DRAM芯片全稱是動態隨機存儲器，是一種隨機存儲器（RAM），與CPU直接交換數據，可隨時讀寫且速度快，斷電后存儲數據丟失，是易失性存儲器，也就是俗稱的“內存”。

一、存儲芯片的分類：隨機存儲器（RAM）、只讀存儲器（ROM）

（一）存儲芯片大類：RAM、ROM

半導體存儲芯片可以分為隨機存儲器（RAM）和只讀存儲器（ROM）兩大類：

1、隨機存儲器（RAM）：是易失性存儲器，即斷電后存儲數據丟失，可理解為內存，未保存下關機重啟進程會丟失；

2、只讀存儲器（ROM）：是非易失性存儲器，即斷電后所存數據不會丟失，但只能讀取事先存儲的信息，可理解為硬盤、U盤、存儲卡，保存后文件內容都存儲在芯片中。

隨機存儲器（RAM）中，以DRAM為主流；只讀存儲器（ROM）中，以Flash為主流，兩者占整個半導體存儲芯片的98%，也是我們日常使用最多兩個參數的4GB/8GB/16GB+64GB/128GB/256GB所形容的兩類芯片。

（二）RAM分類：DRAM動態隨機存取存儲器、SRAM靜態隨機存取存儲器

在RAM中有動態隨機存取存儲器（DRAM）和靜態隨機存取存儲器（SRAM）。DRAM用作內存，需求量遠高于SRAM。SRAM速度很快但成本高，一般用于作CPU的高速緩存。

（三）同步DRAM分類：DDRSDRAM、LPDDR、GDDR

DRAM的工作原理是利用電容內存儲電荷的多寡來代表一個二進制比特（bit），具備運算速度快、掉電后數據丟失的特點，常應用于系統硬件的運行內存，主要應用于服務器、PC和手機等。

在結構升級方面，DRAM分為同步和異步兩種，兩者區別在于讀/寫時鐘與CPU時鐘不同。傳統的DRAM為異步DRAM，已經被淘汰，SDRAM（SynchronousDRAM，同步動態隨機存儲器）為DRAM的一種升級，讀/寫時鐘與CPU時鐘嚴格同步，主要包括DDR、LPDDR、GDDR、HBM等。

1、DDRSDRAM（雙信道同步動態隨機存取內存）

可以在一個時鐘讀寫兩次數據，使得傳輸數據加倍，目前已發展到第五代，每一代升級都伴隨傳輸速度的提升以及工作電壓的下降。根據Yole預測，隨著DDR5的上市，市場將快速進行產品升級換代，預計2025年DDR5的份額將接近80%。

2、LPDDR（低功耗雙信道同步動態隨機存取內存）

通過與處理器緊鄰（焊接在主機板上而非插入或以封裝層疊技術直接堆在處理器上方）、減少通道寬度以及其他一些犧牲部分反應時間的方法來降低體積和功耗。LPDDR內存多用于智能手機、筆記本、新能源車上，而DDR多用于服務器、臺式機、普通筆記本上。

3、GDDR（繪圖用雙信道同步動態隨機存取內存）

為專門適配高端繪圖顯卡而特別設計的高性能DDR儲存器。GDDR與一般DDR不能共用，時鐘頻率更高，發熱量更小，一般用于電競終端和工作站。

二、DRAM的發展趨勢：高性能低功耗、從2D架構轉向3D架構

（一）高性能和低功耗是性能升級的兩大主要趨勢

一般來說，繪圖用DRAM數據傳輸速度高于計算機用DRAM，計算機用DRAM高于手機用DRAM。近年來，各類DRAM更新迭代快速，高性能和低功耗是兩大主要趨勢，目前DDR、LPDDR、GDDR已發展至第5-6代，較前一代傳輸速率大幅提升，功耗大幅度降低。手機DRAM方面，目前業內已量產LDDR5；計算機用DRAM方面，目前已演進至DDR5；繪圖用DRAM方面，最新一代的GDDR6已商用數年。

（二）從2D架構轉向3D架構：HBM

DRAM從2D架構轉向3D架構演變的典型產品為HBM。HBM（HighBandwidthMemory，高帶寬儲存器）是AMD和SK海力士推出的一種基于3D堆棧工藝的高性能DRAM，適用于高儲存器帶寬需求的應用場合，如圖形處理器、網絡交換及轉發設備（交換機、路由器）等。

HBM將原本在PCB板上的DDR內存顆粒和GPU芯片同時集成到SiP封裝中，使內存更加靠近GPU，DDRDie采用堆疊方式，通過增加單個DDR容量和層數來實現內存容量和帶寬的提高。

目前最先進的HBM為第五代HBM3以及第六代HBM3E，封裝的DRAMDie層數達到12層。

HBM已普遍搭配主流AI訓練芯片使用，相較GDDR帶寬顯著提升。例如英偉達的DGXA100單GPU搭載了總計80GB容量的HBM2E，DGXH100單GPU搭載了總計80GB容量的HBM3存儲，單個HBM3存儲帶寬最高可達819GB/s，較單個GDDR帶寬提升10倍以上，H200更是搭載了共141GB的HBM3e內存，總HBM容量較H100提升76%，總帶寬提升約43%。

英偉達于11月13日上午在“Supercomputing23”會議上正式發布了全新的H200GPU和改進后的GH200，每個H200GPU搭載HBM3e容量進一步提升至141GB。

（三）制程演變：演進至10+nm

DRAM工藝制程演進至10+nm，將繼續向10nm逼近。DRAM的制程接近10nm，各廠家都處于10nm+階段。

業界命名DRAM前三代10nm+制程分別為1X（16-19nm）、1Y（14-16nm）、1Z（12-14nm）。行業龍頭三星電子、SK海力士和美光在2016~2017年期間進入1Xnm階段，2018~2019年進入1Ynm階段，2020年后進入1Znm階段。最新的1αnm仍處于10+nm階段，三星于2020年3月率先完成技術開發，美光和海力士緊隨其后，各家大廠將繼續向10nm逼近。

從光刻技術上看，由DUV轉向EUV。目前DRAM使用最為成熟的光刻技術是193nm的DUV光刻機，EUV光刻機使用13.5nm波長，可通過減少光罩次數來進一步壓低成本，提高精度和產能。在工藝制程達到14nm后，采用EUV的經濟性開始顯現，而DUV需使用多重曝光（SAQP）技術才能形成更細線寬的電路，因此成本上處于劣勢。

目前DRAM廠商仍可通過工藝改進使用DUV生產10+nmDRAM，未來DRAM生產轉向EUV將是必然。三星、SK海力士分別于2020年和2021年引入EUV技術來制造DRAM，美光預計在2024年生產基于EUV的DRAM。

三、DRAM下游行業及推動力：主要用于計算，AI算力提升推動DRAM需求

2020年DRAM下游市場中，計算、無線通訊、消費和工業分別占45.9%、36.5%、9.6%、4.5%。隨著CPU主頻、核心和線程數量的不斷提升，CPU運算處理的速度已經遠超硬盤的讀寫速度，因此需要CPU內存作為橋梁來暫時存放CPU中的運算數據，并與硬盤等外部存儲器交換數據。

根據招商證券測算，從容量上看，按照普通服務器CPU內存320-640GB容量計算，AI服務器對DRAM容量的提升大約為4-8倍；按照高性能服務器CPU內存1TB容量計算，AI服務器對DRAM容量的提升大約為2.5-3倍。從價值量來看，AI服務器中CPU內存和SSD的價值量相較于普通雙路服務器預計均提升5倍左右，GPU顯存為純增量市場。

四、相關標的

1、存儲芯片：兆易創新、北京君正、東芯股份

2、存儲經銷：香農芯創、雅創電子

3、AI服務器及HBM配套：國芯科技、瀾起科技、創益通

附：AI 服務器存儲及先進封裝產業鏈上市標的

資料來源：中信建投電子、招商證券電子

審核編輯：湯梓紅