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高带宽存储器风云(三)产业生态样貌可能的变迁

DRAM产品虽然还有统一的界面标准,但是产品市场正在逐渐的碎片化过程之中。

在讨论HBM4标准界面对DRAM产业生态的冲击之前,让我们先回顾一下DRAM产业的现况。

DRAM产业从2014年的20~22纳米制程,到2024年SK海力士(SK Hynix)跨入10纳米制程,整整花了10年的工夫。如果在过去摩尔定律还适用的年代,这样速度的制程进展只能算是前进2个时代节点,这是过去用3年时间就可以取得的成果。

DRAM制程进展如此迟缓当然是因为DRAM物理特性所造成的限制:DRAM的记忆单元是电容,而电容值(capacitance)与电容面积成正比。在制程持续微缩过程中,电容面积理当会变小,因而电容能保持电荷—就是存储器单元中的信号—的时间会缩短,因此每次制程推进时,还要维持电容值不变,这就成了DRAM新制程研发时的最大梦靥。

没有快速的制程推进,就无法在同一面积芯片上提高效能、持续快速的创造新价值。兼之DRAM进入1b、1a制程后,使用昂贵的EUV似乎无可避免,这让单位面积成本的下降更为艰难。

如果制程快速推进无法成为芯片增加经济价值的手段,就得有其他增加价值的方式。譬如说,创造应用面的价值。

目前DRAM在各类应用的标准界面相继出炉正是此一趋势的显现,从原先主流的DDR(Double Data Rate),再到适用于移动系统的LPDDR(Low Power DDR,节能)以及GDDR(Graphic DDR,宽频)、HBM(大容量、超宽频)等。也就是说,DRAM产品虽然还有统一的界面标准,但是产品市场正逐渐走向碎片化过程之中。

产品市场分化的下一步就是定制化。

定制化产品的供应与需求中间的关系是专买与专卖,因此可以很大程度的避开大宗商品(commodity)市场典型的周期性起伏状况。改变产业的生态样貌、藉以避免业务及财务的大幅震荡等,也许是这些想定制化HBM存储器公司的考量之一,特别是存储器市场现在正在经历为时不短的周期性价格低谷时期。

但是市场开始分割细碎后,规模经济的威力也会跟着降低。

原先DRAM市场由3家大公司寡头垄断的局面也可能会因之改变。原先DRAM产业的进入壁垒主要是规模经济以及先进制程相关的专利障碍。但是现在DRAM制程演进迟缓,兼之有许多小生态区开始出现,可以提供小公司的牛油与面包,寡头垄断的市场生态有可能变化。

这也许部分解释SK海力士目前技术的想法。HBM4存储器的堆叠部分仍然可能选择统一的标准界面,在设计及生产上仍能大致维持规模经济的効力;定制化的任务就局限于底层的逻辑芯片。这样的安排大致能维持规模经济与定制化的均衡,获取最大利益。

只是产业的产品界面标准存在的前提,是所有产业中生产产品的公司以及产品使用者愿意共同遵守。如果有些公司选择专有界面,便无业界统一的界面标准。无论如何,这是2025年就应该会有答案的,而其结果将牵动DRAM产业的生态样貌。

现为DIGITIMES顾问,1988年获物理学博士学位,任教于中央大学,后转往科技产业发展。曾任茂德科技董事及副总、普天茂德科技总经理、康帝科技总经理等职位。曾于 Taiwan Semicon 任谘询委员,主持黄光论坛。2001~2002 获选为台湾半导体产业协会监事、监事长。