2021年DRAM與NAND增長(cháng)快，美光領(lǐng)跑研發(fā)與新技術(shù)

近日，美光在業(yè)界率先推出 1α DRAM 制程技術(shù)。值此機會(huì )，該公司舉辦了線(xiàn)上媒體溝通會(huì )，執行副總裁兼首席商務(wù)官Sumit Sadana 先生介紹了對DRAM、NAND的市場(chǎng)預測，以及美光的研發(fā)、資本支出、產(chǎn)品布局等。

執行副總裁兼首席商務(wù)官Sumit Sadana

1   2021年DRAM和NAND將增長(cháng)19%

展望2021年，全球GDP增長(cháng)約5%。而根據不同分析師的預測，半導體產(chǎn)業(yè)預計增長(cháng)可達12%，整個(gè)半導體產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值將達5020億美元。其中，內存與存儲預計增長(cháng)可達19%，增度遠超整體半導體產(chǎn)業(yè)。內存與存儲技術(shù)的產(chǎn)值將會(huì )達到1460億美元（注：這里的內存是指DRAM，存儲是指NAND，并沒(méi)有涉及SSD硬盤(pán)。）。在內存與存儲技術(shù)領(lǐng)域，DRAM比NAND增速更快。

展望下一個(gè)10年，半導體產(chǎn)業(yè)的增長(cháng)將會(huì )比全球GDP的增長(cháng)更快。而且在半導體產(chǎn)業(yè)中，內存與存儲技術(shù)相關(guān)的領(lǐng)域，即DRAM和NAND是增長(cháng)最快的，實(shí)際上，內存與存儲在過(guò)去20年中也都是半導體產(chǎn)業(yè)增長(cháng)最快的領(lǐng)域。

當前的產(chǎn)業(yè)趨勢帶給內存（DRAM）和存儲（NAND）很多新的機會(huì )。

首先云端的增長(cháng)非?？?。其次還有智慧邊緣，會(huì )有數十億的聯(lián)網(wǎng)設備。另外是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和智慧汽車(chē)等。再有，全球正在部署5G基礎建設，也有越來(lái)越多的設備連接到5G，這是一個(gè)能持續多年的增長(cháng)機會(huì )。

2   DRAM供不應求，NAND產(chǎn)能穩定

現在的經(jīng)濟受到不同因素的影響，其中也包括此次新冠疫情的影響。這些影響的結果是很多科技的發(fā)展加速了。例如以前認為需要2~4年才能發(fā)展起來(lái)的技術(shù)，現在1年內就發(fā)生了。另外，電子商務(wù)在全球都有長(cháng)足的進(jìn)展，現在有越來(lái)越多的人需要購置筆記本電腦、顯示屏等，來(lái)讓他們可以在家工作、上學(xué)。

疫情伊始，來(lái)自汽車(chē)和智能手機行業(yè)的需求是下降的。但是到后來(lái)，這方面的需求也大幅度復蘇?，F在看到汽車(chē)客戶(hù)、PC客戶(hù)、游戲機等對半導體有非常強勁的需求。

預計未來(lái)的需求會(huì )增長(cháng)得非?？?，可能會(huì )超過(guò)業(yè)界能夠供應的能力，因此影響了供需平衡。例如美光，在某些DRAM方面出現了緊缺的現象，一些運營(yíng)受到了影響。例如在2021年的第一季度，已經(jīng)看到某些DRAM產(chǎn)品的價(jià)格有所上漲。預計整個(gè)2021年，這種需求上升的趨勢會(huì )持續下去，所以供給緊俏的現象還會(huì )持續下去。

NAND的情況不太相同，目前市場(chǎng)上的供應還是充足的。不過(guò)NAND也會(huì )出現價(jià)格彈性，即市場(chǎng)會(huì )自行調節，可能NAND的產(chǎn)能也會(huì )有所調整。預計2021年整年下來(lái)，NAND的產(chǎn)能也會(huì )穩定下來(lái)。

3   美光資本支出的重點(diǎn)

美光近期公布了營(yíng)收報告，財報數字遠超出此前給投資人參考的數字。美光對2021年的預期是，DRAM的增長(cháng)會(huì )在15%以上，NAND的增長(cháng)預計在30%左右。

美光預計2021年度資本支出90億美元，包括DRAM和NAND等。此外，一部分資本支出也會(huì )在有更多的晶圓廠(chǎng)、潔凈室方面。還有一部分的資本支出會(huì )用來(lái)擴充美光內部做封測的設施；除了自有的封測產(chǎn)能之外，其他部分會(huì )依靠合作商。

值得說(shuō)明的是，美光十分重視研發(fā)方面的投入，即使產(chǎn)業(yè)比較低迷的時(shí)候，例如2019年、2020年，依然大力投資，而且還增加了在研發(fā)方面的投入。

4   美光領(lǐng)先的技術(shù)產(chǎn)品

正因為美光大幅提高了在研發(fā)方面的投資，所以如今才能取得業(yè)界領(lǐng)先的地位。不管NAND的技術(shù)或DRAM的技術(shù)，美光都有業(yè)界突破性的技術(shù)，也是最先將這些技術(shù)量產(chǎn)的公司。

例如1α的DRAM制程，176層的3D NAND。此外，美光的領(lǐng)先地位也展現在其他領(lǐng)域，例如GDDR6X顯卡內存，還有QLC(四層單元)產(chǎn)品。

在美光超過(guò)40年的歷史中，現在是史上首次，在DRAM和NAND技術(shù)上同時(shí)實(shí)現了領(lǐng)先，因為在先進(jìn)制程的量產(chǎn)部分都走在業(yè)界前面。

1）DRAM

美光是業(yè)界在業(yè)界率先使用1z nm制程并實(shí)現量產(chǎn)的公司（2019年8月），又于2021年1月27日宣布使用1α制程技術(shù)的DRAM也正式開(kāi)始量產(chǎn)，由美光在臺灣地區的DRAM工廠(chǎng)生產(chǎn)。

1α DRAM制程技術(shù)是目前全球最先進(jìn)的制程節點(diǎn)技術(shù)，其應用非常廣泛，可以使用在美光不同的產(chǎn)品組合中。相比于前一代的制程技術(shù)1z nm，內存密度可以提升40%以上。在低功耗應用領(lǐng)域也有非常好的表現，非常適合用在智能手機的DRAM中。

美光有一個(gè)發(fā)展藍圖，從1α到1β、1γ、1δ，都處在不同的研發(fā)階段。

在技術(shù)方面，美光會(huì )持續開(kāi)發(fā)低功耗產(chǎn)品。除此之外，美光也會(huì )使用高- k CMOS來(lái)提供產(chǎn)品。另外也將持續評估，也許在未來(lái)會(huì )使用到EUV（極紫外光）的機臺來(lái)生產(chǎn)產(chǎn)品。

不過(guò)目前，美光仍在采用多重曝光浸潤式光刻技術(shù)，且認為該技術(shù)非常成熟，不需要過(guò)早引進(jìn)EUV機臺。

2）NAND

美光于2020年底宣布推出了176層的3D NAND，這是業(yè)界量產(chǎn)中最先進(jìn)的NAND的制造技術(shù)。其裸片尺寸比同類(lèi)最佳競品小30%，同時(shí)功耗比競爭對手低，能效卻比競爭對手高。如此先進(jìn)的NAND制程技術(shù)可用于5G手機。

此外，NAND技術(shù)的價(jià)值一樣可以應用在SSD（固態(tài)硬盤(pán)）方面，不同的存儲設備都可以使用到：可以把它應用在筆記本電腦、客戶(hù)端設備或者平板電腦、服務(wù)器，或者其他云端使用的存儲設備等。當人們從云端去下載影片、視頻的時(shí)候，可以享受非?？斓捻憫俣?。而且這些一樣是低功耗、高能效的產(chǎn)品。

    美光最新的176層3D NAND技術(shù)，結合了第二代的替換柵極、電荷捕獲以及CMOS 陣列下 (CMOS-under-array, CuA) 架構。而美光的某些競爭對手，連第一代的CuA架構還沒(méi)有做出來(lái)。

此外，美光的NAND也可以使用在QLC 的技術(shù)方面，即每個(gè)單元存儲4個(gè)bit數據。2020年第四季度有近半數的SSD客戶(hù)使用了這種最新的QLC技術(shù)。

3）產(chǎn)品組合

美光的產(chǎn)品組合非常豐富、廣泛。最新產(chǎn)品如下。

●   在運算架構中級別最高的內存是高帶寬的內存，主要用于A(yíng)I和機器學(xué)習，這種高帶寬的內存簡(jiǎn)稱(chēng)HBM2E，美光已經(jīng)量產(chǎn)。另一類(lèi)型的內存是顯卡內存，主要與GPU聯(lián)用，例如和英偉達或AMD的產(chǎn)品聯(lián)用，2020年9月推出GDDR6X，系統帶寬實(shí)現 1 TB/秒。助力英偉達實(shí)現突破性的游戲速度（如下圖）。

●   美光核心的Flash產(chǎn)品，以及DDR4、DDR5（注：迄今為止最先進(jìn)的 DRAM技術(shù)）的產(chǎn)品適合用在計算領(lǐng)域，另外還有低功耗的系列適合移動(dòng)設備。Flash可以分成幾類(lèi)，諸如TLC（每個(gè)單元存儲3 bit數據），QLC。另外有針對移動(dòng)設備/智能手機的產(chǎn)品。此外，SSD可以服務(wù)于不同的計算領(lǐng)域，無(wú)論是消費類(lèi)產(chǎn)品、客戶(hù)端產(chǎn)品，還是數據中心。

此外，美光還有安全技術(shù)——Authenta技術(shù)。美光也在這方面與生態(tài)系統里的伙伴一起合作。

另外，美光最近展示了世界上最快的SSD存儲設備，使用的是3D XPoint的技術(shù)，可以衍生出很多新應用，使今后內存與存儲兩者之間的界限越來(lái)越模糊。

美光認為未來(lái)的需求會(huì )增長(cháng)的非?？?，可能會(huì )超過(guò)業(yè)界能夠供應的能力。美光認為在2021年接下來(lái)幾個(gè)月，可能不只會(huì )有短缺的問(wèn)題，而且隨著(zhù)疫苗接種越來(lái)越廣泛，當經(jīng)濟復蘇、增長(cháng)較快的時(shí)候，可能需求增長(cháng)的速度會(huì )超過(guò)供應能夠跟上的速度。

5   關(guān)注中國市場(chǎng)

中國本土企業(yè)也在大力發(fā)展國產(chǎn)存儲芯片，搶灘NAND市場(chǎng)。對于業(yè)界的發(fā)展，美光當然是密切關(guān)注。

美光認為，做好存儲器，不只是設計技術(shù)的發(fā)展，也需要去關(guān)注制程技術(shù)，以及是不是能夠大規模量產(chǎn)，量產(chǎn)的可靠性如何，是不是能夠符合客戶(hù)所期待和所要求的品質(zhì)等。因為畢竟這些是量很大的產(chǎn)品，你需要有極大的規模，同時(shí)要能夠提供客戶(hù)所需要的品質(zhì)。

美光正持續地與中國大陸的客戶(hù)密切合作，在不同領(lǐng)域有非常多的客戶(hù)，包括智能手機和服務(wù)器、PC、消費類(lèi)的設備，還有工業(yè)以及汽車(chē)業(yè)的客戶(hù)等。例如2021年1月，美光攜手聯(lián)想、聯(lián)寶科技(聯(lián)想旗下最大的制造和研發(fā)機構)成立聯(lián)合實(shí)驗室。其特別之處在于：美光第一次同時(shí)與OEM（原廠(chǎng)）、ODM（委托設計）廠(chǎng)商合作。該合作伙伴關(guān)系會(huì )涵蓋到美光不同的產(chǎn)品組合，例如核心運算用的DRAM、低功耗DRAM、顯示內存DRAM，以及第四代的NVMe的SSD產(chǎn)品。

圖 美光DDR5