文｜半導體產(chǎn)業(yè)縱橫
當下，AI服務器系統(tǒng)和應用最為火爆，其對DDR5和HBM的需求量大增，因此，在全球內(nèi)存市場，DDR5和HBM成為大宗存儲器市場的寵兒。
AI大模型持續(xù)迭代升級，參數(shù)持續(xù)增長，大模型的參數(shù)規(guī)模越大，算力負擔越重，而AI服務器是算力的核心。2023年，AI服務器出貨量近120萬臺，年增38.4%，占整體服務器出貨量的9%，按照這個勢頭發(fā)展下去，2026年將占到15%的市場份額。更多的大模型參數(shù)需要大容量、高速的內(nèi)存支持。
針對AI服務器的高性能要求，更強大的內(nèi)存——DDR5需求隨之提升。與DDR4相比，DDR5具備更高速度、更大容量和更低能耗等特點。DDR5內(nèi)存的最高傳輸速率達6.4Gbps，比DDR4高出一倍。
雖然發(fā)展勢頭很猛，實際上，DDR5還在成長期，未達到普及的階段，整體市占率依然不如DDR4。在全球內(nèi)存市場，DDR4和DDR3依然有龐大需求，而在PC、工作站和數(shù)據(jù)中心這幾大主流市場，DDR4占據(jù)著絕大多數(shù)市場份額。相對而言，DDR3的存在感似乎越來越弱了，特別是在過去兩年里，由于全球芯片市場疲軟，DDR3的市場需求情況就更難以引起人們關注了。
然而，從2023年第四季度開始，隨著應用市場回暖，相關應用對DDR3的需求量開始回升，庫存見底，2024年第一季度，相關廠商開始補充庫存，使得DDR3市場開始熱起來。近期，隨著網(wǎng)絡通信和物聯(lián)網(wǎng)等設備需求增長，DDR3出現(xiàn)供給吃緊情況。在需求明顯增長，內(nèi)存制造商產(chǎn)能供應未增的情況下，DDR3開始漲價。
實際上，2023年第四季度，三星、美光和SK海力士就開始喊漲DDR3價格。去年11月，DDR3芯片價格急漲，合約價上漲了10%~15%。之后的兩個月，價格有所振蕩，2024年1月，2Gb 128Mx16 1600/1866 DDR3的現(xiàn)貨均價從去年9月的0.86美元上漲至最高點的0.99美元，與去年9月相比，上漲了10.2%。
進入2024年3月后，業(yè)界繼續(xù)喊漲DDR3，利基型內(nèi)存大廠華邦規(guī)劃在第二季度調(diào)升DDR3價格，要一口氣大漲20%。
01、DDR3落后于DDR4，但仍有用
隨著技術和應用的發(fā)展，主流計算機內(nèi)存已經(jīng)從DDR3過渡到了DDR4，雖然這兩種內(nèi)存在基本功能上相似，但在性能上存在顯著差異，主要表現(xiàn)在以下幾方面：速度和帶寬，功耗，容量和密度，兼容性和升級，價格和性價比。
DDR4內(nèi)存的速度明顯高于DDR3。DDR4內(nèi)存的典型速度為2133-3200Mbps，而DDR3的速度通常在800-2133Mbps之間。這意味著DDR4可以在更短的時間內(nèi)處理更多的數(shù)據(jù)，從而提高系統(tǒng)性能。
DDR4的功耗比DDR3低。DDR4采用了更先進的制程工藝和優(yōu)化設計，使其在相同的頻率下功耗更低，這有助于提高設備的能效，降低運行成本。
DDR4的單個芯片容量通常比DDR3大。DDR4的主流容量為4Gb-16Gb，DDR3的容量通常為1Gb-8Gb。這意味著DDR4可以支持更高的總內(nèi)存容量，可滿足大型應用程序的需求。
DDR4的針腳數(shù)比DDR3多。DDR4采用了288-320針腳的FBGA封裝，DDR3的針腳數(shù)為240。更多的針腳數(shù)使DDR4的數(shù)據(jù)傳輸速率更高，從而提高性能。
用戶在選擇內(nèi)存時，要考慮自己的性能需求和硬件兼容性，如果主板支持DDR4且需要更高的性能和能效，就選擇DDR4，對于預算有限或使用較老主板的用戶，DDR3仍然是不錯的選擇。
與DDR5相比，DDR3在速度和帶寬方面更落后了，DDR3的最高數(shù)據(jù)傳輸速率為2133 Mbps，而DDR5的最高速度可達到6400Mbps。DD5比DDR3擁有更高的帶寬，能夠同時處理更多的數(shù)據(jù)。DDR5更節(jié)能，因為它采用更先進的制程工藝和更智能的電源管理技術。DDR5可以支持更高的存儲容量，因為它可以在單個芯片中集成更多單元。DDR5還具有更低的延遲時間。
總體來說，DDR5比DDR3更快，更高效，更節(jié)能，可以支持更高的存儲容量，但也更昂貴。
在不斷變化的數(shù)字化時代，服務器內(nèi)存的選擇變得愈發(fā)重要。DDR3、DDR4和DDR5三種內(nèi)存標準具有各自的特點和優(yōu)勢，在不同的應用場景中發(fā)揮著各自的作用。要選擇合適的內(nèi)存，應該綜合考慮性能需求、應用場景、預算限制以及未來的發(fā)展方向。
02、DDR3的應用及發(fā)展
目前，DDR3主要應用于液晶電視、數(shù)字機頂盒、播放機等消費類電子產(chǎn)品，以及網(wǎng)絡通信和物聯(lián)網(wǎng)等領域，很多都是定制化芯片。
一般情況下，消費類電子產(chǎn)品對內(nèi)存容量要求不高，該類產(chǎn)品不追求高性能，短時間內(nèi)無升級需求，如WiFi路由器、家電等，內(nèi)存首選是DDR3。DDR3在通信基礎設施中也有廣泛應用。另外，在汽車、工業(yè)應用領域，DDR3也有其較為穩(wěn)定的市場。
在汽車領域，DDR3可用于ADAS、車載娛樂、汽車鏈接等，其中，ADAS含前視攝像頭、環(huán)視、傳感器融合等應用場景，車載娛樂包括儀表盤、聯(lián)網(wǎng)廣播等。雖然在汽車智能化趨勢下，有車廠切換到性能更好的DDR4，但很多傳統(tǒng)燃油車廠在車載影音、儀表盤中仍大量使用DDR3，因為車廠對穩(wěn)定性要求更高，向DDR4演進的速度較慢。
在一些服務器應用場合，DDR3內(nèi)存依然具有使用價值，特別是以下這些場景：小型企業(yè)和辦公環(huán)境，對于輕負載的任務，如基本辦公應用、網(wǎng)站托管等，DDR3內(nèi)存的性能足夠滿足需求；低預算項目，DDR3內(nèi)存相對于DDR4更經(jīng)濟實惠，適用于預算有限的項目。不過，總體來看，在服務器應用領域，隨著技術的進步和應用需求的發(fā)展，DDR3在性能方面已經(jīng)逐漸落后，DDR4已經(jīng)站在了舞臺中心。
在具體應用中，DDR3需要匹配主控芯片，DDR3與主控芯片（如MCU、MPU、SoC）配套使用，滿足主控芯片的存儲需求，如NXP用于儀表盤的i.MX6S系列MCU，在外部配置了 2個DRAM，1個是LPDDR2，另一個是DDR3。
根據(jù)測算，消費類電子應用占DDR3市場份額的79%，是第一大應用，工業(yè)占比為12%，汽車占比9%。
從DDR3標準推出，到2010年市場規(guī)模超過DDR2，歷經(jīng)3年時間。從2012年JEDEC推出DDR4標準，到2018年DDR4市場規(guī)模超過DDR3，用時6年。總體來看，DDR3被DDR4替代的速度比較緩慢。
DDR3的市場規(guī)模在2014年達到頂峰，約為394億美金，到2020年縮小到129億美金，該年內(nèi)，DDR3在DRAM整體市場中的占比約為20%，2021年為8%，2022年繼續(xù)保持在8%左右。目前，DDR3內(nèi)存的市場規(guī)模約為70億美元，雖然市場逐漸縮小，但生命力持久，在可預見的未來，依然會占據(jù)一定的行業(yè)地位。
03、廠商如何布局DDR3
雖然三大DRAM原廠都在減少DDR3業(yè)務比重，但三星在DDR3市場依然是龍頭，市場份額接近40%，但該公司1Gb、2Gb、4Gb容量的DDR3內(nèi)存已經(jīng)停產(chǎn)，目前，三星提供的都是大容量DDR3產(chǎn)品，美光在DDR3市場的份額也達到22%，SK海力士為4%左右。當然，隨著這三大廠商進一步減少DDR3業(yè)務比重，它們的市場占比會持續(xù)縮小。
過去幾年，三星和SK海力士一直在減產(chǎn)DDR3，并將產(chǎn)能移轉(zhuǎn)至DDR4、DDR5，以及CIS圖像傳感器。目前，三星已經(jīng)停止4Gb及以下低容量DDR3供貨。
目前，SK海力士的業(yè)務重心也不在DDR3了，可提供4Gb容量產(chǎn)品。
相對而言，美光的DDR3和DRR4料號數(shù)量占比較均衡。按照該公司的規(guī)劃，至少到2026 年，美光依然會向市場提供DDR3產(chǎn)品，但是，會調(diào)整DDR3產(chǎn)能，轉(zhuǎn)移至以生產(chǎn)利基型產(chǎn)品為主的美國廠，在車用存儲芯片需求增長的情況下，其產(chǎn)能會向毛利率更高的車規(guī)級產(chǎn)品傾斜，減少消費類產(chǎn)品的供給。
總體來看，三星、SK海力士都準備在將來停產(chǎn)DDR3內(nèi)存，但沒有公開具體時間表。而美光則沒有停產(chǎn)DDR3的打算，會繼續(xù)生產(chǎn)。
目前，除了以上三巨頭，中國臺灣廠商南亞科、華邦在DDR3市場占有較大份額，而且比較依賴這方面的營收。南亞科市占率達到22%，華邦的DDR3市占率約為5%。南亞科在生產(chǎn)DDR3的同時，也在進行DDR4迭代，而華邦則一直專注于DDR3市場。
在業(yè)界很多大廠停產(chǎn)DDR3之時，華邦表示未來會持續(xù)生產(chǎn)DDR3。華邦電子中國大陸產(chǎn)品營銷處處長朱迪介紹說：“三星、美光和SK海力士很早就告知客戶，將停止供應DDR3，不過，對于特定客戶，他們還在持續(xù)供貨，比如，三星仍在為一些CIS傳感器供應DDR3內(nèi)存。不過，從長遠看，這些廠商都將退出DDR3市場。而華邦將會持續(xù)進行DDR3的生產(chǎn)和技術支持?！?/p>
OMDIA的報告提到，一直到2028年，DDR3產(chǎn)品依然會存在，因為它的主要應用市場，如汽車、工業(yè)用的主控芯片接口演進速度并不快，而DDR3又是一種非常成熟的產(chǎn)品。相較于DDR4，相同的制程、速度和容量，DDR3的尺寸比DDR4小10%，相較于LPDDR4會更小?；诖?，華邦認為，在特定的容量上，DDR3是性價比最高的選項，很多主芯片廠商也會繼續(xù)大量采用DDR3，這是華邦仍將DDR3作為重要業(yè)務的原因。預計該公司會在2025年將DDR3制程工藝演進到16nm。
在中國大陸，也有多家芯片廠商十分看重DDR3業(yè)務，如長鑫存儲，兆易創(chuàng)新，北京君正(ISSI)，東芯股份等。相對而言，在DDR3的基礎上，長鑫存儲更專注于DDR4，而兆易創(chuàng)新、北京君正、東芯股份則側(cè)重于DDR3和小容量DDR4。
北京君正因收購ISSI獲得了比較全面的利基型DRAM產(chǎn)品陣列，包括DDR3和小容量DDR4，目前，主力產(chǎn)品是DDR3，料號占比44%。
兆易創(chuàng)新的DDR產(chǎn)品容量覆蓋2Gb和4Gb，有x8、x16兩種結構，數(shù)據(jù)傳輸速率達到2133Mbps，電壓1.35/1.5V，工作溫度-40~95、-40~105攝氏度，參數(shù)與國際三巨頭和臺系廠商旗鼓相當，主要是在容量覆蓋面、料號數(shù)量、下游應用、制程上有所差異。容量覆蓋方面，兆易創(chuàng)新的DDR3容量是2Gb、4Gb，臺系廠商覆蓋1Gb-4Gb；料號數(shù)量方面，兆易創(chuàng)新DDR3產(chǎn)品的料號數(shù)量是24個，而臺系廠商達到75個；下游應用方面，兆易創(chuàng)新的DDR3產(chǎn)品主要應用于商規(guī)和工規(guī)，如網(wǎng)絡通信、電視、安防監(jiān)控、機頂盒、智慧家庭等領域，而國際三巨頭、臺系廠商，以及北京君正的DDR3是全覆蓋，應用面比兆易創(chuàng)新更廣；制程工藝方面，國際三巨頭的DDR3產(chǎn)品主要是20nm制程，而兆易創(chuàng)新采用17nm制程，制程更先進，成本更低。
東芯股份是中國大陸SLC NAND閃存龍頭企業(yè)，同時也在DDR3方面有所布局。2015年，該公司收購了韓國的Fidelix，持股比例為30.18%，加速了東芯的DRAM研發(fā)進程。目前，東芯股份的DDR3覆蓋1Gb、2Gb、4Gb等共計10款產(chǎn)品，主要應用于消費類電子產(chǎn)品。該公司DDR3產(chǎn)品的制程為25nm。除了DDR3，東芯股份還在進行25nm制程LPDDR4的研發(fā)。
04、結語
在DDR4大行其道，DDR5火爆異常的當下，DDR3依然保持著應用適應性，在很多嵌入式應用場合，DDR3依然是必不可少的內(nèi)存選項。在一些對性能要求不高的服務器應用領域，DDR3也是不錯的選擇。
隨著三星、SK海力士逐漸退出DDR3市場，給大陸和臺灣廠商留出了足夠的市場空間，特別是對大陸廠商來說，可以復制前些年在NOR Flash市場爬升的經(jīng)驗和發(fā)展路徑，爭取盡快拿下全球DDR3大部分市場份額。
目前來看，DDR3市場爭奪戰(zhàn)將在大陸和臺灣地區(qū)幾大廠商之間展開，未來幾年，產(chǎn)品和價格競爭可能會很激烈。