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【存储器】DRAM市场刚回暖,存储三雄已开战

来源:中国电子报    原作者:张心怡    

DRAM第一季度价格回暖,“存储三雄”三星、美光、海力士围绕DRAM的新一轮竞争已经开始。三星将EUV导入DRAM,DDR5及LPDDR5等新产品的崛起,透露哪些迭代趋势?在寒意犹存的第二季度,三大内存企业的产能布局有什么侧重点,聚焦哪些市场方向?

DRAM迈向EUV时代

三星于近期宣布,已经成功出货了一百万个基于EUV技术的10nm级(D1x)DDR4模块,成为首个在DRAM生产中使用EUV的企业。目前三星的EUV DDR4模块已经完成了全球范围的客户评估,将为高端PC、手机、企业服务器、大数据等应用使用更先进的EUV技术开启大门。

EUV光刻是逻辑IC 7nm及以下制程的关键技术,能够提升产能,降低单片生产成本。EUV波长仅为13.5nm,远远小于DUV光刻机的193nm,能实现更高的分辨率,打造更小更快的芯片。台积电的7nm加强版N7+以及后续的6nm、5nm、3nm工艺都将使用EUV设备,三星也从7nm节点开始使用EUV设备并将一直沿用到3nm工艺的开发。

三星首度在DRAM生产引入EUV,既有利于降低生产成本,也有利于提升差异化竞争能力。集邦咨询在文字答复记者采访时表示,DRAM进入10nm级时代,制程所需的光罩数越来越高,EUV可有效减少光罩数量来压低成本。随着DRAM向更先进的节点发展,EUV会变成不可或缺的工具,不过现阶段供应商仍处于试产阶段,达到较高的经济效益才会将EUV导入量产。

行业分析师黄阳棋向记者指出,从技术必要性来看,当前DRAM先进节点为1Znm(第三代10nm等级制造工艺),即使再进步两代依旧没有必须使用EUV的要求。但是三星宣称EUV能够使生产效率翻倍,从而大幅降低成本,使得其他厂商必须跟进,否则将在竞争中处于劣势。在未来DRAM竞争中,EUV是一个必须的选项,这是市场竞争的结果。

海力士也注意到EUV对DRAM的重要性。2019年10月,海力士在声明中称,为满足微型化电子设备及存储单元对大容量、高密度数据存储的需求,导入EUV势在必行,海力士在韩国利川的M16工厂有望为EUV设备设立单独区域。海力士预计,EUV将在2020年部分用于1Ynm(第二代10nm等级制造工艺)及以下DRAM的生产。

美光则在第一季度财报中指出,其在中国台湾生产基地的净室已经具备EUV能力。

除了制程技术,海力士、美光还聚焦封装方案创新。海力士与科技公司Xperi旗下子公司Invensas签订新的专利与技术授权协议,获得DBI Ultra 2.5D/3D互连技术授权,该技术通过化学键而非铜柱实现芯片互联,能实现16层堆叠,显著提升带宽和存储密度。美光的uMCP封装方案将低功耗DRAM芯片与NAND芯片以及其主控相结合,与双芯片解决方案相比节省40%空间,目前已经送样。

LPDDR5引领新一轮产品竞争

今年2月,美光宣布交付全球首款LPDDR5(低功耗DDR5)DRAM芯片。小米创始人兼董事长雷军表示,小米10全线采用LPDDR5内存,供应商为美光和三星。根据美光提供的参数,LPDDR5相较LPDDR4整机省电5%~10%,续航延长5%~10%。在小米采用LPDDR5的实测结果中,LPDDR5综合场景下较LPDDR4续航提升约10%,游戏场景(王者荣耀)省电约20%,微信语音和视频场景省电约10%。

在美光宣布小米将搭载其首款量产的LPDDR5后仅4个小时,努比亚创始人兼总裁倪飞在社交账号宣布红魔5G全系列标配LPDDR5,配图为三星LPDDR5产品图。两天后,Realme副总裁徐起宣布realme真我X50 Pro全系标配三星LPDDR5。

小米10系列和realme真我X50 Pro的LPDDR5内存最高为12GB,不过消费者有望在下半年见到搭载16GB LPDDR5的手机。今年2月,三星宣布面向下一代高端手机的16 GB LPDDR5开始量产,数据传输速率达到5500Mb/s,是LPDDR4X版本的1.3倍。相比8GB LPDDR4, 16GB LPDDR5能降低20%的功耗并提供两倍的性能。三星计划在平泽工厂继续扩产LPDDR5,并在第二季度规模量产基于第三代10nm工艺的16GB LPDDR5。美光科技移动产品事业部市场副总裁Christopher Moore也表示,预计2020年下半年就会出现16GB内存的手机,美光已经接到很多16GB内存需求。

相比LPDDR5,DDR5的规模量产和应用步伐稍缓,但领军内存企业都在加紧布局。海力士计划今年量产DDR5,三星计划2021年基于D1a工艺大规模量产DDR5,美光1Znm制程的 DDR5 寄存型 DIMM (RDIMM) 已开始出样。据悉,海力士DDR5内存频率最高达8400MHz,单颗最大内存容量为64GB,相比DDR4带宽翻倍。集邦咨询向记者表示,DDR5的进程比LPDDR5更晚,主要应用场景以计算机、服务器产品为主,但需要配合主流CPU的规格,预计到2021年的下半年才能在市场上看到一定数量的产品。

产能向先进制程和新产品倾斜

2019年,内存价格经历至暗时刻。三星2019年盈利较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%。集邦咨询向记者表示,在产能扩增放缓的情况下,三大DRAM供应商今年的发展方向为持续朝向1Y、1Znm制程做转换。在比拼技术的同时,也要比拼产品质量、良率和转换进度。

海力士计划2020年重点提升1Ynm DRAM产量。海力士首席技术官Jin-seok Cha表示,海力士今年的投资会聚焦在向1Ynm的技术迁移以及96层和128层NAND,采用1Ynm的DRAM占比将提升40%。1Znm也将于年内正式投入批量生产。

三星也将为新产品建立产线。为了更好地满足市场对下一代DDR5及LPDDR5 DRAM不断增长的需求,三星除导入EUV技术,还将于今年下半年在韩国平泽市建立第二条半导体产线。

美光则跟据市场需求调整产能结构。美光在第二季度财报指出,受新冠肺炎疫情影响,远程办公、游戏、宅经济导致数据中心DRAM需求走高,随之上升的需求还有笔记本电脑,手机和个人电子设备的DRAM需求则低于预期。美光表示,对DRAM和SSD的供应将更多从智能手机转移到数据中心市场。黄阳棋表示,今年手机内存原本预计会有随着5G换机所带来的高速增长,但由于受到疫情影响,手机出货量不及预期,也会影响到内存行业全年的增长不及预期。服务器将会是今年内存增长的主要动力。

封面图片来源: 拍信网