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LPDDR5时代即将到来,国产厂商迎来新机遇

2020-07-03 09:44 次阅读


存储器是用于移动设备、IoT、汽车和云数据中心等应用中的任何电子系统的重要组件。DDR 已成为现实的存储技术,可用于多种类别,包括标准 DDR 和低功耗 DDR (LPDDR)。最新的标准 LPDDR5 和 DDR5 以更低的功耗提供更高的性能,成为未来存储发展的趋势。
 
一、长鑫推进低功耗高速率LPDDR5 DRAM产品开发
 
合肥长鑫所在地的安徽省日前发布了《重点领域补短板产品和关键技术攻关任务揭榜工作方案》文件,该方案要求通过2-3年时间,重点突破一批制约产业发展的关键技术,培育一批优势产品,做强一批优势企业,不断提高制造业自主可控水平,促进制造业高质量发展。

在内存方面,文件要求推进低功耗高速率LPDDR5 DRAM产品开发,要面向中高端移动、平板及消费类产品DRAM存储芯片自主可控需求,研发先进低功耗高速率LPDDR5 产品并实现产业化,依托DRAM  17nm及以下工艺,攻关高速接口技术、Bank Group架构设计技术、低功耗电源(电压)技术、片内纠错编码(On-Die ECC)技术,完成低功耗高速率LPDDR5 DRAM产品开发。
 
安徽的这个文件可以说是该省内信息技术产业发展的一个大纲,希望2-3年内解决一些关键技术瓶颈,实际上合肥长鑫此前也公布过类似的技术路线图,他们去年量产的内存还是第一代10nm级工艺10G1,相当于19nm工艺的DDR4技术,包括桌面级DDR4、LPDDR4等等。
 


 
据了解,长鑫已经在规划后续的内存新品及工艺,预计还会有10G3、10G5工艺,目前具体水平不确定,大概率会是1X、1Y、1Znm工艺的演进,相当于16-19、14-16、12-14nm的水平,具体看长鑫的技术能力。
 
至于国产LPDDR5的问世时间,官方宣布的2-3年肯定是留出足够空间的,实际完成的时间应该会比这个短,类似长江存储的国产闪存,只要解决了第一代,后面的迭代升级会加快速度。
 
二、5G推动DDR5市场高速增长
 
据集邦咨询预测,2020年,行动式内存(Mobile DRAM )在智能手机中有15%左右的成长。TrendForce报告显示三星、美光、SK海力士三家大厂2020年DRAM的出货增长。(见下图)以三星Galaxy S20 Ultra 5G为例,独享了16GB的超大运存,最高支持1TB存储卡,以及128GB、256GB和512GB三种机身存储版本。

图片来自TrendForce

图表来自TrendForce

 
美光科技移动产品事业部市场副总裁Christopher Moore 认为,5G技术给移动终端带来两大优势:高速度和低延迟,美光是首个量产基于1Z纳米制程的手机内存企业,目前出货LPDDR5 内存容量包括 6GB、8GB 和 12GB。
 
三、LPDDR5在移动通信的应用
 
美光宣布全球首款量产的低功耗DDR5 DRAM芯片开始交付,同时美光也宣布,首款搭载这款芯片的将是即将发布的小米10系列手机。这意味着未来一段时间内,部分旗舰手机将会采用来自美光的LPDDR5内存。
 
现在美光科技已经在主要手机制造商获得了8GB和12GB LPDDR5的合格认证,据悉,美光12GB LPDDR5应用在摩托罗拉最新Edge +旗舰手机中。2020年上半年,美光还将通过基于 UFS 的多芯片封装 (uMCP5) ,把 LPDDR5 内存应用于中高端智能手机。
 


美光表示,LPDDR5内存将会更好的实现智能手机的人工智能及5G功能,毕竟带宽更足。从专业角度看,LPDDR5读写速度明显高于LPDDR4,数据传输速率从4266Mbps提升至5500Mbps,传输带宽从34GB/s提升到了44GB/s。同时,LPDDR5在功耗降低上也有突出表现,据小米雷军透露,经过小米10的测试,与LPDDR4X相比,采用LPDDR5之后,用户续航能力提升约10%;在玩《王者荣耀》的场景中,省电约20%;在微信语音和视频场景中,省电约10%。


 
随着国内5G网络覆盖范围加大,未来手机存储的发展趋势如下:第一、5G将推动12GB LPDDR5内存和256GB UFS3.1 NAND存储的发展,这个标准将成为未来最低的存储需求。高速率,几秒钟内即可下载完整的高清电影,实时上传用户创建的8K视频并在社交媒体平台上共享。 所有这些都需要高速、大容量的内存和存储。 第二、5G技术将会带动颠覆性创新应用。随着社交网络和抖音等视频应用的不断发展,未来的移动终端可能需要1TB的UFS4.0超高速存储, 24GB LPDDR5x内存。

Trendforce的分析师表示,2020年智能手机LPDDR5的份额在逐步成长中,今年LPDDR5占比将增加至11.9%。
 
四、新思科技推出速度最快、能效最高DDR5和LPDDR5 IP解决方案
 
新思科技推出全新Design Ware®存储器接口IP解决方案,支持下一代DDR5和LPDDR5 SDRAM。与DDR4和LPDDR4 SDRAM接口相比,DDR5和LPDDR5 IP增加了存储器接口带宽,同时减小面积并提高能效。DesignWare DDR5 IP数据速率高达4800Mbps,可与每通道多达80位的多个DIMM连接,为人工智能(AI)和数据中心系统级芯片(SoC)提供速度最快的DDR存储器接口解决方案。
 
业界首款LPDDR5 IP数据速率高达6400Mbps,显著节约移动设备和汽车芯片的面积和功耗,其双通道存储器接口可在独立通道之间共享通用电路。为进一步节省功耗,DesignWare存储器接口IP解决方案提供几种低功耗状态缩短退出延时,并提供多种预训练状态支持动态变频功能。DDR5和LPDDR5控制器和PHY通过最新DFI 5.0接口实现无缝互操作,为高带宽、低功耗芯片设计提供完整的存储器接口IP解决方案。
 
DesignWare DDR5和LPDDR5 IP解决方案支持DDR和LPDDR规范所有必需功能,使设计人员能够将必要功能集成到芯片中:通过PHY中的嵌入式校准处理器进行固件训练,优化启动时的内存训练,以实现系统级别的最高数据可靠性裕度。同时,可以快速更新训练算法,无需更改硬件。


5G网络建设带动的数据中心、企业等领域增长,尤其是云存储需求一直以 20% 以上的复合年增长率增长,对服务器DRAM和企业级SSD需求增加。美光2020财年Q2季度中,SSD总收入有超过50%的增长来自企业级SSD,同时数据中心客户对3D Xpoint技术的X100系列SSD产品需求也在增加,甚至导致部分DRAM供应短缺
 
相较于消费类市场,服务器市场对高性能和大容量的NAND Flash以及DRAM需求大,且属于高价值市场,原厂先进的DDR5产品在这类市场应用潜力更大。IDC预测,从2020年开始,对DDR5的需求将增长,到2021年将占DRAM市场总量的22%,到2022年将占DRAM市场的43%。
 
 
目前主流市场但是DDR4,国产DDR5能在两到三年内发布,将获得一个比较有竞争力的市场。通过不断加大自主研发,重视高新技术发展,持续融入市场,DDR5应用范围不断扩大,国内厂商将迎来这个重要机遇。
 
本文由电子发烧友综合报道,内容参考自CnBeta、美光科技、新浪科技等,转载请注明以上来源。
 

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