3DDRAM技术与市场趋势分析讨论的主要议题3D

3D DRAM 技术与市场趋势分析

3D DRAM 技术背景与产业趋势

• 2D DRAM 的局限性：当前 2D DRAM 面临制程微缩瓶颈，难以满足 AI 等高性能计算需求。
• 3D DRAM 的发展方向：
  • 封装级 3D DRAM（如 HBM）已实现商业化应用。
  • 晶圆级 3D DRAM 仍处于研发阶段。
• 存算一体趋势：
  • 分为近存计算、存内处理和存内计算三类。
  • 近存计算（如 HBM）已广泛应用，存内计算技术难度较大，仍在探索中。

DRAM 技术构成与关键参数

• DRAM 芯片构成：由存储单元（占芯片面积 50%-55%）、外围逻辑电路（含感应放大器）和周边线路组成。
• 关键参数：容量、带宽和功耗。
  • 容量由制程决定。
  • 带宽取决于 IO 口数量和传输速度。
  • 功耗直接影响芯片效率。
• 制程微缩挑战：DRAM 制程微缩难度大，当前逼近 10 纳米制程，进一步微缩需使用 EUV 光刻机。

封装级 3D DRAM 的分类与应用

• HBM（高带宽存储器）：
  • 特点：高带宽、低功耗，适用于 AI 训练卡和推理卡。
  • 结构：多层 DRAM 芯片通过 TSV 和 Micro Bump 连接，带宽可达 1024 个 IO。
  • 迭代方向：增加层数和单层容量密度，HBM3E 已实现 12 层堆叠，单层容量达 32Gb。
  • 竞争格局：市场由海力士（55%）、三星（41%）和美光（3%）垄断。
• 3D 堆叠 DRAM：
  • 特点：定制化产品，带宽高、功耗低，适用于矿机芯片等低算力场景。
  • 制造工艺：采用 Hybrid Bonding 技术，实现更高的 IO 密度和更低功耗。
  • 主要玩家：紫光国芯、爱普存储、新农科技、兆易创新等。
• Cube 方案：
  • 特点：由华邦提出，逻辑芯片在上，存储器在下，采用 Micro Bump 工艺。
  • 应用场景：低算力、高带宽需求场景。

晶圆级 3D DRAM 的发展

• 技术路径：分为将垂直电容器水平放置和无电容方案。
• 主要玩家：
  • 三星：预计 2030 年前推出晶圆级 3D DRAM。
  • 海力士：已实现五层堆叠，但需更高层数实现商业化量产。
  • 美光：探索无电容方案。
  • 国内企业：长鑫存储等也在积极探索。

投资建议与风险提示

• 投资建议：重点推荐兆易创新，其微堆叠 DRAM 产品已与多家客户合作，且背靠长鑫存储，具备稳定供货优势。
• 其他相关企业：包括北京君正、瑞芯微、小米等。
• 风险提示：
  • 行业需求不及预期。
  • 大陆厂商技术进步不及预期。