JEDEC宣布DDR5的標準之后,各大半導體廠商加快推進自研DDR5產(chǎn)品進程。去年10月,SK海力士、英特爾等正式發(fā)布DDR5產(chǎn)品,帶領數(shù)據(jù)存儲正式進入DDR5時代。多方預測,DDR5將在數(shù)據(jù)中心場景中大放異彩。
在DDR5時代,一個CPU需要的內(nèi)存接口已經(jīng)要24-32個,數(shù)量還會不斷增加。隨著DDR5的爆發(fā),內(nèi)存接口在2022年迎來了好日子。
服務器帶著內(nèi)存接口跑起來了
內(nèi)存接口芯片是服務器必不可少的組成部分,它應用在服務器內(nèi)存條,不適用普通PC以及手機。全球的內(nèi)存接口芯片市場的3家主導公司為:中國瀾起科技、美國Rambus和被瑞薩收購的IDT,這三家公司報告均披露稱,由于服務器的采購量在增長,同時服務器技術參數(shù)和負載要求提升,對內(nèi)存條的需求數(shù)量也在不斷增長,內(nèi)存接口芯片相關業(yè)務收入近年來一直保持較快增速,已超過服務器市場增長速度。
2021第三季度,全球服務器市場規(guī)模已達246.8億美元,建設數(shù)據(jù)中心成為潮流,內(nèi)存芯片因此獲益。
內(nèi)存接口芯片集成于DRAM內(nèi)存模組中,是服務器內(nèi)存條的核心邏輯器件,其主要作用是提升內(nèi)存數(shù)據(jù)訪問的速度及穩(wěn)定性,滿足服務器CPU對內(nèi)存模組日益增長的高性能及大容量需求。
內(nèi)存接口芯片連接服務器內(nèi)存和外存
從DDR、DDR2、DDR3到目前流行的DDR4,工作電壓由1.8V、1.5V降低至1.2V,傳輸速度從800MT/s、1600MT/s提高到3200MT/s。而到了DDR5時代,工作電壓已經(jīng)可以達到1.1V,傳輸速度也繼續(xù)提高到4800MT/s。雖然技術在更新,但是內(nèi)存子系統(tǒng)仍然受高速度、大容量、低功耗下的信號完整性掣肘,內(nèi)存接口芯片也在升級換代。
內(nèi)存接口芯片。來源:瀾起科技
滴水不漏的高墻,越來越少的玩家
由于技術高難度的存在,DDR4時代之后全球的內(nèi)存接口芯片市場形成了三足鼎立的態(tài)勢。
半導體產(chǎn)業(yè)縱橫整理
2019年,瀾起在內(nèi)存接口芯片的市占率已經(jīng)達到47%,公司在2016年的市占率還只是28.47%。預計公司的內(nèi)存接口芯片業(yè)務在2021-2022年還將保持30%以上的復合增長。內(nèi)存接口芯片發(fā)展到DDR5時代,可能會出現(xiàn)較為明顯的馬太效應,強者愈強弱者愈弱。IDT和瀾起科技的發(fā)展基本上可以說就是行業(yè)整體發(fā)展。
不過從DDR5回看十幾年,從DDR2開始算起,三足鼎立只有很短的一段時間。
解決服務器CPU的高處理速度與內(nèi)存存儲速度不匹配的問題是內(nèi)存芯片的主要功能,因此這個行業(yè)從一開始就具有良好的發(fā)展前景,吸引了大量的行業(yè)主要廠商進入,DDR2時代參與者超過10家。但是內(nèi)存接口芯片技術走向艱深,公司間的產(chǎn)品分工成為必要條件,行業(yè)集中度逐步提升,到了DDR3階段,行業(yè)主要參與者明顯減少,到了DDR4,就剩了三根獨苗。
回顧過去的發(fā)展,西門子、Inphi、德州儀器等公司逐漸退出市場,業(yè)內(nèi)人士表示這可能是三個原因?qū)е碌模海?)內(nèi)存接口芯片的市場太小、(2)研發(fā)門檻太高導致、(3)所有的內(nèi)存接口都需要多方標準驗證。也因此,大量公司轉(zhuǎn)身離開這個領域,給了瀾起、IDT、Rambus更大的空間。
內(nèi)存接口芯片單價不足20元,全球市場份額并不大,相關人士估計僅約6億美元左右。對比內(nèi)存顆粒市場,2020年第一季度內(nèi)存顆粒的全球市場就有148億元人民幣。
再者,內(nèi)存接口芯片電路設計有著高復雜度,直到2020年7月,DDR5的設計規(guī)范才由JEDEC發(fā)布,此外,研發(fā)費用在內(nèi)存芯片中占比很高,基本是技術驅(qū)動的行業(yè),要跑在標準之前才能影響標準,所以這一領域在爭搶技術先發(fā)的同時,還面臨著很大的標準成果風險。
研發(fā)費用率(IDT被收購后退市不再披露財務數(shù)據(jù)) 來源:塔堅研究
最后,內(nèi)存接口芯片認證過程嚴格,需要CPU公司、內(nèi)存公司的多重認證,其中尤以CPU廠商認證最為關鍵。
英特爾公司是瀾起科技的第二大股東,10月28日,國際芯片巨頭英特爾宣布,第12代PC版CPU首度支持DDR 5內(nèi)存和PCIe 5.0。一天后,瀾起科技宣布其DDR5第一子代內(nèi)存接口及模組配套芯片已成功實現(xiàn)量產(chǎn)。
瀾起DDR5內(nèi)存接口產(chǎn)品。來源:瀾起科技官網(wǎng)
巨頭的無奈
內(nèi)存接口芯片是中游環(huán)節(jié),上游的設計、封測、代工廠暫且不提, DRAM是內(nèi)存接口芯片的下游。三星、SK海力士、美光也是DRAM的三巨頭,市占率合計約90%,三巨頭同時也是IDT、瀾起科技、Rambus的重要客戶。
客戶集中的風險在這個行業(yè)十分顯著。2020年,瀾起科技對前五大客戶的銷售占比為82.22%,客戶相對集中。如果瀾起產(chǎn)品開發(fā)策略不符合市場變化或不符合客戶需求,則面臨業(yè)績下滑的風險。同時,由于客戶相對集中度高,如果發(fā)生客戶要求大規(guī)模降價等競爭環(huán)境變化的情形,公司將面臨市場份額波動、收入下滑的風險。瀾起科技后來與英特爾公司推出津逯服務器,也可能是減少客戶風險的側(cè)面舉措。
2020年1月,瑞薩宣布IDT已經(jīng)完成在美國的并購整合,瑞薩的并購當時成為日本最大的一幢收購案,IDT進入瑞薩麾下后,主要并入IIBU,其客戶資源得到極大拓展,也給瑞薩帶來了很大的盈利空間。
2020年上半年瑞薩營收。來源:與非網(wǎng)
除此之外,內(nèi)存行業(yè)遵循繁榮-落寞的周期性變化,DRAM受到的影響明顯,進而反饋到整個大行業(yè)。2018年受到美光的營業(yè)收入同比增長約50%的拉動,瀾起科技營收也較大增長;2021年上半年,瀾起收入增速分別同比下滑39.58%、33.51%,分析稱是受存儲芯片價格自7月份至今下滑約40%的影響。
瀾起科技的收入增速。來源:并購私塾
作為存儲行業(yè)中必不可少的一環(huán),在服務器的帶動下,內(nèi)存接口的黃金時期已經(jīng)不遠。機遇仍與挑戰(zhàn)并存,光明未來需要踏實開拓。