Halbleitermarkt Drei Hersteller bedienen 94 Prozent des DRAM-Geschäfts

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Die hohe Volatilität des Speichermarktes hat im Verlauf der letzten 30 Jahre dazu geführt, dass aktuell nur noch sechs Hersteller für den globalen DRAM-Markt relevant sind, sagen die Marktanalysten von IC Insights. Über 70 Prozent des weltweiten Bedarfs werden dabei von zwei Herstellern aus Südkorea gedeckt.

Der Speichermarkt ist generell sehr starken Schwankungen unterworfen, egal, ob es sich um NAND- oder DRAM-Bausteine handelt. Speziell für das letztere Segment hat das jüngste Update des McClean-Reports von IC Insights nun noch einmal genauere Zahlen vorgelegt.

Zahl der global relevanten Anbieter in 30 Jahren von 20 auf sechs gefallen

Demnach war in den letzten 30 Jahren der DRAM-Markt durch Phasen spektakulären Wachstums und Jahre mit verheerenden Einbrüchen gekennzeichnet (Bild 1). Zuletzt fiel der DRAM-Markt 2019 dramatisch um 37 Prozent, stieg aber 2021 wiederum um knapp 42 Prozent an. Die Ursachen für diese Schub- und Verfallsphasen sind vielfältig: Gesteigerte Kapazitäten gehen mit einem Preisverfall einher, Boom- und Schwächephasen im Mobile- und PC-Geschäft schlagen sich auf Angebot und Nachfrage auf dem Speichermarkt durch. 2019 hatten bei zahlreichen Hersteller neue Fertigungsanlagen erstmals den Betrieb aufgenommen, bevor die kurz danach eintretende Corona-Pandemie einen neuerlichen Schub an Nachfrage insbesondere auf dem Consumermarkt bedingt hatte.

Unabhängig von all diesen vielfältigen Ursachen haben die zahlreichen Boom-Bust-Zyklen die Zahl der großen DRAM-Anbieter enorm reduziert: Listete IC Insights für Mitte der 1990er Jahre 20 namhafte Hersteller für DRAM-Chips auf, die auf dem globalen Markt relevant waren, kommen die Marktanalysten für das Jahr 2021 nur noch auf sechs. Dabei hielten die drei größten Anbieter - Samsung, SK Hynix und Micron - zusammen einen DRAM-Marktanteil von 94 Prozent (siehe auch Bild 2). Alleine auf die beiden südkoreanischen Speicherhersteller Samsung und SK Hynix entfielen demnach im vergangenen Jahr 71,3 Prozent der weltweiten DRAM-Verkäufe.

IC Insights nannte keine Firmennamen für die drei verbliebenen Anbieter von globaler Bedeutung. Gleicht man die verfügbaren Informationen für 2021 mit Angaben von DRAMExchange oder Trendforce ab, entfallen die restlichen knapp sechs Prozent auf Nanya Technology, Winbond und Powerchip, die allesamt in Taiwan ansässig sind. Chinesische Unternehmen spielten demnach für den internationalen Markt zumindest 2021 noch keine Rolle.

Samsung dominiert den Markt

Mit einem Marktanteil von 44 Prozent bleibt Samsung auch im Jahr 2021 der weltweit größte DRAM-Anbieter mit einem Umsatz von fast 41,9 Mrd. US-$. Samsung hat sein DRAM-Geschäft im vergangenen Jahr an mehreren Fronten weiterentwickelt. Nachdem Samsung im März 2020 als erstes Unternehmen die Extrem-Ultraviolett-Lithografie (EUV) eingesetzt hatte, begann es im Oktober 2021 mit der Massenproduktion von 14nm-DRAM auf EUV-Basis. Dabei erhöhte es die Anzahl der EUV-Schichten von zwei auf fünf bei seinem fortschrittlichsten 14-nm-DDR5-DRAM-Prozess.

Samsung, das zwischenzeitlich auch als größter Chiphersteller weltweit geführt ist, besticht dabei in erster Linie durch technologische Dominanz. Im November 2021 teilte Samsung mit, dass es seine EUV-Technologie zur Entwicklung eines 14-nm-DRAMs mit 16 GByte und doppelter Datenrate bei niedrigem Stromverbrauch (LPDDR5X) speziell für Hochgeschwindigkeitsanwendungen wie 5G, künstliche Intelligenz (KI), maschinelles Lernen (ML) und andere Big-Data-Endanwendungen eingesetzt hat. Das Unternehmen behauptet, der LPDDR5X-DRAM biete Datenverarbeitungsgeschwindigkeiten von bis zu 8,5 Gbps (1,3-mal schneller als bestehende LPDDR5-Bausteine mit 6,4 Gbps) und verbrauche rund 20 Prozent weniger Strom als LPDDR5-Speicher. Das Unternehmen stellte außerdem sein erstes DRAM-Speichermodul vor, das den neuen Compute Express Link (CXL)-Verbindungsstandard unterstützt, und präsentierte 2 GByte GDDR6- und 2 GByte DDR4-DRAMs für Fahrzeuge, die für autonome Elektrofahrzeuge und Hochleistungs-Infotainment-Systeme entwickelt wurden.

SK Hynix und Micron liefern technologisches Kopf-an-Kopf-Rennen

Mit einem DRAM-Marktanteil von 28 Prozent im Jahr 2021 führt IC Insights den südkoreanischen Anbieter SK Hynix auf, dessen DRAM-Umsatz um 39 Prozent auf 26,6 Mrd. US-$ stieg. Dieses Speichersegment ist auch der mit Abstand wichtigste Markt des Unternehmens: Auf DRAM entfielen in dem Jahr rund 71 Prozent des gesamten Halbleiterumsatzes von SK Hynix. Dabei machten Server-DRAM 40 Prozent, Mobil-DRAM 35 Prozent, PC-DRAM 15 Prozent sowie weiters Consumer- und Grafik-DRAM jeweils 5 Prozent des Geschäfts aus.

Im Jahr 2021 brachte SK Hynix den angeblich leistungsstärksten DDR5-DRAM der Branche auf den Markt, dessen Datengeschwindigkeit 163 Full-HD-Filme pro Sekunde übertragen kann. Der Chip verwendet HBM3, also die dritte Generation an High Bandwidth Memory. Auch SK Hynix hat mittlerweile damit begonnen, EUV-Lithografie für die Massenproduktion von 8-Gb-LPDDR4-DRAM auf der Grundlage seines 1-Alpha (1α-nm)-Prozesses der vierten Generation einzusetzen, eine Variante der 10-nm-Prozesstechnologie.

Micron war im Jahr 2021 der drittgrößte DRAM-Anbieter mit einem Umsatz von 21,9 Milliarden US-$. Microns konnte dabei noch an Marktanteilen zulegen: Die DRAM-Umsätze des Unternehmens stiegen um 41 Prozent und machten 23 Prozent somit des weltweiten Marktanteils aus. Insgesamt nimmt DRAM laut Analystenschätzungen etwa 73 Prozent des gesamten IC-Umsatzes von Micron im Kalenderjahr ein.

Auch Micron führte 2021 einen 1α-nm-Prozessknoten zur Speicherfertigung ein. Dieser soll sich in erster Linie auch die Umstellung von Rechenzentren auf DDR5-DRAM richten, die durch neue CPU-Plattformen vorangetrieben wird, die voraussichtlich im Laufe dieses Jahres anlaufen und 2023 an Dynamik gewinnen werden. Microns 1α-DRAM wird auch in stromsparenden Kommunikationsanwendungen, einschließlich 5G-Smartphones, eingesetzt.

Anders als SK Hynix produziert Micron seinen 1α-DRAM derzeit noch mit einer Technik, die keine EUV-Lithografie erfordert. Für künftige Prozessknoten dürfte sich das allerdings ändern: Das Unternehmen hat bereits EUV-Anlagen bestellt. Für die Produktion künftiger DRAM-Chips nach dem geplanten 1-gamma-Prozessknoten (1γ) plant das Unternehmen, ab 2024 auf die EUV-Technologie umzustellen.

Optimierte Fertigungstechnik

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