存儲(chǔ)器是用于移動(dòng)設(shè)備、IoT、汽車和云數(shù)據(jù)中心等應(yīng)用中的任何電子系統(tǒng)的重要組件。DDR 已成為現(xiàn)實(shí)的存儲(chǔ)技術(shù)，可用于多種類別，包括標(biāo)準(zhǔn) DDR 和低功耗 DDR (LPDDR)。最新的標(biāo)準(zhǔn) LPDDR5 和 DDR5 以更低的功耗提供更高的性能，成為未來(lái)存儲(chǔ)發(fā)展的趨勢(shì)。

一、長(zhǎng)鑫推進(jìn)低功耗高速率LPDDR5 DRAM產(chǎn)品開發(fā)

合肥長(zhǎng)鑫所在地的安徽省日前發(fā)布了《重點(diǎn)領(lǐng)域補(bǔ)短板產(chǎn)品和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)任務(wù)揭榜工作方案》文件，該方案要求通過(guò)2-3年時(shí)間，重點(diǎn)突破一批制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，培育一批優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品，做強(qiáng)一批優(yōu)勢(shì)企業(yè)，不斷提高制造業(yè)自主可控水平，促進(jìn)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

在內(nèi)存方面，文件要求推進(jìn)低功耗高速率LPDDR5 DRAM產(chǎn)品開發(fā)，要面向中高端移動(dòng)、平板及消費(fèi)類產(chǎn)品DRAM存儲(chǔ)芯片自主可控需求，研發(fā)先進(jìn)低功耗高速率LPDDR5產(chǎn)品并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，依托DRAM 17nm及以下工藝，攻關(guān)高速接口技術(shù)、Bank Group架構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)、低功耗電源（電壓）技術(shù)、片內(nèi)糾錯(cuò)編碼（On-Die ECC）技術(shù)，完成低功耗高速率LPDDR5 DRAM產(chǎn)品開發(fā)。

安徽的這個(gè)文件可以說(shuō)是該省內(nèi)信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)大綱，希望2-3年內(nèi)解決一些關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，實(shí)際上合肥長(zhǎng)鑫此前也公布過(guò)類似的技術(shù)路線圖，他們?nèi)ツ炅慨a(chǎn)的內(nèi)存還是第一代10nm級(jí)工藝10G1，相當(dāng)于19nm工藝的DDR4技術(shù)，包括桌面級(jí)DDR4、LPDDR4等等。

據(jù)了解，長(zhǎng)鑫已經(jīng)在規(guī)劃后續(xù)的內(nèi)存新品及工藝，預(yù)計(jì)還會(huì)有10G3、10G5工藝，目前具體水平不確定，大概率會(huì)是1X、1Y、1Znm工藝的演進(jìn)，相當(dāng)于16-19、14-16、12-14nm的水平，具體看長(zhǎng)鑫的技術(shù)能力。

至于國(guó)產(chǎn)LPDDR5的問(wèn)世時(shí)間，官方宣布的2-3年肯定是留出足夠空間的，實(shí)際完成的時(shí)間應(yīng)該會(huì)比這個(gè)短，類似長(zhǎng)江存儲(chǔ)的國(guó)產(chǎn)閃存，只要解決了第一代，后面的迭代升級(jí)會(huì)加快速度。

二、5G推動(dòng)DDR5市場(chǎng)高速增長(zhǎng)

據(jù)集邦咨詢預(yù)測(cè)，2020年，行動(dòng)式內(nèi)存（Mobile DRAM ）在智能手機(jī)中有15%左右的成長(zhǎng)。TrendForce報(bào)告顯示三星、美光、SK海力士三家大廠2020年DRAM的出貨增長(zhǎng)。（見下圖）以三星Galaxy S20 Ultra 5G為例，獨(dú)享了16GB的超大運(yùn)存，最高支持1TB存儲(chǔ)卡，以及128GB、256GB和512GB三種機(jī)身存儲(chǔ)版本。

圖片來(lái)自TrendForce

圖表來(lái)自TrendForce

美光科技移動(dòng)產(chǎn)品事業(yè)部市場(chǎng)副總裁Christopher Moore 認(rèn)為，5G技術(shù)給移動(dòng)終端帶來(lái)兩大優(yōu)勢(shì)：高速度和低延遲，美光是首個(gè)量產(chǎn)基于1Z納米制程的手機(jī)內(nèi)存企業(yè)，目前出貨LPDDR5 內(nèi)存容量包括 6GB、8GB 和 12GB。

三、LPDDR5在移動(dòng)通信的應(yīng)用

美光宣布全球首款量產(chǎn)的低功耗DDR5 DRAM芯片開始交付，同時(shí)美光也宣布，首款搭載這款芯片的將是即將發(fā)布的小米10系列手機(jī)。這意味著未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，部分旗艦手機(jī)將會(huì)采用來(lái)自美光的LPDDR5內(nèi)存。

現(xiàn)在美光科技已經(jīng)在主要手機(jī)制造商獲得了8GB和12GB LPDDR5的合格認(rèn)證，據(jù)悉，美光12GB LPDDR5應(yīng)用在摩托羅拉最新Edge +旗艦手機(jī)中。2020年上半年，美光還將通過(guò)基于 UFS 的多芯片封裝 (uMCP5) ，把 LPDDR5 內(nèi)存應(yīng)用于中高端智能手機(jī)。

美光表示，LPDDR5內(nèi)存將會(huì)更好的實(shí)現(xiàn)智能手機(jī)的人工智能及5G功能，畢竟帶寬更足。從專業(yè)角度看，LPDDR5讀寫速度明顯高于LPDDR4，數(shù)據(jù)傳輸速率從4266Mbps提升至5500Mbps，傳輸帶寬從34GB/s提升到了44GB/s。同時(shí)，LPDDR5在功耗降低上也有突出表現(xiàn)，據(jù)小米雷軍透露，經(jīng)過(guò)小米10的測(cè)試，與LPDDR4X相比，采用LPDDR5之后，用戶續(xù)航能力提升約10%；在玩《王者榮耀》的場(chǎng)景中，省電約20%；在微信語(yǔ)音和視頻場(chǎng)景中，省電約10%。

隨著國(guó)內(nèi)5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍加大，未來(lái)手機(jī)存儲(chǔ)的發(fā)展趨勢(shì)如下：第一、5G將推動(dòng)12GB LPDDR5內(nèi)存和256GB UFS3.1 NAND存儲(chǔ)的發(fā)展，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)將成為未來(lái)最低的存儲(chǔ)需求。高速率，幾秒鐘內(nèi)即可下載完整的高清電影，實(shí)時(shí)上傳用戶創(chuàng)建的8K視頻并在社交媒體平臺(tái)上共享。 所有這些都需要高速、大容量的內(nèi)存和存儲(chǔ)。 第二、5G技術(shù)將會(huì)帶動(dòng)顛覆性創(chuàng)新應(yīng)用。隨著社交網(wǎng)絡(luò)和抖音等視頻應(yīng)用的不斷發(fā)展，未來(lái)的移動(dòng)終端可能需要1TB的UFS4.0超高速存儲(chǔ)， 24GB LPDDR5x內(nèi)存。

Trendforce的分析師表示，2020年智能手機(jī)LPDDR5的份額在逐步成長(zhǎng)中，今年LPDDR5占比將增加至11.9%。

四、新思科技推出速度最快、能效最高DDR5和LPDDR5 IP解決方案

新思科技推出全新Design Ware?存儲(chǔ)器接口IP解決方案，支持下一代DDR5和LPDDR5 SDRAM。與DDR4和LPDDR4 SDRAM接口相比，DDR5和LPDDR5 IP增加了存儲(chǔ)器接口帶寬，同時(shí)減小面積并提高能效。DesignWare DDR5 IP數(shù)據(jù)速率高達(dá)4800Mbps，可與每通道多達(dá)80位的多個(gè)DIMM連接，為人工智能(AI)和數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)級(jí)芯片(SoC)提供速度最快的DDR存儲(chǔ)器接口解決方案。

業(yè)界首款LPDDR5 IP數(shù)據(jù)速率高達(dá)6400Mbps，顯著節(jié)約移動(dòng)設(shè)備和汽車芯片的面積和功耗，其雙通道存儲(chǔ)器接口可在獨(dú)立通道之間共享通用電路。為進(jìn)一步節(jié)省功耗，DesignWare存儲(chǔ)器接口IP解決方案提供幾種低功耗狀態(tài)縮短退出延時(shí)，并提供多種預(yù)訓(xùn)練狀態(tài)支持動(dòng)態(tài)變頻功能。DDR5和LPDDR5控制器和PHY通過(guò)最新DFI 5.0接口實(shí)現(xiàn)無(wú)縫互操作，為高帶寬、低功耗芯片設(shè)計(jì)提供完整的存儲(chǔ)器接口IP解決方案。

DesignWare DDR5和LPDDR5 IP解決方案支持DDR和LPDDR規(guī)范所有必需功能，使設(shè)計(jì)人員能夠?qū)⒈匾δ芗傻叫酒校和ㄟ^(guò)PHY中的嵌入式校準(zhǔn)處理器進(jìn)行固件訓(xùn)練，優(yōu)化啟動(dòng)時(shí)的內(nèi)存訓(xùn)練，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)別的最高數(shù)據(jù)可靠性裕度。同時(shí)，可以快速更新訓(xùn)練算法，無(wú)需更改硬件。


5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)帶動(dòng)的數(shù)據(jù)中心、企業(yè)等領(lǐng)域增長(zhǎng)，尤其是云存儲(chǔ)需求一直以 20% 以上的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，對(duì)服務(wù)器DRAM和企業(yè)級(jí)SSD需求增加。美光2020財(cái)年Q2季度中，SSD總收入有超過(guò)50%的增長(zhǎng)來(lái)自企業(yè)級(jí)SSD，同時(shí)數(shù)據(jù)中心客戶對(duì)3D Xpoint技術(shù)的X100系列SSD產(chǎn)品需求也在增加，甚至導(dǎo)致部分DRAM供應(yīng)短缺。

相較于消費(fèi)類市場(chǎng)，服務(wù)器市場(chǎng)對(duì)高性能和大容量的NAND Flash以及DRAM需求大，且屬于高價(jià)值市場(chǎng)，原廠先進(jìn)的DDR5產(chǎn)品在這類市場(chǎng)應(yīng)用潛力更大。IDC預(yù)測(cè)，從2020年開始，對(duì)DDR5的需求將增長(zhǎng)，到2021年將占DRAM市場(chǎng)總量的22%，到2022年將占DRAM市場(chǎng)的43%。


目前主流市場(chǎng)但是DDR4，國(guó)產(chǎn)DDR5能在兩到三年內(nèi)發(fā)布，將獲得一個(gè)比較有競(jìng)爭(zhēng)力的市場(chǎng)。通過(guò)不斷加大自主研發(fā)，重視高新技術(shù)發(fā)展，持續(xù)融入市場(chǎng)，DDR5應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，國(guó)內(nèi)廠商將迎來(lái)這個(gè)重要機(jī)遇。

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