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作者：畅秋
内存（DRAM）市场正在迎来一波上涨潮。
据TrendForce统计，2023年第四季度，全球DRAM产业总营收达174.6亿美元，季增29.6%。排名前六的厂商在2023年第四季度营收环比增长都为正数，且增幅普遍较大，特别是力积电（PSMC），增幅最高，达到110%。
回看一年前的2022年第四季度，全球DRAM产业营收122.8亿美元，环比下降32.5%，跌幅逼近2008年底金融海啸时的单季36%跌幅，2022年下跌的主要原因是受DRAM产品平均销售单价（ASP）下滑影响。六大厂商方面，营收环比增长全是负数，一片惨淡，最高跌幅达到41.2%。具体如下图所示。
01终于熬出头
从2022年底的“哀号遍野”，到2023年底的“重获新生”，全球DRAM市场六大厂商终于熬出了头，全面实现营收大幅正增长。
三星电子方面，2022年第四季度，该公司在当时的价格战中，降价态度最为积极，因此，在需求衰退之际，出货不减反增，营收金额达到55.4亿美元，环比下降了25.1%，其衰退幅度是三大原厂中最低的。
到了2023年第四季度，三星电子DRAM营收达到79.5亿美元，季增幅度超过50%，是三大原厂中最高的，主要是因为1α nm制程DDR5芯片出货拉升，使得服务器DRAM的出货位元季增超过60%。产能规划方面，三星在2023年第四季度大幅减产，库存压力改善后，今年第一季度投片量开始回升，产能利用率达到80%左右，下半年是旺季，需求预期将较上半年明显增加，产能会持续提升至第四季度。
SK海力士方面，2022年第四季度，该公司营收34.0亿美元，环比下降35.2%。2023年第四季度，营收增长到55.6亿美元，季增20.2%。增长的主要原因是HBM、DDR5的价格优势，以及来自于高容量服务器DRAM模组的获利，使得平均销售单价季增17%~19%。产能规划方面，SK海力士正在积极扩张HBM产能，投片量正在增加，随着HBM3E的量产，相关先进制程投片量也会持续上升。
美光（Micron）方面，2022年第四季度，市场份额下降最明显的当属美光，为23.0%，环比下降3.4个百分点，营收衰减幅度也是各大原厂之中最大的，环比下降41.2%。2023年第四季度，美光出货位元和平均销售单价均季增4%~6%，营收达33.5亿美元，季增8.9%。美光的增幅不如三星电子和SK海力士，主要原因是该公司的DDR5和HBM出货量占比相对较低，没有充分利用好2023年这一波AI服务器的发展浪潮。产能规划方面，美光投片量有回暖趋势，后续将积极增加其先进制程1β nm产能比重，用于生产HBM、DDR5和LPDDR5(X)。
南亚科（Nanya）方面，2022年第四季度，出货小幅下滑，但受到合约价下跌影响，该季度营收下滑30%。2023年第四季度，该公司营收季增12.1%，达到2.74亿美元。
华邦（Winbond）方面，2022年第四季度，营收环比下滑30.3%。2023年第四季度，营收季增19.5%，约1.33亿美元。
力积电方面，2022年第四季度，营收主要来自于其生产的标准型DRAM产品，不包括DRAM晶圆代工业务，DRAM营收衰退约39.5%，若将代工营收计算在内，则衰退27.4%。2023年第四季度，力积电营收环比增长高达110%，若将代工营收计算在内，合计营收季增11.6%。
从以上这六大厂商2022年第四季度和2023年第四季度的营收对比情况来看，变化非常明显，2022年还是全面负增长，2023年则全部转正，且增幅都很大，合计达到221%。
02三巨头加快先进制程研发和量产节奏
从市占率和技术含量来看，全球DRAM市场依然是三巨头（三星电子，SK海力士，美光）的天下。特别是在AI服务器引领市场发展的当下，具备高技术含量的内存产品是市场渴求的，这也为三巨头的发展提供了更多商机。
目前，三星电子、SK海力士和美光都在加大10nm级制程DRAM的研发投入，包括第四代(1α nm)和第五代 (1β nm) 版本，以生产 HBM、DDR5和低功耗LPDDR5等高端内存产品。
从DRAM三巨头的制程节点发展历程来看，它们在2016-2017年进入1X(16nm-19nm)阶段，2018-2019年为1Y(14nm-16nm)，2020年进入1Z(12nm-14nm)阶段。近三年，则朝着更先进的1α（约13nm）、1β（10nm-12nm）、1γ（约10nm，1β的增强版）制程工艺技术迈进。与1α相比，1β在16Gbit的容量下，能效提高约15%、内存密度提升35%以上。
2022年10月，三星电子在Samsung Foundry Forum 2022活动上公布了DRAM技术路线图，当时预计2023年进入1β工艺阶段，用于生产第五代10nm级DRAM产品，芯片容量可以达到24Gb（3GB）- 32Gb（4GB）。同年12月，三星电子开发出首款采用12nm级制程工艺的32Gb DDR5 DRAM，并与AMD一起完成了兼容性评估。近一年，三星正在开发11nm级DRAM芯片，并正在为该产品开发3D堆叠架构和新材料。三星还表示，将于2026年推出DDR6内存，2027年实现10Gbps的内存原生速度。
随着DRAM工艺技术的不断进步，三星电子等厂商越来越多地将EUV光刻设备和相关技术引入到了内存产品生产线。今年1月，三星电子开始量产基于EUV的14nm制程DDR5，该内存产品将传输速度提升到了7.2Gbps，是DDR4的两倍多，是目前业内量产内存的最高水准。
SK海力士方面，2023年1月，该公司将1α制程的DDR5服务器DRAM用到了英特尔第四代至强可扩展处理器，并在业界首次获得认证。2023年5月，SK海力士完成了1β的技术研发工作，采用“HKMG（High-K Metal Gate）工艺，与1α DDR5相比，功耗降低了20%。该公司计划在2024上半年将1β工艺用于LPDDR5T、HBM3E等高性能产品。
近日，有媒体报道称，SK海力士正在与台积电结成联盟，旨在通过汇集两家公司在AI芯片封装方面的技术专长，巩固它们在AI芯片市场的地位。据业内人士透露，SK海力士与台积电形成了One Team战略，包括合作开发第六代HBM，即HBM4。在此之前，SK海力士拟扩大其HBM的生产设施投资，以满足市场对高性能AI产品的需求。按照SK海力士的计划，该公司对硅通孔(TSV)相关产线的投资将比2023年增加一倍以上，力图将产能翻倍，并计划在2024上半年开始量产其第五代高带宽内存产品HBM3E。作为英伟达HBM内存的合作伙伴，SK海力士目前在HBM市场处于领导地位。此前有报道称，该公司将在2026年大规模生产HBM4，用于下一代AI服务器系统。
为了加快HBM3E和HBM4的量产脚步，SK海力士正在部署相关产线和设备。今年2月底，韩媒 etnews报道称，SK海力士将在今年引入8台EUV光刻机，以推动高性能内存产品的技术演进和量产。
据悉，SK海力士现有5台EUV光刻机，到今年末，若加上韩媒报道的8台，其拥有的EUV光刻机总数将达到13台，可大幅提升EUV光刻能力。该公司在第四代10纳米级制程工艺1α首次引入EUV设备，当时仅在1个芯片生产步骤中使用，而到了目前的1β制程阶段，EUV使用步骤提升到了4个。至于正在研发的1γ（或1c）制程工艺，据etnews透露，EUV使用量将进一步提升至6个步骤。
除了在DRAM制程工艺方面采用新技术和先进设备外，SK海力士和三星电子还在封装材料方面进行着新技术和产品研发。
三星和SK海力士都在考虑在其下一代DRAM中使用模压填充（MUF）技术。三星最近对3D堆栈（3DS）内存进行了大规模的MR MUF工艺测试，结果显示与现有的TC NCF（热压非导电膜）相比，吞吐量有所提高，但物理特性有所下降。
传闻三星电子的一位高管在去年下令对MUF技术进行测试，得出的结论是MUF不适用于HBM产品，最为合适的对象是3DS RDIMM。一般情况下，3DS RDIMM采用硅通孔（TSV）技术制造，主要用于服务器内存产品。硅通孔就是在晶圆或Die上穿出数千个小孔，实现硅片堆叠的垂直互连通道，而MUF则是实现上下连接，缩小相互之间间隙的材料，有助于紧密凝固和结合各种垂直堆叠的芯片。
MUF是一种环氧树脂模塑化合物，在SK海力士成功将其应用于HBM2E生产后，受到了芯片行业的关注。SK海力士使用的这种化合物是与Namics合作生产的。三星计划与SDI合作开发自己的MUF化合物，而且已经从日本订购了MUF所需要的相关设备，以实现更先进的封装工艺，提高生产效率。
上面介绍的是韩国两大DRAM巨头的制程工艺研发和内存产品量产情况，下面看一下另一大巨头美光的情况。
2022年11月，美光将1β DRAM产品送往客户的产品验证流水线，率先进入了1β节点，且对下一代1γ制程工艺进行初步的研发设计。2023年，美光正式量产1β DRAM，具体来看，该产品是16Gb容量版本的DDR5内存，目前，美光的1β技术已应用至该公司多种内存解决方案，包括采用16Gb、24Gb和32Gb DRAM裸片的DDR5 RDIMM和MCRDIMM，以及采用16Gb和24Gb DRAM裸片的LPDDR5X、HBM3E和GDDR7。
目前，1β是全球最先进的量产DRAM制程节点，随着1β量产出货，美光正在加快下一代技术研发，据悉，该公司计划于2025年量产1γ DRAM，该制程产品将会先在台中有EUV设备产线量产。
今年2月底，美光宣布开始量产HBM3E内存，其24GB 8H HBM3E产品将供货给英伟达，今年第二季度开始发货，将应用于NVIDIA H200 Tensor Core GPU。
官方资料显示，美光的HBM3E基于1β制程工艺，采用TSV封装、2.5D/3D堆叠，数据传输速度可达1.2TB/s。
为了降低高性能DRAM的生产成本，美光多路并进，没有完全依赖EUV设备。近日，美光宣布计划采用日本佳能（Canon）的纳米压印技术（NIL）。美光详细介绍了如何将纳米压印技术应用于DRAM生产，纳米压印是指将带有半导体电路图的光罩压印在晶圆上，通过单一的印记就能在适当的位置形成复杂的2D或3D电路图，只需对光罩进行改进，甚至有能力生产2nm芯片。
纳米压印技术有助于解决DRAM制程中的一大挑战：随着沉浸式曝光分辨率的提升，曝光层数不断增加，导致必须增加更多的曝光步骤。传统光学系统在绘制DRAM层图案时存在困难，而纳米压印则可以实现更精细的图案打印。与沉浸式曝光相比，纳米压印的成本仅为其20%，使其成为一个极具成本效益的解决方案。不过，纳米压印技术并不能完全替代EUV在DRAM生产线上的应用，只能部分采用和替代。
美光表示，将会在今年3月18日召开的全球AI大会上分享更多有关其AI服务器内存产品和发展路线图的信息。
03结语
在经过2022和2023上半年的低迷之后，全球DRAM市场在2023下半年迎来了复苏，使得各大内存厂商终于可以喘口气了，两年的苦日子使这些厂商的营收和产能利用率大幅下滑，随着新周期的到来，存储芯片，特别是内存芯片市场的繁荣期再次归来，相关厂商又要回到半导体行业营收榜单前列了。
随着AI的火爆，相关服务器系统对内存，特别是高性能产品的需求持续提升。各大DRAM厂商，特别是行业三巨头都在加快先进制程工艺技术和产品的研发，量产产品也是你追我赶。预计这种情况将在未来两三年内持续下去。
另外，在市场需求和先进工艺技术双重驱动下，全球排名第四及之后的DRAM厂商与行业三巨头之间的市占率和营收差距很可能会进一步加大，这从近3年的营收和市占率榜单中就可以看出来。
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