近日，三星電子宣布了在韓國(guó)平澤廠區的擴産計劃，除擴建采用極紫外光(EUV)的晶圓代工生産線及DRAM産能(néng)之外，還(hái)將(jiāng)擴大3D NAND閃存方面(miàn)的産能(néng)規模。業界預估三星電子僅用于3D NAND閃存方面(miàn)的投資額就達8萬億韓元(約合470億元人民币)。新冠肺炎疫情導緻NAND市場的不确定性大增。然而，三星電子過(guò)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争力，此次再度大舉投資擴産，或將(jiāng)帶動其他NAND閃存廠商的跟進(jìn)，再掀NAND閃存的擴産浪潮。
三星、铠俠率先擴産
據了解，三星電子將(jiāng)在平澤廠區的二期建設中投建新的3D NAND生産線，量産100層以上三星電子最先進(jìn)的第六代V-NAND閃存，無塵室的施工5月份已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)行。新生産線預計將(jiāng)于2021年下半年進(jìn)入量産階段，新增産能(néng)約爲2萬片/月的晶圓。
受新冠肺炎疫情的影響，當前NAND閃存市場上的不确定性仍然存在。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緻持平，其中服務器供應鏈的恢複狀況優于筆記本電腦及智能(néng)手機，因此疫情對(duì)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産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(duì)NAND閃存的需求。
然而，在此情況下，三星電子依然選擇了擴産。去年年底，三星電子便啓動了中國(guó)西安廠二期的建設，投資80億美元。西安廠二期主要生産100層以下的第五代V-NAND，平澤二廠則會生産100層以上的第六代V-NAND。三星NAND Flash生産線主要分布在韓國(guó)華城廠區、平澤廠區以及中國(guó)西安廠區。
除三星電子之外，近日有消息稱，铠俠(原東芝)也將(jiāng)按照原計劃增産投資，在日本四日市工廠廠區内興建3D NAND閃存新廠房“第7廠房”，總投資額預估最高達3000億日元(約合200億元人民币)，預定2022年夏天完工。铠俠合作夥伴西部數據預估會分擔投資。
研究機構人士指出，數據中心、服務器受疫情影響較小，甚至疫情還(hái)推動網上直播、線上電子商務、線上教育、遠程辦公等對(duì)數據中心、服務器的需求，讓存儲芯片的需求有所增加。
這(zhè)或許是存儲廠商加碼投資3D NAND閃存的原因之一。
128層3D NAND成(chéng)比拼重點
本次投資擴産及相關市場競争當中，各大閃存廠商無疑將(jiāng)先進(jìn)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閃存産品爲92層工藝，預計今年會逐步將(jiāng)128層産品導入到各類應用當中，以維持成(chéng)本競争力。
美光也在積極推進(jìn)128層3D NAND的量産與應用，特别是固态硬(SSD)領域，成(chéng)爲美光當前積極布局擴展的重點，與PC OEM廠商進(jìn)行Client SSD産品的導入。美光科技執行副總裁兼首席商務官Sumit Sadana表示，128層3D NAND如果被廣泛使用，將(jiāng)大大降低産品成(chéng)本。美光于2019年10月流片出樣128層3D NAND。
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(jiāng)向(xiàng)NAND閃存方面(miàn)投入更多的力量。根據集邦咨詢的介紹，SK海力士將(jiāng)繼續增加96層産品的占比，同時着重進(jìn)行制造工藝上的提升。SK海力士2019年6月發(fā)布128層TLC 3D NAND，預計今年將(jiāng)進(jìn)入投産階段。
铠俠今年1月發(fā)布112層3D NAND，量産時間預計在下半年。铠俠今年的主力産品預計仍爲96層，將(jiāng)滿足SSD方面(miàn)的市場需求。随着112層産能(néng)的擴大，未來铠俠會逐步將(jiāng)之導入到終端産品中。
去年9月，長(cháng)江存儲發(fā)布了64層3D NAND閃存。随着生産線産能(néng)規模的擴大，長(cháng)江存儲的産品也將(jiāng)陸續加入到市場競争當中。有消息稱，長(cháng)江存儲64層消費級固态硬盤將(jiāng)于今年第三季度上市。有分析認爲，長(cháng)江存儲今年的重點在于擴大産能(néng)，同時提升良率，并與OEM廠商合作進(jìn)行64層3D NAND的導入。不過(guò)今年4月長(cháng)江存儲也發(fā)布了兩(liǎng)款128層3D NAND閃存，量産時間約爲今年年底至明年上半年。在先進(jìn)工藝方面(miàn)，長(cháng)江存儲并不落于下風。
半導體專家莫大康指出，存儲芯片具有高度标準化的特性，且品種(zhǒng)單一，較難實現産品的差異化。這(zhè)導緻各廠商需要集中在工藝技術和生産規模上比拼競争力。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(guò)新舊世代産品的改變，提高産品密度，降低制造成(chéng)本，取得競争優勢。
QLC展現成(chéng)本優勢
在本輪NAND閃存競争中，QLC(每個存儲單元可存儲4bit數據)3D NAND閃存也是各大存儲廠商關注并且展開(kāi)競逐的重點。
QLC的優勢在于成(chéng)本更低，但是它的性能(néng)特别是寫入性能(néng)和擦寫次數方面(miàn)與TLC(每個存儲單元可存儲3bit數據)産品相比有一定差距，使得此前市場對(duì)QLC産品的接受程度不高。對(duì)此，長(cháng)江存儲市場與銷售高級副總裁龔翊指出，在QLC推出之際，3D NAND的堆疊層數還(hái)沒(méi)有現在這(zhè)麼(me)高，主流爲64層或96層，因而成(chéng)本優勢沒(méi)有表現出來。不過(guò)，随着128層産品量産，并逐步進(jìn)入市場，QLC的成(chéng)本優勢將(jiāng)進(jìn)一步得到體現。
此外，數據中心也將(jiāng)極大激發(fā)QLC的發(fā)展，成(chéng)爲QLC産品的巨大潛在市場。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(zhè)些應用在大數據中心存儲系統層面(miàn)更多表現爲對(duì)存儲器讀取能(néng)力的需求，一次性寫入之後(hòu)更多是從數據庫進(jìn)行數據的讀取，而非頻繁寫入。而在這(zhè)些方面(miàn)QLC存儲器是有其應用優勢的，加上成(chéng)本優勢，將(jiāng)有效拉動市場對(duì)QLC的需要。今年4月，長(cháng)江存儲發(fā)布兩(liǎng)款128層3D NAND，其中包括業内首款128層QLC 3D NAND閃存，可提供1.33Tb的單顆存儲容量，展現了在QLC方面(miàn)的市場競争力。
“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。”行業分析師表示。2020年，5G等先進(jìn)技術將(jiāng)首次應用于數據中心，而機器學(xué)習及其他AI技術的應用也將(jiāng)創造新的學(xué)習和工作方式。這(zhè)意味着，數據中心供應商將(jiāng)有更多的機會發(fā)展和增強其現有業務。
英特爾也一直對(duì)QLC非常關注。從研發(fā)出64層QLC之後(hòu)，英特爾就將(jiāng)其大量應用到SSD中。目前，英特爾在大連工廠生産基于QLC的3D NAND SSD産品。有消息稱，英特爾計劃于2020年推出144 層 QLC産品。美光也于日前推出采用QLC NAND的經(jīng)濟型SSD，這(zhè)顯示美光今年也加大了在QLC産品方面(miàn)的投入力度。