全球及中國內(nèi)存接口芯片及內(nèi)存模組配套芯片行業(yè)重點企業(yè)競爭格局研究及市場規(guī)模前景分析預(yù)測

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1、內(nèi)存接口芯片：內(nèi)存接口芯片是服務(wù)器內(nèi)存模組（又稱“內(nèi)存條”）的核心邏輯器件，作為服務(wù)器CPU存取內(nèi)存數(shù)據(jù)的必由通路，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(wù)器CPU對內(nèi)存模組日益增長的高性能及大容量需求。內(nèi)存接口芯片需與內(nèi)存廠商生產(chǎn)的各種內(nèi)存顆粒和內(nèi)存模組進(jìn)行配套，并通過服務(wù)器CPU、內(nèi)存和OEM廠商針對其功能和性能（如穩(wěn)定性、運(yùn)行速度和功耗等）的全方位嚴(yán)格認(rèn)證，才能進(jìn)入大規(guī)模商用階段。因此，研發(fā)此類產(chǎn)品不僅要攻克內(nèi)存接口的核心技術(shù)難關(guān)，還要跨越服務(wù)器生態(tài)系統(tǒng)的高準(zhǔn)入門檻。

中金企信國際咨詢公布的《2022-2028年全球及中國內(nèi)存接口芯片市場深度調(diào)研及投資可行性預(yù)測咨詢報告》

DDR4內(nèi)存接口芯片按功能可分為兩類：一是寄存緩沖器（RCD），用來緩沖來自內(nèi)存控制器的地址、命令、控制信號；二是數(shù)據(jù)緩沖器（DB），用來緩沖來自內(nèi)存控制器或內(nèi)存顆粒的數(shù)據(jù)信號。RCD與DB組成套片，可實現(xiàn)對地址、命令、控制信號和數(shù)據(jù)信號的全緩沖。僅采用了RCD芯片對地址、命令、控制信號進(jìn)行緩沖的內(nèi)存模組通常稱為RDIMM（寄存雙列直插內(nèi)存模組），而采用了RCD和DB套片對地址、命令、控制信號及數(shù)據(jù)信號進(jìn)行緩沖的內(nèi)存模組稱為LRDIMM（減載雙列直插內(nèi)存模組）。

目前，DDR4世代的內(nèi)存接口芯片產(chǎn)品目前仍是市場的主流產(chǎn)品，2020年國內(nèi)市場主要以DDR4Gen2Plus子代為主。其DDR4內(nèi)存接口芯片子代產(chǎn)品及其應(yīng)用情況如下：

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DDR5是JEDEC標(biāo)準(zhǔn)定義的第5代雙倍速率同步動態(tài)隨機(jī)存取存儲器標(biāo)準(zhǔn)。與DDR4相比，DDR5采用了更低的工作電壓（1.1V），同時在傳輸有效性和可靠性上又邁進(jìn)了一步，其支持的最高速率可能超過6400MT/S，是DDR4最高速率的2倍。

2、DDR5內(nèi)存模組配套芯片：根據(jù)JEDEC標(biāo)準(zhǔn)，DDR5內(nèi)存模組上除了內(nèi)存顆粒及可能需要的內(nèi)存接口芯片外，還可能需要三種配套芯片，分別是串行檢測集線器（SPD）、溫度傳感器（TS）以及電源管理芯片（PMIC)。

（1）串行檢測集線器（SPD）：DDR5第一子代串行檢測集線器（SPD），芯片內(nèi)部集成了8KbitEEPROM、I2C/I3C總線集線器（Hub）和溫度傳感器（TS），適用于所有DDR5系列內(nèi)存模組（如LRDIMM、RDIMM、UDIMM、SODIMM等），應(yīng)用范圍包括服務(wù)器、臺式機(jī)及筆記本內(nèi)存模組。SPD是DDR5內(nèi)存模組不可或缺的組件，也是內(nèi)存管理系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，其包含如下幾項功能：

第一，其內(nèi)置的SPDEEPROM是一個非易失性存儲器，用于存儲內(nèi)存模組的相關(guān)信息以及模組上內(nèi)存顆粒和相關(guān)器件的所有配置參數(shù)。根據(jù)JEDEC的內(nèi)存規(guī)范，每個內(nèi)存模組都需配置一個SPD器件，并按照J(rèn)EDEC規(guī)范的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編寫SPDEEPROM的內(nèi)容。主板BIOS在開機(jī)后會讀取SPD內(nèi)存儲的信息，并根據(jù)讀取到的信息來配置內(nèi)存控制器和內(nèi)存模組。DDR5SPD數(shù)據(jù)可通過I2C/I3C總線訪問，并可按存儲區(qū)塊（block）進(jìn)行寫保護(hù)，以滿足DDR5內(nèi)存模組的高速率和安全要求。

第二，該芯片還可以作為I2C/I3C總線集線器，一端連接系統(tǒng)主控設(shè)備（如CPU或基板管理控制器（BMC）），另一端連接內(nèi)存模組上的本地組件，包括RCD、PMIC和TS，是系統(tǒng)主控設(shè)備與內(nèi)存模組上組件之間的通信中心。在DDR5規(guī)范中，一個I2C/I3C總線上最多可連接8個集線器（8個內(nèi)存模組），每個集線器和該集線器管理下的每個內(nèi)存模組上的本地組件都被指定了一個特定的地址代碼，支持唯一地址固定尋址。

第三，該芯片還內(nèi)置了溫度傳感器（TS），可連續(xù)監(jiān)測SPD所在位置的溫度。主控設(shè)備可通過I2C/I3C總線從SPD中的相關(guān)寄存器讀取傳感器檢測到的溫度，以便于進(jìn)行內(nèi)存模組的溫度管理，提高系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。

中金企信國際咨詢公布的《2022-2028年全球及中國內(nèi)存模組配套芯片市場監(jiān)測調(diào)查及投資戰(zhàn)略評估預(yù)測報告》

（2）溫度傳感器（TS）：DDR5第一子代高精度溫度傳感器（TS）芯片符合JEDEC規(guī)范，支持I2C和I3C串行總線，適用于DDR5服務(wù)器RDIMM和LRDIMM內(nèi)存模組。TS作為SPD芯片的從設(shè)備，可以工作在時鐘頻率分別高達(dá)1MHzI2C和12.5MHzI3C總線上；CPU可經(jīng)由SPD芯片與之進(jìn)行通訊，從而實現(xiàn)對內(nèi)存模組的溫度管理。TS是DDR5服務(wù)器內(nèi)存模組上重要組件，目前主流的DDR5服務(wù)器內(nèi)存模組預(yù)計將配置2顆TS。

（3）電源管理芯片（PMIC）：符合JEDEC規(guī)范的DDR5第一子代低/高電流電源管理芯片（PMIC）包含4個直流-直流降壓轉(zhuǎn)換器，兩個線性穩(wěn)壓器（LDO，分別為1.8V和1.0V），并能支持I2C和I3C串行總線，適用于DDR5服務(wù)器RDIMM和LRDIMM內(nèi)存模組。PMIC的作用主要是為內(nèi)存模組上的其他芯片（如DRAM、RCD、DB、SPD和TS等）提供電源支持。CPU可經(jīng)由SPD芯片與之進(jìn)行通訊，從而實現(xiàn)電源管理。低電流電源管理芯片應(yīng)用于DDR5服務(wù)器較小電流的RDIMM內(nèi)存模組，高電流電源管理芯片則應(yīng)用于DDR5服務(wù)器較大電流的RDIMM和LRDIMM內(nèi)存模組。

中金企信國際咨詢公布的《2022-2028年全球及中國溫度傳感器（TS）市場全景調(diào)研及投資戰(zhàn)略評估預(yù)測報告》

3、PCIe?Retimer芯片：PCIe?Retimer芯片是適用于PCIe高速數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的超高速時序整合芯片，這是全互連芯片領(lǐng)域布局中一款重要產(chǎn)品。近年來，高速數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議已由PCIe3.0（數(shù)據(jù)速率為8GT/S）發(fā)展為PCIe4.0（數(shù)據(jù)速率為16GT/S），數(shù)據(jù)傳輸速度翻倍的同時帶來了突出的信號衰減和參考時鐘時序重整問題，這些問題較大限制了超高速數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議在下一代計算平臺的應(yīng)用范圍。PCIe4.0的高速傳輸問題提高了對優(yōu)化高速電路與系統(tǒng)互連的設(shè)計需求，加大了在超高速傳輸下保持信號完整性的研發(fā)熱度。為了補(bǔ)償高速信號的損耗，提升信號的質(zhì)量，通常會在鏈路中加入超高速時序整合芯片（Retimer）。PCIe?Retimer芯片已成為高速電路的重要器件之一，主要解決數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)高速、遠(yuǎn)距離傳輸時，信號時序不齊、損耗大、完整性差等問題。

中金企信國際咨詢公布的《2022-2028年電源管理芯片（PMIC）行業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究及投資潛力預(yù)測評估報告》

4、產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀：

（1）集成電路行業(yè)發(fā)展情況：集成電路行業(yè)作為全球信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，是世界電子信息技術(shù)創(chuàng)新的基石。集成電路行業(yè)派生出諸如PC、互聯(lián)網(wǎng)、智能手機(jī)、數(shù)字圖像、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等諸多具有劃時代意義的創(chuàng)新應(yīng)用，成為現(xiàn)代日常生活中必不可少的組成部分。集成電路行業(yè)主要包括集成電路設(shè)計業(yè)、制造業(yè)和封裝測試業(yè)，屬于資本與技術(shù)密集型行業(yè)。在國家及地方政府多項政策的支持和指引下，通過社會各界的共同努力，中國集成電路產(chǎn)業(yè)從無到有，企業(yè)創(chuàng)新能力逐步提升，已經(jīng)在全球半導(dǎo)體市場占據(jù)舉足輕重的地位。

2020年受疫情影響，全球經(jīng)濟(jì)出現(xiàn)了一定程度的衰退，但是全球集成電路市場在居家辦公學(xué)習(xí)、遠(yuǎn)程會議等需求驅(qū)動下，逆勢增長。根據(jù)世界半導(dǎo)體貿(mào)易統(tǒng)計組織（WSTS）統(tǒng)計，2020年全球半導(dǎo)體市場銷售額4,390億美元，同比增長了6.5%。由于疫情控制較好，2020年中國GDP實現(xiàn)了2.3%的增長，首次突破100萬億元，達(dá)到了101.6萬億元。在中國經(jīng)濟(jì)增長的帶動下，中國集成電路產(chǎn)業(yè)繼續(xù)保持快速增長態(tài)勢。中國半導(dǎo)體行業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，2020年中國集成電路產(chǎn)業(yè)銷售額為8,848億元，同比增長17%。其中，設(shè)計業(yè)銷售額為3,778.4億元，同比增長23.3%；制造業(yè)銷售額為2,560.1億元，同比增長19.1%；封裝測試業(yè)銷售額2,509.5億元，同比增長6.8%。

（2）數(shù)據(jù)中心、服務(wù)器、CPU及內(nèi)存模組行業(yè)情況：服務(wù)器是數(shù)據(jù)中心的“心臟”，其本質(zhì)是一種性能更高的計算機(jī)，但相較于普通計算機(jī)，服務(wù)器具有更高速的CPU計算能力、更強(qiáng)大的外部數(shù)據(jù)吞吐能力和更好的擴(kuò)展性，運(yùn)行更快，負(fù)載更高。根據(jù)IDC發(fā)布的數(shù)據(jù)，2020年全球服務(wù)器出貨量和銷售額分別為1,220萬臺和910億美元，同比上升3.92%和4.24%。整體來說，2020年全球服務(wù)器市場規(guī)模穩(wěn)中有升，相較于全球服務(wù)器市場，中國服務(wù)器市場增速更為明顯，2020年中國服務(wù)器市場出貨量為350萬臺，同比增長9.8%；市場規(guī)模為216.49億美元（約合1,489.9億元人民幣），同比增長19.0%。

CPU是服務(wù)器的“大腦”，是服務(wù)器的運(yùn)算核心和控制核心。全球服務(wù)器CPU市場中，X86架構(gòu)CPU占據(jù)主流市場份額。服務(wù)器CPU行業(yè)技術(shù)門檻高，客戶選擇產(chǎn)品關(guān)注的主要因素包括性能、生態(tài)系統(tǒng)、安全性和價格，性能是CPU算力是否能夠支撐用戶運(yùn)算資源需求的重要基礎(chǔ)；生態(tài)系統(tǒng)則是提升客戶使用便捷性以及整體數(shù)據(jù)中心兼容性的重要因素，需全方位的資源技術(shù)成本投入以及長時間的累積；安全性則是用戶運(yùn)行數(shù)據(jù)中心的重要考量，并在近年來越來越受到客戶及行業(yè)的重視。

服務(wù)器內(nèi)存模組是服務(wù)器CPU與硬盤的數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)站，起到臨時存儲數(shù)據(jù)的作用，其存儲和讀取數(shù)據(jù)的速度相較硬盤更快。由于服務(wù)器數(shù)據(jù)存儲和處理的負(fù)載能力不斷提升，對內(nèi)存模組的穩(wěn)定性、糾錯能力以及低功耗均提出了較高要求。全球DRAM行業(yè)市場90%以上的市場份額由三星電子、海力士及美光科技占據(jù)，他們也是公司內(nèi)存接口芯片產(chǎn)品主要的下游客戶。

（3）內(nèi)存接口芯片：內(nèi)存接口芯片是服務(wù)器內(nèi)存模組的核心邏輯器件，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(wù)器CPU對內(nèi)存模組日益增長的高性能及大容量需求。內(nèi)存接口芯片的發(fā)展演變情況如下：

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最近三年，DDR4技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了成熟期，成為內(nèi)存市場的主流技術(shù)。為了實現(xiàn)更高的傳輸速率和支持更大的內(nèi)存容量，JEDEC組織進(jìn)一步更新和完善了DDR4內(nèi)存接口芯片的技術(shù)規(guī)格，增加了多種功能，用以支持更高速率和更大容量的內(nèi)存。在DDR4世代，從Gen1.0、Gen1.5、Gen2.0到Gen2plus，每一子代內(nèi)存接口芯片所支持的最高傳輸速率在持續(xù)上升，其中，DDR4最新子代產(chǎn)品Gen2plus支持的最高傳輸可達(dá)3200MT/s。同時，JEDEC組織在不斷完善對最新的DDR5內(nèi)存接口產(chǎn)品的規(guī)格定義，DDR5內(nèi)存技術(shù)有望在未來實現(xiàn)對DDR4內(nèi)存技術(shù)的更新和替代。DDR5內(nèi)存接口芯片相比于前一代DDR4內(nèi)存接口芯片，采用了更低的工作電壓（1.1V），同時在傳輸有效性和可靠性上又邁進(jìn)了一步。其中，根據(jù)JEDEC組織定義，DDR5第一子代產(chǎn)品可實現(xiàn)4800MT/s的運(yùn)行速率，是DDR4最高運(yùn)行速率的1.5倍，可見通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新，實現(xiàn)更高的傳輸速率和支持更大的內(nèi)存容量將是內(nèi)存接口芯片行業(yè)未來發(fā)展的趨勢和動力。

中金企信國際咨詢公布的《2022-2028年服務(wù)器內(nèi)存模組行業(yè)全產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)深度分析及投資戰(zhàn)略可行性評估預(yù)測報告》

（4）AI芯片：2020年AI行業(yè)和市場繼續(xù)快速發(fā)展，除了傳統(tǒng)的監(jiān)控和互聯(lián)網(wǎng)等業(yè)務(wù)，AI應(yīng)用在醫(yī)學(xué)、商業(yè)領(lǐng)域的新應(yīng)用不斷增加。而AI算法在自然語言處理（NLP）任務(wù)上的進(jìn)步也推動了機(jī)器翻譯、人機(jī)對話、智能文本分析等應(yīng)用的推廣。同時，由AI應(yīng)用所帶動的AI硬件市場也以兩位數(shù)的年增速在不斷增長。

目前的AI應(yīng)用，仍然處于算法快速迭代、對算力要求不斷提高的階段，包括GPU、AI加速卡、CPU、FPGA在內(nèi)的各類AI硬件也在迭代發(fā)展。客戶最關(guān)注的是單位價格帶來的AI算力規(guī)模及其功耗成本。數(shù)據(jù)中心的AI硬件部署目前仍然以GPU為主，但近兩年來各類AI專用的訓(xùn)練、推理硬件已經(jīng)開始規(guī)模部署，并在相應(yīng)場景下展現(xiàn)出功耗、性能、成本等方面的優(yōu)勢。