半导体行业深度报告：海外观察系列十二：从Rambus看内存接口芯片投资机会

请务必阅读正文之后的免责请务必阅读正文之后的免责声明部分行业走势%行业走势%相关研究大联大等分销商，看半导体复看存储行业投资机会》3-03-09m国产化》芯片投资机会证券分析师张良卫199793研究助理卞学清bianxq@投资要点◼Rambus屡创新高，重视海外龙头背后的产业趋势。Rambus是全球领先的互连类芯片与硅IP解决方案提供商，主要产品包括内存接口芯片有一定上浮。器(RCD)、数据缓冲器(DB)，随着AI服务器迅猛增长、通用服务器根据我们测算，预计到2025年，内存接口芯片(RCD+DB)将有13.5亿美元的市场，而配套芯片市场(SPDHub、温度传感器和内存空间和连接设备内存之间的一致性，其发展趋势逐渐成为行业共修复。码公司(亿元)(元)2A3E4E2A3E4ESH69343SH0报告/28请务必阅读正文之后的免责请务必阅读正文之后的免责声明部分 1.1.内存接口芯片专家，两大业务条线产品矩阵完善 4R 2.2.内存接口芯片量价齐升，市场正处景气向上周期 12 HBM 6bus 3.2.1.CXL高兼容性与内存一致性优势显著，市场潜力巨大 17mbusCXL 3.3.1.竞争格局概览 20 ambusIP 4.1.2.半导体市场上升周期将启，内存接口芯片市场有望大幅扩张 23 3/28请务必阅读正文之后的免责请务必阅读正文之后的免责声明部分 S s 2019-2023年澜起科技库存情况(万人民币) 26 /28请务必阅读正文之后的免责请务必阅读正文之后的免责声明部分1.Rambus：专注内存接口芯片的创新厂商1.1.内存接口芯片专家，两大业务条线产品矩阵完善心、汽车等多个领域，致力于为客户提供低延迟、低功耗、高可靠性的芯片解决方案。供应商之一，另外两家分别是澜起科技和瑞萨(原IDT)。IP方案。这些产品和方案精准契合了数据图1：Rambus产品结构数据来源：Rambus官网，东吴证券研究所1.2.DDR5表现显著优于DDR4，普及有望带动新一轮增长Rate/28请务必阅读正文之后的免责请务必阅读正文之后的免责声明部分OnDieECC128位元数据附带8位元纠错码；(4)内存密度更大：单内存芯片的密度从16Gb达到64Gb，40个元件的图2：DDR5与DDR4比较功能DDR4DDR5DDR5优势数据传输速率数据传输速率达到1.6-3.2Gbps时钟频率达到0.8-1.6GHz数据传输速率达到4.8-8.4Gbps时钟频率达到1.6-4.2GHz更高的带宽通道架构72位宽数据通道(64位数据40位宽数据通道(32位数据更高的内存效率更低的延迟+8位ECC)每个DIMM有1个通道+8位ECC)每个DIMM有2个通道CA总线33位SDR，每个引脚均被分配了功能每通道10位DDR，对引脚采用分组协议在DIMM引脚数量变少的情况下仍能为两个通道提供必要的CA带宽突发长度BC4,BL8BC8,BL16更高的内存效率DRAM芯片密度16GbSDP→64GBDIMMs3DS-CID支持8-hi堆栈64GbSDP→256GBDIMMs3DS-CID支持16-hi堆栈更大容量的DIMMs输入/输出电压1.2V电压|CASSTL1.1V电压|CAPODL更低的功耗数据来源：Rambus，东吴证券研究所网等新技术带来的存储和数据的传输需求。继DDR5DRAM成为英特尔“AlderLake”换代，DDR5的普及有望为行业带来新一轮增长。28请务必阅读正文之后的免责请务必阅读正文之后的免责声明部分LPCIe并在其基础上延伸了更多变革性的功能。CXL2.0内存的池化(Pooling)功能较好的实CXLMemorysharing共享)和内存访问，在硬件上实现了多机且大幅降低了搭建数据中心的总成本。图3：CXL路线图数据来源：Memverge，东吴证券研究所对操作系统(OS)和应用程序进CXL增加了芯片内部的技术复杂性，这需要集成电路(IC)和复杂的片上系统(SoC)CCXL。/28请务必阅读正文之后的免责请务必阅读正文之后的免责声明部分1.4.1.Rambus股价与技术情况息息相关，技术路径变更预期曾推动极致上涨图4：Rambus股价与技术大事件22000.11Intel推出奔腾4,采用RDRAM内存标准1999.102015.08IntelSkylake发布DDR4普及2020DDR5标准发布2005Rambus推出XDRDRAM2003Intel推出了支持DDR400内存的芯片组2014DDR4问世Intel推出支持PC800RDRAM内存标准的芯片组2004DDR2普及数据来源：Bloomberg,东吴证券研究所准制定的话语权，此后2000年初英特尔宣布将在奔腾4中采用Rambus公司出品的z的营业收入。s28请务必阅读正文之后的免责请务必阅读正文之后的免责声明部分图5：Rambus营收状况及增速50045040035030025020015010050019951997199920012003200520072009201120132015201720192021营业收入(百万美元)YOY200%150%100%50%0%-50%-100%数据来源：Bloomberg，东吴证券研究所图6：Rambus盈利情况净利润(百万美元)数据来源：Bloomberg，东吴证券研究所MDDR3具有与DDR2相同的时钟速度，但预取缓冲区宽度是其两倍，因此总体数据传DDRDDRRambusDDRRambus产品收入创下了新飞跃。/28请务必阅读正文之后的免责请务必阅读正文之后的免责声明部分2020-2022：全2020-2022：全球衰退2009-2012:业务转型、公司并购2022-2023：AI热潮2018-2019:全球半导体市场供应过剩近十年来Rambus通过兼并收购不断拓展其产品组合与业务范围。2011年收购的CryptographyResearch,Inc.扩展了其在加密解决方案方面的专业知识并增强其安全产品。2012年收购的LightingScienceGroup的LED业务在节能照明市场上扩展其技术组合。2012年收购的UnitySemiconductor使其存储器产品多样化并增强其存储器技术组合。GlobalFoundriesIP资产加强其技术组合并增强其提供先进存储器解D年收购的SnowbushIP资产扩大其在高速接口市场的业务。2016年收购的InphiRambus股价，可能的原因是兼并收购能向市场传递积极信号，让投资者对公司产生积于平寂。图7：Rambus股价与收购大事件22010:后金融危机2016收购BellID，目标是扩展其在移动支付和智能票务市场。收购SnowbushIP资产，目标是扩大其在高速接口市场。收购InphiCorporation的存储器互连业务，目标是加强其在存储器市场的地位。2019收购Verimatrix的硅IP和安全协议业务，目标是扩展其安全IP产品。2013收购UnitySemiconductor，存储器产品多样化增强存储器技术组合。2012收购CryptographyResearch,Inc.，扩展其在加密解决方案方面的专业知识并增强其安全产品。2022宣布股票回购计划2.服务器应用放量，助力业绩增长PUs澜起科技和瑞萨(原IDT)三家厂商。请务必阅读正文之后的免责请务必阅读正文之后的免责声明部分服务器整机DC服务器整机DCAMD…8：内存接口芯片产业链云计算人工智能I云计算人工智能IoTRambus…澜起科技、瑞萨三星等数据来源：Rambus官网，东吴证券研究所2.1.内存接口芯片：AI服务器放量在即，通用服务器增速平稳DRAM为同步的动态随机处理器，同步指的是存储器的工作参考时钟，SDRAM只能在信号的上升沿进行数据传输，其内核工作频率、时钟频率和数据传输速率三者相同，图9：DDR升级历程数据来源：PCle组织，三星电子，东吴证券研究所DDR5的最先进服务器，Intel最新推出的第四代至强(XEON)处理器8490H和AMD推出的第四代霄龙(EYPC)处理器分别支持8通道DDR5和12通道DDR5。请务必阅读正文之后的免责请务必阅读正文之后的免责声明部分图10：英特尔服务器架构的变化数据来源：Intel官网，东吴证券研究所图11：AMD服务器架构的变化数据来源：AMD官网，东吴证券研究所R图12：各代DDR渗透分析100%75%50%25%0%201520162017201820192020202120222023E2024E2025E2026EDDR2DDR3DDR4DDR5数据来源：Y0LE，东吴证券研究所请务必阅读正文之后的免责请务必阅读正文之后的免责声明部分图13：常见内存模组种类数据来源：华经产业研究院，东吴证券研究所内存接口芯片按功能可分为两类，一是寄存缓冲器(RCD)，用来缓冲来自内存控粒的数据信号。仅采用RCD芯片对地址/命令/控制信号进行缓冲的内存模组通常称为RCDDBus提高其市场地位。单个内存条上DB和RCD数量+内存配套芯片数量)。请务必阅读正文之后的免责请务必阅读正文之后的免责声明部分+1PMIC+1+1PMIC+1SPDHUB+2TS图14：全球AI服务器、通用服务器出货量CAGR:7%CAGRCAGR:61%数据来源：IDC，东吴证券研究所图15：DDR4/DDR5LRDIMM结构(含DB、RCD及配套芯片PMIC、SPD、TS)DDRDDR4LRDIMM:1RCD+9DBDDR5LRDIMM:1RCD+10DB数据来源：澜起科技公告，东吴证券研究所R请务必阅读正文之后的免责请务必阅读正文之后的免责声明部分范标准以后，各大服务器厂商开始计划推出兼容DDR5的新平台。在DDR4世代，以及1-3个温度传感器(TS)。DDR5内存模组首次采用电源管理芯片(PMIC)以提升电B图16：全球服务器来源内存接口芯片市场规模00008.06.04.02.00.0202120222023E2024E2025E市场规模(亿美元)增速(%)50%45%40%35%30%25%20%%%5%0%数据来源：IDC，东吴证券研究所综上所述，在量和价的双重驱动下，内存接口芯片市场正处于景气向上周期，Rambus业绩增长可期。根据我们测算，预计到2025年，内存接口芯片(RCD+DB)将3.服务器互连产品前景展望3.1.HBM市场潜力巨大，Rambus抓住时机前瞻布局HighBandwidthMemoryHBMAMDSK海力士发起的一种请务必阅读正文之后的免责请务必阅读正文之后的免责声明部分JEDEC定义了三类DRAM标准，以满足各种应用的设计要求TSVandInterposer(HBM)DRAMonJEDEC定义了三类DRAM标准，以满足各种应用的设计要求TSVandInterposer(HBM)DRAMonDIMMsDRAMonPCB面向数字家庭等消费类应用面向移动和汽车这些对规格和功耗非常敏感的领域，提供更窄的通道宽度和多种低功耗运行状态RDIMMLRDIMM面向服务器、云计算、网络、数据中心DDRSDRAM通过在DIMM或分立式DRAM解决方案中提供密集、高性和低功耗的存储器解决方案，以满足此类存储器要求，其已经成为主存储器最主流的存储器技术M图17：JEDEC定义的三类DRAM标准SDRAMs图形DDR移动DDR图形DDR移动DDRDRAMonPCB(GDDR)面向面向需要极高吞吐量的数据密集型应用程序，例如图形相关应用程序、数据中心加速和AICUDIMMSODIMM面向笔记本电脑、台式机和消费类应用数据来源：新思官网，JEDEC官网，东吴证券研究所图18：HBM结构图数据来源：美光官网，半导体行业观察，东吴证券研究所请务必阅读正文之后的免责请务必阅读正文之后的免责声明部分图19：单引脚I/O带宽功耗比(mW·Gbit-1·s)数据来源：公司官网，东吴证券研究所到34.34亿美元，在2023-2031年的预测期内复合年增长率为31.3%。图20：全球HBM市场规模(亿美元)数据来源：semiconductor-digest，东吴证券研究所请务必阅读正文之后的免责请务必阅读正文之后的免责声明部分人工智能市场首次推出了HBM-PIM技术，在存储芯片上集成了计算功能，实现了原的超高带宽、功耗和性能。与SK海力士联手研发HBM的公司，在其Fury显卡上使用了全球首款HBM，据UMRambus行业巨头比肩，但也在抓住HBM的机遇加速公司发展。的基本架构。作为半导体行业内专注于细分市场的小规模公司，Rambus能快速识别到3.2.CXL成为行业领先标准，Rambus兼并收购前沿布局3.2.1.CXL高兼容性与内存一致性优势显著，市场潜力巨大CXL内存一致性使其迅速取代传统数据中心环境中的PCIe，成ePCIe端口的处理器(绝大部分的通用CPU、GPU和FPGA)所接纳，L连，维护CPU内存空间和连接设备上的内存之间的内存一致性，允许CPU与GPU之间绕过PCIe协议，用CXL协议来共享、互取对方的内存资源。透过CXL协议，请务必阅读正文之后的免责请务必阅读正文之后的免责声明部分2002005000LCPU加更多内存。当与持久内存配对时，低延迟CXL链路允许CPU主机将此额外内存与XLL达到20亿美元，到2030年超过200亿美元。图21：CXL市场空间展望25000202120212025E市场规模(亿美元)XLbus商PLDA和PHY供应商AnalogX，有力地补充了公司的服务器内存接口芯片产品和专CXLIe于硬件数据交互传输速度要求日益提升，驱动传统并行总线向高速串行总线的过渡，IX请务必阅读正文之后的免责请务必阅读正文之后的免责声明部分。PCIeGTsGTs0时代的28dB，增长到5.0时代的36dB。信号衰减将限制超高速数据传输协议在下一代计算平台应用范围。图22：Redriver原理图数据来源：PCI-SIG官网，东吴证券研究所图23：Retimer原理图数据来源：PCI-SIG官网，东吴证券研究所n0/28请务必阅读正文之后的免责请务必阅读正文之后的免责声明部分此外，即使是使用更贵(低损耗)的板材，长距离地传输16Gbps的信号仍然是一个非常大的挑战，因此使用低损耗PCB板的方法在Gen4后慢慢被淘汰掉了。Redriver功能edriver3.3.1.竞争格局概览晚一个季度，并且是唯一一家Retimer的中国大陆供应商。国内市场仍然十分广阔，3.3.2.AI服务器助力Retimer强势崛起，市场空间广阔图24：服务器对应Retimer市场规模预测2023E2024E2025E全球服务器出货量(百万台)14.315.617.05PCIe3.0平均链路数(条/个)666每链路芯片价格(美元/条)110.9渗透率(%)40%20%%PCIe4.0平均链路数(条/个)666每链路芯片价格(美元/条)5渗透率(%)50%60%70%PCIe5.0平均链路数(条/个)666每链路芯片价格(美元/条)221.8渗透率(%)10%20%30%市场规模(亿美元)数据来源：东吴证券研究所测算e1/28请务必阅读正文之后的免责请务必阅读正文之后的免责声明部分etimer力公司持续发展。4.行业“去库存”周期结束，细分市场驱动发展PsIP片三个板块，服务于数据中心、5G、边增长、发展潜力巨大，为公司未来发展创造了良好的环境。图25：Rambus解决方案及对应市场数据来源：Rambus官网，东吴证券研究所2/28请务必阅读正文之后的免责请务必阅读正文之后的免责声明部分复合增长率为20%，增速领图26：2019-2022年全球半导体IP市场规模数据来源：IPnest，东吴证券研究所图27：2019-2022年中国半导体IP市场规模数据来源：亿欧智库，东吴证券研究所ARM富的产品种类、领先的版税收入和完备的IP-芯片-应用的一体化生态成为半图28：半导体IP市场竞争格局数据来源：半导体行业观察，东吴证券研究所3/28请务必阅读正文之后的免责请务必阅读正文之后的免责声明部分P图29：2017-2022年半导体IP细分市场份额数据来源：IPn