2025年内存互连芯片市场规模和未来潜力及发展趋势

思瀚产业研究院 2025-07-15 12:00

内存互连芯片的定义及分类

内存互连芯片是实现内存数据高速传输与可靠访问的核心组件,传统产品体系包括内存接口芯片(RCD/DB)和内存模组配套芯片(SPD、TS、PMIC),随著AI及大数据应用的发展以及相关技术演进,内存互连芯片衍生出适应新型算力需求的品类,包括用于服务器内存模组的高带宽内存接口芯片(MRCD/MDB)和用于PC内存模组的时钟驱动器芯片(CKD)。

• 内存接口芯片(RCD/DB)

内存接口芯片(RCD/DB)是服务器内存模组的核心逻辑器件,作为服务器CPU存取内存数据的必由通路,其主要作用是提升内存数据访问的速度及可靠性。

DDR4及DDR5内存接口芯片按功能可分为两类:一是RCD(寄存时钟驱动器),用来缓冲来自内存控制器的地址、命令、时钟、控制信号;二是DB(数据缓冲器),用来缓冲来自内存控制器或内存颗粒的数据信号。仅採用RCD的内存模组为RDIMM(寄存双列直插内存模组),同时採用RCD和DB的内存模组为LRDIMM(减载双列直插内存模组)。目前RDIMM为市场主流的内存模组类型。

• 内存模组配套芯片(SPD、TS、PMIC)

根据JEDEC标准,DDR5内存模组上除了内存颗粒及内存接口芯片外,还需要三种配套芯片,分别是SPD(串行检测集线器)、TS(温度传感器)以及PMIC(电源管理芯片)。SPD内置EEPROM(带电可擦可编写只读存储器),用于存储内存模组的相关信息以及模组上内存颗粒和相关器件的所有配置参数,同时SPD作为I2C/I3C总线集线器,是系统主控设备与内存模组上组件之间的通信中心。此外,SPD内部还集成了一颗TS,可连续监测SPD所在位置的温度。TS是DDR5高精度温度传感器芯片,符合JEDEC规范,支持I2C和I3C串行总线,用于实现对内存模组的温度管理。PMIC为内存模组上的其他芯片提供电源支持,进行电源管理。

• 高带宽内存接口芯片(MRCD/MDB)

MRCD/MDB芯片是服务器高带宽内存模组MRDIMM的核心逻辑器件,每根MRDIMM模组均需要搭配1颗MRCD、10颗MDB。MRDIMM通过MDB芯片可以同时访问两个DRAM内存阵列(而传统RDIMM只能访问一个阵列),从而在标准速率下实现双倍带宽。该产品主要应用于云计算、AI等对内存带宽要求较高的应用领域。

• 时钟驱动器芯片(CKD)

根据JEDEC定义,当DDR5数据速率达到6400MT/s及以上时,PC内存模组需引入CKD芯片,对时钟信号进行缓冲和重新驱动,以满足高速时钟信号的完整性和可靠性要求。

DDR4的生命周期覆盖2013年至2025年,DDR5的生命周期预计将从2021年延续至2030年。DDR5 MRDIMM预计从2025年前后开始规模应用。内存颗粒与内存模组产品的代际更迭,正从需求量与价值量双维度,驱动内存互连芯片市场增长进入快速发展通道。

内存互连芯片市场规模和未来潜力

内存互连芯片主要应用于服务器领域,部份内存互连芯片亦应用于PC领域,其市场规模与服务器及PC的出货量、单台配置的内存模组种类及数量密切相关。

全球内存模组的市场需求。2020年至2024年,服务器内存模组出货量从158.2百万根增长至170.4百万根;到2030年预计将攀升至306.6百万根,2025年至2030年间的年均複合增长率约为10.8%,呈现良好增长态势。从市场结构上看,服务器内存模组正加速向DDR5世代迈进:DDR5从2021年开始在下游应用,到2024年渗透率已超过50%,预计在2025年将超过85%。同时,DDR6内存模组有望在2029年前后实现商业化应用,为市场注入新的增长动力。

驱动服务器内存模组需求量增长的核心因素,在于全球服务器出货量的增长,以及单台服务器内存模组配置数量的增加。AI服务器的崛起,进一步推动了市场需求。由于AI服务器对内存容量的需求显著增加,须配置更多的内存模组,通常一台主流AI服务器配置的内存模组数量是通用服务器的2倍左右,因此,随著AI技术在各行业的广泛应用,AI服务器渗透率持续提升,将直接推动服务器内存模组整体需求增速高于服务器增速,进而为内存互连芯片市场带来广阔的发展空间。

内存互连芯片市场规模。内存互连芯片是JEDEC定义的内存模组标准器件,其市场规模从2020年的767.9百万美元增长至2024年的1,168.0百万美元,预计未来将进一步从2025年的1,579.4百万美元增长至2030年的5,005.2百万美元,期间年均複合增长率高达25.9%。

服务器领域市场主要增长逻辑

内存模组需求增长带动芯片市场扩容。内存互连芯片与内存模组有着明确的配比关係,其需求量与内存模组紧密相关。根据沙利文数据,服务器内存模组的需求量将从2025年的183.9百万根跃升至2030年的306.6百万根,这一显著增长趋势,将直接促使内存互连芯片数量同频增长,成为市场规模扩张的基础。

产品升级激发新的市场增长点

• DDR5技术升级提升芯片价值:由于产品技术难度、複杂度和性能的提升,DDR5 RCD、SPD芯片价值量较DDR4明显增加;同时,服务器DDR5内存模组新增配套芯片的需求,包括TS和PMIC芯片。产品升级不仅带来芯片单价提升,更拓展了芯片种类,成为DDR5世代市场增长的动力。

• 新型高带宽内存模组MRDIMM创造市场增量:基于AI应用对内存带宽的迫切需求,MRDIMM以其优异的带宽性能,预计将成为主流AI服务器系统主内存的优选方案。2025年,MRDIMM开始在下游规模应用,预计至2030年,其在AI服务器内存模组中的渗透率将达30%,出货量高达53.4百万根,2025年至2030年的年均複合增长率为148.0%。相较广泛应用的RDIMM(仅需一个RCD),MRDIMM所需的MRCD价值更高,同时新增10颗MDB的需求,因此随著MRDIMM渗透率不断提升,将显著推高内存互连芯片市场规模。

• 子代持续迭代维繫平均销售价格:DDR5 RCD芯片预计推出6个子代产品,MRCD/MDB芯片预计有3个子代产品,未来几年持续的子代迭代,将通过技术创新与性能优化,维繫产品的平均销售价格与毛利率,为内存互连芯片市场的长期稳定增长提供保障。

PC领域市场主要增长逻辑

• DDR4至DDR5升级新增芯片需求:PC领域的DDR5内存模组(包括UDIMM/SODIMM/CAMM/LPCAMM)需要搭配一颗更高规格、价值量更高的SPD,并新增一颗PMIC,推动DDR5世代芯片价值量提升。

• DDR5支持速率提升进一步带动芯片需求扩容:DDR5第一子代产品支持的速率是4800MT/s,当数据速率达到6400MT/s及以上时,PC内存模组(包括CUDIMM/CSODIMM/CAMM)需要新增加一颗CKD芯片,该芯片从2025年开始渗透,预计2029年覆盖几乎所有PC内存模组,开拓消费级市场新空间。

内存互连芯片市场的发展趋势

• 算力爆发驱动内存容量及带宽需求增长:大模型训练与推理对算力的迫切需求,正持续推高内存容量和带宽升级。以GPT为代表的大模型,参数规模突破万亿级,推动AI服务器内存配置显著升级—-单台主流AI服务器通常需部署超20条DDR5内存模组,内存容量和数量远超通用服务器。同时,算力的爆发也对内存带宽提出了更高的要求,DDR5第一子代RDIMM支持速率为4800MT/s,第六子代预计突破9000MT/s,而第二子代MRDIMM更是达到12800MT/s。

随著技术成熟及生态逐步完善,MRDIMM凭藉更高带宽与综合性能,有望取代RDIMM成为AI服务器主流方案,带动MRCD/MDB芯片需求激增。在PC领域同样呈现高速发展态势,DDR5在游戏本和AI PC等高阶终端加速渗透,模组速率逐步迭代至6400 MT/s及以上。为了保障高速运行下的信号完整性,预计到2029年几乎所有的PC内存模组都将标配CKD芯片。

• 技术迭代周期显著缩短:内存互连芯片技术正沿「协议升级迭代 - 传输速率提升-芯片功能複杂化」路径加速演进,高速信号处理与低功耗设计等技术成为核心竞争点,内存互连芯片的价值量将持续提升。在服务器领域,DDR4仅经历四个子代迭代,每个子代的迭代周期约为18~24个月;而DDR5预计有六个子代,DDR5第二子代产品2024年出货已超过第一子代产品,第三子代在2025年快速上量,当前子代迭代周期已逐步缩短至12-18个月,技术迭代节奏较DDR4世代明显提速。

• 市场集中度持续提升:从内存互连芯片市场发展历史来看,行业领先企业凭藉丰富的产品组合、深厚的技术积累、完善的专利布局形成了完整的内存互连解决方案能力,在标准制定、研发创新等方面发挥引领作用、具备显著优势,逐步实现市场份额向少数几家头部企业集中。展望未来,行业头部企业基于其市场领先优势,持续通过前瞻性投入下一代技术研发、优化供应链管理,这些企业有望进一步提升其市场竞争力和市场份额,推动行业资源的高效整合与合理配置。

内存互连芯片市场进入壁垒及关键成功因素

• 技术积累构筑行业高门槛:内存互连芯片属于高速、非线性模拟及数模混合电路,其产品研发複杂度极高,不仅需要深厚的技术沉淀,还依靠长期积累的知识产权与设计经验。该领域产品均遵循JEDEC行业标准,企业若想建立研发优势,需要深度参与甚至牵头制定产品标准,在此过程中需与主流CPU、内存、服务器及云计算厂商开展密切的技术交流与合作,并同步推进产品研发。

因此,这种「标准 - 技术 - 生态」的闭环体系,使得市场新进入者不仅要突破技术瓶颈,还需要对行业标准有深刻理解,并且能跟随标准迭代快速推出最新一代具有竞争力的产品,由此形成难以跨越的技术门槛。

• 生态协同构建竞争护城河:内存互连芯片主要应用于服务器领域,对于产品的可靠性要求严苛,商业准入门槛极高。企业的核心竞争力,很大程度上源于与头部生态伙伴绑定形成的协同壁垒。行业领先企业若想保持优势,需要具备两个基本条件:一是新一代产品能持续通过产业链多个环节(包括内存厂商、CPU厂商等)的行业龙头企业的严格认证;二是拥有长期稳定的高质量产品交付记录。因此,行业领先企业一旦凭藉先发优势和客户建立深度合作,将在标准制定、合作开发等方面与产业链合作伙伴形成稳定的生态闭环。

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