DRAM成長全面轉正，六巨頭大漲221%
記憶體（DRAM）市場正在迎來一波上漲潮。
根據TrendForce統計，2023年第四季，全球DRAM產業總營收達174.6億美元，季增29.6%。前六名的廠商在2023年第四季營收季增都為正數，且增幅普遍較大，特別是力積電（PSMC），增幅最高，達110%。
回看一年前的2022年第四季，全球DRAM產業營收122.8億美元，季減32.5%，跌幅逼近2008年底金融海嘯時的單季36%跌幅，2022年下跌的主因是受DRAM產品平均銷售單價（ASP）下滑影響。六大廠商方面，營收季增全是負數，一片慘淡，最高跌幅達41.2%。具體如下圖所示。
01 終於熬出頭
從2022年底的“哀號遍野”，到2023年底的“重獲新生”，全球DRAM市場六大廠商終於熬出了頭，全面實現營收大幅正增長。
三星電子方面，2022年第四季度，該公司在當時的價格戰中，降價態度最為積極，因此，在需求衰退之際，出貨不減反增，營收金額達到55.4億美元，環比下降了25.1%，其衰退幅度是三大原廠中最低的。
到了2023年第四季，三星電子DRAM營收達到79.5億美元，季增幅度超過50%，是三大原廠中最高的，主要是因為1α nm過程DDR5晶片出貨拉升，使得伺服器DRAM的出貨位季增超過60%。產能規劃方面，三星在2023年第四季大幅減產，庫存壓力改善後，今年第一季投片量開始回升，
產能利用率達80%左右，下半年是旺季，需求預期將較上半年明顯增加，產能會持續提升至第四季。
SK海力士方面，2022年第四季度，該公司營收34.0億美元，季減35.2%。2023年第四季，營收成長到55.6億美元，季增20.2%。成長的主因是HBM、DDR5的價格優勢，以及來自於高容量伺服器DRAM模組的獲利，使得平均銷售單價季增加17%~19%。產能規劃方面，SK海力士正積極擴張HBM產能，投片量正在增加，隨著HBM3E的量產，相關先進製程投片量也會持續上升。
美光（Micron）方面，2022年第四季，市佔率下降最明顯的當屬美光，23.0%，季減3.4個百分點，營收衰減幅度也是各大原廠之中最大的，季減41.2%。2023年第四季，美光出貨位元及平均銷售單價均季增4%~6%，營收達33.5億美元，季增8.9%。美光的增幅不如三星電子和SK海力士，主要原因是該公司的DDR5和HBM出貨量佔比相對較低，沒有充分利用好2023年這一波AI伺服器的發展浪潮。產能規劃方面，美光投片量有回溫趨勢，後續將積極增加其先進製程1β nm產能比重，用於生產HBM、DDR5和LPDDR5(X)。
南亞科（Nanya）方面，2022年第四季，出貨小幅下滑，但受到合約下跌影響，該季度營收下滑30%。2023年第四季，該公司營收季增加12.1%，達2.74億美元。
華邦（Winbond）方面，2022年第四季，營收季減30.3%。2023年第四季，營收季增加19.5%，約1.33億美元。
力積電方面，2022年第四季度，營收主要來自於其生產的標準型DRAM產品，不包括DRAM晶圓代工業務，DRAM營收衰退約39.5%，若將代工營收計算在內，則衰退27.4%。2023年第四季，力積電營收季增高達110%，若將代工營收計算在內，合計營收季增11.6%。
從以上這六大廠商2022年第四季和2023年第四季的營收對比情況來看，變化非常明顯，2022年還是全面負成長，2023年則全部轉正，且增幅都很大，合計達到221 %。
02三巨頭加快先進製程研發與量產節奏
從市佔率和技術含量來看，全球DRAM市場仍是三巨頭（三星電子，SK海力士，美光）的天下。特別是在AI伺服器引領市場發展的當下，具備高技術含量的記憶體產品是市場渴求的，這也為三巨頭的發展提供了更多商機。
目前，三星電子、SK海力士和美光都在加大10nm級製程DRAM的研發投入，包括第四代(1α nm)和第五代(1β nm) 版本，以生產HBM、DDR5和低功耗LPDDR5等高端記憶體產品。
從DRAM三巨頭的製程節點發展歷程來看，它們在2016-2017年進入1X(16nm-19nm)階段，2018-2019年為1Y(14nm-16nm)，2020年進入1Z(12nm-14nm)階段。近三年，則朝著更先進的1α（約13nm）、1β（10nm-12nm）、1γ（約10nm，1β的增強版）製程製程技術邁進。與1α相比，1β在
16Gbit的容量下，能源效率提高約15%、記憶體密度提升35%以上。
2022年10月，三星電子在Samsung Foundry Forum 2022活動上公佈了DRAM技術路線圖，當時預計2023年進入1β製程階段，用於生產第五代10nm級DRAM產品，晶片容量可達到24Gb（3GB）- 32Gb（4GB）。同年12月，三星電子開發出首款採用12nm級製程製程的32Gb DDR5 DRAM，並與AMD一起完成了相容性評估。近一年，三星正在開發11nm級DRAM晶片，並正在為該產品開發3D堆疊架構和新材料。三星也表示，將於2026年推出DDR6內存，2027年實現10Gbps的內存原生速度。
隨著DRAM製程技術的不斷進步，三星電子等廠商越來越多地將EUV微影設備和相關技術引入了記憶體產品生產線。今年1月，三星電子開始量產基於EUV的14nm製程DDR5，此記憶體產品將傳輸速度提升到了7.2Gbps，是DDR4的兩倍多，是目前業界量產記憶體的最高水準。
SK海力士方面，2023年1月，該公司將1α製程的DDR5伺服器DRAM用到了英特爾第四代至強可擴展處理器，並在業界首次獲得認證。2023年5月，SK海力士完成了1β的技術研發工作，採用「HKMG（High-K Metal Gate）工藝，與1α DDR5相比，功耗降低了20%。該公司計劃在2024上半年將1β製程用於LPDDR5T、HBM3E等高性能產品。
近日，有媒體報告稱，SK海力士正在與台積電結成聯盟，旨在透過匯集兩家公司在AI晶片封裝方面的技術專長，鞏固它們在AI晶片市場的地位。據業內人士透露，SK海力士與台積電形成了One Team策略，包括合作開發第六代HBM，即HBM4。在此之前，SK海力士擬擴大其HBM的生產設施投資，以滿足市場對高性能AI產品的需求。依照SK海力士的計劃，該公司對矽通孔(TSV)相關產線的投資將比2023年增加一倍以上，力圖將產能翻倍，併計劃在2024上半年開始量產其第五代高頻寬記憶體產品HBM3E。作為英偉達HBM記憶體的合作夥伴，SK海力士目前在HBM市場處於領導地位。先前有通報稱，該公司將在2026年大規模生產HBM4，用於下一代AI伺服器系統。
為了加快HBM3E和HBM4的量產腳步，SK海力士正在部署相關產線和設備。今年2月底，韓媒etnews報道稱，SK海力士將在今年引進8台EUV光刻機，以推動高性能記憶體產品的技術演進和量產。
據悉，SK海力士現有5台EUV光刻機，到今年末，若加上韓媒報道的8台，其擁有的EUV光刻機總數將達到13台，可大幅提升EUV光刻能力。該公司在第四代10奈米級製程製程1α首次引進EUV設備，當時僅在1個晶片生產步驟中使用，而到了目前的1β製程階段，EUV使用步驟提升到了4個。至於正在研發的1γ（或1c）製程工藝，根據etnews透露，EUV使用量將進一步提升至6個步驟。
除了在DRAM製程製程方面採用新技術和先進設備外，SK海力士和三星電子還在封裝材料方面進行新技術和產品研發。
三星和SK海力士都在考慮在其下一代DRAM中使用模壓填充（MUF）技術。三星最近對3D堆疊（3DS）記憶體進行了大規模的MR MUF製程測試，結果顯示與現有的TC NCF（熱壓非導電膜）相比，吞吐量有所提高，但物理特性有所下降。
傳聞三星電子的一位高階主管在去年下令對MUF技術進行測試，得出的結論是MUF不適用於HBM產品，最合適的物件是3DS RDIMM。一般情況下，3DS RDIMM採用矽通孔（TSV）技術製造，主要用於伺服器記憶體產品。矽通孔就是在晶圓或Die上穿出數千個小孔，實現矽片堆疊的垂直互連通道，而MUF則是實現上下連接，縮小相互之間間隙的材料，有助於緊密凝固和結合各種垂直堆疊的晶片。
MUF是一種環氧樹脂模塑化合物，在SK海力士成功將其應用於HBM2E生產後，受到了晶片行業的關注。SK海力士使用的這種化合物是與Namics合作生產的。三星計劃與SDI合作開發自己的MUF化合物，並且已經從日本訂購了MUF所需的相關設備，以實現更先進的封裝工藝，提高生產效率。
上面介紹的是韓國兩大DRAM巨頭的製程研發和記憶體產品量產狀況，以下來看看另一大巨頭美光的情況。
2022年11月，美光將1β DRAM產品送往客戶的產品驗證管線，率先進入了1β節點，且對下一代1γ製程進行初步的研發設計。2023年，美光正式量產1β DRAM，具體來看，該產品是16Gb容量版本的DDR5內存，目前，美光的1β技術已應用至該公司多種內存解決方案，包括採用16Gb、24Gb
和32Gb DRAM裸片的DDR5 RDIMM和MCRDIMM，以及採用16Gb和24Gb DRAM晶片的LPDDR5X、HBM3E和GDDR7。
目前，1β是全球最先進的量產DRAM製程節點，隨著1β量產出貨，美光正在加速下一代技術研發，據悉，該公司計劃於2025年量產1γ DRAM，該過程產品將會先在台中有EUV設備產線量產。
今年2月底，美光宣布開始量產HBM3E內存，其24GB 8H HBM3E產品將供貨給英偉達，今年第二季開始出貨，將應用於NVIDIA H200 Tensor Core GPU。
官方資料顯示，美光的HBM3E基於1β製程工藝，採用TSV封裝、2.5D/3D堆疊，資料傳輸速度可達1.2TB/s。
為了降低高性能DRAM的生產成本，美光多路並進，沒有完全依賴EUV設備。近日，美光宣布計畫採用日本佳能（Canon）的奈米壓印技術（NIL）。美光詳細介紹如何將奈米壓印技術應用於DRAM生產，奈米壓印是指將帶有半導體電路圖的光罩壓印在晶圓上，透過單一的印記就能在適當的位置形成複雜的2D或3D電路圖，只需對光罩進行改進，甚至有能力生產2nm晶片。
奈米壓印技術有助於解決DRAM製程的一大挑戰：隨著沉浸式曝光解析度的提升，曝光層數不斷增加，導致必須增加更多的曝光步驟。傳統光學系統在繪製DRAM層圖案時有困難，而奈米壓印則可實現更精細的圖案列印。與沉浸式曝光相比，奈米壓印的成本僅為其20%，使其成為極具成本效益的解決方案。不過，奈米壓印技術並不能完全取代EUV在DRAM生產線上的應用，只能部分採用與取代。
美光錶示，將在今年3月18日舉行的全球AI大會上分享更多有關其AI伺服器記憶體產品和發展路線圖的資訊。
03結語
在經過2022和2023上半年的低迷之後，全球DRAM市場在2023下半年迎來了復甦，使得各大內存廠商終於可以喘口氣了，兩年的苦日子使這些廠商的營收和產能利用率大幅下滑，隨著新周期的到來，記憶體晶片，特別是記憶體晶片市場的繁榮期再次歸來，相關廠商又要回到半導體產業營收榜單前列了。
隨著AI的火爆，相關伺服器系統對內存，特別是高效能產品的需求持續提升。各大DRAM廠商，特別是產業三巨頭都在加速先進製程製程技術和產品的研發，量產產品也是你追我趕。預計這種情況將在未來兩三年內持續下去。
另外，在市場需求與先進製程技術雙重驅動下，全球排名第四及之後的DRAM廠商與產業三巨頭的市佔率與營收差距很可能會進一步加大，這從近3年的營收和市佔率榜單中就可以看出來。( 半導體產業縱橫 )