Rekordumsatz in diesem Jahr Der DRAM-Markt am Wendepunkt

Samsung baut gerade eine zweite Linie im zweiten Stock ihrer neuen Fab in Pyeongtaek für die Fertigung von DRAMs.

Der Umsatz mit DRAMs ist im vergangen Jahr um 76 Prozent in die Höhe gesprungen und kann laut Marktanalysten in diesem Jahr noch einmal um 40 Prozent zulegen – auf über 100 Mrd. Dollar.

Das könnte dann aber der Gipfelpunkt gewesen sein, wie die Analysten von DRAMeXchange schreiben. Ab 2019 sollen die Preise aufgrund von Überkapazitäten wieder sinken, wenn auch moderat um 1,8 Prozent. 2020 sollen es 2,6 Prozent sein.
Im zweiten Quartal 2018 hatte der Gesamtmarkt laut DRAMeXchange noch einmal um 11,3 Prozent auf 25,7 Mrd. Dollar zugelegt. Mit einem Marktanteil von 43,6 Prozent (11,2 Mrd. Dollar Umsatz) steht Samsung im zweiten Quartal unangefochten an der Spitze, gefolgt von SK Hynix mit 29,9 Prozent Marktanteil (7,69 Mrd. Dollar) und Micron mit 21,6 Prozent (5,54 Mrd. Dollar). Den verbleibenden Rest, den die großen drei übrig lassen, teilen sich Nanya mit 3,2 Prozent Marktanteil (826 Mio. Dollar), Winbond mit 0,7 Prozent (190 Mio. Dollar) und Powerchip mit 0,4 Prozent (97 Mio. Dollar) sowie die übrigen Hersteller, die zusammen auf einen Marktanteil von 0,6 Prozent (144 Mio. Dollar) kommen.

Auch über die vergangenen zwei Jahre ist das Rennen um die fortschrittlichsten Prozesstechniken munter weitergegangen. Was die DRAM-Hersteller geleistet haben, ist durchaus beeindruckend. Die führenden Hersteller sind bei Prozess-Knoten angekommen, die der Bezeichnung nach unterhalb von 20 nm liegen.

Allerdings scheint Moore´s Law jetzt an seine Grenzen zu stoßen; die weiteren Verbesserungen in der Lithografie führen nicht mehr zu den über die letzten Jahrzehnte gewohnten Verbesserungen in der Leistungsfähigkeit und in der Leistungsaufnahme. Die Kondensatoren der DRAMs lassen sich einfach nicht mehr weiter verkleinern, ohne dass wichtige Eigenschaften wie der Datenerhalt unter kritische Werte fallen.

Doch noch gibt es viele Fortschritte zu vermelden. So hat Samsung gerade ihr erstes 256-GB-Modul für den Einsatz in Servern angekündigt. Das Registered DIMM (RDIMM) basiert auf den 16-Gbit-DDR-Speichern, die Samsung zuvor auf den Markt gebracht hat. Die neuen Module bieten eine höhere Performance und eine niedrigere Leistungsaufnahme als die heute üblichen 128-GB-Load-Reduced-DIMMs (LRRDIMMs, auf ihnen sind zusätzliche Buffer verbaut, die die Leistungsaufnahme erhöhen und die Latency verlängern). Die neusten Server-Plattformen kommen nämlich mit den einfacheren RDIMMs aus.

Auf dem Modul sind 36 Chips untergebracht, die jeweils auf eine Speicherkapazität von 64 Gbit kommen. Außerdem sitzt der Register-Chip 4RCD0229K von IDT auf dem Modul. In den Chips stecken je vier 16-Gbit-Dies, die über TSV miteinander verbunden sind. Gefertigt in einem 10-nm-Prozess, nehmen sie vergleichsweise wenig Leistung auf. Weil auf den RDMMs weniger leistungshungrige Komponenten verbaut sind (kein iMB und weitere Begleit-ICs) bietet ein einziges 256-GB-RDMM deutlich weniger Leistungsaufnahme als zwei 128-GB-LRDIMMs.

Im August hat Samsung auch das 16-Gbit-GDDR6-DRAMs auf den Markt gebracht, die in allen Systemen, die hohe Grafikansprüche stellen, die Leistungsfähigkeit deutlich verbessern. Dazu gehören Computer Aided Design (CAD) und Digital Content Creation (DCC) genauso wie 8K-Ultra-HD-Video, Virtual Reality (VR), Augmented Reality (AR) und künstliche Intelligenz. Die neuen Speicher erreichen 14 Gbit/s pro Pin und eine Transferrate von 56 GB/s, was laut Samsung gegenüber den 20-nm-8-Gbit-GDDR5-DRAMs eine Verbesserung um 75 Prozent bedeutet. Die neuen DRAM-ICs arbeiten mit einer Spannungsversorgung von 1,35 V statt der 1,55 V, die die GDDR5-Typen benötigen. Insgesamt nehmen sie um 35 Prozent weniger Leistung auf.

Ende Juli hatte Samsung die zweite Generation ihrer LPDDR4X-DRAMs, die neusten Speicher für Mobilgeräte. Die werden in einem 10-nm-Class-Prozess, ein Prozessknoten, der sich laut Samsung »irgendwo zwischen den 10- und 19-nm-Prozessknoten befindet«, gefertigt. Bei der gleichen Datenrate wie ihre Vorgänger (4,266 Mbit/s) nehmen sie um 10 Prozent weniger Leistung auf. »Die 10-nm-Class-DRAMs für Mobilgeräte werden neue Gerätegenerationen möglich machen, die noch in diesem Jahr oder Anfang 2019 auf den Markt kommen«, erklärte Sewon Chun, Senior Vice President Memory Sales & Marketing von Samsung Electronics.

Vier 16-Gbit-LPDDR4X-DRAMs können in ein Gehäuse gesetzt werden, das dann auf eine Kapazität von 8 GB und Datenraten von 34,1 GB/s kommt. Das Gehäuse ist dabei um 20 Prozent dünner als das der ersten Generation. Neben 4- und 8-GB-Typen bietet Samsung auch 6-GB-LPDDR4X-Module. Die ICs stellt Samsung unter anderem in der neu eröffneten Fab in Pyeongtaek/Südkorea her.