1. Rambus:專注內(nèi)存接口芯片的兼容創(chuàng)新廠商
1.1. 內(nèi)存接口芯片專家,兩大業(yè)務(wù)條線產(chǎn)品矩陣完善
Rambus 是性內(nèi)性優(yōu)全球領(lǐng)先的互連類芯片與硅 IP 解決方案提供商,面向人工智能、存致場(chǎng)潛數(shù)據(jù)中 心、勢(shì)顯汽車等多個(gè)領(lǐng)域,著市致力于為客戶提供低延遲、力巨低功耗、兼容高可靠性的性內(nèi)性優(yōu)芯片解決方案。 得益于強(qiáng)大的存致場(chǎng)潛技術(shù)優(yōu)勢(shì)和行業(yè)的高競(jìng)爭(zhēng)壁壘,公司已成為全球僅有的勢(shì)顯三家內(nèi)存接口芯片 供應(yīng)商之一,另外兩家分別是著市瀾起科技和瑞薩(原 IDT)。 Rambus 主要產(chǎn)品包括內(nèi)存接口芯片、力巨內(nèi)存接口 IP 及安全 IP 方案。兼容(1)內(nèi)存接口芯 片:公司深耕行業(yè)多年,性內(nèi)性優(yōu)實(shí)現(xiàn)從初代產(chǎn)品到最新一代 DDR5 產(chǎn)品的存致場(chǎng)潛完整覆蓋,目前在售 產(chǎn)品包括業(yè)界領(lǐng)先的 DDR4 和 DDR5 系列芯片組;(2)高速接口 IP:公司提供業(yè)界領(lǐng) 先的互連和接口 IP,包括完整的子系統(tǒng)解決方案、數(shù)字控制器和 PHY IP,適用于 PCIe、 CXL、HBM、GDDR 和 DDR 標(biāo)準(zhǔn);(3)安全 IP:支持?jǐn)?shù)據(jù)中心、服務(wù)器中靜態(tài)數(shù)據(jù)、 動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的加密,為客戶提供硬件級(jí)的安全 IP 方案。這些產(chǎn)品和方案精準(zhǔn)契合了數(shù)據(jù) 中心的應(yīng)用需求,比如企業(yè)級(jí)內(nèi)存條、AI加速芯片、智能網(wǎng)卡、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、內(nèi)存擴(kuò)展 和池化等。
1.2. DDR5 表現(xiàn)顯著優(yōu)于 DDR4,普及有望帶動(dòng)新一輪增長(zhǎng)
DDR 即 DDR SDRAM,是雙數(shù)據(jù)率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器的簡(jiǎn)稱。作為 SDRAM 的 第二代產(chǎn)品,其數(shù)據(jù)的傳輸速度是 SDR(Single Data Rate,單倍數(shù)據(jù)速率)內(nèi)存的兩倍, 通過(guò)允許在時(shí)鐘脈沖的上升沿和下降沿傳輸數(shù)據(jù),不需要提高時(shí)鐘的頻率就能實(shí)現(xiàn)雙倍 的 SDRAM 速度。
內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn)升級(jí),新一代產(chǎn)品性能大幅提升。2020 年 7 月,JEDEC(固態(tài)技術(shù)協(xié)會(huì)) 正式發(fā)布新一代主流內(nèi)存標(biāo)準(zhǔn) DDR5 SDRAM 的最終規(guī)范。為滿足對(duì)高效內(nèi)存性能日益 增長(zhǎng)的需求,DDR5 相比其前身 DDR4 實(shí)現(xiàn)了性能的大幅提升:(1)傳輸速度更快:從 DDR4 內(nèi)存的 1.6Gbps 起步提升到 4.8Gbps 起步;(2)能耗更低:工作電壓從 1.2V 下降 到 1.1V,且集成 PMIC(power management IC),優(yōu)化電源管理,綜合節(jié)能性提升 30%; (3)穩(wěn)定性提高:支持晶粒內(nèi)建糾錯(cuò)(On-Die ECC)機(jī)制,每 128 位元數(shù)據(jù)附帶 8 位 元糾錯(cuò)碼;(4)內(nèi)存密度更大:?jiǎn)蝺?nèi)存芯片的密度從 16Gb 達(dá)到 64Gb,40 個(gè)元件的 LRDIMM 的有效內(nèi)存容量達(dá)到 2TB;(5)存取效率提高:采用彼此獨(dú)立的 40 位寬雙通 道設(shè)計(jì),每個(gè)通道的突發(fā)長(zhǎng)度從 8 字節(jié)翻倍到 16 字節(jié)。
JEDEC 將 DDR5 描述為一種“具備革命意義”的內(nèi)存架構(gòu),迎合 AI、云計(jì)算、物聯(lián) 網(wǎng)等新技術(shù)帶來(lái)的存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)的傳輸需求。繼 DDR5 DRAM成為英特爾“Alder Lake” 第 12 代處理器的標(biāo)準(zhǔn)配置之后,AMD也宣布其 7000 系列處理器將支持 DDR5 內(nèi)存, 并已于 2022 年 9 月 27 日正式上市。2022 年 12 月 21 日,存儲(chǔ)芯片領(lǐng)軍企業(yè)三星宣布, 其利用 12 納米級(jí)制程工藝成功開發(fā)出 16Gb DDR5 DRAM,并在最近與 AMD 完成了兼 容性測(cè)試,計(jì)劃將于 2023 年開始批量生產(chǎn)。當(dāng)前市場(chǎng)正在經(jīng)歷由 DDR4 至 DDR5 的更 新?lián)Q代,DDR5 的普及有望為行業(yè)帶來(lái)新一輪增長(zhǎng)。
1.3. CXL 浪潮將至,Rambus 豐厚技術(shù)積累顯優(yōu)勢(shì)
2019 年,英特爾推出了 CXL 技術(shù)(Compute Express Link),短短幾年時(shí)間,CXL 便成為業(yè)界公認(rèn)的先進(jìn)設(shè)備互連標(biāo)準(zhǔn),其最為強(qiáng)勁的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手 Gen-Z、Open CAPI都紛 紛退出了競(jìng)爭(zhēng),并將 Gen-Z 協(xié)議、Open CAPI 協(xié)議轉(zhuǎn)讓給 CXL。 CXL 趨勢(shì)成為行業(yè)共識(shí),服務(wù)器架構(gòu)迎來(lái)重大變革。CXL 能夠讓 CPU、GPU、FPGA或其他加速器之間實(shí)現(xiàn)高速高效的互聯(lián),并且維護(hù) CPU 內(nèi)存空間和連接設(shè)備內(nèi)存之間 的一致性,從而解決了各設(shè)備間的存儲(chǔ)割裂的問(wèn)題,滿足高性能異構(gòu)計(jì)算的要求,能夠 大大降低內(nèi)存的分割導(dǎo)致的浪費(fèi)和性能下降。CXL 可被視為 PCIe 技術(shù)的再提高版本, 并在其基礎(chǔ)上延伸了更多變革性的功能。CXL2.0 內(nèi)存的池化(Pooling)功能較好的實(shí) 現(xiàn)了以內(nèi)存為中心的構(gòu)想,可以較大地節(jié)約數(shù)據(jù)中心的建設(shè)成本,同時(shí)也將帶動(dòng) DRAM 的用量。CXL3.0 則實(shí)現(xiàn) Memory sharing(內(nèi)存共享)和內(nèi)存訪問(wèn),在硬件上實(shí)現(xiàn)了多機(jī) 共同訪問(wèn)同樣內(nèi)存地址的能力。CXL 1.1 和 2.0 旨在以 32GT/s 的速度利用 PCIe 5.0 協(xié) 議,而 CXL 3.0 則擴(kuò)展到 PCIe 6.0 協(xié)議,將傳輸速率提高一倍,達(dá)到 64GT/s 的速度, 且大幅降低了搭建數(shù)據(jù)中心的總成本。
現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心非常復(fù)雜,需要與數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施硬件和軟件緊密集成。CXL 將改變計(jì) 算的方式,并代表了服務(wù)器設(shè)計(jì)中的重大架構(gòu)轉(zhuǎn)變。大多數(shù)現(xiàn)代系統(tǒng)都建立在存儲(chǔ)和內(nèi) 存層次結(jié)構(gòu)之上,以便在性能和成本之間取得平衡的情況下將數(shù)據(jù)傳遞給 CPU。CXL 將 通過(guò)帶來(lái)分層內(nèi)存時(shí)代來(lái)改變傳統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu),這將需要對(duì)操作系統(tǒng)(OS)和應(yīng)用程序進(jìn) 行硬件和軟件開發(fā),以充分利用 CXL 的功能。 CXL 增加了芯片內(nèi)部的技術(shù)復(fù)雜性,這需要集成電路(IC)和復(fù)雜的片上系統(tǒng)(SoC) 專業(yè)知識(shí)來(lái)設(shè)計(jì)、開發(fā)和執(zhí)行復(fù)雜的 SoC。Rambus 擁有超過(guò) 30 年的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)和創(chuàng)新專 業(yè)知識(shí),目前擁有約 3,000 項(xiàng)專利和應(yīng)用,在高性能存儲(chǔ)器和互連解決方案以及高復(fù)雜 性 SoC 設(shè)計(jì)專業(yè)知識(shí)方面擁有 30 年的歷史,因此在 CXL 存儲(chǔ)器解決方案方面處于強(qiáng) 勢(shì)地位。目前 Rambus 正在銷售 CXL 相關(guān)解決方案,有望在 CXL 技術(shù)領(lǐng)域拓展?fàn)I收新 增長(zhǎng)點(diǎn)。
1.4. Rambus 股價(jià)復(fù)盤:技術(shù)決定長(zhǎng)期趨勢(shì),并購(gòu)助力短期走勢(shì)
1.4.1. Rambus 股價(jià)與技術(shù)情況息息相關(guān),技術(shù)路徑變更預(yù)期曾推動(dòng)極致上漲
1999 年,威盛基于大量的可以超頻到 133Mhz 的 SDRAM 推出了 Apollo Pro133 標(biāo) 準(zhǔn),同時(shí),雙倍頻率的 DDR200 和 DDR266 業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)也見(jiàn)到了曙光。為保持對(duì)于內(nèi)存標(biāo) 準(zhǔn)制定的話語(yǔ)權(quán),此后 2000 年初英特爾宣布將在奔騰 4 中采用 Rambus 公司出品的 RDRAM 芯片,并將其命名為 PC800,因?yàn)槠鋾r(shí)鐘頻率是 400Mhz,且上升沿和下降沿都 傳輸數(shù)據(jù)。RDRAM 的高傳輸速率引發(fā)了市場(chǎng)的高度預(yù)期,股價(jià)開始直線拉升。根據(jù)我 們的測(cè)算,2001 年僅奔騰 4 處理器的 RDRAM 產(chǎn)品就為 Rambus 貢獻(xiàn)了當(dāng)年超過(guò) 30% 的營(yíng)業(yè)收入。 隨著搭載 RDRAM 的奔騰 4 發(fā)售,消費(fèi)者發(fā)現(xiàn)由于 RDRAM 串行讀寫數(shù)據(jù)而且時(shí) 延很大,實(shí)際內(nèi)存讀寫效果相對(duì) 133Mhz 的 DDR266 并無(wú)顯著優(yōu)勢(shì)。此外,過(guò)高的時(shí)鐘 頻率導(dǎo)致了低良率,額外的散熱片導(dǎo)致總成本居高不下,故其總售價(jià)是 DDR 的 2 倍-3 倍。2002 年 1 月,英特爾正式推出第二代奔騰 4 處理器,支持新興的 DDR 內(nèi)存;2004 年 5 月,英特爾宣布搭載 RDRAM 的 I850E 芯片組停產(chǎn),隨后所有新芯片組都將僅支持 DDR,宣告了 RDRAM 在技術(shù)路線博弈中失敗,內(nèi)存也正式迎來(lái) DDR 時(shí)代。在 2000 年 曇花一現(xiàn)后,Rambus 股價(jià)大幅下跌,最低點(diǎn)甚至只有股價(jià)拉升前的 1/10。
2003 年,Rambus 在 RDRAM 的基礎(chǔ)上推出了極限數(shù)據(jù)速率 DRAM(XDR DRAM) 技術(shù),使得股價(jià)獲得較大幅度增長(zhǎng),緊隨其后 Rambus 又于 2005 年推出 XDR DRAM。 索尼選擇 XDR DRAM 用于 PlayStation 3,股價(jià)再次迎來(lái)小高峰。XDR DRAM 最初與 下一版本的 DDR2 競(jìng)爭(zhēng),后者將內(nèi)存芯片的最高時(shí)鐘速度提高到 200 兆赫茲 (MHz)。 DDR3 具有與 DDR2 相同的時(shí)鐘速度,但預(yù)取緩沖區(qū)寬度是其兩倍,因此總體數(shù)據(jù)傳 輸速率是其兩倍,之后 Rambus 股價(jià)持續(xù)走低,并于 2012 年觸底。2014 年,DDR4 初 步形成,2015 年隨著 IntelSkylake 發(fā)布,DDR4 得到普及,DDR4 提高了對(duì)芯片的時(shí)鐘 速度和總線傳輸速率的要求,XDR DRAM 無(wú)法再匹配數(shù)據(jù)傳輸速度,2015 年,Rambus 宣布新的 R+ DDR4 服務(wù)器內(nèi)存芯片 RB26 DDR4 RDIMM 和 RB26 DDR4 LRDIMM。這 款芯片組包括 DDR4 寄存器時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)器和數(shù)據(jù)緩沖器,并完全符合 JEDEC DDR4 標(biāo)準(zhǔn), Rambus 股價(jià)略有上浮。2020 年,數(shù)據(jù)中心和云的需求增加,DDR4 市場(chǎng)份額穩(wěn)步增長(zhǎng), 此外 Rambus 在 DDR5 資格認(rèn)證方面處于行業(yè)領(lǐng)先地位,Rambus 的產(chǎn)品收入創(chuàng)下了新 高,股價(jià)也終于在近十年的低迷后獲得質(zhì)的飛躍。
1.4.2. 兼并收購(gòu)?fù)聘叨唐诠蓛r(jià),但持續(xù)性有限
近十年來(lái) Rambus 通過(guò)兼并收購(gòu)不斷拓展其產(chǎn)品組合與業(yè)務(wù)范圍。2011 年收購(gòu)的 Cryptography Research, Inc.擴(kuò)展了其在加密解決方案方面的專業(yè)知識(shí)并增強(qiáng)其安全產(chǎn)品。 2012 年收購(gòu)的 Lighting Science Group 的 LED業(yè)務(wù)在節(jié)能照明市場(chǎng)上擴(kuò)展其技術(shù)組合。 2012 年收購(gòu)的 Unity Semiconductor 使其存儲(chǔ)器產(chǎn)品多樣化并增強(qiáng)其存儲(chǔ)器技術(shù)組合。 2013 年收購(gòu)的 GlobalFoundries 的硅 IP 資產(chǎn)加強(qiáng)其技術(shù)組合并增強(qiáng)其提供先進(jìn)存儲(chǔ)器解 決方案的能力。2016 年收購(gòu)的 Bell ID 擴(kuò)展其在移動(dòng)支付和智能票務(wù)市場(chǎng)的產(chǎn)品。2016 年收購(gòu)的 Snowbush IP 資產(chǎn)擴(kuò)大其在高速接口市場(chǎng)的業(yè)務(wù)。2016 年收購(gòu)的 Inphi Corporation 的存儲(chǔ)器互連業(yè)務(wù)加強(qiáng)其在存儲(chǔ)器市場(chǎng)的地位。2019 年收購(gòu)的 Verimatrix 的 硅 IP 和安全協(xié)議業(yè)務(wù)擴(kuò)展其安全 IP 產(chǎn)品。從股價(jià)歷史可以看出,兼并收購(gòu)能短期推高 Rambus 股價(jià),可能的原因是兼并收購(gòu)能向市場(chǎng)傳遞積極信號(hào),讓投資者對(duì)公司產(chǎn)生積 極預(yù)期,然而由于缺少實(shí)質(zhì)性的營(yíng)收或者技術(shù)層面的飛躍,這種積極信號(hào)對(duì)股價(jià)的支撐 力難以為繼,股價(jià)在短期繁榮后又迅速歸于平寂。
2. 服務(wù)器應(yīng)用放量,助力業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)
CPU 和 DRAM 是服務(wù)器的兩大核心部件,內(nèi)存接口芯片集成于 DRAM 模組中,是 服務(wù)器內(nèi)存模組的核心邏輯器件,其主要作用是提升內(nèi)存數(shù)據(jù)訪問(wèn)的速度及穩(wěn)定性,滿 足服務(wù)器 CPU 對(duì)內(nèi)存模組日益增長(zhǎng)的高性能及大容量需求。由于 CPU 比內(nèi)存處理數(shù)據(jù) 速度快,因此需添加接口芯片以滿足 CPU 對(duì)運(yùn)行速度、信號(hào)完整性和穩(wěn)定性方面要求。 由于內(nèi)存接口芯片的大規(guī)模商用要經(jīng)過(guò)下游廠商的多重認(rèn)證,還要攻克低功耗內(nèi)存 接口芯片的核心技術(shù)難關(guān),從 DDR4 世代開始,全球內(nèi)存接口芯片廠商僅剩 Rambus、 瀾起科技和瑞薩(原 IDT)三家廠商。
2.1. 內(nèi)存接口芯片:AI 服務(wù)器放量在即,通用服務(wù)器增速平穩(wěn)
DRAM 由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,設(shè)計(jì)體積小,在服務(wù)器的內(nèi)存中占主導(dǎo)地位,并得到了長(zhǎng) 足的發(fā)展,從 DRAM 逐漸演進(jìn)到 SDRAM 再到 DDR SDRAM 系列。SDRAM(Synchronous DRAM)為同步的動(dòng)態(tài)隨機(jī)處理器,同步指的是存儲(chǔ)器的工作參考時(shí)鐘,SDRAM 只能 在信號(hào)的上升沿進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,其內(nèi)核工作頻率、時(shí)鐘頻率和數(shù)據(jù)傳輸速率三者相同, 最高速率可達(dá) 200MHz。DDR SDRAM(Double Data Rate Synchronous DRAM)雙倍速 率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器,可以在信號(hào)的上升沿和下降沿都進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,所以 DDR 內(nèi) 存在每個(gè)時(shí)鐘周期都可以完成兩倍于 SDRAM 的數(shù)據(jù)傳輸量。隨著人工智能大熱,各云 服務(wù)內(nèi)存數(shù)據(jù)的傳輸速率越來(lái)越跟不上 CPU 算力的發(fā)展。為了提高內(nèi)存數(shù)據(jù)傳輸速率、 減小功耗,DDR SDRAM 也逐代演變出了 DDR1-DDR5 系列。
服務(wù)器全面升級(jí),打開 DDR5 放量空間。全年來(lái)看,新一代服務(wù)器 CPU 的推出有 望刺激服務(wù)器換機(jī)需求。CPU 作為服務(wù)器進(jìn)行運(yùn)算處理的核心“大腦”,是影響服務(wù)器 性能的最重要硬件之一。Intel 和 AMD 作為服務(wù)器市場(chǎng)兩大巨頭接連在今年推出支持 DDR5 的最先進(jìn)服務(wù)器,Intel 最新推出的第四代至強(qiáng)(XEON)處理器 8490H 和 AMD 推出的第四代霄龍(EYPC)處理器分別支持 8 通道 DDR5 和 12 通道 DDR5。
通常每一代 DDR 在上量后第一年末滲透率可達(dá)到 20-30%左右,第二年末滲透率可 達(dá)到 50-70%左右,第三年末基本上就完成了市場(chǎng)絕大部分的滲透。雖然 2022 年 DDR5 的滲透率不及預(yù)期,但是預(yù)計(jì) 2023 年后將進(jìn)入快速放量期,預(yù)計(jì) 2023 年 DDR5 在服務(wù) 器部署方面的比例將不足 20%,到 2025 年將達(dá)到 70%左右。
2.2. 內(nèi)存接口芯片量?jī)r(jià)齊升,市場(chǎng)正處景氣向上周期
內(nèi)存接口芯片按功能可分為兩類,一是寄存緩沖器(RCD),用來(lái)緩沖來(lái)自內(nèi)存控 制器的地址/命令/控制信號(hào);二是數(shù)據(jù)緩沖器(DB),用來(lái)緩沖來(lái)自內(nèi)存控制器或內(nèi)存顆 粒的數(shù)據(jù)信號(hào)。僅采用 RCD 芯片對(duì)地址/命令/控制信號(hào)進(jìn)行緩沖的內(nèi)存模組通常稱為 RDIMM,而采用了 RCD 和 DB 套片對(duì)地址/命令/控制信號(hào)及數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行緩沖的內(nèi)存 模組稱為 LRDIMM。 瀾起科技和瑞薩是 Rambus 在 RCD 業(yè)務(wù)方面的兩個(gè)主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,Rambus 率先在 DDR5 方面加大投入,如今已經(jīng)形成先發(fā)優(yōu)勢(shì),相比于同行,Rambus 將能以更快的速度 提高其市場(chǎng)地位。 內(nèi)存接口芯片及內(nèi)存模組配套芯片行業(yè)的增長(zhǎng)受到“量”“價(jià)”雙方的共同驅(qū)動(dòng)。從 出貨量的角度,可以通過(guò)以下公式對(duì)全球內(nèi)存接口芯片出貨量進(jìn)行大致測(cè)算: 內(nèi)存接口芯片數(shù)量=服務(wù)器出貨量×單個(gè)服務(wù)器 CPU 用量×單個(gè) CPU 對(duì)應(yīng)的內(nèi)存 條數(shù)量×(單個(gè)內(nèi)存條上 DB 和 RCD 數(shù)量+內(nèi)存配套芯片數(shù)量)。
1)服務(wù)器需求回升,單臺(tái)服務(wù)器 CPU 配置提高。根據(jù) IDC數(shù)據(jù),全球服務(wù)器市場(chǎng) 在經(jīng)歷了 2019-2021 年的持續(xù)低迷期后迎來(lái)反彈,2022 年全球服務(wù)器出貨量達(dá)到 1380 萬(wàn)臺(tái)。服務(wù)器可分為 AI 服務(wù)器和通用服務(wù)器,其中 AI 服務(wù)器起步較晚,但是增速驚人, 2022 年 AI 服務(wù)器出貨量約為總體的 1%,預(yù)計(jì) 2023-2025 年可以實(shí)現(xiàn) 60%左右的 CAGR; 通用服務(wù)器預(yù)計(jì)后續(xù)實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)增長(zhǎng),CAGR 預(yù)期為 7%左右。
同時(shí),大模型的出現(xiàn)導(dǎo)致對(duì)服務(wù)器的算力要求大幅提升,單個(gè)服務(wù)器 CPU 數(shù)量也 因此增長(zhǎng)。今年最新發(fā)布的聯(lián)想 ThinkSystemSR850 和浪潮服務(wù)器 NF8480M5 已經(jīng)實(shí)現(xiàn) 標(biāo)配 4 顆 CPU,最大配置 8 顆 CPU,而中科曙光的服務(wù)器標(biāo)配和最大配置 CPU 數(shù)量均 達(dá)到 8 顆,相比 2016 年聯(lián)想服務(wù)器標(biāo)配和最高配置 CPU 數(shù)量?jī)H 1 顆已有明顯提升。
2)內(nèi)存接口芯片進(jìn)入替換周期,DDR5 升級(jí)帶來(lái) DB 芯片及內(nèi)存模組配套芯片增 量需求。內(nèi)存接口芯片最主要的下游應(yīng)用是服務(wù)器,自從 2020 年 JEDEC 提出 DDR5 規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)以后,各大服務(wù)器廠商開始計(jì)劃推出兼容 DDR5 的新平臺(tái)。在 DDR4 世代, LRDIMM 內(nèi)則通常配置 1 顆 RCD+9 顆 DB;根據(jù) DDR5 標(biāo)準(zhǔn),LRDIMM 內(nèi)將配置 1 顆 RCD 和 10 顆 DB,此外需要配套一個(gè)串行檢測(cè)芯片(SPD)、一個(gè)電源管理芯片(PMIC), 以及 1-3 個(gè)溫度傳感器(TS)。DDR5 內(nèi)存模組首次采用電源管理芯片(PMIC)以提升電 源管理效能。DDR5 的滲透率不斷提升帶來(lái)了 DB 芯片和內(nèi)存模組配套芯片新的增量需 求。
3)DDR5 子代迭代速度加快,內(nèi)存接口芯片均價(jià)有望維持穩(wěn)定。在某一代具體產(chǎn) 品周期中,銷售單價(jià)逐年降低,但新的子代產(chǎn)品在推出時(shí)的單價(jià)通常高于上一子代產(chǎn)品。 瀾起科技 DDR4 世代每個(gè)子代的迭代周期約 18 個(gè)月左右,而 DDR5 世代子代迭代周期 縮短,有利于保持穩(wěn)定的 ASP 水平。
綜上所述,在量和價(jià)的雙重驅(qū)動(dòng)下,內(nèi)存接口芯片市場(chǎng)正處于景氣向上周期, Rambus 業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)可期。根據(jù)我們測(cè)算,預(yù)計(jì)到 2025 年,內(nèi)存接口芯片(RCD+DB)將 有 13.5 億美元的市場(chǎng),而配套芯片市場(chǎng)(SPD Hub、溫度傳感器和 PMIC)將有額外的 3.2 億美元,由于 Rambus 目前正處于配套芯片的產(chǎn)品鑒定周期,預(yù)計(jì)主要的銷售貢獻(xiàn)將 從 2024 年開始啟動(dòng)。
3. 服務(wù)器互連產(chǎn)品前景展望
3.1. HBM 市場(chǎng)潛力巨大,Rambus 抓住時(shí)機(jī)前瞻布局
3.1.1. JEDEC 將 HBM 納入行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),超高性能助力 HPC、AI 計(jì)算
高帶寬存儲(chǔ)器(High Bandwidth Memory,HBM)是 AMD 和 SK 海力士發(fā)起的一種 基于 3D 堆棧工藝的高性能 DRAM,適用于高存儲(chǔ)器帶寬需求的應(yīng)用場(chǎng)合,如圖形處理 器、網(wǎng)絡(luò)交換及轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備(如路由器、交換器)等。這項(xiàng)技術(shù)在 2013 年 10 月被 JEDEC 采納為業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)存技術(shù),之后 JEDEC 又分別在 2016 年和 2018 把 HBM2 和 HBM2E納為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),目前在 HBM2E 規(guī)范下,當(dāng)傳輸速率上升到每管腳 3.6Gbps 時(shí),HBM2E 可以實(shí)現(xiàn)每堆棧 461GB/s 的內(nèi)存帶寬。此外,HBM2E 支持 12 個(gè) DRAM 的堆棧,內(nèi)存 容量高達(dá)每堆棧 24GB。
這種新型的 CPU/GPU 內(nèi)存芯片是垂直堆疊而成,再由“中介層(Interposer)”連接 至 CPU/GPU,這種設(shè)計(jì)使信息交換時(shí)間大幅縮短,只需將 HBM 堆棧插入中介層并放置 于 CPU/GPU 旁邊,再將其連接至電路板即可。HBM 所具備的功能特性與芯片集成的 DRAM 幾乎無(wú)異,且垂直堆疊的特殊設(shè)計(jì)使 HBM 具有功耗、性能、尺寸等多方面優(yōu)勢(shì)。
HBM 具有超越一般芯片集成的 RAM 的特殊優(yōu)勢(shì)。首先,高速、高帶寬的特性使 HBM 非常適合用于 GPU 顯存和 HPC 高性能計(jì)算、AI 計(jì)算;其次,由于采用了 TSV 和 微凸塊技術(shù),HBM 具備更好的內(nèi)存功耗能效特性,相對(duì)于 GDDR5 存儲(chǔ)器,HBM2 的 單引腳 I/O 帶寬功耗比數(shù)值降低 42%,更低的熱負(fù)荷降低了冷卻成本;此外,在物理空間日益受限的數(shù)據(jù)中心環(huán)境中,HBM 緊湊的體系結(jié)構(gòu)也是其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
3.1.2. HBM 有望變革行業(yè)局勢(shì),競(jìng)爭(zhēng)呈現(xiàn)三足鼎立格局
內(nèi)存行業(yè)長(zhǎng)期以系統(tǒng)級(jí)需求為導(dǎo)向,已經(jīng)突破了系統(tǒng)性能的當(dāng)前極限,目前內(nèi)存性 能的提升將迎來(lái)拐點(diǎn),具有高數(shù)據(jù)處理速度和高性能的 HBM 或許將成為改變行業(yè)風(fēng)向 的關(guān)鍵所在。此外,ChatGPT 等新興 AI 產(chǎn)品的出現(xiàn)為高性能存儲(chǔ)芯片帶來(lái)了新一波需 求熱潮,據(jù)韓國(guó)經(jīng)濟(jì)日?qǐng)?bào)報(bào)道,受惠于 ChatGPT,三星、SK 海力士的 HBM 接單量大 增。據(jù) semiconductor-digest 預(yù)測(cè),到 2031 年,全球高帶寬存儲(chǔ)器市場(chǎng)預(yù)計(jì)將從 2022 年 的 2.93億美元增長(zhǎng)到34.34億美元,在2023-2031年的預(yù)測(cè)期內(nèi)復(fù)合年增長(zhǎng)率為31.3%。
當(dāng)前 HBM 市場(chǎng)呈現(xiàn)三足鼎立格局,TrendForce 研究顯示,2022 年三大原廠 HBM 市占率分別為 SK 海力士占 50%、三星約 40%、美光約占 10%。2022 年 1 月,JEDEC 組織正式發(fā)布了新一代高帶寬內(nèi)存 HBM3 的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,繼續(xù)在存儲(chǔ)密度、帶寬、通道、 可靠性、能效等各個(gè)層面進(jìn)行擴(kuò)充升級(jí),SK 海力士抓住機(jī)遇加速研發(fā),成為目前唯一能夠量產(chǎn) HBM3 的供應(yīng)商,主導(dǎo)了處于起步階段的 HBM 內(nèi)存市場(chǎng)。三星電子則面向 AI 人工智能市場(chǎng)首次推出了 HBM-PIM 技術(shù),在存儲(chǔ)芯片上集成了計(jì)算功能,實(shí)現(xiàn)了原 HBM2 倍的性能,同時(shí)功耗還降低了 70%。美光公司通過(guò)與新思科技的合作,加速 HBM3 產(chǎn)品生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展,以實(shí)現(xiàn)前所未有的超高帶寬、功耗和性能。
芯片公司也在加緊布局 HBM 以期搶占先機(jī)。AMD 作為最早發(fā)現(xiàn) DDR 的局限性并 與 SK 海力士聯(lián)手研發(fā) HBM 的公司,在其 Fury 顯卡上使用了全球首款 HBM,據(jù) ISSCC2023 國(guó)際固態(tài)電路大會(huì)上的消息,AMD 考慮在 Instinct 系列加速卡已經(jīng)整合封裝 HBM 的基礎(chǔ)上,在 HBM 之上繼續(xù)堆疊 DRAM 內(nèi)存,使得一些關(guān)鍵算法內(nèi)核可以直接 在整合內(nèi)存內(nèi)執(zhí)行,而不必在 CPU 和獨(dú)立內(nèi)存之間往復(fù)進(jìn)行通信傳輸,從而大幅提升 AI 處理的性能,并降低功耗。芯片巨頭英偉達(dá)同樣重視 HBM 的布局,與 SK 海力士合 作,在英偉達(dá)計(jì)算卡中使用最新的 HBM3 內(nèi)存芯片。
3.1.3. Rambus 抓緊行業(yè)機(jī)遇,加快研發(fā)生產(chǎn)進(jìn)度
Rambus 雖然規(guī)模無(wú)法與行業(yè)巨頭比肩,但也在抓住 HBM 的機(jī)遇加速公司發(fā)展。 Rambus 的 HBM2E 接口完全符合 JEDEC 標(biāo)準(zhǔn),并且自主開發(fā)了 LabStation 工具,使客 戶能夠?qū)⑵?HBM2E 解決方案直接插入到他們的終端系統(tǒng)當(dāng)中,來(lái)構(gòu)建一個(gè)非常獨(dú)立的 內(nèi)存子系統(tǒng)。此外,Rambus 也不斷加強(qiáng)與 SK 海力士、AI Chip、臺(tái)積電等的合作,例 如在 SK 海力士方面,它為 Rambus 提供的 HBM2E 內(nèi)存達(dá)到了 3.6G 的數(shù)據(jù)傳輸速率, 而在和合作過(guò)程中,兩者又將 HBM2E 的速率進(jìn)一步地推進(jìn)到了 4.0Gbps;AIchip 則為 Rambus 提供了 ASIC的相關(guān)解決方案以及產(chǎn)品,幫助其設(shè)計(jì)了相關(guān)中介層以及封裝;此 外,臺(tái)積電提供了 2.5DCowos 封裝以及解決方案,來(lái)更好地為 Rambus 打造一個(gè)晶圓上 的基本架構(gòu)。作為半導(dǎo)體行業(yè)內(nèi)專注于細(xì)分市場(chǎng)的小規(guī)模公司,Rambus 能快速識(shí)別到 HBM 的發(fā)展機(jī)會(huì)并主動(dòng)布局,加大研發(fā)投入,自主創(chuàng)新技術(shù),將來(lái)在規(guī)模愈發(fā)龐大的 HBM 市場(chǎng)上 Rambus 也將獲得進(jìn)一步發(fā)展。
3.2. CXL 成為行業(yè)領(lǐng)先標(biāo)準(zhǔn),Rambus 兼并收購(gòu)前沿布局
3.2.1. CXL 高兼容性與內(nèi)存一致性優(yōu)勢(shì)顯著,市場(chǎng)潛力巨大
CXL 具有的高兼容性和內(nèi)存一致性使其迅速取代傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心環(huán)境中的 PCIe,成 為行業(yè)內(nèi)最領(lǐng)先的互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)。在兼容性方面,CXL 標(biāo)準(zhǔn)在接口規(guī)格上可兼容 PCIe5.0, 能夠被現(xiàn)有支持 PCIe 端口的處理器(絕大部分的通用 CPU、GPU 和 FPGA)所接納, 且能夠解決 PCIe 在內(nèi)存使用效率、延遲和數(shù)據(jù)吞吐量上的缺陷,因此英特爾將 CXL 視 為在 PCIe 物理層之上運(yùn)行的一種可選協(xié)議,在 PCIe 6.0 標(biāo)準(zhǔn)上大力推進(jìn) CXL 的采用。 在內(nèi)存一致性方面,CXL 可在 CPU,以及 GPU、FPGA 等之間建立高速且低延遲的互 連,維護(hù) CPU 內(nèi)存空間和連接設(shè)備上的內(nèi)存之間的內(nèi)存一致性,允許 CPU 與 GPU 之間繞過(guò) PCIe 協(xié)議,用 CXL 協(xié)議來(lái)共享、互取對(duì)方的內(nèi)存資源。透過(guò) CXL 協(xié)議, CPU 與 GPU 之間形同連成單一個(gè)龐大的堆棧內(nèi)存池,CPU Cache 和 GPU HBM2 內(nèi) 存猶如放在一起,有效降低兩者之間的延遲,故此能大幅提升數(shù)據(jù)運(yùn)算效率。除了資源共享(內(nèi)存池)和交換之外,CXL 還可以通過(guò)連接 CXL 的設(shè)備向 CPU 主機(jī)處理器添 加更多內(nèi)存。當(dāng)與持久內(nèi)存配對(duì)時(shí),低延遲 CXL 鏈路允許 CPU 主機(jī)將此額外內(nèi)存與 DRAM 內(nèi)存結(jié)合使用。高兼容性與內(nèi)存一致性是 CXL 的最大優(yōu)勢(shì),幫助 CXL 強(qiáng)勢(shì)崛 起,各大巨頭紛紛加緊布局。
在 AMD、ARM、IBM 以及英特爾等主要 CPU 供應(yīng)商的支持下,CXL 已經(jīng)成為 領(lǐng)先的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。CXL 技術(shù)未來(lái)市場(chǎng)潛力較大。根據(jù)美光科技在 2022 年 5 月召開的 投資人說(shuō)明會(huì)資料,受異構(gòu)計(jì)算快速發(fā)展的驅(qū)動(dòng),2025 年 CXL 相關(guān)產(chǎn)品的市場(chǎng)規(guī)模可 達(dá)到 20 億美元,到 2030 年超過(guò) 200 億美元。
3.2.2. Rambus 兼并收購(gòu)獲取關(guān)鍵技術(shù),前沿布局 CXL
2022 年 5 月 5 日,Rambus 宣布已簽署收購(gòu) Hardent 的協(xié)議。Rambus 官方消息顯 示,Hardent 擁有 20 年的半導(dǎo)體經(jīng)驗(yàn),其世界一流的硅設(shè)計(jì)、驗(yàn)證、壓縮和糾錯(cuò)碼專業(yè) 知識(shí)為 Rambus 的 CXL 內(nèi)存互連計(jì)劃提供了關(guān)鍵資源,此次收購(gòu)加速了 Rambus 下一代 數(shù)據(jù)中心的 CXL 處理解決方案的開發(fā)。Rambus 也收購(gòu)了 CXL 和 PCIe 數(shù)字控制器供應(yīng) 商 PLDA 和 PHY 供應(yīng)商 AnalogX,有力地補(bǔ)充了公司的服務(wù)器內(nèi)存接口芯片產(chǎn)品和專 業(yè)技術(shù)。對(duì) Rambus 而言,CXL 不僅僅是一種池內(nèi)存,它還利用其 IP 來(lái)推動(dòng)最近出臺(tái) 的 CXL 內(nèi)存互連計(jì)劃,以支持不斷發(fā)展的數(shù)據(jù)中心架構(gòu)及服務(wù)器工作負(fù)載的持續(xù)增長(zhǎng) 和專業(yè)化,因此 CXL 內(nèi)存和內(nèi)存互聯(lián)計(jì)劃對(duì) Rambus 而言意義重大,目前 Rambus 正在 銷售 CXL 相關(guān)解決方案,前沿布局 CXL。
3.3. Retimer 或?qū)⒊蔀樾略鲩L(zhǎng)點(diǎn),AI 服務(wù)器助力發(fā)展
PCIe 總線是當(dāng)前最流行傳輸總線,具有傳輸速度快,兼容性、拓展性強(qiáng)的特點(diǎn)。由 于硬件數(shù)據(jù)交互傳輸速度要求日益提升,驅(qū)動(dòng)傳統(tǒng)并行總線向高速串行總線的過(guò)渡, PCIe 相比以往 PCI、AGP、PCI-X 具有更快傳輸速率,得到廣泛認(rèn)可,并且正在不斷迭 代升級(jí),朝著更高傳輸速率方向發(fā)展。從兼容性來(lái)看,以硬盤為例,PCIe 總線支持 AHCI、NVMe 和 SCSI協(xié)議,有 SATAExpress、M.2、PCIe、U.2 等多種接口,具有兼容性、 拓展性強(qiáng)等特點(diǎn)。無(wú)線網(wǎng)卡、有線網(wǎng)卡、聲卡、采集卡、轉(zhuǎn)接卡等設(shè)備均可以直接插入 插槽。 伴隨 PCIe 標(biāo)準(zhǔn)升級(jí),總線傳輸速率幾乎翻倍提升,同時(shí)帶來(lái)嚴(yán)重信號(hào)衰減。主板 PCIe 通道分為 x1、x2、x4、x8 和 x16 等多種配置,通道數(shù)量越多意味著帶寬越高, 傳輸速度越快。同時(shí)每一代 PCIe 標(biāo)準(zhǔn)升級(jí),其傳輸速度幾乎翻倍上升,從 PCIe 4.0 到 PCIe 5.0,傳輸速度由 16GT/s 提升至 32 或 25GT/s,而整個(gè)鏈路插損預(yù)算從 4.0 時(shí)代 的 28dB,增長(zhǎng)到 5.0 時(shí)代的 36dB。信號(hào)衰減將限制超高速數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議在下一代計(jì) 算平臺(tái)應(yīng)用范圍。 現(xiàn)有的信號(hào)衰減問(wèn)題解決方案包括 Redriver 放大訊號(hào)、Retimer 芯片重新生成訊號(hào) 以及高速 PCB板材減少訊號(hào)傳遞損耗這三種方法。
選用高速 PCB,板材升級(jí)邊際成本將越來(lái)越大,也不能有效覆蓋多連接器應(yīng)用場(chǎng)景, 以 PCIe 應(yīng)用來(lái)說(shuō),PCIe Gen3 仍可以較為容易地在普通的 FR4 上實(shí)現(xiàn),但是 Gen4 則需 要比 FR4 更低損耗的板材,導(dǎo)致支持 PCIe Gen4 的 PC 主板要比不支持 Gen4 的貴很多。此外,即使是使用更貴(低損耗)的板材,長(zhǎng)距離地傳輸 16Gbps 的信號(hào)仍然是一個(gè)非 常大的挑戰(zhàn),因此使用低損耗 PCB 板的方法在 Gen4 后慢慢被淘汰掉了。Redriver 功能 相對(duì)簡(jiǎn)單,其通過(guò) Rx 端的 CTLE 和 Tx 端的驅(qū)動(dòng)器,實(shí)現(xiàn)對(duì)損耗的補(bǔ)償,進(jìn)而使得眼圖 的窗口變大,讓整個(gè) PCIe 通道看起來(lái)有更小的衰減。因?yàn)?Redriver 沒(méi)有涉及到任何協(xié) 議相關(guān)的內(nèi)容,其兩端的 PCIe 設(shè)備無(wú)法感知到 Redriver 器件的存在。而 Retimer 不僅在 Rx 端實(shí)現(xiàn) CTLE 和 DFE,還會(huì)在 Tx 端實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的 EQ 功能,這使得 Retimer 能夠?qū)崿F(xiàn) 比 Redriver 更好的降低通道物理?yè)p耗的效果。 相比于市場(chǎng)其他技術(shù)解決方案,現(xiàn)階段 Retimer 芯片的解決方案在性能、標(biāo)準(zhǔn)化和 生態(tài)系統(tǒng)支持等方面具有一定的比較優(yōu)勢(shì),而且可以靈活地切換 PCIe 或 CXL 模式,更 符合未來(lái) CXL 互連趨勢(shì)。
3.3.1. 競(jìng)爭(zhēng)格局概覽
Retimer 技術(shù)壁壘高,競(jìng)爭(zhēng)者較少。由于 Retimer 面世較晚,且具有較高的技術(shù)壁壘, 目前行業(yè)內(nèi)主要的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手只有 Astera Labs、譜瑞和瀾起科技三家公司。Astera Labs 是 以 PCIe 為主要研究方向的初創(chuàng)型公司,2020 年 4 月獲得了 B 輪融資,目前在 PCIe4.0 Retimer 領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。譜瑞是 2005 成立的中國(guó)臺(tái)灣上市公司,在 PCIe3.0 時(shí)代就已 經(jīng)成為信號(hào)衰減解決方案提供商。瀾起起步較晚,但量產(chǎn)完成的時(shí)點(diǎn)僅比其他競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手 晚一個(gè)季度,并且是唯一一家 Retimer 的中國(guó)大陸供應(yīng)商。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)仍然十分廣闊, Rambus 同樣未來(lái)發(fā)展?jié)摿κ恪?/p>
3.3.2. AI 服務(wù)器助力 Retimer 強(qiáng)勢(shì)崛起,市場(chǎng)空間廣闊
假設(shè)各代標(biāo)準(zhǔn)下單臺(tái)服務(wù)器平均鏈路數(shù)均為 16 條,假定價(jià)格是 1/1.5/2 美元,并且 2025 年 ASP 按照 10%速率下降。同時(shí)對(duì)各代 PCIe 的滲透率進(jìn)行相應(yīng)假設(shè)。
Retimer 整體市場(chǎng)規(guī)模則有望達(dá)到 4.1 億美元。PCIe 4.0 時(shí)代,服務(wù)器廠商推出支持 PCIe 4.0 的服務(wù)器主板上留有對(duì)應(yīng)插槽,當(dāng)用戶需要時(shí)可在服務(wù)器上安裝有搭載 Retimer 的擴(kuò)展板卡,用來(lái)支持對(duì)應(yīng)的設(shè)備,如 NVMe 硬盤、GPU 或網(wǎng)卡等,當(dāng)使用 PCIe4.0 的設(shè)備增加時(shí),將逐步增加對(duì) Retimer 的需求。在 PCIe 5.0 時(shí)代,Retimer 有望直接配置在 主板上以保證信號(hào)的穩(wěn)定傳輸,市場(chǎng)規(guī)模則由服務(wù)器廠商的供給決定,即任何一塊支持 PCIe 5.0 的服務(wù)器主板都將搭載相應(yīng)的 Retimer。在 2023-2025 年 PCIe 5.0 大規(guī)模應(yīng)用之 后,市場(chǎng)規(guī)模有望增至 4.1 億美金。 當(dāng)前 Rambus 已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了 PCIe 6.0 Retimer 解決方案的銷售,隨著 AI 服務(wù)器對(duì) GPU 算力需求的增加,未來(lái) Retimer 市場(chǎng)規(guī)模將大幅擴(kuò)張,Rambus 有望借助 Retimer 相關(guān)產(chǎn) 品實(shí)現(xiàn)新的增長(zhǎng),助力公司持續(xù)發(fā)展。
4. 行業(yè)“去庫(kù)存”周期結(jié)束,細(xì)分市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)發(fā)展
4.1. Rambus 發(fā)展前景向好,接口 IP 與內(nèi)存接口芯片市場(chǎng)雙重發(fā)力
4.1.1. 半導(dǎo)體 IP 市場(chǎng)整體擴(kuò)張,接口 IP 細(xì)分市場(chǎng)加速增長(zhǎng)
Rambus 以 IP 授權(quán)的業(yè)務(wù)模式起家,之后面對(duì)半導(dǎo)體市場(chǎng)愈發(fā)激烈的競(jìng)爭(zhēng),Rambus 及時(shí)調(diào)整方向、改變經(jīng)營(yíng)策略,經(jīng)過(guò)三十多年的發(fā)展和創(chuàng)新,目前 Rambus 的主要業(yè)務(wù) 分為基礎(chǔ)專利授權(quán)、芯片 IP 授權(quán)和內(nèi)存接口芯片三個(gè)板塊,服務(wù)于數(shù)據(jù)中心、5G、邊 緣計(jì)算、IoT和自動(dòng)駕駛等市場(chǎng)。目前,芯片 IP 授權(quán)和內(nèi)存接口芯片兩大賽道規(guī)模快速 增長(zhǎng)、發(fā)展?jié)摿薮螅瑸楣疚磥?lái)發(fā)展創(chuàng)造了良好的環(huán)境。
公司芯片 IP 授權(quán)業(yè)務(wù)主要由接口 IP 和安全 IP 兩個(gè)方面,接口 IP 采用高速內(nèi)存和 芯片到芯片的互連技術(shù),包括物理接口(“PHY”)和數(shù)字控制器 IP,提供行業(yè)領(lǐng)先的集 成內(nèi)存和互連子系統(tǒng);公司的安全 IP 服務(wù)包括加密核心、硬件信任根、高速協(xié)議引擎和 芯片供應(yīng)技術(shù),是目前行業(yè)內(nèi)最系統(tǒng)全面的安全 IP 解決方案組合之一。 芯片 IP 隸屬于半導(dǎo)體 IP 行業(yè),近年來(lái)半導(dǎo)體 IP 行業(yè)發(fā)展迅猛,根據(jù)半導(dǎo)體 IP 研 究機(jī)構(gòu) IPnest 數(shù)據(jù),2022 年全球半導(dǎo)體 IP 市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到 66.7 億美元,同比增長(zhǎng) 20.2%,IPnest 預(yù)計(jì),到 2025 年半導(dǎo)體 IP 市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò) 100 億美元,2021-2026 年的復(fù)合年增 長(zhǎng)率為 16.7%。目前中國(guó)半導(dǎo)體 IP 市場(chǎng)增速與全球半導(dǎo)體 IP 市場(chǎng)基本持平,根據(jù)億歐 智庫(kù)測(cè)算,2022 年中國(guó)半導(dǎo)體 IP 市場(chǎng)規(guī)模達(dá) 119 億人民幣,同比增長(zhǎng) 20.6%,2025 年 市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到 198.8 億人民幣,2018-2025 年的預(yù)計(jì)復(fù)合增長(zhǎng)率為 20%,增速領(lǐng) 先全球,市場(chǎng)潛力巨大。
當(dāng)前半導(dǎo)體 IP 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)呈現(xiàn)三級(jí)格局,其中第一級(jí)為處理器 IP 龍頭廠商 ARM, ARM 以豐富的產(chǎn)品種類、領(lǐng)先的版稅收入和完備的 IP-芯片-應(yīng)用的一體化生態(tài)成為半 導(dǎo)體 IP 行業(yè)的第一大廠商,護(hù)城河極深;第二級(jí)為 Synopsys、Cadence等為代表的老牌 EDA龍頭廠商,為半導(dǎo)體 IP 提供芯片設(shè)計(jì)工具和輔助性軟件,與 IP 業(yè)務(wù)協(xié)同效應(yīng)強(qiáng), 在行業(yè)內(nèi)具有較強(qiáng)的影響力;第三級(jí)為 Rambus、eMemory 等專注于某一細(xì)分品類的小 規(guī)模公司,這些公司的差異性強(qiáng),但由于產(chǎn)品品類較少、生態(tài)能力較弱,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不 如前兩級(jí)廠商。
當(dāng)前 Rambus 處于全球半導(dǎo)體 IP 市場(chǎng)的第三梯隊(duì),專注于接口 IP 細(xì)分品類,雖然 規(guī)模不如行業(yè)龍頭 ARM 等企業(yè),但其以獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢(shì)也在市場(chǎng)中占據(jù)一席之地,具 有較強(qiáng)的運(yùn)營(yíng)能力和盈利能力。
半導(dǎo)體 IP 行業(yè)有四大細(xì)分市場(chǎng),分別為處理器 IP、接口 IP、物理 IP 和數(shù)字 IP,其 中 Rambus 主攻的接口 IP 市場(chǎng)份額不斷擴(kuò)大。根據(jù) IPnest 數(shù)據(jù),2017-2022 年間,全球 接口 IP 市場(chǎng)份額占比從 18%增長(zhǎng)到了 24.9%,不斷搶奪處理器 IP 的市場(chǎng),其重要性和 發(fā)展?jié)摿χ饾u凸顯,據(jù) IPnest 預(yù)測(cè),2025 年接口 IP 市占率有望超過(guò)處理器 IP,成為排 名第一的 IP 品類。
未來(lái)接口 IP 市場(chǎng)將主要由與數(shù)據(jù)中心相關(guān)度較高的 PCIe IP、DDR IP 以及以太網(wǎng)、 SerDes 、D2D 等推動(dòng)增長(zhǎng)。據(jù) IPnest 預(yù)測(cè),2022-2026 年期間全球 PCIe、DDR、以太 網(wǎng)和 D2D 四類接口 IP 的年復(fù)合增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)將達(dá)到 27%,如果只考慮高端接口市場(chǎng), 2021-2026 年這 4 大接口 IP 的年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到 75%,2026 年全球接口 IP 整體市場(chǎng) 規(guī)模將達(dá)到 30 億美元。在半導(dǎo)體 IP 市場(chǎng)整體擴(kuò)張和接口 IP 細(xì)分市場(chǎng)加速增長(zhǎng)的背景 下,Rambus 芯片 IP 授權(quán)業(yè)務(wù)板塊也將獲得強(qiáng)勁增長(zhǎng)動(dòng)力,成為公司發(fā)展的重要推動(dòng)力。
4.1.2. 半導(dǎo)體市場(chǎng)上升周期將啟,內(nèi)存接口芯片市場(chǎng)有望大幅擴(kuò)張
面對(duì)日益激烈的半導(dǎo)體市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),Rambus 迅速反應(yīng)、求變創(chuàng)新式開辟了自有品牌芯片生產(chǎn)和銷售業(yè)務(wù),進(jìn)軍內(nèi)存接口市場(chǎng)。公司采用 Fabless 模式集 中資源進(jìn)行自有品牌的研發(fā)和創(chuàng)新,積極拓展客戶版圖,2022 年公司產(chǎn)品銷售收入已占 公司總營(yíng)收比重超過(guò) 50%,同比增長(zhǎng) 57.8%,主要源于內(nèi)存接口芯片的銷售增加。公司 現(xiàn)有內(nèi)存接口芯片產(chǎn)品組合為 DDR4 和 DDR5,主要客戶為 DRAM 制造商,如美光、 三星和 SK 海力士等。,于 2015 年左右正
半導(dǎo)體行業(yè)具有明顯的成長(zhǎng)性與周期性。在成長(zhǎng)性方面,半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模從 1975 年 的 50 億美元增長(zhǎng)至今天近 5000 億美元,在不到 50 年的時(shí)間實(shí)現(xiàn)了近 100 倍的增長(zhǎng), 具有極強(qiáng)的成長(zhǎng)能力;在周期性方面,根據(jù)對(duì)過(guò)去半導(dǎo)體市場(chǎng)的統(tǒng)計(jì)可以發(fā)現(xiàn),一輪半 導(dǎo)體周期約持續(xù) 42.6 個(gè)月,其中上升期 21.8 個(gè)月、下降期 20.8 個(gè)月,目前正處于兩輪 周期的交界點(diǎn),23H2 有望成為新的增長(zhǎng)周期的起點(diǎn),在汽車電子、數(shù)據(jù)中心等新增長(zhǎng) 點(diǎn)的帶動(dòng)下半導(dǎo)體行業(yè)景氣度也將持續(xù)向好。
隨著半導(dǎo)體行業(yè)整體的復(fù)蘇,作為其細(xì)分市場(chǎng)的內(nèi)存接口芯片市場(chǎng)規(guī)模也有望在近 幾年內(nèi)大幅增加,Rambus 作為行業(yè)內(nèi)三大主要廠商,正在以其強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力不斷提升 其市場(chǎng)份額,在內(nèi)存接口芯片細(xì)分市場(chǎng)快馬加鞭、占據(jù)一席之地。
Rambus 所處的接口 IP 市場(chǎng)和內(nèi)存接口芯片市場(chǎng)均發(fā)展態(tài)勢(shì)良好、前景廣闊, Rambus 作為兩大賽道的領(lǐng)跑者,有望在新一輪行業(yè)上升期中乘風(fēng)而起,在接口 IP 和內(nèi) 存接口芯片細(xì)分市場(chǎng)的雙重加速下再創(chuàng)新高。
4.2. “去庫(kù)存”周期結(jié)束,市場(chǎng)回暖信號(hào)初現(xiàn),23H2 有望觸底反彈
2020 年“缺芯潮”使半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)入瘋狂的超級(jí)景氣期,芯片價(jià)格飛漲, 產(chǎn)能供不應(yīng)求,各大廠商紛紛擴(kuò)產(chǎn),行業(yè)整體飛速發(fā)展。但 2022 年開始,在地緣沖突、 全球通脹和貿(mào)易爭(zhēng)端等一系列事件的沖擊下,火爆一時(shí)的電子市場(chǎng)極速降溫,下游消費(fèi) 市場(chǎng)下調(diào)出貨預(yù)期,上游芯片供應(yīng)商削減訂單,“缺芯潮”結(jié)束,但其帶來(lái)的影響仍然存 在,芯片和終端企業(yè)砍單、去庫(kù)存,2022 年第三季度電子元器件采購(gòu)調(diào)查結(jié)果顯示,有 超過(guò) 8 成的受訪企業(yè)在該季度遭遇了消費(fèi)終端砍單。芯片市場(chǎng)供過(guò)于求,全產(chǎn)業(yè)鏈迎來(lái) “寒冬”。
身處半導(dǎo)體行業(yè)的 Rambus 也不可避免地受到行業(yè)整體發(fā)展水平的影響,2020-2021 年在“缺芯潮”的影響下公司產(chǎn)品量?jī)r(jià)齊升,整體營(yíng)收穩(wěn)定上漲,供不應(yīng)求,庫(kù)存水平 持續(xù)下降,發(fā)展形勢(shì)一片向好。22Q1 半導(dǎo)體行業(yè)開始降溫,市場(chǎng)需求驟減,公司進(jìn)入累 庫(kù)存階段,營(yíng)業(yè)收入增長(zhǎng)受阻,庫(kù)存水平大幅增加,這種高庫(kù)存情況一直持續(xù)到 23Q1 仍未見(jiàn)好轉(zhuǎn)。無(wú)獨(dú)有偶,中國(guó)芯片公司瀾起科技的經(jīng)營(yíng)情況也受到了“缺芯潮”的顯著 影響,2020-2021 年瀾起科技營(yíng)收大幅增加,庫(kù)存水平保持低位,但 2022 年“缺芯潮” 結(jié)束后庫(kù)存水平持續(xù)上漲,23Q1 受到服務(wù)器及計(jì)算機(jī)行業(yè)需求下滑導(dǎo)致的客戶去庫(kù)存 的影響,瀾起科技營(yíng)業(yè)收入同比下降 93.56%,庫(kù)存水平超過(guò) 100%,短期存在嚴(yán)重的高 庫(kù)存情況。
市場(chǎng)回暖,提振主業(yè)恢復(fù);新需求加速滲透,刺激業(yè)務(wù)增長(zhǎng)。(1)目前公司庫(kù)存水 平為正常水平的 2-3 倍,已基本達(dá)到頂點(diǎn)。隨著全球經(jīng)濟(jì)的回暖, 2023 年 3 月開始, 電子市場(chǎng)需求逐漸復(fù)蘇,芯片庫(kù)存持續(xù)去化,2023 年知名 IC 設(shè)計(jì)公司信驊科技的營(yíng)收 狀況相較 22Q4 明顯有所改善,也說(shuō)明了半導(dǎo)體行業(yè)復(fù)蘇在即,“行業(yè)寒冬”有望在 23H2 走向結(jié)束。
我們預(yù)測(cè) 23H2 可能將成為公司庫(kù)存周期拐點(diǎn),之后庫(kù)存水平將逐步下降至正常水 平。(2)DDR5 產(chǎn)品持續(xù)滲透,預(yù)計(jì)將在 2023 年下半年看到放量,在 2023 年年底滲透 率接近 20%,2024 年年底達(dá)到 40%-50%,2025 年后成為 DRAM 市場(chǎng)最主要的產(chǎn)品種 類。伴隨 DDR5 加速滲透的產(chǎn)品量?jī)r(jià)齊升,將在各公司的營(yíng)業(yè)收入上得到體現(xiàn),根據(jù)我 們測(cè)算,以 DDR4 完全占據(jù)市場(chǎng)的 2021 年為基期,僅考慮公司收入結(jié)構(gòu)中占比 50%的 內(nèi)存接口芯片業(yè)務(wù)增量(即 RCD 和 DB),當(dāng) DDR5 滲透率達(dá) 50%(其中 LRDIMM 滲 透率達(dá) 10%)時(shí),總收入彈性空間達(dá) 1.38 倍;當(dāng) DDR5 滲透率達(dá) 100%(其中 LRDIMM 滲透率達(dá) 20%)時(shí),總收入彈性空間達(dá) 1.79 倍。
盡管 Rambus 正在經(jīng)歷短期高庫(kù)存問(wèn)題,但庫(kù)存問(wèn)題終將隨著行業(yè)回暖而改善; DDR5 產(chǎn)品的普及,打開了公司業(yè)務(wù)增長(zhǎng)的新天花板。并且,接口 IP 市場(chǎng)前景廣闊,將 勾勒出公司新的成長(zhǎng)曲線。Rambus 公司的發(fā)展也會(huì)帶動(dòng)投資者關(guān)注整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)的 投資機(jī)會(huì)。