DRAM的變數(shù)

作者：米樂

一路暴跌的半導(dǎo)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(yíng)收約114.3億美元，環(huán)比增長(zhǎng)20.4%，終結(jié)連續(xù)三個(gè)季度的跌勢(shì)。

存儲(chǔ)作為行業(yè)的風(fēng)向標(biāo)，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(shí)傳遞給整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)呢？

?01經(jīng)歷低谷

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

2022年第四季度DRAM行業(yè)營(yíng)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(jià)格環(huán)比下降23-28%，DDR5內(nèi)存價(jià)格下降30%-35%。2022年第四季度DRAM產(chǎn)業(yè)營(yíng)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(jī)時(shí)單季36%的跌幅。

2023年第一季度，DRAM產(chǎn)業(yè)營(yíng)收約96.6億美元，環(huán)比下降21.2%，已續(xù)跌三個(gè)季度。出貨量方面僅美光有上升，其余均衰退；平均銷售單價(jià)三大原廠均下跌。因供過于求尚未改善，價(jià)格依舊續(xù)跌，然而在原廠陸續(xù)減產(chǎn)后，DRAM下半年價(jià)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(dòng)減產(chǎn)，三星、美光、SK海力士第二季稼動(dòng)率分別下滑至77%、74%、82%。

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

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

在消費(fèi)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(duì)GPU、高帶寬存儲(chǔ)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(yù)計(jì)需求下滑已經(jīng)見底，價(jià)格也不會(huì)繼續(xù)下滑。DRAM就是受消費(fèi)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(jià)格在三季度預(yù)計(jì)將短期保持穩(wěn)定。消息人士還透露，DRAM的合約價(jià)格在三季度預(yù)計(jì)將保持穩(wěn)定，是由于大部分的存儲(chǔ)芯片供應(yīng)商在同客戶洽談三季度的供應(yīng)時(shí)，設(shè)法避免價(jià)格大幅下滑。如果DRAM合約價(jià)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(yíng)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(duì)高帶寬內(nèi)存(HBM)和DDR5的需求,DRAM市場(chǎng)出現(xiàn)了一些顯著的增長(zhǎng)勢(shì)頭。

9月1日，三星電子宣布該公司已采用12納米（nm）級(jí)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(jì)劃于今年年底開始量產(chǎn)。

"在三星最新推出的12納米級(jí)32Gb內(nèi)存的基礎(chǔ)上，我們可以研發(fā)出實(shí)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(shí)代對(duì)于大容量DRAM內(nèi)存日益增長(zhǎng)的需求?！比请娮哟鎯?chǔ)器事業(yè)部?jī)?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(jì)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(duì)頭美光也在加緊布局中，中國(guó)臺(tái)灣美光董事長(zhǎng)盧東暉表示，美光有多達(dá) 65% 的 DRAM 產(chǎn)品在臺(tái)灣地區(qū)生產(chǎn)，其中臺(tái)日?qǐng)F(tuán)隊(duì)一起研發(fā)新一代的 1-gamma 制程將于 2025 年上半年先在臺(tái)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(tái)灣地區(qū)董事長(zhǎng)盧東暉上任1年多，歷經(jīng)存儲(chǔ)器景氣驟變，從拼命追產(chǎn)能到今年初精簡(jiǎn)人力，過程有如云霄飛車。他接受媒體專訪時(shí)表示，這次景氣修正有很多“黑天鵝”事件一起發(fā)生，確實(shí)很嚴(yán)重，包括疫情和地域沖突，但好的企業(yè)就是在碰到危境時(shí)能夠沉著應(yīng)對(duì)。

美光這次領(lǐng)先示警半導(dǎo)體景氣要開始修正，并提前預(yù)做準(zhǔn)備，如今終端客戶庫(kù)存不斷下降，市場(chǎng)將要探底，產(chǎn)能利用率見底回升；反觀三星還要延長(zhǎng)減產(chǎn)行動(dòng)，他認(rèn)為美光比起競(jìng)爭(zhēng)者有更多優(yōu)勢(shì)。盧東暉說，雖然目前尚未看到整個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)景氣恢復(fù)，美光產(chǎn)能還未滿載，不過，DDR5需求越來越好，高頻寬存儲(chǔ)器（HBM）需求也慢慢變好。美光領(lǐng)先的HBM3和DDR5產(chǎn)品，在電競(jìng)及生成式人工智能（AI）應(yīng)用市場(chǎng)頗受歡迎，年度營(yíng)運(yùn)計(jì)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(dá)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(huì)如約而至嗎？

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

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

野村最新報(bào)告也指出，隨著第二季度出貨量增長(zhǎng)，第三季度主流存儲(chǔ)芯片的價(jià)格有望趨于穩(wěn)定或上升。在價(jià)格較高的DDR5、HBM與LPDDR5X出貨比重升高帶動(dòng)下，預(yù)計(jì)第三季度DRAM產(chǎn)品平均售價(jià)有望提升5%-10%。

然后根據(jù)最新TrendForce報(bào)告，與上周（如下圖時(shí)間）相比，現(xiàn)貨市場(chǎng)成交價(jià)格普遍止跌，但沒有持續(xù)上漲動(dòng)力。盡管供應(yīng)商和其他現(xiàn)貨賣家對(duì)價(jià)格堅(jiān)挺，不愿進(jìn)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(jìn)一步觀察來確定未來現(xiàn)貨價(jià)格的軌跡。

不過，集邦咨詢認(rèn)為，第四季度供應(yīng)商需進(jìn)一步擴(kuò)大減產(chǎn)規(guī)模，以有效削減現(xiàn)有庫(kù)存。

DRAM現(xiàn)貨市場(chǎng)

?03變數(shù)中求生存

英特爾新一代消費(fèi)型筆電平臺(tái)Meteor Lake預(yù)計(jì)第四季度問世，搭載的DRAM便是由DDR4升級(jí)為DDR5。業(yè)界指出，英特爾的新平臺(tái)也宣告著DDR5時(shí)代終于來臨，有望帶來新一波DRAM采購(gòu)潮。在未來AI計(jì)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(jì)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(chǎng)，公司此前預(yù)計(jì)，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(yīng)端形成寡頭壟斷市場(chǎng)。存儲(chǔ)芯片的設(shè)計(jì)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(jìn)入存儲(chǔ)器顆粒領(lǐng)域的頭部企業(yè)具備顯著的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。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(chǔ)芯片，打破了當(dāng)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?yàn)樗鼈冎恍枰粋€(gè)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(jiǎn)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(jì)其新的 3D X-DRAM 技術(shù)可以實(shí)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(guó)半導(dǎo)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(tuán)隊(duì)開始研究。

“3D DRAM 被認(rèn)為是半導(dǎo)體行業(yè)未來的增長(zhǎng)動(dòng)力，”三星電子半導(dǎo)體研究中心副總裁兼工藝開發(fā)辦公室負(fù)責(zé)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(xì)節(jié)將被披露，確定他們的發(fā)展方向。”

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(huì)加速3D DRAM技術(shù)的商業(yè)化。

國(guó)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(shì)點(diǎn)。華為和中科院的新3DDRAM技術(shù)一旦發(fā)布，那么在存儲(chǔ)芯片技術(shù)方面，他們就有望從根上突破了。當(dāng)然了，技術(shù)成果要轉(zhuǎn)變成芯片量產(chǎn)，還需要整個(gè)供應(yīng)鏈的協(xié)作，并不是代表芯片制造工藝也實(shí)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(chǎng)的擴(kuò)大，面向AI服務(wù)器的存儲(chǔ)器需求劇增。因此HBM3和DDR5 DRAM等高端產(chǎn)品銷售增加。有市場(chǎng)人士透露，近期HBM3規(guī)格DRAM價(jià)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(jìng)賽中領(lǐng)先于三星，目前作為最早實(shí)現(xiàn)HBM3量產(chǎn)的廠商，已配套英偉達(dá)高性能GPU H100大量供貨，持續(xù)鞏固其市場(chǎng)領(lǐng)先地位。

根據(jù)TrendForced的數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)器原廠在面臨英偉達(dá)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(kuò)增HBM產(chǎn)能，預(yù)估2024年HBM供給位元量將年增105%，但考慮到TSV擴(kuò)產(chǎn)加上機(jī)臺(tái)交期與測(cè)試所需的時(shí)間合計(jì)可能長(zhǎng)達(dá)9~12個(gè)月，因此預(yù)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(dòng)下，HBM存儲(chǔ)芯片供不應(yīng)求，HBM價(jià)格水漲船高，近期HBM3規(guī)格DRAM價(jià)格已上漲了5倍。我們測(cè)算2026年HBM市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)149億美元，相較于2022年實(shí)現(xiàn)3倍以上的增長(zhǎng)。

國(guó)產(chǎn)面臨這樣的機(jī)遇和壟斷，可以重點(diǎn)關(guān)注DRAM設(shè)計(jì)。隨著高帶寬內(nèi)存特別是3D結(jié)構(gòu)的興起，對(duì)于DRAM設(shè)計(jì)要求越來越高，越來越定制化。三星/海力士的HBM是標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，而對(duì)于目前應(yīng)用領(lǐng)域相對(duì)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(jì)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。