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  • 澜起科技股份有限公司
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  1本年度报告摘要来自年度报告全文,为全方面了解本公司的经营成果、财务情况及未来发展规划,投资者应当到网站仔细阅读年度报告全文。

  公司已在本报告中描述可能存在的相关风险,敬请查阅本报告“第三节 管理层讨论与分析”之“四、风险因素”。

  3本公司董事会、监事会及董事、监事、高级管理人员保证年度报告内容的真实性、准确性、完整性,不存在虚假记载、误导性陈述或重大遗漏,并承担个别和连带的法律责任。

  5安永华明会计师事务所(特殊普通合伙)为本公司出具了标准无保留意见的审计报告。

  公司2023年度利润分配方案为:以实施权益分派股权登记日登记的总股本扣除公司回购专用账户上已回购股份后的股份余额为基数,每10股派发现金红利3.00元(含税)。截至2024年3月31日,公司的总股本1,141,461,126股,其中回购专用账户的股数为11,760,000股,因此本次拟发放现金红利的股本基数为1,129,701,126股,合计拟派发现金红利338,910,337.80 元(含税),占合并报表中归属于上市公司股东净利润的比例为75.16%。本次利润分配不送红股,不进行公积金转增股本。如在实施权益分派的股权登记日前公司总股本发生变动的,公司拟维持每股分配比例不变,相应调整分配总额。

  公司是一家国际领先的数据处理及互连芯片设计企业,致力于为云计算和AI领域提供高性能、低功耗的芯片解决方案,目前企业具有两大产品线,互连类芯片产品线和津逮?服务器平台产品线。在AI时代,计算机的“算力”和“存力”需求迅速增加,系统对“运力”提出了更高的需求。澜起科技是一家为计算和智算提供高性能“运力”的企业,公司多款高速互连芯片产品可有效提升系统的“运力”,将在未来的AI时代发挥重要作用。

  内存接口芯片是服务器内存模组(又称“内存条”)的核心逻辑器件,作为服务器CPU存取内存数据的必由通路,其最大的作用是提升内存数据访问的速度及稳定性,满足服务器CPU对内存模组日渐增长的高性能及大容量需求。内存接口芯片需与内存厂商生产的各种内存颗粒和内存模组进行配套,并通过服务器CPU、内存和OEM厂商针对其功能和性能(如稳定性、工作速度和功耗等)的全方位严格认证,才能进入大规模商用阶段。因此,研发此类产品不仅要攻克内存接口的核心技术难关,还要跨越服务器ECO的高准入门槛。

  现阶段,DDR4及DDR5内存接口芯片按功能可分为两类:一是寄存缓冲器(RCD),用来缓冲来自内存控制器的地址、命令、时钟、控制信号;二是数据缓冲器(DB),用来缓冲来自内存控制器或内存颗粒的数据信号。RCD与DB组成套片,可实现对地址、命令、时钟、控制信号和数据信号的全缓冲。仅采用了RCD芯片对地址、命令、时钟、控制信号进行缓冲的内存模组通常称为RDIMM(寄存双列直插内存模组),而采用了RCD和DB套片对地址、命令、时钟、控制信号及数据信号进行缓冲的内存模组称为LRDIMM(减载双列直插内存模组)。

  澜起凭借具有自主知识产权的高速、低功耗技术,长期致力于为新一代服务器平台提供符合JEDEC标准的高性能内存接口解决方案。随着JEDEC标准和内存技术的发展演变,公司先后推出了DDR2-DDR5系列内存接口芯片,可应用于各种缓冲式内存模组,包括RDIMM及LRDIMM等,满足高性能服务器对高速、大容量的内存系统的需求。目前,公司的DDR4及DDR5内存接口芯片已成功进入国际主流内存、服务器和云计算领域,并占据全球市场的重要份额。

  DDR4世代的内存接口芯片产品目前仍是市场的主流产品,报告期内以DDR4 Gen2 Plus子代为主。公司DDR4内存接口芯片子代产品及其应用情况如下:

  DDR5是JEDEC标准定义的第5代双倍速率同步动态随机存取存储器标准。与DDR4相比,DDR5采用了更低的工作电压(1.1V),同时在传输有效性与可靠性上又迈进了一步,其支持的最高速率可超过6400MT/S,是DDR4最高速率的2倍以上。

  (1)DDR5第一子代RCD芯片支持双通道内存架构,命令、地址、时钟和控制信号1:2缓冲,并提供奇偶校验功能。该芯片符合JEDEC标准,支持DDR5-4800速率,采用1.1V工作电压,更为节能。该款芯片除了可作为中央缓冲器单独用于RDIMM之外,还可以与DDR5 DB芯片组成套片,用于LRDIMM,以提供更高容量、更低功耗的内存解决方案。

  (2)DDR5第一子代DB芯片是一款8位双向数据缓冲芯片,该芯片与DDR5 RCD芯片一起组成套片,用于DDR5 LRDIMM。该芯片符合JEDEC标准,支持DDR5-4800速率,采用1.1V工作电压。在DDR5 LRDIMM应用中,一颗DDR5 RCD芯片需搭配十颗DDR5 DB芯片,即每个子通道配置五颗DB芯片,以支持片上数据校正,并可将数据预取提升至最高16位,从而为高端多核服务器提供更大容量、更高带宽和更强性能的内存解决方案。

  (3)2022年5月,公司在业界率先试产DDR5第二子代RCD芯片。DDR5第二子代RCD芯片支持双通道内存架构,命令、地址、时钟和控制信号1:2缓冲,并提供奇偶校验功能。该芯片符合JEDEC标准,支持DDR5-5600速率,采用1.1V工作电压,更为节能。

  (4)2023年10月,公司在业界率先试产DDR5第三子代RCD芯片。DDR5第三子代RCD芯片支持的数据速率高达6400MT/s,较第二子代RCD速率提升14.3%,较第一子代RCD速率提升33.3%。

  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,分别是串行检测集线器(SPD)、温度传感器(TS)以及电源管理芯片(PMIC)。

  公司与合作伙伴共同研发了DDR5串行检测集线器(SPD),芯片内部集成了8Kbit EEPROM、I2C/I3C总线集线器(Hub)和温度传感器(TS),适用于DDR5系列内存模组(如LRDIMM、RDIMM、UDIMM、SODIMM等),应用场景范围包括服务器、台式机及笔记本内存模组。SPD是DDR5内存模组不可或缺的组件,也是内存管理系统的关键组成部分,其包含如下几项功能:

  第一,其内置的SPD EEPROM是一个非易失性存储器,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。根据JEDEC的内存规范,每个内存模组都需配置一个SPD器件,并按照JEDEC规范的数据结构编写SPD EEPROM的内容。主板BIOS在开机后会读取SPD内存储的信息,并根据读取到的信息来配置内存控制器和内存模组。DDR5 SPD数据可通过I2C/I3C总线访问,并可按存储区块(block)进行写保护,以满足DDR5内存模组的高速率和安全要求。

  第二,该芯片还可当作I2C/I3C总线集线器,一端连接系统主控设备(如CPU或基板管理控制器(BMC)),另一端连接内存模组上的本地组件,包括RCD、PMIC和TS,是系统主控设备与内存模组上组件之间的通信中心。在DDR5规范中,一个I2C/I3C总线个集线个内存模组),每个集线器和该集线器管理下的每个内存模组上的本地组件都被指定了一个特定的地址代码,支持唯一地址固定寻址。

  第三,该芯片还内置了温度传感器(TS),可连续监测SPD所在位置的温度。主控设备可通过I2C/I3C总线从SPD中的相关寄存器读取传感器检验测试到的温度,以便于进行内存模组的温度管理,提高系统工作的稳定性。

  公司与合作伙伴共同研发了DDR5高精度温度传感器(TS)芯片,该芯片符合JEDEC规范,支持I2C和I3C串行总线服务器RDIMM和LRDIMM内存模组。TS作为SPD芯片的从设备,可以工作在时钟频率分别高达1MHz I2C和12.5MHz I3C总线上;CPU可经由SPD芯片与之进行通讯,以此来实现对内存模组的温度管理。TS是DDR5服务器内存模组上重要组件,目前主流的DDR5服务器内存模组配置2颗TS。

  公司与合作伙伴共同研发了符合JEDEC规范的DDR5低/高电流电源管理芯片(PMIC)。该芯片包含4个直流-直流降压转换器,两个线性稳压器(LDO,分别为1.8V和1.0V),并能支持I2C和I3C串行总线服务器RDIMM和LRDIMM内存模组。PMIC的作用主要是为内存模组上的其他芯片(如DRAM、RCD、DB、SPD和TS等)提供电源支持。CPU可经由SPD芯片与之进行通讯,以此来实现电源管理。低电流电源管理芯片应用于DDR5服务器较小电流的RDIMM内存模组,高电流电源管理芯片则应用于DDR5服务器较大电流的RDIMM和LRDIMM内存模组。

  澜起可为DDR5系列内存模组提供完整的内存接口及模组配套芯片解决方案,是目前全球可提供全套解决方案的两家公司之一。

  AI相关应用的加快速度进行发展将推动“算力”和“存力”需求迅速增加,系统要更高、更强的算力,需要带宽更高、容量更大的内存。在“算力”和“存力”增长的同时,对“运力”也提出了更高的需求。“运力”是指在计算和存储之间搬运数据的能力,AI时代,系统要更大的运力,需要更高的带宽、更快的传输。

  公司近年来深耕相关互连技术,包括高带宽内存互连、PCIe互连以及CXL互连技术等,这些高速互连技术能有效提升系统的“运力”,公司基于上述技术研发的几款芯片,包括MRCD/MDB、CKD、PCIe Retimer、MXC芯片等,将在未来的AI时代发挥重要作用。

  MRCD、MDB芯片是服务器高带宽内存模组MRDIMM的核心逻辑器件。AI及大数据应用的发展以及有关技术的演进推动服务器CPU的内核数量快速增加,迫切地需要大幅度提高内存系统的带宽,以满足多核CPU中各个内核的数据吞吐要求,MRDIMM正是基于这种应用需求而生。MRDIMM是一种更高带宽的内存模组,第一代产品可支持8800MT/s速率,每个MRDIMM模组需要搭配1颗MRCD芯片及10颗MDB芯片。

  MRDIMM工作原理为:MDB芯片用来缓冲来自内存控制器或DRAM内存颗粒的数据信号,在标准速率下,通过MDB芯片可以同时访问两个DRAM内存阵列(RDIMM只能访问一个阵列),以此来实现双倍的带宽。MRCD用来缓冲来自内存控制器的地址、命令、时钟、控制信号。MRDIMM的特点和优点是:1、使用的是常规的DRAM颗粒;2、与现有DDR5ECO有良好的适配性;3、可以大幅度的提高内存模组的带宽。

  从下游应用来看,预计MRDIMM在高性能计算、AI等对内存带宽敏感的应用领域,将有较大的需求。随着MRDIMM未来渗透率的提升,将带动MRCD/MDB(特别是MDB)芯片需求大幅增长。

  长久以来,时钟驱动功能一直集成在寄存时钟驱动器(Register Clock Driver)芯片中,应用于服务器RDIMM或LRDIMM内存模组,但尚未在PC端部署。随着DDR5传输速率持续提升,时钟信号频率慢慢的升高,时钟信号完整性问题日渐凸显。当DDR5数据速率达到6400MT/s及以上时,PC端的内存模组(如台式机的UDIMM和笔记本电脑的SODIMM)需采取了专用时钟驱动器(CKD)芯片,对内存模组上的时钟信号进行缓冲和重新驱动,才能满足高速时钟信号的完整性和可靠性要求。

  澜起于2022年9月发布业界首款DDR5第一子代CKD工程样片,并已送样给业界主流内存厂商,用于新一代台式机和笔记本电脑内存。该芯片的基本功能是缓冲来自台式机和笔记本电脑中央处理器的高速内存时钟信号,并将其重新驱动输出到UDIMM、SODIMM模组上的多个DRAM内存颗粒。这款时钟驱动芯片符合JEDEC标准,支持高达6400MT/s的数据传输速率,并具备低功耗管理模式,助力内存解决方案实现高速、高效、节能的运行。

  由于AI PC需要更高内存带宽来提升整体运算性能,AI PC渗透率的提升或将加速DDR5子代迭代,并增加对更高速率DDR5内存的需求。未来,CKD芯片将应用于台式机UDIMM和笔记本电脑SODIMM内存模组(数据速率为6400MT/S及以上),其需求量将随着AI PC应用的普及而提升。

  PCIe Retimer芯片是适用于PCIe高速数据传输协议的超高速时序整合芯片,这是公司在全互连芯片领域布局的一款重要产品。

  近年来,高速数据传输协议从PCIe 3.0(8GT/S)发展至PCIe 4.0(16GT/S),再升级至PCIe 5.0(32GT/S),数据传输速率不断翻倍,同时也带来了显著的信号衰减和参考时钟时序重整问题,这样一些问题较大限制了超高速数据传输协议在下一代计算平台的应用场景范围。PCIe 4.0/5.0的高速传输挑战促进了优化高速电路与系统互连设计的需求,加大了在超高速传输环境下保持信号完整性的研发热度。为了补偿高速信号的损耗,提升信号质量,通常需在链路中引入超高速时序整合芯片(Retimer)。PCIe Retimer芯片已成为高速电路中不可或缺的重要器件,主要解决数据中心数据高速、远距离传输时,信号时序不齐、损耗严重、完整性差等问题。

  公司的PCIe Retimer芯片使用先进的信号调理技术,能够补偿信道损耗并消除各种抖动源的影响,从而提升信号完整性,增加高速信号的有效传输距离,为服务器、存储设备及硬件加速器等应用场景提供可扩展的高性能PCIe互连解决方案。其中,PCIe 4.0 Retimer芯片符合PCIe 4.0基本规范,PCIe 5.0/CXL 2.0 Retimer符合PCIe 5.0和CXL 2.0基本规范,支持业界主流封装,其功耗、传输延时等关键性能指标达到国际领先水平,并已与CPU、PCIe交换芯片、固态硬盘、GPU及网卡等进行了广泛的互操作测试。

  公司的PCIe 4.0/5.0 Retimer芯片可应用于AI服务器、NVMe SSD、Riser卡等典型应用场景,同时,企业来提供基于该款芯片的参考设计的具体方案、评估板及配套软件等完善的技术上的支持服务,帮助客户快速完成导入设计,缩短新产品上市周期。PCIe 4.0/5.0 Retimer芯片的典型应用场景图示如下:

  人工智能时代,随着AI服务器需求的迅速增加,PCIe Retimer芯片的重要性愈加凸显。目前,一台典型配置8块GPU的主流AI服务器需要8颗或16颗PCIe 5.0 Retimer芯片。未来,PCIe Retimer芯片的市场空间将随着GPU需求量的增加而持续扩大。

  MXC芯片是一款CXL内存扩展控制器芯片,属于CXL协议所定义的第三种设备类型。该芯片支持JEDEC DDR4和DDR5标准,同时符合CXL 2.0规范,支持PCIe 5.0传输速率。该芯片可为CPU及基于CXL协议的设备提供高带宽、低延迟的高速互连解决方案,实现CPU与各CXL设备间的内存共享,在大幅度的提高系统性能的同时,明显降低软件堆栈复杂性和数据中心总体拥有成本(TCO)。

  MXC芯片主要使用在于内存扩展及内存池化领域,为内存AIC扩展卡、背板及EDSFF内存模组而设计,可大幅扩展内存容量和带宽,满足高性能计算、人工智能等数据密集型应用日渐增长的需求,典型应用场景如下:

  MXC芯片目前的产品应用形态主要有两种:EDSFF模组、AIC(Add In Card)连接标准DDR5/4内存模组。

  2022年5月,澜起发布了全球首款CXL内存扩展控制器芯片(MXC)。2023年5月,三星电子推出其首款支持CXL 2.0的128GB DRAM,加速了下一代存储器解决方案的商用化进程,澜起的MXC芯片作为该解决方案的核心控制器而被采用。2023年8月,澜起的MXC芯片顺利通过了CXL联盟的数十项严苛测试,成为全世界首家通过测试的内存扩展控制器产品,与国际知名CPU和存储器厂商的产品在CXL官网并列展示,彰显了业界对澜起技术实力的认可。

  随着AI时代的日益临近,对支持快速接口和易扩展性的内存平台的需求变得愈加迫切,而基于CXL的新型DRAM模块将是未来AI时代最具前景的内存解决方案之一。

  报告期内,AI大模型快速的提升,AI芯片的需求发生了巨大变化。公司密切关注行业发展的新趋势、下一代大模型特征以及客户的真实需求,正在研发新一代AI芯片,旨在为训练、推理应用场景提供稳定、易用的高性能AI算力解决方案。

  在研发第一代AI芯片工程样片的过程中,澜起积累了一定的技术基础和工程经验。澜起在研的下一代芯片将充分的利用公司在互连领域的技术优势,进一步实现用户需求,提供更加优化、更具性价比的解决方案。

  公司是一家集成电路设计企业,自成立以来公司经营模式均为行业里的 Fabless 模式,该模式下,公司专注于从事产业链中的集成电路设计和营销环节,其余环节委托给晶圆制造企业、封装和测试企业代工完成,由公司取得测试后芯片成品销售给客户。

  在 Fabless 模式下,产品设计与研发环节属于公司经营的核心,由多个部门参与执行。芯片的生产制造、封装测试则通过委外方式完成,因此公司需要向晶圆制造厂采购晶圆,向封装测试厂采购封装、测试服务。具体地,公司产品的业务流程示意图如下:

  上述流程图中项目提案、市场要求定义、启动会议、初始技术规范、架构设计、模块设计、全芯片设计评审、终版技术规范审议、流片评审、样片验证、可靠性评估、产品特性验证、系统确认、产品提交量产、销售等环节主要由公司完成,其余环节主要由委外厂商完成。

  公司是一家集成电路设计企业,集成电路行业作为全球信息产业的基础,是世界电子信息技术创新的基石。集成电路行业派生出诸如PC、互联网、智能手机、云计算、大数据、人工智能等诸多具有划时代意义的创新应用,成为现代日常生活中必不可少的组成部分。移动互联时代后,5G、云计算、AI计算、高性能计算、智能汽车等应用领域的快速发展和技术迭代,正推动集成电路产业进入新的成长周期。

  集成电路行业最重要的包含集成电路设计业、制造业和封装测试业,属于资本与技术密集型行业。

  2024年2月,半导体产业协会(Semiconductor Industry Association,简称SIA)宣布,2023年全球半导体产业销售总额为5268亿美元,比2022年的5741亿美元下降了8.2%。根据SIA的预测,由于产业各领域对芯片的需求增加,2024年全球半导体销售额将大幅反弹13.1%,达到近6,000亿美元,创历史上最新的记录。