JEDEC宣布DDR5的标准之后,各大半导体厂商加快推进自研DDR5产品进程。去年10月,SK海力士、英特尔等正式发布DDR5产品,带领数据存储正式进入DDR5时代。多方预测,DDR5将在数据中心场景中大放异彩。

 

在DDR5时代,一个CPU需要的内存接口已经要24-32个,数量还会不断增加。随着DDR5的爆发,内存接口在2022年迎来了好日子。

 

服务器带着内存接口跑起来了

 

内存接口芯片是服务器必不可少的组成部分,它应用在服务器内存条,不适用普通PC以及手机。全球的内存接口芯片市场的3家主导公司为:中国澜起科技、美国Rambus和被瑞萨收购的IDT,这三家公司报告均披露称,由于服务器的采购量在增长,同时服务器技术参数和负载要求提升,对内存条的需求数量也在不断增长,内存接口芯片相关业务收入近年来一直保持较快增速,已超过服务器市场增长速度。

 

2021第三季度,全球服务器市场规模已达246.8亿美元,建设数据中心成为潮流,内存芯片因此获益。

 

内存接口芯片集成于DRAM内存模组中,是服务器内存条的核心逻辑器件,其主要作用是提升内存数据访问的速度及稳定性,满足服务器CPU对内存模组日益增长的高性能及大容量需求。

 

 内存接口芯片连接服务器内存和外存

 

从DDR、DDR2、DDR3到目前流行的DDR4,工作电压由1.8V、1.5V降低至1.2V,传输速度从800MT/s、1600MT/s提高到3200MT/s。而到了DDR5时代,工作电压已经可以达到1.1V,传输速度也继续提高到4800MT/s。虽然技术在更新,但是内存子系统仍然受高速度、大容量、低功耗下的信号完整性掣肘,内存接口芯片也在升级换代。

 

内存接口芯片。来源:澜起科技

 

滴水不漏的高墙,越来越少的玩家

 

由于技术高难度的存在,DDR4时代之后全球的内存接口芯片市场形成了三足鼎立的态势。

 

半导体产业纵横整理

 

2019年,澜起在内存接口芯片的市占率已经达到47%,公司在2016年的市占率还只是28.47%。预计公司的内存接口芯片业务在2021-2022年还将保持30%以上的复合增长。内存接口芯片发展到DDR5时代,可能会出现较为明显的马太效应,强者愈强弱者愈弱。IDT和澜起科技的发展基本上可以说就是行业整体发展。

 

不过从DDR5回看十几年,从DDR2开始算起,三足鼎立只有很短的一段时间。

 

解决服务器CPU的高处理速度与内存存储速度不匹配的问题是内存芯片的主要功能,因此这个行业从一开始就具有良好的发展前景,吸引了大量的行业主要厂商进入,DDR2时代参与者超过10家。但是内存接口芯片技术走向艰深,公司间的产品分工成为必要条件,行业集中度逐步提升,到了DDR3阶段,行业主要参与者明显减少,到了DDR4,就剩了三根独苗。

  

 

回顾过去的发展,西门子、Inphi、德州仪器等公司逐渐退出市场,业内人士表示这可能是三个原因导致的:(1)内存接口芯片的市场太小、(2)研发门槛太高导致、(3)所有的内存接口都需要多方标准验证。也因此,大量公司转身离开这个领域,给了澜起、IDT、Rambus更大的空间。

 

内存接口芯片单价不足20元,全球市场份额并不大,相关人士估计仅约6亿美元左右。对比内存颗粒市场,2020年第一季度内存颗粒的全球市场就有148亿元人民币。

 

再者,内存接口芯片电路设计有着高复杂度,直到2020年7月,DDR5的设计规范才由JEDEC发布,此外,研发费用在内存芯片中占比很高,基本是技术驱动的行业,要跑在标准之前才能影响标准,所以这一领域在争抢技术先发的同时,还面临着很大的标准成果风险。

 

研发费用率(IDT被收购后退市不再披露财务数据) 来源:塔坚研究

 

最后,内存接口芯片认证过程严格,需要CPU公司、内存公司的多重认证,其中尤以CPU厂商认证最为关键。

 

英特尔公司是澜起科技的第二大股东,10月28日,国际芯片巨头英特尔宣布,第12代PC版CPU首度支持DDR 5内存和PCIe 5.0。一天后,澜起科技宣布其DDR5第一子代内存接口及模组配套芯片已成功实现量产。

 

澜起DDR5内存接口产品。来源:澜起科技官网

 

巨头的无奈

 

内存接口芯片是中游环节,上游的设计、封测、代工厂暂且不提, DRAM是内存接口芯片的下游。三星、SK海力士、美光也是DRAM的三巨头,市占率合计约90%,三巨头同时也是IDT、澜起科技、Rambus的重要客户。

 

客户集中的风险在这个行业十分显著。2020年,澜起科技对前五大客户的销售占比为82.22%,客户相对集中。如果澜起产品开发策略不符合市场变化或不符合客户需求,则面临业绩下滑的风险。同时,由于客户相对集中度高,如果发生客户要求大规模降价等竞争环境变化的情形,公司将面临市场份额波动、收入下滑的风险。澜起科技后来与英特尔公司推出津逯服务器,也可能是减少客户风险的侧面举措。

 

2020年1月,瑞萨宣布IDT已经完成在美国的并购整合,瑞萨的并购当时成为日本最大的一幢收购案,IDT进入瑞萨麾下后,主要并入IIBU,其客户资源得到极大拓展,也给瑞萨带来了很大的盈利空间。

 

2020年上半年瑞萨营收。来源:与非网

 

除此之外,内存行业遵循繁荣-落寞的周期性变化,DRAM受到的影响明显,进而反馈到整个大行业。2018年受到美光的营业收入同比增长约50%的拉动,澜起科技营收也较大增长;2021年上半年,澜起收入增速分别同比下滑39.58%、33.51%,分析称是受存储芯片价格自7月份至今下滑约40%的影响。

 

澜起科技的收入增速。来源:并购私塾

 

作为存储行业中必不可少的一环,在服务器的带动下,内存接口的黄金时期已经不远。机遇仍与挑战并存,光明未来需要踏实开拓。