DRAM的變數(shù)

作者：米樂

一路暴跌的半導體行業(yè)在8月終于傳來了好消息。TrendForce集邦咨詢研究發(fā)布最新數(shù)據(jù)，第二季DRAM產(chǎn)業(yè)營收約114.3億美元，環(huán)比增長20.4%，終結(jié)連續(xù)三個季度的跌勢。

存儲作為行業(yè)的風向標，止跌是大家喜聞樂見的。這樣的好消息背后，不知道還有多少變數(shù)，又何時傳遞給整個半導體行業(yè)呢？

?01經(jīng)歷低谷

根據(jù)TrendForce發(fā)布報告，2022年第三季度DRAM行業(yè)營收為181.9億美元，環(huán)比下降28.9%。2022年第三季度，DRAM供應商庫存快速堆積，為搶占第四季度的出貨市占率，各家供應商難免以壓價的方式爭奪訂單。

2022年第四季度DRAM行業(yè)營收環(huán)比下降超過三成，跌幅超過2022年第三季度。2022年第四季度DDR4內(nèi)存價格環(huán)比下降23-28%，DDR5內(nèi)存價格下降30%-35%。2022年第四季度DRAM產(chǎn)業(yè)營收122.8億美元，環(huán)比下降32.5%，跌幅超越第三季度的28.9%，已逼近2008年底金融危機時單季36%的跌幅。

2023年第一季度，DRAM產(chǎn)業(yè)營收約96.6億美元，環(huán)比下降21.2%，已續(xù)跌三個季度。出貨量方面僅美光有上升，其余均衰退；平均銷售單價三大原廠均下跌。因供過于求尚未改善，價格依舊續(xù)跌，然而在原廠陸續(xù)減產(chǎn)后，DRAM下半年價格跌幅將有望逐季收斂。產(chǎn)能規(guī)劃方面，三大原廠均已啟動減產(chǎn)，三星、美光、SK海力士第二季稼動率分別下滑至77%、74%、82%。

2023年第二季度，DRAM產(chǎn)業(yè)營收約114.3億美元，環(huán)比增長20.4%，終結(jié)連續(xù)三個季度的跌勢。

DRAM此前的頹勢主要有三方面的原因，首先是客戶庫存調(diào)整由于全球經(jīng)濟形勢的不確定性，許多客戶選擇調(diào)整他們的庫存水平，這導致了DRAM的需求減少；其次是受到新冠疫情的影響，全球供應鏈出現(xiàn)了問題，導致DRAM的生產(chǎn)和運輸都受到了影響，進而影響了出貨量；最后是延續(xù)至今的內(nèi)存市場長期低迷問題，近年來，內(nèi)存市場一直處于低迷狀態(tài)，這主要是由于智能手機和其他電子產(chǎn)品的需求增長放緩所導致的。

在消費電子產(chǎn)品需求未明顯好轉(zhuǎn)的大背景下，雖然生成式人工智能對GPU、高帶寬存儲器需求在增加，但大部分芯片的需求并未好轉(zhuǎn)，不過有廠商預計需求下滑已經(jīng)見底，價格也不會繼續(xù)下滑。DRAM就是受消費電子產(chǎn)品需求下滑影響明顯的芯片門類，業(yè)內(nèi)消息人士透露，DRAM的合約價格在三季度預計將短期保持穩(wěn)定。消息人士還透露，DRAM的合約價格在三季度預計將保持穩(wěn)定，是由于大部分的存儲芯片供應商在同客戶洽談三季度的供應時，設(shè)法避免價格大幅下滑。如果DRAM合約價格在三季度能如消息人士透露的那樣保持短期穩(wěn)定，相關(guān)廠商這一業(yè)務(wù)的營收也就有望在短期保持穩(wěn)定，不再繼續(xù)下滑。

?02眾望所歸的觸底

由于人工智能引發(fā)的對高帶寬內(nèi)存(HBM)和DDR5的需求,DRAM市場出現(xiàn)了一些顯著的增長勢頭。

9月1日，三星電子宣布該公司已采用12納米（nm）級工藝技術(shù)，開發(fā)出其容量最大的32Gb DDR5 DRAM，在相同封裝尺寸下，容量是16Gb內(nèi)存模組的兩倍，并計劃于今年年底開始量產(chǎn)。

"在三星最新推出的12納米級32Gb內(nèi)存的基礎(chǔ)上，我們可以研發(fā)出實現(xiàn)1TB內(nèi)存模組的解決方案，這有助于滿足人工智能和大數(shù)據(jù)時代對于大容量DRAM內(nèi)存日益增長的需求?！比请娮哟鎯ζ魇聵I(yè)部內(nèi)存開發(fā)組執(zhí)行副總裁SangJoon Hwang表示，“我們將通過差異化的工藝與設(shè)計技術(shù)，繼續(xù)研發(fā)內(nèi)存解決方案，以突破內(nèi)存技術(shù)的瓶頸。"

同樣在9月，三星的老對頭美光也在加緊布局中，中國臺灣美光董事長盧東暉表示，美光有多達 65% 的 DRAM 產(chǎn)品在臺灣地區(qū)生產(chǎn)，其中臺日團隊一起研發(fā)新一代的 1-gamma 制程將于 2025 年上半年先在臺中廠量產(chǎn)，這是美光第 1 代采用極紫外光（EUV）的制程技術(shù)。

來源：美光

美光臺灣地區(qū)董事長盧東暉上任1年多，歷經(jīng)存儲器景氣驟變，從拼命追產(chǎn)能到今年初精簡人力，過程有如云霄飛車。他接受媒體專訪時表示，這次景氣修正有很多“黑天鵝”事件一起發(fā)生，確實很嚴重，包括疫情和地域沖突，但好的企業(yè)就是在碰到危境時能夠沉著應對。

美光這次領(lǐng)先示警半導體景氣要開始修正，并提前預做準備，如今終端客戶庫存不斷下降，市場將要探底，產(chǎn)能利用率見底回升；反觀三星還要延長減產(chǎn)行動，他認為美光比起競爭者有更多優(yōu)勢。盧東暉說，雖然目前尚未看到整個半導體產(chǎn)業(yè)景氣恢復，美光產(chǎn)能還未滿載，不過，DDR5需求越來越好，高頻寬存儲器（HBM）需求也慢慢變好。美光領(lǐng)先的HBM3和DDR5產(chǎn)品，在電競及生成式人工智能（AI）應用市場頗受歡迎，年度營運計劃正往好的方向調(diào)整。

相較上一代的1-alpha制程，美光最新的1-beta制程功耗降低約15%，位元密度提升超過35%，每顆晶粒容量可達16Gb，盧東暉看好1-beta制程與DDR5組合的產(chǎn)品性能。

觸底之后，“反彈”會如約而至嗎？

市場研究公司DRAM Exchange統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，8月最新DRAM規(guī)格DDR5 16Gb(2Gx8)固定成交價平均為3.40美元，環(huán)比上漲7.26%。分析指出，由于供應商在價格談判中態(tài)度強硬，需求方企業(yè)也接受了小幅提價。

此前中泰證券數(shù)據(jù)也顯示，7月DDR5模組合約價首次環(huán)比上漲，環(huán)比增幅在3%-4%之間。另外，需求方因預期價格反彈，正在增加DDR5產(chǎn)品的庫存，預計第四季度DRAM固定交易價格將保持穩(wěn)定，但DDR5可能會小幅上漲，漲幅最高可達5%。

野村最新報告也指出，隨著第二季度出貨量增長，第三季度主流存儲芯片的價格有望趨于穩(wěn)定或上升。在價格較高的DDR5、HBM與LPDDR5X出貨比重升高帶動下，預計第三季度DRAM產(chǎn)品平均售價有望提升5%-10%。

然后根據(jù)最新TrendForce報告，與上周（如下圖時間）相比，現(xiàn)貨市場成交價格普遍止跌，但沒有持續(xù)上漲動力。盡管供應商和其他現(xiàn)貨賣家對價格堅挺，不愿進一步讓步，但由于終端產(chǎn)品需求沒有出現(xiàn)好轉(zhuǎn)，整體交易量持續(xù)萎縮。需要進一步觀察來確定未來現(xiàn)貨價格的軌跡。

不過，集邦咨詢認為，第四季度供應商需進一步擴大減產(chǎn)規(guī)模，以有效削減現(xiàn)有庫存。

DRAM現(xiàn)貨市場

?03變數(shù)中求生存

英特爾新一代消費型筆電平臺Meteor Lake預計第四季度問世，搭載的DRAM便是由DDR4升級為DDR5。業(yè)界指出，英特爾的新平臺也宣告著DDR5時代終于來臨，有望帶來新一波DRAM采購潮。在未來AI計算數(shù)據(jù)量大增的情況下，更高傳輸速度、更高容量搭載量的DDR5 DRAM將有望全面成為PC、筆電及服務(wù)器的新主流。

如今，全球DRAM三巨頭美光、三星、SK海力士均展開籌備，計劃在第四季度全面拉高DDR5產(chǎn)能。其中除了我們剛提到的三星和美光，SK海力士則將以1β制程的DDR5沖刺市場，公司此前預計，2024年HBM和DDR5的銷售額有望翻番。

高資金壁壘、高技術(shù)壁壘促使DRAM供應端形成寡頭壟斷市場。存儲芯片的設(shè)計與制造產(chǎn)業(yè)具備較高的技術(shù)壁壘和資本壁壘，早期進入存儲器顆粒領(lǐng)域的頭部企業(yè)具備顯著的競爭優(yōu)勢。目前，把握住新的DRAM技術(shù)，是在變數(shù)中求生存的重要“武器”。

把握3D DRAM

3D DRAM是一種具有新結(jié)構(gòu)的存儲芯片，打破了當前陳舊的范式。3D X-DRAM 采用基于無電容器浮體單元技術(shù)的類 3D NAND DRAM 單元陣列結(jié)構(gòu)。3D X-DRAM 芯片可以用目前用于 3D NAND 芯片的相同方法制造，因為它們只需要一個掩模來定義位線孔并在孔內(nèi)形成單元結(jié)構(gòu)。這種單元結(jié)構(gòu)簡化了工藝步驟，為3D系統(tǒng)內(nèi)存制造提供了“高速、高密度、低成本、高良率的解決方案”。估計其新的 3D X-DRAM 技術(shù)可以實現(xiàn) 128 Gb 的密度和 230 層，比現(xiàn)在的 DRAM 密度高 8 倍。

美光自2019年就已經(jīng)開始了3D DRAM的研究，三星電子和 SK 海力士也在加速 3D DRAM 的商業(yè)化。

2021年，韓國半導體廠商正式開始談3D DRAM的開發(fā)。恰逢三星電子于 2021 年在其 DS 部門內(nèi)建立了下一代工藝開發(fā)團隊開始研究。

“3D DRAM 被認為是半導體行業(yè)未來的增長動力，”三星電子半導體研究中心副總裁兼工藝開發(fā)辦公室負責人 Lee Jong-myung 在 3 月 10 日于首爾 COEX 舉行的 IEEE EDTM 2023 上表示。SK海力士副總裁Cha Seon-yong也在3月8日表示，“到明年左右，有關(guān)3D DRAM電氣特性的細節(jié)將被披露，確定他們的發(fā)展方向?！?/p>

三星電子和SK海力士今年量產(chǎn)的尖端DRAM線寬為12納米。考慮到目前DRAM線寬微縮一納米的現(xiàn)狀，新結(jié)構(gòu)DRAM的商品化將成為一種必然，而不是一種選擇，三四年后。

三星電子和SK海力士可能會加速3D DRAM技術(shù)的商業(yè)化。

國內(nèi)，華為和中科院所開發(fā)的新技術(shù)、新材料，均是世界首次使用。目前中科院和華為的垂直環(huán)形溝道器件結(jié)構(gòu)（CAA）技術(shù)更有優(yōu)勢點。華為和中科院的新3DDRAM技術(shù)一旦發(fā)布，那么在存儲芯片技術(shù)方面，他們就有望從根上突破了。當然了，技術(shù)成果要轉(zhuǎn)變成芯片量產(chǎn)，還需要整個供應鏈的協(xié)作，并不是代表芯片制造工藝也實現(xiàn)了突破。

開發(fā)高帶寬類內(nèi)存

隨著以ChatGPT為中心的生成式AI市場的擴大，面向AI服務(wù)器的存儲器需求劇增。因此HBM3和DDR5 DRAM等高端產(chǎn)品銷售增加。有市場人士透露，近期HBM3規(guī)格DRAM價格上漲了5倍。SK海力士自2013年開發(fā)全球首款HBM芯片后，在內(nèi)存技術(shù)競賽中領(lǐng)先于三星，目前作為最早實現(xiàn)HBM3量產(chǎn)的廠商，已配套英偉達高性能GPU H100大量供貨，持續(xù)鞏固其市場領(lǐng)先地位。

根據(jù)TrendForced的數(shù)據(jù)，存儲器原廠在面臨英偉達以及其他云端服務(wù)業(yè)者自研芯片的加單下，試圖通過加大TSV產(chǎn)線來擴增HBM產(chǎn)能，預估2024年HBM供給位元量將年增105%，但考慮到TSV擴產(chǎn)加上機臺交期與測試所需的時間合計可能長達9~12個月，因此預估多數(shù)HBM產(chǎn)能要等到明年第二季才有望陸續(xù)開出。在AI熱潮的推動下，HBM存儲芯片供不應求，HBM價格水漲船高，近期HBM3規(guī)格DRAM價格已上漲了5倍。我們測算2026年HBM市場規(guī)模有望達149億美元，相較于2022年實現(xiàn)3倍以上的增長。

國產(chǎn)面臨這樣的機遇和壟斷，可以重點關(guān)注DRAM設(shè)計。隨著高帶寬內(nèi)存特別是3D結(jié)構(gòu)的興起，對于DRAM設(shè)計要求越來越高，越來越定制化。三星/海力士的HBM是標準化產(chǎn)品，而對于目前應用領(lǐng)域相對分散的人工智能業(yè)態(tài)，客制化的需求更為重要，且具備量產(chǎn)的創(chuàng)新技術(shù)就尤為珍貴。DRAM是高度壟斷性行業(yè)，存量DRAM設(shè)計公司本就不多，具備高帶寬內(nèi)存及掌握3D工藝的公司更為稀缺。