NAND閃存再現擴產潮

陳炳欣

近日，三星電子宣布了在韓國平澤廠區的擴產計劃，除擴建采用極紫外光（EUV）的晶圓代工生產線及DRAM產能之外，還將擴大3DNAND閃存方面的產能規模。業界預估三星電子僅用于3D.NAND閃存方面的投資額就達8萬億韓元（約合470億元人民幣）。新冠肺炎疫情導致NAND市場的不確定性大增。然而，三星電子過往多選擇在景氣低迷時大舉投資，以此增強其在存儲器領域的競爭力，此次再度大舉投資擴產，或將帶動其他NAND閃存廠商的跟進，再掀NAND閃存的擴產浪潮。

三星、鎧俠率先擴產

據了解，三星電子將在平澤廠區的二期建設中投建新的3DNAND生產線，量產100層以上三星電子最先進的第六代V-NAND閃存，無塵室的施工5月份已經開始進行。新生產線預計將于2021年下半年進入量產階段，新增產能約為2萬片/月的晶圓。

受新冠肺炎疫情的影響，當前NAND閃存市場上的不確定性仍然存在。根據集邦咨詢的報告，2020年第一季度NAND閃存出貨量與上季度大致持平，其中服務器供應鏈的恢復狀況優于筆記本電腦及智能手機，因此疫情對于數據中心需求的影響或許有限。但是筆記本電腦與手機品牌廠生產及物料供應則受到零組件供應鏈斷鏈的影響，也間接拖累了市場對NAND閃存的需求。

然而，在此情況下，三星電子依然選擇了擴產。去年年底，三星電子便啟動了中國西安廠二期的建設，投資80億美元。西安廠二期主要生產100層以下的第五代V-NAND，平澤二廠則會生產100層以上的第六代V-NAND。三星NANDFlash生產線主要分布在韓國華城廠區、平澤廠區以及中國西安廠區。

除三星電子之外，近日有消息稱，鎧俠（原東芝）也將按照原計劃增產投資，在日本四日市工廠廠區內興.建3DNAND閃存新廠房“第7廠房”，總投資額預估最高達3000億日元（約合200億元人民幣），預定2022年夏天完工。鎧俠合作伙伴西部數據預估會分擔投資。

Gartner研究副總裁盛陵海指出，數據中心、服務器受疫情影響較小，甚至疫情還推動網上直播、線上電子商務、線上教育、遠程辦公等對數據中心、服務器的需求，讓存儲芯片的需求有所增加。

這或許是存儲廠商加碼投資3DNAND閃存的原因之一。

128層3DNAND成比拼重點

本次投資擴產及相關市場競爭當中，各大閃存廠商無疑將先進工藝放在了重點位置。三星電子此次在平澤二期中建設的就是100層以，上的第六代V-NAND。目前三星電子在市場上的主流NAND閃存產品為92層工藝，預計今年會逐步將128層.產品導人到各類應用當中，以維持成本競爭力。

美光也在積極推進128層3DNAND的量產與應用，特別是固態硬（SSD）領域，成為美光當前積極布局擴展的重點，與PCOEM廠商進行ClientSSD產品的導人。美光科技執行副總裁兼首席商務官SumitSadana表示，128層3DNAND如果被廣泛使用，將大大降低產品成本。美光于2019年10月流片出樣128層3DNAND。

今年第一季度SK海力士以14.47億美元的銷售額擊敗英特爾，重新奪回NAND閃存市場第五的位置，在全球市場中占比10.7%。受此激勵，預計SK海力士將向NAND閃存方面投人更多的力量。根據集邦咨詢的介紹，SK海力士將繼續增加96層產品的占比，同時著重進行制造工藝上的提升。SK海力士2019年6月發布128層TLC3DNAND，預計今年將進人投產階段。

鎧俠今年1月發布112層3DNAND，量產時間預計在下半年。鎧俠今年的主力產品預計仍為96層，將滿足SSD方面的市場需求。隨著112層產能的擴大，未來鎧俠會逐步將之導人到終端產品中。

去年9月，長江存儲發布了64層3DNAND閃存。隨著生產線產能規模的擴大，長江存儲的產品也將陸續加入到市場競爭當中。有消息稱，長江存儲64層消費級固態硬盤將于今年第三季度上市。有分析認為，長江存儲今年的重點在于擴大產能，同時提升良率，并與OEM廠商合作進行64層3DNAND的導人。不過今年4月長江存儲也發布了兩款128層3DNAND閃存，量產時間約為今年年底至明年上半年。在先進工藝方面，長江存儲并不落于下風。

半導體專家莫大康指出，存儲芯片具有高度標準化的特性，且品種單一，較難實現產品的差異化。這導致各廠商需要集中在工藝技術和生產規模上比拼競爭力。因此，每當市場格局出現新舊轉換，廠商往往打出技術牌，以期通過新舊世代產品的改變，提高產品密度，降低制造成本，取得競爭優勢。

QLC展現成本優勢

在本輪NAND閃存競爭中，QLC（每個存儲單元可存儲4bit數據）3DNAND閃存也是各大存儲廠商關注并且展開競逐的重點。

QLC的優勢在于成本更低，但是它的性能特別是寫人性能和擦寫次數方面與TLC（每個存儲單元可存儲3bit數據）產品相比有一定差距，使得此前市場對QLC產品的接受程度不高。對此，長江存儲市場與銷售高級副總裁龔翊指出，在QLC推出之際，3DNAND的堆疊層數還沒有現在這么高，主流為64層或96層，因而成本優勢沒有表現出來。不過，隨著128層產品量產，并逐步進入市場，QLC的成本優勢將進一步得到體現。

此外，數據中心也將極大激發QLC的發展，成為QLC產品的巨大潛在市場。受疫情影響，在線應用大熱，如在線會議、在線視頻、在線教育等。這些應用在大數據中心存儲系統層面更多表現為對存儲器讀取能力的需求，一次性寫人之后更多是從數據庫進行數據的讀取，而非頻繁寫人。而在這些方面QLC存儲器是有其應用優勢的，加上成本優勢，將有效拉動市場對QLC的需要。今年4月，長江存儲發布兩款128層3DNAND，其中包括業內首款128層QLC3DNAND閃存，可提供1.33Tb的單顆存儲容量，展現了在QLC方面的市場競爭力。

“從全球的半導體市場結構來看，計算機領域的市場份額占全球市場的1/3左右，消耗了全球45%左右的存儲器?！辟惖项檰柗治鰩焻纹M浩表示。2020年，5G等先進技術將首次應用于數據中心，而機器學習及其他AI技術的應用也將創造新的學習和工作方式。這意味著，數據中心供應商將有更多的機會發展和增強其現有業務。

英特爾也一直對QLC非常關注。從研發出64層QLC之后，英特爾就將其大量應用到SSD中。目前，英特爾在大連工廠生產基于QLC的3DNANDSSD產品。有消息稱，英特爾計劃于2020年推出144層QLC產品。美光也于日前推出采用QLCNAND的經濟型SSD，這顯示美光今年也加大了在QLC產品方面的投人力度。