AspenCore全球分析師團隊在這一年中與業內專家和廠商交流,總結分析后挑選出了2022年全球半導體行業將出現或高速發展的10大技術趨勢。
3nm工藝量產,2nm競爭不確定性增加
半導體尖端制造工藝方面,2020年三星foundry臨時將4LPE調整為完整工藝節點——即4nm工藝會成為三星接下來一段時間的推廣重點。加上2021年10月臺積電發布的消息基本明確了N3工藝的稍許延后,2022年或許將成為4nm工藝之年;iPhone 14要趕上3nm工藝是幾乎無望的。
不過基本可以明確的是,雖然采用臺積電N3工藝的芯片最快大概需要等到2023年一季度才會問世,但N3工藝量產明確在是2022年第四季度。
與此同時,我們認為,三星3nm GAA或許會比臺積電N3再晚一點。三星在3nm節點上開始采用GAA結構晶體管是焦點,但實際上三星也未能按照時間點如期推進。而且基于三星目前公開的數據,其最早的3nm工藝在技術層面可能會存在更大的不確定性。
至于Intel 3,即便按照規劃也是完全趕不上2022年的班車的。我們認為,臺積電N3將持續保持市場優勢地位,并且相較另外兩名對手暫時有著顯著的領先。但在N3上踩一腳剎車,實際上也為2nm時代的來臨埋下隱患。
一方面Intel 20A工藝預計將在2024年上半年到來,Intel 18A則或可見于2025年下半年——Intel在這兩個節點上預備重返技術領先地位的決心是相當大的;另一方面三星預計將在2025年下半年量產的2nm工藝,將是其第三代GAA結構晶體管,即其3nm工藝雖然很難取得市場優勢地位,但技術上將為其2nm工藝提供強有力的支撐。這些都為后續2nm工藝市場競爭增加了不確定性。
DDR5標準內存進入量產和商用
2020年7月15日,為了解決從客戶端系統到高性能服務器的廣泛應用所面臨的性能和功耗挑戰,固態技術協會(JEDEC)正式發布了下一代主流內存標準DDR5 SDRAM的最終規范(JESD79-5),為全球計算機內存技術拉開了新時代的序幕。JEDEC將DDR5描述為一種“具備革命意義”的內存架構,認為它的出現標志著整個行業即將向DDR5服務器雙列直插式內存模塊(DIMM)過渡。
市場調研機構Omdia分析指出,對DDR5的市場需求從2020年已經開始逐步顯現,到2022年,DDR5將占據整個DRAM市場份額的10%,2024年則將進一步擴大至43%;Yole Development則預測稱,DDR5的廣泛采用應該會從2022年的服務器市場開始,2023年,手機、筆記本電腦和PC等主流市場將開始廣泛采用DDR5,出貨量明顯超過DDR4,兩種技術間完成快速過渡。
內存帶寬增長速度遠遠趕不上處理器性能的提升速度,這是DDR5推出的根本動力所在。但與其先前幾代產品的迭代重點主要集中在如何降低功耗上,并將PC視為應用優先級不同,業界普遍認為,DDR5將緊隨DDR4的步伐,率先導入數據中心。
DDR5最亮眼的部分,就是速度比已經“超級快”的DDR4還要快。與1.6GHz時鐘頻率下DDR4內存最高3.2Gbps的傳輸速度相比,全新DDR5內存的最高傳輸速率達到了6.4Gbps,并同步將供電電壓從DDR4的1.2V降至1.1V,進一步提升了內存的能效表現。
目前,三星、SK海力士和美光等全球存儲巨頭已經宣布了各自的DDR5產品量產和商用時間表。不過,DDR5的面市絕非一蹴而就,它需要得到包括系統和芯片服務商、渠道商、云服務提供商和原始設備制造商在內的生態系統的強力支持。
DPU市場蛋糕持續做大和爆發
DPU這個名號變得響亮是從2020年近年底的時候開始的。我們認為,將DPU這一名詞變得熱門的市場行為,一是英偉達收購以色列公司Mellanox之后,次年就發明了 “DPU”一詞;二是同年初創公司Fungible大肆推廣DPU這個名字。
DPU的D是指data數據。不得不承認老黃是營銷鬼才,smartNIC搖身一變就成了DPU數據處理器;而且以迅雷不及掩耳之勢,短時間內冒出了數十家DPU初創企業。
DPU本質上是smartNIC進化,但從DPU的火熱并不難看出數據中心對于數據方向專用處理器的熱烈渴求,以及形態上的進一步固定和標準化。
早年數據中心有個詞叫“數據中心稅”,即服務器選購很多核心的CPU,但對最終業務而言,其中一部分核心是默認被“吞噬”的。因為這些處理器資源需要用來做數據虛擬networking、安全、存儲、虛擬化等工作。當這些工作變得越來越復雜,DPU就出現了。就像針對圖形計算有GPU,針對AI計算有NPU,DPU也是這個時代專用計算崛起的一個產物。
一般我們說DPU的工作包括了第一,offload(卸載)原屬于CPU的OVS、存儲、安全服務之類的活兒;第二,以hypervisor管理做隔離、虛擬化實現;第三是以各種方式,進一步加速跨節點的數據處理。
DPU成為數據中心標配也就不難理解。但需要注意的是,在具體實現上,不同的DPU不應同臺競技,這是由其扮演角色差異導致的。比如Intel的IPU雖然也是一種DPU,但和英偉達DPU在職責和工作偏向性上仍然有不同。所以有一定可能性,DPU市場或許會出現細分。以及數據中心系統企業都在自研更具適配性的DPU,這給DPU市場帶來了不確定性。
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