隨著高性能計算(HPC)和人工智能(Ai)的高速發(fā)展,高帶寬內(nèi)存(HBM)也有了爆炸性的需求,突破DDR4性能瓶頸的DDR5已大規(guī)模應(yīng)用,而為高帶寬內(nèi)存穩(wěn)定、高效運(yùn)行提供澎湃動力的正是DDR5 PMIC。為應(yīng)對這一趨勢,JEDEC固態(tài)技術(shù)協(xié)會在2022年為DDR5內(nèi)存模組定義了第一代電源管理芯片(PMIC)標(biāo)準(zhǔn),為全新的板載電源架構(gòu)奠定了基礎(chǔ)。2025年,JEDEC進(jìn)一步細(xì)化了技術(shù)規(guī)范,推出了面向高算力應(yīng)用場景的第二代DDR5 PMIC標(biāo)準(zhǔn)(即5120規(guī)范)。
在這一技術(shù)迭代的關(guān)口,輝芒微電子官方宣傳推出符合該最新標(biāo)準(zhǔn)的PMIC產(chǎn)品FTPM5120。作為同時具備微控制器(MCU)、非易失性存儲器(EEPROM)和電源管理芯片三條產(chǎn)品線的半導(dǎo)體公司,公開信息表明他們在在DDR5標(biāo)準(zhǔn)制定初期就以JEDEC會員身份密切關(guān)注, 此前推出的第一代DDR5 PMIC FTPM5100和SPD Hub FT5118已經(jīng)獲得了市場的高度認(rèn)可。此番國內(nèi)首發(fā)推出DDR5新一代電源芯片,更加預(yù)示了該公司在DDR市場全面布局的規(guī)劃。
從DDR4到DDR5:
PMIC為何成為關(guān)鍵角色?
相比DDR4時代由主板直接供電的架構(gòu),DDR5內(nèi)存模組將電源管理功能移到了模組本身,即采用板載PMIC方案。這一架構(gòu)變化使得內(nèi)存供電由“集中式”變?yōu)椤胺植际健保行Ы档椭靼宀季€復(fù)雜度,同時提升了每一根內(nèi)存模組的電壓調(diào)節(jié)精度和信號完整性。對于高頻率、高帶寬的DDR5而言,PMIC不僅承擔(dān)電源轉(zhuǎn)換的功能,更是保障系統(tǒng)穩(wěn)定性與可靠性的核心器件之一。
新標(biāo)準(zhǔn)下的設(shè)計挑戰(zhàn)
隨著JEDEC第二代DDR5 PMIC標(biāo)準(zhǔn)的推出,芯片設(shè)計難度進(jìn)一步上升。首先,更高的工作頻率和更大的動態(tài)負(fù)載范圍要求PMIC具備更快的瞬態(tài)響應(yīng)能力與更精確的電壓控制。其次,在有限空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)更大輸出電流的同時,還需兼顧散熱與能效,這對芯片的架構(gòu)設(shè)計與工藝選型提出了更高要求。此外,聲學(xué)噪聲的抑制、EMI的控制以及在多種復(fù)雜環(huán)境下的長期可靠性,也成為PMIC設(shè)計過程中需要綜合考慮的問題。
輝芒微電子DDR5 PMIC第二代
相較第一代的升級在哪兒?
從輝芒微電子官網(wǎng)公布的參數(shù)來看,F(xiàn)TPM5120相比前代FTPM5100有多處提升,主要表現(xiàn)在:
支持更高頻率:內(nèi)存超頻可達(dá)9000MT/s以上;
輸出電流大幅提升:SWA和SWB直流輸出電流從4.0A提升至6.0A,瞬態(tài)電流從5.0A提升至8.5A;
消除聲學(xué)噪聲:設(shè)定了最低工作頻率(默認(rèn)50kHz),有助于消除噪聲;
電壓范圍更寬:FTPM5120在JEDEC PMIC 5120標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,將SWA和SWB最大輸出電壓從1.435V進(jìn)一步提高到2.07V,適配更多應(yīng)用場景;
此外,新一代FTPM5120在封裝腳位與寄存器定義完全兼容上一代FTPM5100。
輝芒微電子DDR5的“全家桶”策略
按照J(rèn)EDEC的定義,DDR5內(nèi)存模組除了PMIC,還有SPD Hub(集成了溫度傳感器)來管理系統(tǒng)配置和溫度監(jiān)控。在服務(wù)器RDIMM中,甚至還會單獨(dú)集成溫度傳感器,以實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的散熱管理。
輝芒微在DDR5領(lǐng)域的布局并非單一產(chǎn)品線。早在DDR4向DDR5過渡的階段,該公司就開始投入相關(guān)技術(shù)研發(fā)。2022年,輝芒微推出了SPD Hub芯片F(xiàn)TSPD5118,該產(chǎn)品已被金士頓、佰維、嘉合勁威等知名模組廠大規(guī)模使用。據(jù)了解,輝芒微是國內(nèi)最早涉足DDR5 SPD芯片的公司之一。其自研的Ultra EE工藝,為SPD芯片提供了高可靠性的存儲單元,加上MCU方面的積累,使得SPD產(chǎn)品在功能和穩(wěn)定性上有不錯的表現(xiàn)。
目前,輝芒微已經(jīng)推出的SPD Hub芯片F(xiàn)TSPD5118、溫度傳感器FTTS511x/521x等產(chǎn)品,與PMIC形成配套,覆蓋DDR5模組的主要芯片需求。
輝芒微依托自身在EEPROM和MCU領(lǐng)域的技術(shù)積累,逐步構(gòu)建起一個由PMIC、SPD Hub、溫度傳感器組成的“三位一體”產(chǎn)品組合。這種多品類協(xié)同的策略,讓它在DDR5模組配套芯片的供應(yīng)中,具備了一定的整合優(yōu)勢。
DDR5模組芯片的市場格局
內(nèi)存模組的芯片體系,這一領(lǐng)域長期以來主要由海外半導(dǎo)體大廠主導(dǎo),國內(nèi)模組廠在核心芯片以及配套芯片上都高度依賴進(jìn)口供應(yīng)。在當(dāng)前全球半導(dǎo)體供應(yīng)鏈波動加劇的背景下,內(nèi)存模組全平臺芯片的國產(chǎn)化進(jìn)程已從“可有可無”的備選,逐步走向產(chǎn)業(yè)鏈安全考量的核心議題,內(nèi)存模組芯片的國產(chǎn)化進(jìn)程受到產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)注。對于存儲模組制造商而言,穩(wěn)定的本地供應(yīng)渠道不僅是產(chǎn)能保障的一部分,也意味著更靈活的技術(shù)支持和更短的響應(yīng)周期。
從更宏觀的視角來看,DDR5時代的內(nèi)存顆粒、內(nèi)存接口、電源管理芯片和SPD芯片等,正成為國產(chǎn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈向高端滲透的一個縮影。過去,國產(chǎn)芯片在存儲模組中的參與多集中于NAND Flash控制或較為外圍的配套器件,如今,已推出8000Mbps速率、24Gb大容量DDR5產(chǎn)品的長鑫存儲,占據(jù)全球RCD芯片半壁江山的瀾起科技,接口芯片國產(chǎn)新秀芯動科技,擁有PMIC、SPD和TS三大配套芯片的輝芒微電子,都是在內(nèi)存模組芯片這一領(lǐng)域的持續(xù)投入和產(chǎn)品落地的國產(chǎn)化重要力量,意味著國產(chǎn)芯片正在Ai算力時代掌握自己的底層技術(shù)命脈。
DDR5之后,下一步是什么?
當(dāng)前,HPC、AI服務(wù)器和AIPC正成為存儲需求增長的主要推手。DDR5作為主流內(nèi)存方案,對PMIC、SPD Hub、溫度傳感器的設(shè)計要求也越來越高。能否提供穩(wěn)定、可靠的配套芯片組合,直接關(guān)系到內(nèi)存模組的性能和良率。與此同時,行業(yè)內(nèi)關(guān)于下一代DDR6內(nèi)存的技術(shù)討論也已展開。未來內(nèi)存模組對電源管理、信號完整性與熱管理的需求將進(jìn)一步升級。對于芯片設(shè)計企業(yè)而言,能否在技術(shù)迭代中持續(xù)跟進(jìn)國際標(biāo)準(zhǔn)、同時保持產(chǎn)品的自主迭代能力,將決定其在未來計算賽道中的位置。
輝芒微電子在PMIC、SPD Hub及溫度傳感器等核心配套芯片領(lǐng)域保持研發(fā)投入,逐步構(gòu)建從DDR5到下一代內(nèi)存技術(shù)的完整產(chǎn)品矩陣。對于這家從MCU和存儲器起家的本土芯片公司而言,DDR市場的拓展,也許正成為其進(jìn)入更廣闊計算賽道的重要布局。
(本文封面由AI生成)
*免責(zé)聲明:本文由作者原創(chuàng)。文章內(nèi)容系作者個人觀點(diǎn),半導(dǎo)體行業(yè)觀察轉(zhuǎn)載僅為了傳達(dá)一種不同的觀點(diǎn),不代表半導(dǎo)體行業(yè)觀察對該觀點(diǎn)贊同或支持,如果有任何異議,歡迎聯(lián)系半導(dǎo)體行業(yè)觀察。
今天是《半導(dǎo)體行業(yè)觀察》為您分享的第4341內(nèi)容,歡迎關(guān)注。
加星標(biāo)??第一時間看推送
求推薦
特別聲明:以上內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))為自媒體平臺“網(wǎng)易號”用戶上傳并發(fā)布,本平臺僅提供信息存儲服務(wù)。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.