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【存储器】三星铠侠六七百亿砸进去,闪存市场要变天?

来源:中国电子报    原作者:陈炳欣    

近日,三星电子宣布了在韩国平泽厂区的扩产计划,除扩建采用极紫外光(EUV)的晶圆代工生产线及DRAM产能之外,还将扩大3D NAND闪存方面的产能规模。业界预估三星电子仅用于3D NAND闪存方面的投资额就达8万亿韩元(约合470亿元人民币)。新冠肺炎疫情导致NAND市场的不确定性大增。然而,三星电子过往多选择在景气低迷时大举投资,以此增强其在存储器领域的竞争力,此次再度大举投资扩产,或将带动其他NAND闪存厂商的跟进,再掀NAND闪存的扩产浪潮。

三星、铠侠率先扩产

据了解,三星电子将在平泽厂区的二期建设中投建新的3D NAND生产线,量产100层以上三星电子最先进的第六代V-NAND闪存,无尘室的施工5月份已经开始进行。新生产线预计将于2021年下半年进入量产阶段,新增产能约为2万片/月的晶圆。

受新冠肺炎疫情的影响,当前NAND闪存市场上的不确定性仍然存在。根据集邦咨询的报告,2020年第一季度NAND闪存出货量与上季度大致持平,其中服务器供应链的恢复状况优于笔记本电脑及智能手机,因此疫情对于数据中心需求的影响或许有限。但是笔记本电脑与手机品牌厂生产及物料供应则受到零组件供应链断链的影响,也间接拖累了市场对NAND闪存的需求。

然而,在此情况下,三星电子依然选择了扩产。去年年底,三星电子便启动了中国西安厂二期的建设,投资80亿美元。西安厂二期主要生产100层以下的第五代V-NAND,平泽二厂则会生产100层以上的第六代V-NAND。三星NAND Flash生产线主要分布在韩国华城厂区、平泽厂区以及中国西安厂区。

除三星电子之外,近日有消息称,铠侠(原东芝)也将按照原计划增产投资,在日本四日市工厂厂区内兴建3D NAND闪存新厂房“第7厂房”,总投资额预估最高达3000亿日元(约合200亿元人民币),预定2022年夏天完工。铠侠合作伙伴西部数据预估会分担投资。

研究机构人士指出,数据中心、服务器受疫情影响较小,甚至疫情还推动网上直播、线上电子商务、线上教育、远程办公等对数据中心、服务器的需求,让存储芯片的需求有所增加。

这或许是存储厂商加码投资3D NAND闪存的原因之一。

128层3D NAND成比拼重点

本次投资扩产及相关市场竞争当中,各大闪存厂商无疑将先进工艺放在了重点位置。三星电子此次在平泽二期中建设的就是100层以上的第六代V-NAND。目前三星电子在市场上的主流NAND闪存产品为92层工艺,预计今年会逐步将128层产品导入到各类应用当中,以维持成本竞争力。

美光也在积极推进128层3D NAND的量产与应用,特别是固态硬(SSD)领域,成为美光当前积极布局扩展的重点,与PC OEM厂商进行Client SSD产品的导入。美光科技执行副总裁兼首席商务官Sumit Sadana表示,128层3D NAND如果被广泛使用,将大大降低产品成本。美光于2019年10月流片出样128层3D NAND。

今年第一季度SK海力士以14.47亿美元的销售额击败英特尔,重新夺回NAND闪存市场第五的位置,在全球市场中占比10.7%。受此激励,预计SK海力士将向NAND闪存方面投入更多的力量。根据集邦咨询的介绍,SK海力士将继续增加96层产品的占比,同时着重进行制造工艺上的提升。SK海力士2019年6月发布128层TLC 3D NAND,预计今年将进入投产阶段。

铠侠今年1月发布112层3D NAND,量产时间预计在下半年。铠侠今年的主力产品预计仍为96层,将满足SSD方面的市场需求。随着112层产能的扩大,未来铠侠会逐步将之导入到终端产品中。

去年9月,长江存储发布了64层3D NAND闪存。随着生产线产能规模的扩大,长江存储的产品也将陆续加入到市场竞争当中。有消息称,长江存储64层消费级固态硬盘将于今年第三季度上市。有分析认为,长江存储今年的重点在于扩大产能,同时提升良率,并与OEM厂商合作进行64层3D NAND的导入。不过今年4月长江存储也发布了两款128层3D NAND闪存,量产时间约为今年年底至明年上半年。在先进工艺方面,长江存储并不落于下风。

半导体专家莫大康指出,存储芯片具有高度标准化的特性,且品种单一,较难实现产品的差异化。这导致各厂商需要集中在工艺技术和生产规模上比拼竞争力。因此,每当市场格局出现新旧转换,厂商往往打出技术牌,以期通过新旧世代产品的改变,提高产品密度,降低制造成本,取得竞争优势。

QLC展现成本优势

在本轮NAND闪存竞争中,QLC(每个存储单元可存储4bit数据)3D NAND闪存也是各大存储厂商关注并且展开竞逐的重点。

QLC的优势在于成本更低,但是它的性能特别是写入性能和擦写次数方面与TLC(每个存储单元可存储3bit数据)产品相比有一定差距,使得此前市场对QLC产品的接受程度不高。对此,长江存储市场与销售高级副总裁龚翊指出,在QLC推出之际,3D NAND的堆叠层数还没有现在这么高,主流为64层或96层,因而成本优势没有表现出来。不过,随着128层产品量产,并逐步进入市场,QLC的成本优势将进一步得到体现。

此外,数据中心也将极大激发QLC的发展,成为QLC产品的巨大潜在市场。受疫情影响,在线应用大热,如在线会议、在线视频、在线教育等。这些应用在大数据中心存储系统层面更多表现为对存储器读取能力的需求,一次性写入之后更多是从数据库进行数据的读取,而非频繁写入。而在这些方面QLC存储器是有其应用优势的,加上成本优势,将有效拉动市场对QLC的需要。今年4月,长江存储发布两款128层3D NAND,其中包括业内首款128层QLC 3D NAND闪存,可提供1.33Tb的单颗存储容量,展现了在QLC方面的市场竞争力。

“从全球的半导体市场结构来看,计算机领域的市场份额占全球市场的1/3左右,消耗了全球45%左右的存储器。”行业分析师表示。2020年,5G等先进技术将首次应用于数据中心,而机器学习及其他AI技术的应用也将创造新的学习和工作方式。这意味着,数据中心供应商将有更多的机会发展和增强其现有业务。

英特尔也一直对QLC非常关注。从研发出64层QLC之后,英特尔就将其大量应用到SSD中。目前,英特尔在大连工厂生产基于QLC的3D NAND SSD产品。有消息称,英特尔计划于2020年推出144 层 QLC产品。美光也于日前推出采用QLC NAND的经济型SSD,这显示美光今年也加大了在QLC产品方面的投入力度。

封面图片来源:拍信网