NAND閃存市場(chǎng)持續高漲，NAND閃存市場(chǎng)持續高漲，2020年將超DRAM

作者 / 迎九 《電子產(chǎn)品世界》編輯

摘要：9月6日，深圳市閃存市場(chǎng)資訊有限公司(ChinaFlashMarket)在深圳主辦了“中國存儲·全球格局”為主題的中國閃存市場(chǎng)峰會(huì )(China Flash Market Summit 2017)，本文根據部分會(huì )議內容整理了國內外NAND閃存及部分非易失存儲器市場(chǎng)信息。

閃存的重要性提升

　　國家集成電路設計深圳產(chǎn)業(yè)化基地主任周生明稱(chēng)，目前，存儲產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值已經(jīng)占據IC總體產(chǎn)值的近三分之一，其中NAND Flash(閃存)超過(guò)40%。NAND Flash的應用領(lǐng)域非常廣泛，涵蓋將會(huì )呈現暴發(fā)式增長(cháng)的智能終端、車(chē)載、5G應用、VR、大數據和云計算等方面。據中國閃存市場(chǎng) (ChinaFlashMarket)預測：2017年閃存總存儲密度將達1620億GB當量，閃存芯片市場(chǎng)規模將達400億美元。其中SSD(固態(tài)硬盤(pán))在消費類(lèi)市場(chǎng)和企業(yè)級服務(wù)器市場(chǎng)正在迅速壯大，將持續推動(dòng)閃存市場(chǎng)規模不斷擴大。

　　同時(shí)，閃存也正面臨技術(shù)轉折的關(guān)鍵期，從平面2D 到立體 3D的技術(shù)發(fā)展，實(shí)現了向存儲量更大、性能更強、功耗更低、可靠性更高的演進(jìn)，目前3D NAND已經(jīng)成為了延續摩爾定律的重要角色。存儲器已經(jīng)成為集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的風(fēng)向標，市場(chǎng)也期待新型非易失存儲器——3D Xpoint等新型存儲技術(shù)的涌現，實(shí)現技術(shù)和應用的迭代，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)不斷進(jìn)步。

閃存市場(chǎng)供不應求，價(jià)格高漲

　　據深圳市閃存市場(chǎng)資訊有限公司總經(jīng)理邰煒介紹，預計2017年全球半導體存儲芯片市場(chǎng)規模達到950億美元，2020年預計將達到甚至超過(guò)1200億美元，NAND Flash 2017年市場(chǎng)規模大約為400億美元，到2020年，將超過(guò)DRAM芯片達到650億美元。

　　目前全球范圍內主要的NAND Flash供應商有三星、東芝、西部數據、美光、SK海力士及英特爾(如圖1)，此外，在中國以長(cháng)江存儲為代表的存儲器制造廠(chǎng)商也在積極追趕，預計很快可以在市場(chǎng)見(jiàn)到相關(guān)產(chǎn)品，這意味著(zhù)從根本上將解決中國長(cháng)期以來(lái)在閃存芯片完全依賴(lài)海外的現狀。

　　從2016年二季度開(kāi)始，閃存市場(chǎng)經(jīng)歷了有史以來(lái)持續時(shí)間最長(cháng)且幅度最高的漲價(jià)、缺貨潮，其中消費類(lèi)閃存產(chǎn)品每GB銷(xiāo)售單價(jià)從2016年的0.12美元上漲到現在的0.3美元以上，主流的eMMC產(chǎn)品上漲幅度超過(guò)60%，SSD產(chǎn)品超過(guò)80%。2017年全球NAND Flash的總產(chǎn)量也達到了1620億GB當量，較2016年提升了40%。目前市場(chǎng)價(jià)格依然較高，部分市場(chǎng)的供應依然得不到滿(mǎn)足。

NAND Flash后續市場(chǎng)：3D NAND日臻成熟

　　首先看看NAND Flash廠(chǎng)商的技術(shù)情況，如圖2。在2D工藝上，三星主要量產(chǎn)的是14納米的MLC和TLC，東芝和西部數據則是15納米的MLC/TLC，美光和英特爾是16納米的MLC，并且應用在高端市場(chǎng)，SK海力士則是14納米的TLC，這些2D產(chǎn)品最高容量都是128Gbit。

　　3D方面，現階段三星正從48層轉到64層，并且已經(jīng)率先應用到自己的產(chǎn)品中，預計64層 3D NAND第四季度會(huì )出貨給市場(chǎng)其他客戶(hù)。東芝和西部數據同樣也是從BISC2的48層轉到BISC3的64層，目前基于BISC3的64層已經(jīng)開(kāi)始量產(chǎn)。美光和英特爾直接從32層提升到64層的B16A和B17A，目前B16A已經(jīng)量產(chǎn)，B17A則還要等一段時(shí)間。目前各原廠(chǎng)在64或者72層都包含256Gbit/512Gbit兩種規格，主要應用在嵌入式產(chǎn)品和SSD產(chǎn)品，用于應對未來(lái)持續增加的手機和SSD市場(chǎng)。

　　至于2D NAND因為有小容量的市場(chǎng)和尺寸等因素還會(huì )持續兩、三年的時(shí)間，并且未來(lái)主要應用在汽車(chē)、監控、工業(yè)等領(lǐng)域。

　　3D NAND部分領(lǐng)域還需要時(shí)間去做驗證。3D因為是新技術(shù)，工藝復雜，且工期更長(cháng)，加上各個(gè)原廠(chǎng)幾乎都同時(shí)投產(chǎn)，這也導致芯片的生產(chǎn)設備供應緊張，這也是影響目前3D NAND進(jìn)度的重要因素之一，此外新投產(chǎn)的3D產(chǎn)品也不能完全滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求，加上主要原廠(chǎng)優(yōu)先保障自己的服務(wù)器客戶(hù)，所以在部分市場(chǎng)，供應緊張的狀況還會(huì )持續到2017年年底。

　　2D和3D的區別類(lèi)似平房和樓房的區別，蓋得越高，住的人也就越多，雖然在2D轉3D的過(guò)程中導致市場(chǎng)出現嚴重缺貨，但隨著(zhù)各家在64層的投產(chǎn)，容量將提升2~4倍，下一個(gè)階段的96層，容量將可提升到1Tbit，這將是2D可量產(chǎn)最大容量的8倍。

　　3D最大的特點(diǎn)就是體積更小，容量更大，成本更低。在32層時(shí)受到良率等因素的影響，相比2D并沒(méi)有明顯的突破;48層也只是比32層提升了30%左右，仍不及2D工藝;但到了64層以后不但容量翻倍，產(chǎn)量也較2D提升了25%以上，這就意味著(zhù)在原材料成本不變的前提下，存儲產(chǎn)品的容量提升了2~4倍，甚至8倍，這也是各原廠(chǎng)積極推進(jìn)的最主要的原因。

　　目前主要原廠(chǎng)新增加的產(chǎn)能分布是：三星主要的3D工廠(chǎng)是中國西安工廠(chǎng)，Fab18工廠(chǎng)，另外西安工廠(chǎng)正在建設第二條產(chǎn)線(xiàn)。東芝和西部數據則主要是Fab2工廠(chǎng)，還有為96層準備的Fab6工廠(chǎng)。美光和英特爾主要是F10X和大連工廠(chǎng)。海力士主要是M14工廠(chǎng)。

原廠(chǎng)的晶圓主要用于嵌入式產(chǎn)品和SSD

　　在2017年嵌入式產(chǎn)品中，包括UFS、eMMC、eMCP、E2NAND加上SSD合計消耗了全球85%的產(chǎn)能，如圖3。

　　2017年全球智能手機市場(chǎng)的銷(xiāo)量達到15億臺。SSD方面隨著(zhù)服務(wù)器和企業(yè)級的快速增長(cháng)以及消費類(lèi)客戶(hù)的滲透，SSD已經(jīng)成為NAND Flash最大的應用產(chǎn)品。

　　目前UFS正逐漸在高端旗艦型手機中取代eMMC產(chǎn)品，主芯片平臺包括三星、高通、MTK、海思等都已支持UFS2.1，并向UFS3.0發(fā)展。隨著(zhù)UFS和eMMC產(chǎn)品差價(jià)逐漸縮小，UFS產(chǎn)品將很快在中端價(jià)位的手機開(kāi)始導入。

　　SSD市場(chǎng)方面，2017年全球SSD的出貨量將超過(guò)1.5億臺，總存儲密度將達到700億GB當量，相比HDD(硬盤(pán))市場(chǎng)，西部數據的公開(kāi)財報顯示，HDD已基本連續十幾個(gè)季度下滑，但是密度同樣也在增長(cháng)，這也標志著(zhù)數據存儲的需求越來(lái)越大，也給SSD持續增長(cháng)的空間

　　在SSD消費類(lèi)PC市場(chǎng)，目前主要的產(chǎn)品容量需求在120GB和240GB，但受到缺貨、漲價(jià)的影響，120GB的價(jià)格以從2016年的23美元漲到現在的43美元，240GB則從43美元漲到70美元以上(如圖4)。120GB產(chǎn)品在最高峰已經(jīng)超過(guò)2016年240GB產(chǎn)品的價(jià)格，這對市場(chǎng)的容量需求提升以及滲透率都造成比較大的影響。在這個(gè)前提下，SSD在2017年消費類(lèi)的滲透率依然達到了40%。

　　PC目前向輕薄、移動(dòng)、便攜等轉變，因此SSD的規格形態(tài)也從2.5英寸到mSATA、到M.2、再到BGA SSD。前段時(shí)間國內的江波龍公司發(fā)布了全球最小的BGA SSD，這顛覆了我們對傳統硬盤(pán)的認識。在接口方面，現在是以SATA3為主，到2019年P(guān)CIe將代替SATA3成為SSD主要的接口形態(tài)。

　　除了消費類(lèi)市場(chǎng)，在企業(yè)級、數據中心市場(chǎng)需求也快速增加(如圖5)。2017年企業(yè)級的SSD出貨量將超過(guò)1800萬(wàn)，平均容量超過(guò)1TB，目前在企業(yè)級數據中心等市場(chǎng)主要的供應商是英特爾和三星，英特爾還推出了非易失存儲器3D Xpoint產(chǎn)品以滿(mǎn)足企業(yè)級數據中心的市場(chǎng)需求。

　　閃存卡部分，已經(jīng)從手機市場(chǎng)轉到行業(yè)市場(chǎng)，比如車(chē)載、無(wú)人機、監控等，U盤(pán)則包括手機U盤(pán)、Type-C U盤(pán)等(如圖6)。

　　隨著(zhù)產(chǎn)品的日益更新，除了傳統的手機、電腦、家電等，未來(lái)汽車(chē)市場(chǎng)也將成為市場(chǎng)主要的應用，而據中國汽車(chē)協(xié)會(huì )統計，中國汽車(chē)市場(chǎng)的銷(xiāo)量已經(jīng)連續9年排名全球產(chǎn)銷(xiāo)量第一，此外，中國還擁有全球最大的汽車(chē)后裝市場(chǎng)，這些應用也對存儲產(chǎn)品提出了更高的要求。

　　數據存儲需求與日俱增，預計到2020年智能健康/醫療、智能城市/交通、個(gè)人/家庭數據、大數據應用/服務(wù)、生物/科學(xué)研究等領(lǐng)域整個(gè)數據存儲量將達到45ZB。