DRAM的變數(shù)

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？

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，相關廠商這一業(yè)務的營收也就有望在短期保持穩(wěn)定，不再繼續(xù)下滑。

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?！谷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

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 3D DRAM 電氣特性的細節(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，可以重點關注 DRAM 設計。隨著高帶寬內(nèi)存特別是 3D 結(jié)構(gòu)的興起，對于 DRAM 設計要求越來越高，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。