中科院专家原创40000字《DRAM芯片风云》专栏
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作者：二马路的冰
排版：橘子汤圆
出品：SOlab
深度好文，2728字=6分钟阅读
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产品标准是任何一款科技产品进入人们日常生活中不得不面临的问题。DRAM江湖自然也不例外。
简单来说，DRAM标准就是一种芯片对芯片的接口技术，以实现例如DRAM和CPU之间的高速度数据传输。
通常，标准由JEDEC固态技术协会（简称“JEDEC”）制定，具有开放性、易获取性和全球通用性，广泛应用于全球主流半导体存储电路和相关存储设备中。
JEDEC图标   图源：百度
JEDEC成立于1958年，是美国电子工业联盟的六个分支机构之一。
1999年成为一个独立的协会，是芯片行业开放标准制定的全球领导者。JEDEC有100多个委员会、分会，会员包括微软、三星半导体、美光、SK海力士、Rambus、华为等300多家公司。
2019年5月15日，美国商务部将华为公司及其68家附属公司列入实体清单。
2天后，华为公司退出了JEDEC。据报道，JEDEC发言人称：“2019年5月17日，华为技术有限公司通知JEDEC称，它已决定自愿暂停其在JEDEC的会员资格，直到美国政府的限令被取消”。
12天后，华为恢复成为JEDEC会员。
DRAM和DDR的标准之争
最终以DDR标准胜利告终
Rambus（NASDAQ股票代码：RMBS）成立于1990年3月，是一家技术研发驱动的创业型高科技公司，存储器接口芯片是该公司的核心产品。
1992年7月，Rambus公司成为JEDEC会员，并在会议上4次投票反对SDRAM标准。Rambus公司力推RDRAM（Rambus Dynamic Random Access Memory）标准，从名字可见，这是采用Rambus公司技术的存储器标准。
Rambus公司现在的官网   图源：Rambus公司
JEDEC的基本规则是成员拥有或正在申请待纳入标准的相关专利时，必须履行告知义务。一旦这些相关专利被纳入标准，必须以合理的费用授权给其他成员使用或者放弃收费。
➢ 1996年6月，Rambus公司以不同意这个基本规则为理由，退出了JEDEC（后来又重新加入）。
➢ 1996年11月，Rambus公司和Intel公司签署协议，将共同推动RDRAM的应用。
➢1999年10月，Intel公司推出的840芯片组，支持PC800 RDRAM内存标准，这是第一款支持双通道内存的芯片组，面向工作站和服务器用户。
➢ 2000年初，Intel公司宣布Pentium 4将采用RDRAM内存标准，惠普、戴尔等公司也做出了正面回应，宣布将销售使用RDRAM内存的个人电脑。Rambus公司的股价立马从20美元上升到75美元。
1997年-2019年Rambus公司的股价   图源：百度
➢2000年11月21日，Intel公司推出了Pentium 4，主板配套了I850芯片组，该芯片组仅支持RDRAM标准。正如当时Intel公司的竞争对手，威盛公司相关人士所指出，主频衡量处理器性能的市场趋势，不是Intel公司一家可以掌控的。
RDRAM不是一个开放性的标准，这与PC开放式架构的精神违背，在成本（Rambus 公司的专利许可费价格较贵）与散热等方面，不能适应市场需求。
而遵循自由和开放规范的DDR标准是JEDEC制定的，并非某家公司的独占专利。
技术层面上，DDR标准的高频、高带宽、低制造成本等特性更胜一筹，尤其是，DDR在每I/O时脉周期可以传输两个资料字组，第一个资料字组在时钟的上升沿，另一个资料字组在时钟的下降沿。
也就是说，不仅可以在一个时钟读写数据两次，提高数据传输速度一倍，而且具有成本优势。
采用I850芯片组的Intel 公司主板，只支持Rambus内存   图源：百度
消费者用脚投票的结果，使I850芯片组很快就不得不退出了市场。2004年5月9日，Intel公司宣布I850E芯片组停产，并宣布随后的所有新芯片组都将仅支持DDR SDRAM。
至此，Rambus和DDR标准之争画上了句号，DDR标准击败了Rambus公司推出的，Intel公司力挺的Rambus DRAM标准。
DDR标准的江湖地位从此正式确立。
JEDEC重新定义DRAM标准
2007年，DRAM产业迎来DDR3时代（工作电压1.5V），2012年正式步入DDR4时代（工作电压1.2V），2022年正式步入DDR5时代（工作电压1.1V）。
从DDR1发展到DDR5已历经5代，其发展目标都是在DDR1的基础上不断进行改进提高，以进一步提高带宽、降低电压和功耗。
DDR1-DDR5内存条   图源：百度
针对不同的应用场景，JEDEC定义了三种DRAM标准。这三种标准均使用相同的DRAM阵列，但是具备不同的架构功能。
JEDEC制定的DRAM 标准   图源：JEDEC官网
1、DDR标准。面向数据中心、PC、服务器和消费类应用场景，支持高带宽、高密度和不同的形状尺寸。
2、低功耗LPDDR标准。面向降低功耗的移动通讯等应用场景，支持多种低功耗运行状态。
3、图形DDR标准。面向图形相关应用场景，以较窄的通道提供高数据速率，支持高吞吐量的数据应用。其中HBM是图形DDR标准的升级版，通过8条独立通道提供高数据速率。
比如，基于JESD209-5B版本的LPDDR5标准，三星公司基于EUV光刻机量产了16Gbit LPDDR5产品，据称每秒可传输51.2GBit资料，相当于10部51.2GBit全高清电影。可以满足未来高端智能手机、5G和AI功能的市场需求。
16Gbit  LPDDR5产品   图源：三星官网
2014年，AMD和SK海力士宣布携手开发HBM，开启了DRAM 3D化发展道路。随后三星、SK海力士、美光等存储巨头也展开了升级竞赛，NVIDIA、Synopsys、Rambus等企业也在布局当中。
经过HBM、HBM2、HBM2E以及HBM3几代更迭，目前，HBM内存技术已成功升级到HBM3标准(第四代HBM)。
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【DRAM江湖春秋】
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本专栏试图运用实证研究方法来描述史上最全、最残酷的DRAM江湖，难以保证所采用的数据都准确无误，部分内容也可能有些枯燥。本文字数超过40000，请各位读者保持宽容和耐心。
专栏导引：
1. 芯片发展残酷史：DRAM的落地之路 👈
2.【第一回】DRAM江湖标签：芯片之王 👈
3.【第二回】赔钱！起起伏伏的DRAM行业是如何萧条的？👈
4.【第三回】好家伙！这篇文章终于讲透了：芯片产业的发展模式👈
5.【第四回】EUV光刻及先进封装加持下，天空飘着一朵电容乌云👈
6.【第五回】DRAM江湖之美国演义：始于创新，衰于内卷👈
7.【第六回】被美国报复下，日本半导体辛酸之路👈
8. 【第七回】举国捐金，韩国半导体靠225吨黄金救起来的？👈
9. 【第八回】欧洲存储器巨头，奇梦达破产后，却被中国救活了？👈
10.【第九回】从巅峰到没落，现如今中国台湾半导体产业怎么样了？👈
11.【第十回】从亏损49亿美元到世界第四大DRAM芯片制造商，南亚科技都干了啥？👈
12.【第十一回】一文带你看懂，中国DRAM产业进程曲折史👈
13.【第十二回】美光vs晋华，一文带你复盘福建晋华事件全过程👈
14.【第十三回】长鑫存储详解剖析：凭什么是国内第一家DRAM厂商？👈
15.【第十四回】国内薄弱的DRAM产业，诞生了一个超级玩家👈
16.【第十五回】国内厂商芯片新技术绕过EUV光刻机，震惊欧美👈
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