí)間。

考慮到生產(chǎn)成本問(wèn)題，服務(wù)器產(chǎn)品對(duì)存有溢價(jià)的DDR5產(chǎn)品接納程度較高，而PC產(chǎn)品對(duì)DDR5產(chǎn)品的規(guī)劃估計(jì)要到2022年才能落實(shí)，也就是說(shuō)DDR5這兩年都將主要停留在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證階段。

據(jù)悉，英特爾12 代酷睿 Alder Lake (ADL)混合架構(gòu)處理器會(huì)支持DDR5，但最早也要到2021年Q3。AMD的Zen4已經(jīng)規(guī)劃了對(duì)DDR5的支持，發(fā)布時(shí)間也在2021年。DDR5要全面在PC上普及，看來(lái)至少還需要2年的時(shí)間。

產(chǎn)業(yè)鏈準(zhǔn)備就緒，DDR5蓄勢(shì)待發(fā)
雖然說(shuō)Intel和AMD都相繼推遲了他們?cè)谙M(fèi)級(jí)平臺(tái)上支持DDR5內(nèi)存的計(jì)劃，但追求性能且對(duì)價(jià)格不這么敏感的服務(wù)器平臺(tái)在2021年確實(shí)會(huì)上DDR5，至少I(mǎi)ntel的線路圖上2021年的Sapphire Rapids服務(wù)器處理器是支持PCI-E 5.0和DDR5的。而內(nèi)存廠商肯定會(huì)比平臺(tái)廠商先一步把DDR5內(nèi)存推向市場(chǎng)。

根據(jù)三大DRAM原廠官網(wǎng)及公司公告顯示，三星、美光、SK海力士2020年已經(jīng)完成DDR5內(nèi)存研發(fā)，并具備大規(guī)模的量產(chǎn)能力：

SK海力士于2018年發(fā)布首顆2GB DDR5-6400模組，并于2020年10月宣布推出全球首款DDR5 DRAM；2020年1月，美光基于1znm制程技術(shù)的DDR5 RDIMM開(kāi)始送樣，性能較DDR4提高85%以上；三星則于2020年2月份宣布成功研發(fā)出DDR5芯片。

近期，根據(jù)外媒TechPowerUp 的消息，十銓成功開(kāi)發(fā)了 DDR5 SO-DIMM 內(nèi)存，并有望成為第一個(gè)參加英特爾和等平臺(tái)驗(yàn)證測(cè)試的公司。

另外，國(guó)產(chǎn)內(nèi)存廠商嘉合勁威正在積極布局導(dǎo)入DDR5內(nèi)存新技術(shù)，2021年將在深圳坪山率先量產(chǎn)DDR5。目前，嘉合勁威正在積極與芯片廠商溝通，導(dǎo)入和研發(fā)新一代的DDR5內(nèi)存技術(shù)，同時(shí)籌備配置DDR5生產(chǎn)線，有望在2021年第二季度推出單條16GB容量的DDR5內(nèi)存條。

除了大廠加快DDR5的布局外，LPDDR5已開(kāi)始應(yīng)用在高端旗艦機(jī)上，比如紅米K30 Pro5G、iQOO3、一加 8Pro、中興 AXON 10s Pro等。

DDR5成品的推出離不開(kāi)相關(guān)的供應(yīng)鏈廠商的支持，比如新思科技（Synopsys），瑞薩（Renesas），瀾起科技（Montage Technology），Rambus等廠商提供的相關(guān)產(chǎn)品和解決方案。目前這些廠商都已開(kāi)始推出相關(guān)產(chǎn)品和解決方案。

Synopsys在2018年就推出了DDR5和LPDDR5 IP方案，據(jù)其官網(wǎng)信息顯示，采用DesignWare LPDDR5 IP之后，客戶可以節(jié)省大量的面積和功率，比以前的版本減少多達(dá)40％的面積。DesignWare DDR5 IP為分立器件和雙列直插式內(nèi)存模塊（DIMM）提供了單通道和雙通道方式，從而為人工智能和數(shù)據(jù)中心SoC帶來(lái)了速度最快的DDR存儲(chǔ)器接口解決方案。

Synopsys公司提供了完整的DDR5和LPDDR5 IP解決方案，其中包括控制器、PHY和驗(yàn)證IP。PHY和控制器通過(guò)最新的DFI 5.0接口無(wú)縫地進(jìn)行互操作。通過(guò)PHY中的嵌入式校準(zhǔn)處理器進(jìn)行的基于固件的訓(xùn)練優(yōu)化了啟動(dòng)時(shí)內(nèi)存訓(xùn)練，可以實(shí)現(xiàn)最高程度的數(shù)據(jù)可靠性和系統(tǒng)級(jí)別的余量。它還能夠快速更新訓(xùn)練算法，而無(wú)需更改硬件。

在2019年，Synopsys又為DDR5/4非易失性雙列直插式內(nèi)存模塊(NVDIMM-P)，推出業(yè)內(nèi)首個(gè)驗(yàn)證 IP (VIP)。

瀾起科技是國(guó)內(nèi)打入DRAM核心生態(tài)圈的唯一廠商，是全球可提供從DDR2到DDR4內(nèi)存全緩沖/半緩沖完整解決方案的主要供應(yīng)商之一。

據(jù)悉，2020年底，瀾起科技已經(jīng)完成了DDR5第一子代的研發(fā)，目前在做優(yōu)化和測(cè)試。在DDR5生態(tài)鏈重，瀾起科技可以提供RCD、DB、SPD、PMIC和Tempsensor等產(chǎn)品。

根據(jù)JEDEC定義，在DDR5時(shí)代，SPD將會(huì)成為內(nèi)存模組的標(biāo)配，不僅在服務(wù)器，在PC、筆記本電腦都需要至少一顆。按照內(nèi)存模組的歷史經(jīng)驗(yàn)，在DDR4時(shí)代，都是服務(wù)器先上量，然后筆記本電腦才會(huì)跟上，因?yàn)榉?wù)器比較高端，對(duì)成本不敏感、對(duì)性能追求高，隨著成本的控制才會(huì)向PC、筆記本電腦傳導(dǎo)。

據(jù)業(yè)內(nèi)人士估計(jì)，現(xiàn)在全球服務(wù)器一年出貨量大約1200萬(wàn)臺(tái)對(duì)應(yīng)的內(nèi)存模組大概在1.21億根左右；PC大約3億臺(tái)左右，大部分PC都是一根內(nèi)存條就夠了，極少數(shù)高端的可能需要多一點(diǎn)，假設(shè)每一個(gè)PC只有1根內(nèi)存條意味著至少3億根內(nèi)存條。所以一旦DDR5時(shí)代到來(lái)，經(jīng)過(guò)2-3年滲透DDR5成為主流，1.21+3億=4.21億根內(nèi)存模組都要SPD，在服務(wù)器價(jià)值量ASP在1美元以上，PC的ASP至少0.4-0.5美元，這意味著SPD的市場(chǎng)空間有2.5~3億美元。

據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，在服務(wù)器內(nèi)存中，至少需要1顆tempsensor，但tempsensor與PMIC、SPD不一樣。SPD是要也僅要一顆；tempsensor根據(jù)每個(gè)內(nèi)存模組廠商自己的需求來(lái)設(shè)計(jì)，可以有多種組合，比如（1）中間有1顆且這顆可與SPD封裝在1顆芯片里；（2）在兩邊各有一顆（3）中間1顆，旁邊兩顆，共三顆。

需要指出的是，瀾起科技在DDR5時(shí)代會(huì)同時(shí)推出Tempsensor、SPD、PMIC、RCD、DB等芯片產(chǎn)品。其中SPD方面瀾起科技與IDT各占50%市場(chǎng)份額，PMIC除了瀾起科技和IDC外，還有傳統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)者，不過(guò)內(nèi)存模組的PMIC應(yīng)該還有很多Know-how在里面，瀾起科技和IDT會(huì)更有優(yōu)勢(shì)。

在DDR5時(shí)代，PMIC、SPD在PC時(shí)代也要用，而RCD、DB短期不會(huì)在PC上，這是由于服務(wù)器內(nèi)存模組容量比較大，不過(guò)高端PC可能會(huì)用到RCD/DB芯片。

結(jié)語(yǔ)
可以預(yù)見(jiàn)的是2021年將會(huì)有更多的的DDR5產(chǎn)品推出，只是要全面普及，全面替代DDR4可能還需要一段時(shí)間，但不管怎樣，產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)做好準(zhǔn)備，在需求發(fā)展的大趨勢(shì)下，只等CPU的到來(lái)了。