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火爆的“内存接口芯片”

原创
10/22 11:28
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大模型训练与推理需求的爆发,点燃了AI数据中心的建设热潮。AI服务器的需求增长不仅掀起了GPU/ASIC算力芯片光模块等组件的迭代狂潮,同时也推动了对更大容量、更高带宽系统主内存的需求。在此背景下,高速内存接口芯片正迅速成为芯片产业的关注热点。

何为内存接口芯片?

内存接口芯片是内存模组(俗称内存条)的核心器件,作为CPU存取内存数据的必由通路,其主要作用是提升内存数据访问的速度及稳定性,以匹配CPU日益提高的运行速度及性能。内存接口芯片需与各种内存颗粒及内存模组进行配套,并通过CPU厂商和内存厂商对其功能和性能(如稳定性、运行速度和功耗等)的严格认证,才能进入大规模商用阶段。

内存接口芯片包括寄存时钟驱动器(RCD)、数据缓冲器(DB)、多路复用寄存时钟驱动器(MRCD)、多路复用数据缓冲器(MDB),以及时钟驱动芯片(CKD)等。通常,RCD/MRCD芯片用于缓冲来自内存控制器的地址、命令及控制信号,而DB/MDB芯片则缓冲来自内存控制器或内存颗粒(DRAM)的数据信号。(M)RCD与(M)DB组成套片,可实现对地址、命令、控制信号以及数据信号的全面缓冲。

内存接口芯片主要应用于服务器端不同类型的内存模组,部分内存接口芯片也应用于PC端。所以,内存接口芯片市场规模与服务器及PC的出货量、单台配置的内存模组种类及数量密切相关。

其中,服务器端内存模组主要包括:

RDIMM(寄存式双列直插内存模组),仅采用了寄存时钟驱动器RCD芯片;

LRDIMM(减载双列直插内存模组),采用了RCD和DB套片;

MRDIMM/MCRDIMM(多路复用双列直插式内存模组),采用了MRCD和MDB套片,满足高性能服务器对高速、大容量的内存系统的需求。

图:内存互连芯片在服务器不同类型内存模组中的应用及配比数量,来源:弗若斯特沙利文

DDR4世代,RDIMM内存条配置一颗寄存时钟驱动器RCD,LRDIMM内存条采用“1+9”架构,即配置1颗寄存时钟驱动器RCD和9颗数据缓冲器DB;在DDR5世代,LRDIMM内存条采用“1+10”架构,即配置1颗寄存时钟驱动器RCD以及10颗数据缓冲器DB,相较DDR4世代新增1颗DB芯片。MRDIMM内存条采用类似LRDIMM的“1+10”架构,配置1颗寄存时钟驱动器MRCD以及10颗数据缓冲器MDB。

在PC端,随着DDR5传输速率持续提升,到DDR5中期,原本无需信号缓冲的内存模组UDIMM、SODIMM(主要用于台式机和笔记本电脑),将需要配备一颗时钟驱动芯片CKD,对内存模组的时钟信号进行缓冲和重新驱动,从而提高时钟信号的完整性和可靠性。全球微电子行业标准组织JEDEC已制定了CUDIMM和CSODIMM 内存模组相关标准,包括CKD芯片标准,将应用于支持6400MT/s 及以上内存速率的台式机和笔记本电脑。

图:内存互连芯片在PC端不同类型内存模组中的应用及配比数量,来源:弗若斯特沙利文

内存模组出货量CAGR10.8%,

MRDIMM提升价值量

上文提到,内存接口芯片市场规模与服务器及PC的出货量、单台配置的内存模组种类及数量密切相关。据弗若斯特沙利文预测,到2030年,全球内存模组需求量预计将攀升至3.07亿根,2025年至2030年期间的复合年增长率(CAGR)约为10.8%。从市场结构来看,服务器内存模组正加速向DDR5迭代,DDR5自2021年开始进入下游应用,至2024年渗透率已突破50%,预计2025年将进一步提升至85%以上。同时,DDR6内存模组也有望在2029年左右实现商业化应用。

图:全球服务器内存模组出货量,资料来源:弗若斯特沙利文

具体到DDR5内存模组的结构来看,目前服务器使用的主流存储器类型为DDR5 RDIMM、LRDIMM。但随着高性能计算、AI产业的蓬勃发展,内存带宽需求急剧增长,新架构MRDIMM应运而生,可为AI及高性能计算提供更高带宽、更低延迟和更大容量的解决方案。

MRDIMM是多路复用列DIMM,内存支持两个内存序列,结合多路复用缓冲器以及内存控制器,可在单个通道上组合和传输多个数据信号,两个内存序列合计可传输128bytes数据,无需物理连接,实现更高传输速率。根据规划,第一代MRDIMM最高支持8800MT/s速率,第二代MRDIMM最高支持12800MT/s速率,第三代预计最高支持14000MT/s速率。

根据弗若斯特沙利文预测数据,MRDIMM内存模组采用的MRCD/MDB套件的全球市场规模将从2025年的0.371亿美元增至2030年的25.47亿美元,5年增长68.6倍。MRCD/MDB套件将是未来内存互连芯片最大的市场增量。

图:全球内存互连芯片市场规模,来源:弗若斯特沙利文

与此同时,当DDR5数据速率达到6400MT/s 及以上时,台式机及笔记本电脑所使用的内存模组,需配备一颗专用的时钟驱动器CKD,其核心功能是对来自 CPU 的高速内存时钟信号进行缓冲处理后,输出到内存模组(如CUDIMM、CSODIMM)上的多个内存颗粒,以确保高频率下的时序一致性。根据弗若斯特沙利文预测数据,尽管PC端内存模组的CKD芯片的全球市场规模较小,但同样增速惊人,将从2025年的0.238亿美元,增至2030年的2.38亿美元,5年增长10倍。

另外,由于DDR5内存条需要配置1颗SPD串行检测芯片、2颗TS温度传感器、 以及1颗PMIC电源管理芯片,所以随着DDR5渗透率的提升,内存接口的配套芯片也迎来稳步增长。

整体来看,预计内存互连芯片市场规模未来将从2025年的15.79亿美元增长至2030年的50.05亿美元,年均复合增长率高达25.9%。

核心供应厂商仅3家,助推火爆行情

内存接口芯片属于高速、非线性模拟及数模混合电路,研发复杂度高,要求工程师具备深厚的技术积淀和长期的知识产权积累。随着DDR代际不断升级,数据速率从DDR2的数百MT/s发展到DDR5第五子代的8000MT/s,内存接口芯片在信号完整性时序控制等方面的技术要求呈指数级增长,技术储备不足的厂商逐渐被市场淘汰。

早在DDR2世代,全球内存接口芯片市场呈现多元化格局,市场参与者包括德州仪器(TI)、英特尔、西门子、Inphi、澜起科技、IDT等十余家公司。进入DDR3时代,内存速率进一步提升至1866MT/s,最低可支持电压降低至1.25V,推动接口芯片在信号调理、命令分发等方面的技术演进,也为后续DDR4的标准化奠定了基础。

2016年起,DDR4技术逐渐成熟并成为市场主流。为满足更高的传输速率和更大的容量需求,JEDEC不断完善DDR4内存接口芯片规范,引入更高的信号完整性设计、更低的工作电压(最低1.2V)以及更高的运行速率(最高3200MT/s)。随着技术门槛的提升,市场集中度显著提高,主要供应商缩减为澜起科技、IDT和Rambus三家。

进入DDR5时代,内存接口芯片迎来新一轮技术飞跃。DDR5在传输速率、容量密度等方面均实现大幅提升,最低工作电压降至1.1V,最新一代产品支持高达8000MT/s的速率,JEDEC预计最后一个子代RDIMM将突破9200MT/s。DDR5的性能优势显著提升了云服务商、AI数据中心等下游客户的采购意愿,推动DDR5在服务器市场的快速渗透,并逐步取代DDR4成为主流内存技术。

与此同时,由于内存接口芯片的技术壁垒持续提升,全球主要供应商进一步收缩。根据2024年市场统计数据,澜起科技、瑞萨电子(收购IDT)和Rambus三家主力厂商合计占据全球内存接口芯片市场的93.4%份额,其中本土厂商澜起科技以36.8%的市场占有率位居第一。

值得注意的是,内存接口芯片不仅需要满足JEDEC的国际标准,还必须通过主流CPU厂商(如Intel、AMD)、内存颗粒厂商(如三星、SK海力士美光)以及服务器OEM厂商的严格认证流程,才能进入其合格供应商清单。这一过程涉及大量兼容性测试、信号验证和系统适配,周期长、门槛高,构成了极强的生态壁垒。这也进一步强化了头部厂商的市场地位,使得新进入者面临极大的挑战。

良好的供给生态助推了内存接口芯片的火爆行情??。在DDR5技术迭代加速、AI服务器需求激增的背景下,由少数顶尖厂商主导的、高度协同且稳定的供应链体系,不仅高效满足了市场对高性能内存接口芯片的迫切需求,其本身固有的高技术壁垒和严苛认证门槛,也确保了行业头部企业能够充分享受量价齐升的市场红利,推动行业景气度不断上行??。

来源: 与非网,作者: 史德志,原文链接: /article/1906940.html

澜起科技

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澜起科技成立于2004年,是国际领先的数据处理及互连芯片设计公司,致力于为云计算和人工智能领域提供高性能、低功耗的芯片解决方案,目前公司拥有互连类芯片和津逮?服务器平台两大产品线。

澜起科技成立于2004年,是国际领先的数据处理及互连芯片设计公司,致力于为云计算和人工智能领域提供高性能、低功耗的芯片解决方案,目前公司拥有互连类芯片和津逮?服务器平台两大产品线。收起

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