電子發燒友網報道（文/程文智）最近，據韓國媒體報道，三星電子預計今年在半導體行業投資35萬億韓元（約316億美元），其中，存儲半導體投資約24萬億韓元（約217億美元），晶圓代工領域投資11萬億韓元（約99億美元）。報道稱此次投資將會主要集中在西安二期工廠和平澤P2工廠。據悉，存儲相關設備的投資已經先行。

西安二期為NAND Flash工廠，目前已訂購的設備將在今年6-7月交付產線用于生產128層V6 3D NAND。消息稱，西安二期工廠建成后合計月產能可達12萬片，約占三星電子全球產量的40%。

而平澤P2工廠為NAND Flash、DRAM和晶圓代工混合產線，產線擴充之后預計NAND Flash月產能將增加18-30K；DRAM月產能將增加30-60K；晶圓代工月產能增加20K。

據了解，三星電子已經開始訂購相關的半導體設備。韓國媒體報道特別指出，三星電子已于本月15日與DI簽署了一份合同，為下一代DRAM存儲器的標準產品DDR5購買價值3130萬美元（345億韓元）的半導體檢測設備。其實，三星電子在2020年2月份就宣布了成功研發出了DDR5芯片，預計2021年下半年可以實現量產。

DDR5今年將接棒DDR4，它有哪些優點？
自2012年9月，JEDEC協會宣布DDR4 SDRAM的最終規格到現在已經過去9年了。如今JEDEC協會在2020年7月正式發布了新的內存標準DDR5-SDRAM最終規格，預示著DDR5將會接棒DDR4成為新的主流標準。

從JEDEC協會公布的信息來看，與上一代DDR4標準相比，DDR5將主電壓從1．2 V降低至1．1 V，最大芯片密度提高了4倍，最大數據速率提高一倍，突發長度增加一倍，存儲單元組數增加一倍。可以說在速度、容量、能耗和穩定性等方面，DDR5都來了一次全面的提升。

雖然DDR5的最高速率可高達6400Mbps，但能達到這個速率的產品近期應該不會出現，最先推出的產品應該是4800Mbps的產品，隨后才會推出5600Mbps，再然后才會有6400Mbps的產品出現。

其實從速率方面來看，DDR5發展還沒有LPDDR5快，LPDDR5的速率會更快，有業界人士表示，如果應用更加注重性能而看重容量，則可以先選擇LPDDR5的產品。


新的DDR5除了容量更大，速度更快之外，也有一些殺手锏，比如雙通道DIMM、突發長度、占空比調節器、片上ECC等等。

具體來說，雙通道DIMM可以操控更多的核數量，以提升通道效率，進而優化內存整體的能效。

片上ECC則強化了片上RAS，減輕了控制器的負擔。

增加了數據突發長度，DDR5將缺省的數據突發長度（Burst Length）從DDR4標準的BL8增加到了BL16，這樣就提高了命令／地址和數據總線的效率。也就是說，相同的CA總線讀寫事務可以在數據總線上實現兩倍的數據量，同時限制在同一Bank內受到IO／陣列時序限制的風險。突發長度的增加也可減少相同的64B緩存線數據負載存取所需的IO數量，減少存取特定數據量所需的命令，這對于功耗的控制十分有利。

此外，還有有占空比調節器、DRAM接收DQ均衡、內部DQS延遲監控等關鍵特性。

DDR5將首先在服務器領域得到應用
DDR5標準推出之后，三星電子、美光、SK海力士等內存和模塊制造商都已經積極行動起來了，陸續推出了相關的樣品，為即將到來的新一波內存升級潮積極備戰。按照以往的經驗，2021年DDR5將最先進入服務器市場，之后隨著工藝穩定和產能爬坡后，再逐漸向PC和消費電子等領域滲透。

去年以來，在線辦公和遠程教育需求爆發，云計算需求快速提升，拉動服務器需求增長，直接推動內存接口芯片需求提高。據IDC預測，2020年-2025年，中國X86服務器市場規模有望以年復合增長率9.08%的速度穩步增長，拉動上游內存接口芯片銷售量保持增長勢態。對于DDR5內存需求，IDC預計將從 2020年開始增長, 到2021年底將占DRAM總市場的25%，這一市場份額將逐步提升, 并在2022年達到44%。

對市場的預測，Omdia顯得更加保守一些，該機構預測DDR5需求將在2021年開始激增，到2022年將占據全球DRAM市場的10%，到2024年將增長到43%。

其實DDR5的普及速度，還是要看CPU產品的支持，在服務器領域則要看占據服務器CPU整體出貨量90%以上的英特爾的態度。從目前公開的信息來看英特爾在2020年時打包票說Sapphire Rapids處理器會正式采用DDR5，2021下半年開始做小批量的生產。

AMD即將問世的Milan平臺仍沿用當前主流解決方案DDR4，預計下一代Genoa平臺會有導入DDR5的規格，不過該平臺量產時間約為2022年，若要正式搭載DDR5，AMD的服務器存儲器解決方案最快2023年才會問世。

在ARM陣營方面，來自法國的初創公司SiPearl剛公布了代號“Rhea”(美洲鴕鳥)的處理器產品，采用臺積電7nm工藝制造，集成多達72個CPU核心，Mesh網格式布局，支持4-6個通道的DDR5內存控制器。其發布時間定在2021年，因此對DDR5的導入也不會早于這個時間。

考慮到生產成本問題，服務器產品對存有溢價的DDR5產品接納程度較高，而PC產品對DDR5產品的規劃估計要到2022年才能落實，也就是說DDR5這兩年都將主要停留在產品開發和驗證階段。

據悉，英特爾12 代酷睿 Alder Lake (ADL)混合架構處理器會支持DDR5，但最早也要到2021年Q3。AMD的Zen4已經規劃了對DDR5的支持，發布時間也在2021年。DDR5要全面在PC上普及，看來至少還需要2年的時間。

產業鏈準備就緒，DDR5蓄勢待發
雖然說Intel和AMD都相繼推遲了他們在消費級平臺上支持DDR5內存的計劃，但追求性能且對價格不這么敏感的服務器平臺在2021年確實會上DDR5，至少Intel的線路圖上2021年的Sapphire Rapids服務器處理器是支持PCI-E 5.0和DDR5的。而內存廠商肯定會比平臺廠商先一步把DDR5內存推向市場。

根據三大DRAM原廠官網及公司公告顯示，三星、美光、SK海力士2020年已經完成DDR5內存研發，并具備大規模的量產能力：

SK海力士于2018年發布首顆2GB DDR5-6400模組，并于2020年10月宣布推出全球首款DDR5 DRAM；2020年1月，美光基于1znm制程技術的DDR5 RDIMM開始送樣，性能較DDR4提高85%以上；三星則于2020年2月份宣布成功研發出DDR5芯片。

近期，根據外媒TechPowerUp 的消息，十銓成功開發了 DDR5 SO-DIMM 內存，并有望成為第一個參加英特爾和等平臺驗證測試的公司。

另外，國產內存廠商嘉合勁威正在積極布局導入DDR5內存新技術，2021年將在深圳坪山率先量產DDR5。目前，嘉合勁威正在積極與芯片廠商溝通，導入和研發新一代的DDR5內存技術，同時籌備配置DDR5生產線，有望在2021年第二季度推出單條16GB容量的DDR5內存條。

除了大廠加快DDR5的布局外，LPDDR5已開始應用在高端旗艦機上，比如紅米K30 Pro5G、iQOO3、一加 8Pro、中興 AXON 10s Pro等。

DDR5成品的推出離不開相關的供應鏈廠商的支持，比如新思科技（Synopsys），瑞薩（Renesas），瀾起科技（Montage Technology），Rambus等廠商提供的相關產品和解決方案。目前這些廠商都已開始推出相關產品和解決方案。

Synopsys在2018年就推出了DDR5和LPDDR5 IP方案，據其官網信息顯示，采用DesignWare LPDDR5 IP之后，客戶可以節省大量的面積和功率，比以前的版本減少多達40％的面積。DesignWare DDR5 IP為分立器件和雙列直插式內存模塊（DIMM）提供了單通道和雙通道方式，從而為人工智能和數據中心SoC帶來了速度最快的DDR存儲器接口解決方案。

Synopsys公司提供了完整的DDR5和LPDDR5 IP解決方案，其中包括控制器、PHY和驗證IP。PHY和控制器通過最新的DFI 5.0接口無縫地進行互操作。通過PHY中的嵌入式校準處理器進行的基于固件的訓練優化了啟動時內存訓練，可以實現最高程度的數據可靠性和系統級別的余量。它還能夠快速更新訓練算法，而無需更改硬件。

在2019年，Synopsys又為DDR5/4非易失性雙列直插式內存模塊(NVDIMM-P)，推出業內首個驗證 IP (VIP)。

瀾起科技是國內打入DRAM核心生態圈的唯一廠商，是全球可提供從DDR2到DDR4內存全緩沖/半緩沖完整解決方案的主要供應商之一。

據悉，2020年底，瀾起科技已經完成了DDR5第一子代的研發，目前在做優化和測試。在DDR5生態鏈重，瀾起科技可以提供RCD、DB、SPD、PMIC和Tempsensor等產品。

根據JEDEC定義，在DDR5時代，SPD將會成為內存模組的標配，不僅在服務器，在PC、筆記本電腦都需要至少一顆。按照內存模組的歷史經驗，在DDR4時代，都是服務器先上量，然后筆記本電腦才會跟上，因為服務器比較高端，對成本不敏感、對性能追求高，隨著成本的控制才會向PC、筆記本電腦傳導。

據業內人士估計，現在全球服務器一年出貨量大約1200萬臺對應的內存模組大概在1.21億根左右；PC大約3億臺左右，大部分PC都是一根內存條就夠了，極少數高端的可能需要多一點，假設每一個PC只有1根內存條意味著至少3億根內存條。所以一旦DDR5時代到來，經過2-3年滲透DDR5成為主流，1.21+3億=4.21億根內存模組都要SPD，在服務器價值量ASP在1美元以上，PC的ASP至少0.4-0.5美元，這意味著SPD的市場空間有2.5~3億美元。

據業內人士介紹，在服務器內存中，至少需要1顆tempsensor，但tempsensor與PMIC、SPD不一樣。SPD是要也僅要一顆；tempsensor根據每個內存模組廠商自己的需求來設計，可以有多種組合，比如（1）中間有1顆且這顆可與SPD封裝在1顆芯片里；（2）在兩邊各有一顆（3）中間1顆，旁邊兩顆，共三顆。

需要指出的是，瀾起科技在DDR5時代會同時推出Tempsensor、SPD、PMIC、RCD、DB等芯片產品。其中SPD方面瀾起科技與IDT各占50%市場份額，PMIC除了瀾起科技和IDC外，還有傳統的競爭者，不過內存模組的PMIC應該還有很多Know-how在里面，瀾起科技和IDT會更有優勢。

在DDR5時代，PMIC、SPD在PC時代也要用，而RCD、DB短期不會在PC上，這是由于服務器內存模組容量比較大，不過高端PC可能會用到RCD/DB芯片。

結語
可以預見的是2021年將會有更多的的DDR5產品推出，只是要全面普及，全面替代DDR4可能還需要一段時間，但不管怎樣，產業鏈已經做好準備，在需求發展的大趨勢下，只等CPU的到來了。