DRAM的變數(shù)

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？

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。

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?！谷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)有庫存。

DRAM 現(xiàn)貨市場(chǎng)

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?！?/span>

三星電子和 SK 海力士今年量產(chǎn)的尖端 DRAM 線寬為 12 納米?？紤]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。