来源:全球半导体观察 原作者:轻语
2024年的存储市场风云变幻,整体上传出很多好声音,合约价格上涨、原厂营收明显增长、技术多点突破...在此之下,存储大厂的每一步布局都是在枕戈待旦,同时NAND闪存将迎来新的变局。
今年来,三星、美光、SK海力士存储三大厂在NAND闪存方面均传来新的动态。
图表来源:全球半导体观察根据公开信息制表
从NAND单元技术上看,存储大厂三星率先开始业界首次量产QLC第9代V-NAND。9月12日,三星宣布,已开始大规模生产其1Tb四级单元(QLC)第9代垂直NAND(V-NAND),并结合了多种突破性技术。
从技术创新上看,本次三星QLC第九代V-NAND包括采用其独有的通道孔蚀刻技术,以双层堆栈结构实现业界最高层数,并利用TLC第九代V-NAND的技术专长,优化单元面积和外围电路,位密度比上一代QLCV-NAND高出约86%;与以前的版本相比,三星QLC第九代V-NAND采用的设计模具可将数据保留性能提高约20%,从而提高产品可靠性;通过对预测程序技术的改进,写入性能提高了一倍,数据输入/输出速度提高了60%;使用低功耗的设计,使数据读取和写入功耗分别降低了约30%和50%。该方法通过仅感测必要的位线(BL)来降低驱动NAND单元的电压,并最大限度地降低功耗。
图片来源:三星
应用范围来看,三星表示计划扩大QLC第9代V-NAND的应用范围,从品牌消费产品开始,并扩展到移动通用闪存(UFS)、PC和服务器SSD,以满足包括云服务提供商在内的客户需求。
今年4月23日,三星宣布已开始量产其 1Tb三级单元 (TLC) 第9代垂直NAND (V-NAND)。其位密度比第八代V-NAND提高了约50%,并配备了下一代NAND闪存接口“Toggle 5.1”,支持将数据输入/输出速度提高33%,达到每秒3.2千兆位 (Gbps)。借助这一新接口,三星计划通过扩大对PCIe 5.0的支持来巩固其在高性能SSD市场的地位。
三星电子执行副总裁兼闪存产品与技术负责人SungHoiHur表示,随着企业级SSD市场快速增长,对AI应用的需求不断增加,我们将继续通过QLC和TLC第9代V-NAND巩固我们在高容量、高性能NAND闪存市场的领导地位。
目前,市场主流的还是TLC NAND闪存颗粒,从动态上看,SK海力士方面,该公司旗下Solidigm于8月6日宣布推出PCIe 5.0数据中心固态硬盘D7-PS1010/1030,两个固态硬盘系列均支持PCIe 5.0,基于SK海力士176层3D TLC NAND闪存。SK海力士9月11日宣布,公司开发出适用于数据中心的高性能固态硬盘SSD“PEB110 E1.S”,具备2TB、4TB和8TB三种容量版本。目前,该公司正在与全球数据中心客户共同进行PEB110验证,计划在获得验证后,于明年第二季度开始量产该产品,并向市场供应。
美光方面,7月底,美光宣布量产其采用第九代(G9)TLC NAND技术的SSD产品已开始出货,适用于个人设备、边缘服务器、企业和云数据中心。G9 NAND数据传输速率比当前SSD中的NAND技术要快50%。同时,与市场上现有的同类NAND解决方案相比,美光G9 NAND的每颗芯片写入带宽和读取带宽分别高出99%和88%。美光称,采用了G9 NAND技术的美光2650 NVMe SSD理论性能水平接近PCIe 4.0,突破了高性价比TLC客户端SSD的性能极限。连续读取速率高达7000 MB/s。
美光还宣布推出全新的数据中心SSD产品9550 NVMe SSD,采用232层3D TLC NAND,支持各种AI工作负载。性能方面,9550 SSD连续读取速度为14.0 GB/s,连续写入速度为10.0 GB/s,与同类竞争SSD 相比,性能提升高达 67%。其3,300K IOPS的随机读取速度比竞争产品高出 35%,400K IOPS的随机写入速度比竞争产品高出33% 。
业界信息显示,NAND Flash即闪存颗粒,是数据存储的核心介质,也是数据存储的载体,目前SSD使用的闪存颗粒包括TLC(三层单元)、QLC(四层单元)等。
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当前AI时代催生了大量的存储需求,SSD在其中扮演重要角色。从运行作用来看,全球市场研究机构TrendForce集邦咨询指出,在AI模型训练过程中,SSD不仅负责储存模型参数,包含不断更新的权重和偏差,而且可以创建检查点(check point),以定期保存AI模型训练进度,即使训练中断也能从特定点恢复。上述功能都相当依赖高速传输以及写入耐用度,因此客户主要选择使用4TB/8TB TLC(三层单元闪存) SSD产品,以满足严苛的训练过程需求。
而QLC SSD凭借更高的存储密度,优化服务器和物理占用空间,并降低能源消耗等优势备受关注,在满足高性能存储需求的基础上,QLC SSD可以帮助大规模数据中心降低TCO总拥有成本。业界称,随着更多生成信息是以影片或相片显示,其数据存储量也相应增加,故TLC/QLC(四层单元闪存) 16TB以上等大容量SSD便成为AI推理主要采用的产品。
TrendForce集邦咨询预估,今年AI相关SSD采购容量将超过45EB,未来几年,AI服务器有望推动SSD需求年增率平均超过60%,而AI SSD需求在整个NAND Flash(闪存)的占比有机会自2024年的5%,上升至2025年的9%。
据TrendForce集邦咨询9月9日最新研究显示,在2024年第二季度全球NAND Flash市场中,三星以36.9%的市占率占据全球第一的位置,较上一季度的36.7%上升了0.2%;SK集团则以22.1%居位全球第二,较上一季度22.2%下降了0.1%;后面依次是铠侠(13.8%)、美光(11.8%)、西部数据(10.5%)。
从营收上看,三星、SK集团、铠侠、美光、西部数据在第二季NAND Flash营收均出现环比增长。整体来看,2024年第二季度NAND Flash营收季增14%,其中AI SSD是重要推力。
TrendForce集邦咨询表示,由于Server(服务器)终端库存调整接近尾声,加上AI推动了大容量存储产品需求,2024年第二季NAND Flash(闪存)价格持续上涨,但因为PC和智能手机厂商库存偏高,导致第二季NAND Flash位元出货量季减1%,平均销售单价上涨了15%,总营收达167.96亿美元,较前一季增长了14.2%。
此外,展望第三季,TrendForce集邦咨询认为,第二季起所有NAND Flash供应商已恢复盈利状态,并计划在第三季扩大产能,以满足AI和服务器的强劲需求,但由于PC和智能手机今年上半年市场表现不佳,难以推升NAND Flash出货量。预估第三季NAND Flash全产品平均销售单价将季增5%至10%,位元出货量因旺季不旺而至少季减5%,至于产业营收将大致与前一季持平。
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