自從2020年7月中旬，JEDEC固態技術協會發佈下一代主流記憶體標準DDR5 SDRAM的最終規範(JESD79-5)後，DDR5記憶體正式進入市場。隨著英特爾(Intel)第十二代Core處理器支援DDR5標準，以及應用端，如PC與平板電腦、伺服器、AR/VR裝置；邊緣運算和AI應用，對低延遲、低功耗、高速、大頻寬的需求加持下，DDR5似乎加快了普及速度。Yole Group甚至做出預測指出，DDR5的廣泛採用應該會從2022年的伺服器開始，手機、筆記型電腦和PC等主流市場則是2023年開始廣泛採用DDR5。

DDR5的快速發展，自然吸引了相關記憶體大廠的投注。不過，雖然DDR5具備高速、低功耗…等特性，但其歷經缺貨、價格高漲等不利市場發展的種種因素，多少減緩了DDR5成為市場主流的腳步。隨著疫情逐漸趨緩，以及半導體缺料缺貨的慢慢情況好轉，市場上是否出現何種刺激DDR5需求的應用或關鍵因素，進而推動DDR5的普及？抑或者市場仍存在阻礙DDR5普及的不利因素？DDR5何時可迎來春燕，躍升市場主流？

DDR5 vs DDR4

先從DDR5規格來看，DDR5有何「能力」可獲得市場青睞。根據相關業者們提供的資料，與DDR4相比，DDR5的優勢如下：

• 規格升級：最新的DDR5可支援單一晶片容量上至64GB，最高容量上限可增加到128GB，較DDR4提高了四倍；傳輸速度也提升兩倍，起始速度直接跳升從4,800MT/s開始，最高可達6,400MT/s；
• 電源管理IC (PMIC IC)：電源管理晶片內建至DDR5記憶體中，除可提高訊號完整性及雜訊辨識能力，還能更具效率與擴充性；
• 雙通道設計：大幅降低延遲，提高記憶體效率並提升系統穩定度。

DDR5規格與效能整理。

(來源：JEDEC)

宜鼎國際(Innodisk)全球DRAM事業處總經理張偉民表示，DDR5模組在容量、速度、電壓和錯誤修正碼(ECC)功能方面都有明顯強化，不過DDR5並非樣樣都比DDR4強。

相較於DDR4，DDR5的劣勢約可整理為以下兩方面：

• 溫度：因DDR5是以極高速運轉，因此須留意系統機構散熱，避免IC和電源管理IC溫度過高；
• 價格：隨著規格提升，DDR5價格也較DDR4高出逾50%，可能成為業者導入的阻礙。但如前所述，包括5G、機器學習(ML)等各式進階應用中，DDR5的整體效能、規格的提升，對相關業者來說仍具一定優勢與吸引力。

DDR4與DDR5規格比較。

(來源：世邁科技)

世邁科技說明，DDR5產品架構是為因應高速運算而生，因此在記憶體市場，原廠優先導入的應用勢必以需求高速運算系統的伺服器，以及需求龐大運算的人工智慧工作站為首要目標。這類市場對於運算系統的反應延遲、頻寬與負載皆有相當的要求，次世代記憶體的DDR5正是為滿足未來雲端與邊緣運算對記憶體的規格擴充先行鋪路。

而上述要求高運算、低延遲的應用對於DDR5的較高成本可能稍稍不那麼「敏感」，因此成為推動DDR5市場發展的先驅。世邁科技表示，未來運算能力在其他應用越來越普及的同時，DDR5也會逐漸被導入至消費型市場或用戶端設備，如網通和電信，以及工業應用，例如工業物聯網(IIoT)等領域，讓整體運算系統的生態鏈從上至下順利接軌。不僅如此，現階段也有愈來愈多伺服器、雲端服務供應商(CSP)、超大規模(Hyperscale)資料中心營運商對於支援DDR5的CXL模組也展現出高度興趣，預期這部份的應用將會是DDR5的一大亮點。

影響DDR5普及率的因素

既然DDR5規格與特性的提升，可以說已把DDR4甩到另一條街後了，因此，除了價格仍讓廠商有所卻步之外，還有哪些因素阻礙DDR5普及之路？據了解，影響次世代記憶體普及度主要會有三個因素：平台、市場與供需。張偉民認為，CPU大廠新處理器平台的推出時程，將完全左右DDR5記憶體導入的步調。

世邁科技進一步解釋，目前DRAM仍受限於CPU與Chipset業者主宰的框架下，因此DDR5開發上仍脫離不了CPU原廠與記憶體原廠之間的協同合作，以展開互相支援的架構設計，所以處理器平台支援記憶體的相容性，是DDR5記憶體推廣的第一步。第二步則是市場的響應，也就是說，終端應用也會牽動次世代記憶體的普及化；最後則為供需，有平台支援與終端市場的支撐後，「最後的東風就是記憶體廠商製程轉換的進度與新平台的供貨狀況。」

事實上，DDR5問世之時，恰好處於半導體市場供貨極為吃緊的2021年中下旬，除了處理器大廠英特爾(Intel)支援DDR5記憶體的Alder、Raptor新平台相繼延宕之外，DDR5 IC供貨上也無法跟上腳步；再加上缺料的狀況無法看到曙光，導致對現有平台與物料出現超額預訂(overbooking)或重複下單(double booking)的現象，也間接放緩了對新平台與次世代記憶體的需求。

所幸，2021年底，俄烏戰爭雖引爆全球通貨膨脹，卻也使得部分物料供需開始鬆動，處理器新平台也在雲端伺服器的推動下，激勵了DDR5滲透的速度。世邁科技指出，2022年下旬，陸續有許多邊緣運算方案供應商推出了以DDR5為主要運算核心的次世代系統，可以預料以DDR5為新主流電腦市場的競賽，儼然將於2022年底正式展開。

何時躍居市場主流

從新技術出現到在市場普及的方向來看，市調機構Omdia認為，DDR5記憶體真正普及需要2~3年時間，該單位並預估，2022年DDR5記憶體市佔率將達10%， 2024年則可望達到43%。

亦有市調機構指出，目前DDR5滲透率約20%，隨著DDR5原廠良率提升，開出供貨量、價格逐步下滑，加上新搭載DDR5處理器晶片組的問世，預期會衝出一波的升級與轉換潮。2022年第四季後DDR5的滲透率應能快速提升，不僅如此，最快到明年第二季，DDR5即可能超過DDR4，成為市場主流。

Yole則表示，從2021年開始，DDR5記憶體的生產現已蓄勢待發，所有領先DRAM製造商都已經完成了自家的主流DDR5產品設計，因此2022年DDR5已開始真正起飛。

2025~2026年DDR記憶體位元出貨統計，Yole並預測，2023年DDR5記憶體出貨量將超過DDR4，2026年DDR5記憶體市佔將達到90%。(來源：Yole)

再從應用市場來看，張偉民指出，隨著5G、機器學習、邊緣運算、智慧醫療等進階演算的需求提升，將逐步提升工控市場對於DDR5的需求。不過，張偉民也不諱言，與消費性市場相比，工控市場的專案生命週期壽命很長，短則3年，長則可達8~10年，造就系統與使用的零組件汰換率低的狀況，而這也讓DDR5至少還需要5年時間才有機會成為工控市場主流。

世邁科技則預期，2023年初，主流資料中心DDR5將有50%的滲透率，在用戶端市場的滲透率則約有30%，總體滲透率平均約莫有38%。以目前的推展速度與供需狀況，可預期至2024年初，DDR5將拿下9成以上伺服器的市場比重，用戶端應則有7成以上的市佔率。

為推動DDR5發展，業者紛紛祭出市場策略及相關產品，以進一步在市場站穩腳跟，贏得先機。張偉民說明，以專注工控市場、提供高品質產品與滿足客戶各式驗證與開發需求是宜鼎科技在市場突圍的關鍵。在此基礎下，預先為客戶設想各式產品技術強化，提供讓客戶安心的產品履歷，以及各項嚴謹的產品驗證與測試、工程樣品測試，甚至免費升級30μ”金手指及抗硫化技術，都成為宜鼎推動DDR5的一大助力。

在市場策略方面，宜鼎與工業電腦緊密合作，以工控市場累積的經驗，向外拓展，陸續在傳統商用，甚或是消費性市場，看見工控高品質產品的切入點，開拓潛在藍海商機。另一方面，宜鼎近來積極推動人工智慧發展，目前工控高品質DDR5模組已在全球自駕車、醫療檢測等多項專案中，協助客戶在人工智慧影像辨識上提供高效能的演算支援。

世邁科技是JEDEC的組織成員之一，並積極加入各大先進開放式記憶體協會，如CXL、GenZ、OpenCAPI、CCIX等，促使該公司有能力與實力一直保持在次世代記憶體的最前端，並能推出各式先進記憶體，例如支援系統加速的DDR5 Persistent Memory，用於刀鋒伺服器應用的DDR5 VLP DIMM，以及DDR5 CXL模組。世邁科技強調，該公司DDR5產品的終極訴求與價值主要在於DDR5產品具有相當高速的作業能力，其運作過程中所產生的熱與雜訊也會增加用戶的設計困難度，而工程團隊所設計與驗證的DDR5經過嚴格的佈線與測試，都能夠在推出市場後獲得客戶認證，為客戶省下測試失敗所產生的人力與寶貴的時間成本，更進一步省下出貨後的風險成本。

本文同步刊登於《電子工程專輯》雜誌2022年11月號

活動簡介

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