内存接口芯片伴随内存技术的发展而发展,当前主流的 DDR4 内存技术面世至今历经多 次迭代,已进入成熟期。2020 年 7 月 DDR5 标准正式推出,内存技术迭代大幕正式拉起。 我们判断未来内存技术升级将推动内存接口芯片市场加速扩容:1)DDR5 突破处理器 性能瓶颈,处理器及存储龙头大力推进,有望加速渗透替代 DDR4 市场份额;2)新一 代内存接口芯片技术难度增大,ASP 有望大幅抬升;3)DDR5 时代内存接口芯片采用 “1+10”架构,价值量相较前代提升。
处理器性能升级受限于内存性能,DDR5 内存技术问世大幅提升性能,将逐步取代 DDR4 成为主流。5G 等新兴技术驱动数据呈指数级增长,对处理器性能的需求随之水 涨船高。根据美光的数据,2000 年到 2019 年内存带宽从约 1GB/s 迅速提升至目前的接 近 200GB/s,但更快的处理器核心数量增速使单核平均带宽自 2018 年起开始出现下降, 在超多核心处理器的系统中,单核可用带宽严重不足,牵制了单核处理器性能提升空间。 我们认为目前 DDR4 技术已经达到寿命末期,DDR5 满足处理器性能提升的迫切需求, 未来几年将实现对 DDR4 的逐步取代。
内存行业龙头布局“抢跑”,2021 年多家 DDR5 内存模组已量产。目前三星、SK 海 力士、美光三大 DRAM 芯片供应商均研发出 DDR5 内存芯片,其中美光于 2020 年初实 现了向客户的 DDR5 RDIMM 出样,SK 海力士于 2020 年 10 月 6 日推出全球首款 DDR5 DRAM,三星也已研发成功于 2021 年大批量生产,合肥长鑫也计划于 2022 年投产 DDR5 内存。多家内存厂商量产 DDR5 内存或将促使 DDR5 内存价格下降。我们预计到 2022 年底,DDR5 内存的价格将进一步逼近 DDR4,此后 DDR5 的市场渗透率会大幅提升。
Intel 和 AMD 加速推进 DDR5 使用率,将进一步驱动 DDR5 推广渗透。由于内存模组 需要处理器平台的支持,且 DDR5 并不向下兼容 DDR4,因此除了存储厂商积极推新之 外,Intel 新一代处理器平台的推出是 DDR5 推广的关键。根据 Intel 服务器处理器路线 图,英特尔将推出第一代支持 DDR5 的服务器处理器 Sapphire Rapids,我们预计 DDR5 将随新一代服务器处理器问世而加速推向市场。另一方面,近期强势增长的 AMD 也采取 更加激进的推进策略。根据 Omdia,2021 年 DDR5 渗透率约 1%,2022 年 DDR5 的渗 透率或将达到 10.7%,2024 年 DDR5 的市场份额有望超过 40%。
DDR5 内存性能远超 DDR4 的规格上限,配套内存接口芯片性能及技术难度随之提升, 推高内存接口芯片 ASP。DRR5 相较于 DDR4 单颗 DRAM 内存密度提升 4 倍至 64Gbit, 最大数据传输速率提升一倍达到 6.4Gbps,工作电压由 1.2V 压低至 1.1V 使对应功耗降 低超过 20%,故而 DDR5 内存将对保证内存数据传输速率和稳定性的内存接口芯片提出 更高要求,进而新一代内存接口芯片在满足更高性能要求的同时技术难度也相应提升, 从而提高新一代内存接口芯片价值量。
内存接口芯片某一子代产品的生命周期里,销售单价逐步降低;但随着技术迭代后,新 一子代产品因技术先进而售价将有所提高。例如,澜起科技 DDR4 世代中 Gen1.0、Gen1.5、 Gen2.0、Gen2plus 产品因技术和性能升级平均销售单价有所提高。 远期来看,LRDIMM 渗透+DDR5 架构升级同样助力内存接口芯片价增。DDR4 世代用 于服务器的内存模组主要有 RDIMM 和 LRDIMM 两种,其中 LRDIMM 架构相较于传统架 构 LRDIMM 大幅减少了 CPU 与 DRAM 颗粒间的负载,降低了信号传输损耗和延迟,保 持了信号完整性和高数据带宽,且有更好的散热性能,其在结构上比 RDIMM 多用 9 个 DB,故价值量约为后者的 5.5 倍。DDR5 时代 LRDIMM 采取“1+10”架构,即 1 个 RCD+10 个 DB(而 RDIMM 同样为 1 个 RCD),预计价值量将进一步提升。
随高性能运算得不断发展,LRDIMM 有望得到更为广泛的应用,渗透率将不断提升,推 动内存接口芯片整体价值量提升。而澜起科技作为 DDR4“1+9”分布式缓冲内存子系 统框架标准的发明者,相较其他竞争者为技术上的先手,有望更受益于新架构的渗透。 另外值得注意的是,内存技术迭代或将伴随着 CPU 支持的内存通道数增长,这带来内 存接口芯片新增量。根据 JEDEC,从第一代 DDR4 标准到第二代 DDR4 标准,典型的 DDR4 服务器内存通道数由四通道三插槽升级至六通道双插槽,对应单 CPU12 个内存模 组(插槽满插内存模组),即需 12 个内存接口芯片。根据 CPU 支持通道数不断增长的 规律,JEDEC 预计未来 DDR5 时代或将出现 12 通道 2 插槽的设计。且根据 Intel 首个支 持 DDR5 的 CPU 平台即为 8 通道设计,为提升处理器性能,更多内存通道可期。
